Как найти систему противоречий

7. Противоречия — разбор примеров и задач

Ревенков А. В.

Рассмотрим, как формулировка противоречий помогает в поиске решения задачи.

Следует отметить, что противоречия в задачах появляются в следующих случаях:

— когда не видно, как реализовать возникшую потребность (административные);

— когда стремление улучшить одни свойства объекта приводит к недопустимому ухудшению других свойств (технические);

— физические противоречия обнаруживаются в результате анализа технических противоречий, а также после формулирования ИКР и попытке приблизиться к нему.

В физическом противоречии формулируются требования, приводящие к несовместимым свойствам, которыми должен обладать объект. Раскрывая глубинную суть конфликта, формулировка ФП обладает эвристической ценностью. После формулировки физического противоречия необходимо провести его анализ и наметить прием его разрешения, и только после этого непосредственно осуществлять поиск самого решения.

Стремление же сразу искать ответ на поставленную задачу без такого анализа практически приводит к применению метода проб и ошибок. Поэтому наша задача отработать приемы поиска решения, сформировать навык применения приемов, которые рекомендуются в ТРИЗ.

Задача 7.1. Одно из чудес света — Александрийский маяк на египетском берегу Средиземного моря. Время разрушило маяк, но многие археологи утверждают, что он был высотой более 300 м.

Несколько веков простоял маяк с надписью на вершине: «Для богов и во имя спасения моряков построил Состратос из Книда, сын Дексифона». Так звали строителя, и люди запомнили его имя на века. Но история помнит и другое. Когда строительство маяка заканчивалось, Состратоса вызвал правитель и повелел: «Ты высечешь на маяке мое имя!».

Строителю было запрещено высекать свое имя, и он знал, что если он не выполнит приказа, то его казнят, а если выполнит, то потомки никогда не узнают имени настоящего автора маяка.

Строитель остался жив, но весь мир узнал его имя.

Как это могло произойти?

АП: Очень хочется увековечить свое имя, а правитель запретил это делать, — он хочет увековечить свое имя.

ТП-1: Если я выбью на стене свое имя, то увековечу его, что хорошо, но лишусь жизни, что недопустимо.

ТП-2: Если я выбью на стене имя правителя, то не увековечу своего имени, что плохо, но при этом останусь жить, что хорошо.

Таким образом, приходим к двум противоречащим высказываниям, которые и составляют физическое противоречие.

ФП: На стене должно быть мое имя, чтобы его увидели потомки, на стене не должно быть моего имени, а должно быть имя правителя, чтобы меня не казнили.

Эту задачу можно сформулировать следующим образом. Пока жив правитель, надпись должна быть одна, а после его смерти — другая.

Тогда ФП можно переформулировать: Надпись должна быть одна, чтобы ее увидел правитель, и надпись должна быть другая, чтобы ее увидели потомки. Как это сделать?

Из последней формулировки ФП видно, что для правителя надпись должна быть одна, чтобы он ее увидел, а для потомков должна быть другая, чтобы увековечить свое имя. То есть противоречащие требования, которые предъявляются к объекту, относятся к разным моментам времени.

Противоречие разрешается во времени введением в систему еще одного компонента — вещества, которое сначала должно быть, а потом исчезнуть.

Решение

Строитель вытесал на каменной стене свое имя, но закрыл его слоем известкового раствора, на котором написал имя правителя. Через несколько лет известняк выветрился и проступило имя «Состратос, сын Дексифона».

Задача 7.2. В экспериментальной лаборатории для испытания длительного действия кислот на поверхность образцов сплавов имеется установка, которая представляет собой герметичную камеру.

На дно камеры устанавливаются образцы в виде кубиков. Камеру заполняют агрессивной жидкостью и создают необходимую температуру и давление.

Проблема заключается в том, что агрессивная жидкость действует не только на образцы, но и на стенки камеры, вызывая их коррозию. Камеру приходиться изготовлять из благородных металлов, что чрезвычайно дорого.

Таким образом, имеем АП: нужно снизить затраты на испытания, а как это сделать — неизвестно.

В задаче описана система, состоящая из трех компонентов, которые участвуют в конфликте: камера, образцы и агрессивная жидкость.

Соответственно имеются три пары взаимодействий (рис. 7.1):

камера — жидкость;

камера — кубик;

жидкость — кубик.

Жидкость агрессивная и должным образом взаимодействует с образцом (кубиком) — цели испытаний достигаются. Но жидкость разрушает стенки камеры — плохое взаимодействие.

Рис. 7.1

Жидкость должна быть агрессивной, но стенки камеры не должны разрушаться. Поэтому первая и третья пара взаимодействий находятся в конфликте между собой.

Г. С. Альтшуллер разбирал эту задачу на семинарах и писал, что «… за 1973–1982 гг. накопилась обширная статистика…

Слушатели, незнакомые с ТРИЗ, в 75 % случаев выбирают в качестве конфликтующей пары „камера — жидкость“, то есть ситуация переводится в задачу по борьбе с коррозией. Это крайне невыгодная стратегия: локальная задача по улучшению способа испытаний образцов заменяется несоизмеримо более общей и трудной задачей по защите металла от коррозии. В результате — 80 % заведомо неверных решений и почти 20 % весьма сомнительных и ненадежных (например, различные защитные покрытия камеры). Слушатели, знающие основы ТРИЗ, в 83 % случаев выбирают пару „кубик — жидкость“, что почти всегда приводит к правильному ответу».

Очевидно, это связано с тем, что в постановке задачи незримо присутствует вектор психологической инерции (ВПИ), который и нацеливает на решение именно этой проблемы.

Разработка модели задачи в виде сформулированных ТП позволяет избавиться от вектора психологической инерции (ВПИ).

Главная полезная функция (ГПФ) камеры — это создание необходимых условий для испытаний: размещение образцов, агрессивной жидкости, создание давления и температуры.

Камера должна быть, чтобы изолировать агрессивную среду и создать необходимые условия для проведения испытаний (температуру и давление). Но жидкость вредно действует на стенки камеры.

Поэтому в формулировке ТП нужно отразить конфликт совместного взаимодействия:

Но жидкость и образцы должны находиться в камере, значит, агрессивная жидкость будет взаимодействовать со стенками камеры.

ТП-1: Если жидкость будет находиться в камере, то будут соблюдены условия испытаний, но при этом стенки камеры будут разрушаться.

ТП-2: Если жидкость будет взаимодействовать с образцом вне камеры, то не будет и разрушительного действия жидкости на стенки камеры, но при этом не будут соблюдены условия испытаний.

Здесь следует отметить, что понятие «изменяемый параметр», участвующий в описании ТП — это не только количественные изменения в системе (например, увеличить, уменьшить), но и качественные изменения, наличие или отсутствие каких-то условий.

Понятие «функциональное свойство» (см. рис. 7.1) в данной задаче следующее:

Ф1 — условия проведения испытаний;

Ф2 — сохранение (неразрушение) стенок камеры.

В этой задаче целесообразно обратиться к формулированию ИКР — того идеального образа, к которому нужно стремиться.

ИКР: Жидкость сама нужным образом воздействует на образец и не оказывает вредного воздействия на камеру.

Достижению ИКР мешают реальные условия.

ФП: Жидкость должна быть агрессивной для образцов, чтобы достичь целей испытаний и не должна быть агрессивной для стенок камеры, чтобы они не разрушались.

После такой формулировки, естественно, возникает задача: «Как сделать так, чтобы жидкость, находясь в камере, не воздействовала на ее стенки агрессивно?»

Коррозия стенок камеры — это нежелательный эффект (НЭ). Следует обратить внимание, что после формулирования ФП задача получает другую направленность — не бороться с НЭ, а не допустить его появления.

Из противоречащих высказываний видно, что диктуемые требования относятся к объектам, которые расположены в разных точках пространства — агрессивная для образцов и не агрессивная для стенок камеры.

Таким образом, приходим к мысли, что противоречие можно разрешить в пространстве.

Ресурсы для изменения системных свойств объекта:

— изменение изделия или инструмента;

— введение веществ, полей;

— изменение формы компонентов системы.

Основное требование для проведения испытаний — жидкость должна контактировать с образцами.

Возможные решения

Каждый образец с жидкостью изолируется от камеры, например, устанавливается в сосуд или мешок, сделанный из пленки. Эти дополнительно введенные компоненты должны быть сделаны из материалов, которые выдерживают действие жидкости и температуры, при которых проводятся испытания.

При этом можно добиться дополнительного эффекта, чтобы стенки камеры не взаимодействовали с парaми агрессивной жидкости.

Жидкость удерживается самим образцом. Для этого его надо сделать с полостью.

Следует отметить, что препятствием для получения последнего решения является заданный в условии задачи ВПИ, который создается тем, что испытуемый образец называется кубиком.

Задача 7.3. При наклеивании новых обоев из стен удаляют шурупы, на которых крепились ковры, книжные полки и т. д. Возможно, что придется вернуть некоторые предметы на старое место. Как найти отверстия в стене?

ТП: Чтобы найти отверстие, нужно на обоях сделать какую-то метку, например, вставить в отверстие спичку, которая при наклейке обоев проткнет их и будет выступать. Это неважно, если точно известно, что это отверстие будет использовано. А если неизвестно, какие отверстия понадобятся, а какие нет, то это портит внешний вид стены.

Таким образом, необходимо предложить простой способ отыскания отверстий в стене после наклейки обоев, но такой, чтобы внешний вид стены не был испорчен.

ФП: Метка на стене должна быть, чтобы знать, куда вставить шуруп, и метки быть не должно, так как она портит внешний вид стены.

Из этой формулировки, естественно, формулируется задача, что метка должна быть такой, чтобы ее не было видно.

Из формулировки ФП видно, что противоречащие требования к метке относятся к различным моментам времени. Метка должна появляться только тогда, когда в ней возникает потребность, а когда такой потребности нет, то нет и метки.

Система: стена, обои, отверстия в стене (пустые или с установленными в них вставками — пластмассовыми или деревянными).

Следует вспомнить, что разрешение противоречия во времени предусматривает введение в имеющуюся систему веществ, полей или того и другого, а также использование приема динамизации компонентов и связей между ними. Все эти мероприятия приводят к изменению системных свойств. Какие из перечисленных ресурсов можно использовать для решения задачи?

Для поиска ресурсов сначала нужно понять, какими свойствами обладают компоненты системы, которые проявляются в связях между ними или с компонентами надсистемы. Если эти свойства не удается использовать, то подумать, как их усилить или изменить.

Если отверстие большое и примерно известно его расположение, то можно, ощупывая пальцами стенку, найти место, где обои прогибаются. Можно найти место отверстия, постукивая легким предметом по стенке. Там, где пустота, — будет другой звук. Но это все сложно.

Поэтому нужно подумать, какие вещества и поля можно ввести в имеющуюся систему.

Возможные решения

В отверстие установить маленький магнит или намагнитить шуруп и завернуть его до конца, вровень со стенкой. Для поиска этого магнита использовать железные опилки. Как? Например, перемещать полиэтиленовый пакетик с опилками и смотреть, как они будут себя вести.

Можно в отверстие поместить железосодержащую деталь (гайку, гвоздь) и использовать намагниченные опилки.

Рис. 7.2

А если известно, что этот поиск нужно будет сделать в ближайшие дни, то заложить в отверстие ватку, смоченную валерианкой и использовать кошку?

Задача 7.4. На одной из метеостанций требовалось зимой, в лютые морозы четыре раза в сутки опускать в прорубь приборы для замеров параметров воды и взятия пробы. Работа осложнялась тем, что прорубь через 2? 4 ч полностью замерзала и ее приходилось ломом пробивать заново. Никаких сложных механизмов на метеостанции нет. Как освободить работника метеостанции от ручной работы по пробиванию проруби?

Следует обратить внимание на то, что в условии задачи присутствует ВПИ. В задаче дается ориентировка на создание устройства по пробиванию проруби.

Поэтому целесообразно дать эту задачу для самостоятельного решения. Посмотреть, в каком направлении будут сделаны попытки ее решения. Затем провести анализ сделанных попыток, выяснить причины неудач. Чаще всего это связано с тем, что задачу пытаются решать методом проб и ошибок, не применяя предлагаемый подход, через формулировку противоречия и определения приемов его разрешения.

Часто учащиеся начинают решать задачу, не вникнув полностью в условия, не поняв до конца физические процессы, происходящие в описываемом явлении. А это весьма важно для поиска ресурсов при решении задачи. Поэтому целесообразно выяснить, насколько глубоко учащиеся вникли в существо происходящих явлений, и эту часть задачи разобрать более подробно.

Охлаждение воды происходит за счет конвективного теплообмена с холодным воздухом и за счет испарения.

Усиливают охлаждение воды низкая температура воздуха и ветер.

Препятствует охлаждению воды конвективный теплообмен в толще воды. Известно, что вода максимальную плотность имеет при температуре около 4 °C. Поэтому вода, охладившись до этой температуры, как имеющая бoльшую плотность, опускается вниз. Снизу поднимается более теплая вода.

Система: вода, лед, лом. Надсистема (НС) — холодный воздух, глубинные слои воды.

В этой задаче под функциональными свойствами, которые приводят к возникновению ТП, понимаются потребности (см. рис. 7.1). С одной стороны, прорубь нужна для выполнения некоторых работ. С другой стороны, очень не хочется систематически заниматься работой по пробиванию проруби.

Таким образом, ТП: Прорубь пробивать нужно для взятия проб воды. И этого делать не нужно, потому что это тяжелая работа.

Следует отметить, что после такой формулировки задача начинает получать несколько иную направленность, чем была в исходной постановке. И это особенно становится заметным после формулировки ИКР.

ИКР: ТС обладает таким свойством, что сама не дает воде замерзать.

Достижению ИКР препятствуют природные процессы. Это и обуславливает физическое противоречие.

ФП: вода в проруби должна замерзать, так как взаимодействует с холодным воздухом, но она не должна замерзать, чтобы не пробивать ломом каждый раз прорубь (не ломать лед).

Следует подчеркнуть, что формулировка ИКР и ФП определяет направление поиска решения — не разрабатывать устройство для прорубания, а не допускать замерзания воды.

Изменение системных свойств рассматриваемого объекта можно сделать введением дополнительных компонентов (веществ или полей).

Какие вещества и поля можно ввести в систему, чтобы вода не замерзала?

Какими свойствами должны обладать эти вещества?

Какие ресурсы можно почерпнуть из НС?

Возможные решения

В лед вмораживают металлическую трубу (рис. 7.2.) Нижние слои воды более теплые. Металл хорошо проводит тепло.

Рис. 7.3

На поверхность воды, в трубу наливают жидкость с низкой температурой замерзания, которая не смешивается с ней и легче воды (например, бензин, керосин, масло).

Труба дает еще один эффект — при наличии течения не вымывает эту жидкость.

Для уменьшения конвективного теплообмена с воздухом прорубь можно накрыть крышкой из теплоизоляционного материала (например, из пенопласта) или палаткой.

Задача 7.5. Из замкнутого резервуара с непрозрачными стенками в химический реактор поступает агрессивная и ядовитая жидкость. Требуется измерять скорость истечения этой жидкости, однако никаких измерительных устройств на пути этой жидкости ставить нельзя (рис. 7.3).

Состав системы: резервуар, расходный трубопровод, агрессивная и ядовитая жидкость.

Задача на измерение, обнаружение.

ТП: Измеряющее устройство должно быть для осуществления контроля расхода жидкости, но его нельзя установить внутри расходного трубопровода.

Переход от ТП к ФП в этой задаче встречает определенные трудности. Это связано с тем, что в условии задачи не объясняются причины

Рис. 7.4

запрета устанавливать его в потоке жидкости. Вероятно, что детали измерительного устройства не могут вступать в контакт с жидкостью.

Следовательно, нужно поискать обходные пути.

Здесь можно наметить два пути решения проблемы.

Измерительное устройство (ИУ) поставить снаружи расходной трубы.

Вместо прямого измерения попытаться применить косвенное измерение. То есть измерять не расход жидкости, а какой-то другой параметр, по которому можно было бы определять расход.

Можно ли ИУ поставить не на расходную трубу, а в другое место?

Рассмотрим первый путь.

Если измерительное устройство поставить снаружи расходной трубы, то пока непонятно, как измерять расход, на каком физическом принципе действия может работать такое устройство.

В трубопроводе имеется жидкость. Надо измерять некоторые свойства этой жидкости, в частности, ее скорость. Измерительное устройство и жидкость разделены стенкой трубы.

Если измерять свойство вещества нельзя прямым контактом, значит, нужно использовать поля, которые могут проникать сквозь стенку трубы. Такими полями могут быть звуковые и ультразвуковые, электромагнитные волны.

Из физики известен эффект Доплера — изменение частоты колебаний, воспринимаемой наблюдателем при движении источника колебаний. Применяется для измерения скорости потока гетерогенных (неоднородных по составу) тел.

ФП: Для применения эффекта Доплера в трубе должна быть гетерогенная среда, но из резервуара течет однородная жидкость.

Как сделать поток гетерогенным? Очевидно, нужно ввести в систему еще одно вещество.

Возможные решения

Ультразвуковыми колебаниями создать явление кавитации или вдувать в расходную трубу газ, например, воздух, чтобы по трубе перемещались пузырьки. Использовать эффект Доплера.

Устройство сложное.

Рассмотрим второй путь — косвенное измерение.

Для решения задачи нужно понять, как изменяются связи между компонентами системы, когда происходит истечение жидкости (рис. 7.4).

Рис. 7.5

Из задачи понятно, что при истечении жидкости взаимодействия между резервуаром и расходным трубопроводом 1, а также между жидкостью и расходным трубопроводом 2 не изменяются. А взаимодействия между жидкостью и резервуаром 3 изменяются — уменьшается уровень жидкости. Каким образом можно использовать это обстоятельство?

Очевидно, измеряя скорость изменения уровня жидкости, можно получить скорость жидкости в расходной трубе. Для этого достаточно знать, как меняется площадь поперечного сечения резервуара по высоте.

Если вводить вещества в контакт с агрессивной жидкостью нельзя, значит, нужно использовать поля, например, ультразвуковое для измерения положения границы раздела между жидкостью и воздушной прослойкой в резервуаре. Можно использовать оптические методы.

Кроме того, нужно посмотреть, какие еще свойства изменяются при уменьшении уровня жидкости.

Изменяются вес резервуара, объем воздуха над жидкостью. Значит, можно производить измерение этих параметров.

Возможное решение

Вместо скорости истечения агрессивной жидкости измерять скорость поступления воздуха в резервуар. Для повышения точности измерения, возможно, придется контролировать еще давление воздуха внутри резервуара, атмосферное давление, а также температуру воздуха.

Задача 7.6. При приземлении самолета можно наблюдать, что в момент касания колес с бетонным покрытием аэродрома появляется легкий дымок. Это результат динамического взаимодействия резины колес с аэродромным покрытием, который приводит к интенсивному износу покрышек. Как устранить это явление?

В этой задаче формулировка противоречий не столько помогает выйти на тот или иной прием его разрешения, сколько помогает глубже вникнуть в суть явления и осуществить целенаправленный поиск решения.

Состав системы: шасси, колесо самолета. Надсистема — воздух, бетонное покрытие.

Конфликтующая пара: колесо самолета и бетонное покрытие.

Анализ явления. Посадочная скорость самолета большая. В момент касания бетонного покрытия колесо неподвижно. Из-за большого момента инерции оно не может мгновенно раскрутиться и какое-то время скользит. В этот момент происходит значительное истирание покрышки.

Износа покрышки не будет, если нижняя точка колеса будет иметь такую же скорость, что и самолет.

Следовательно, нужно устройство для раскручивания колеса, но такое, которое бы не усложняло систему, чтобы его масса, габариты и энергоемкость стремились к нулю.

Например, ставить на каждое колесо двигатель для его раскручивания недопустимо — это значительно усложняет конструкцию, увеличивает вес конструкции.

ТП: Если на шасси установить специальное устройство для раскручивания колеса, то это усложнит систему, но устранит нежелательное явление — износ покрышки.

ФП: Устройство для раскручивания колеса должно быть. И его быть не должно, чтобы не усложнять систему и не увеличивать ее массу.

ОЗ — колесо, покрытие взлетно-посадочной полосы (ВПП), ОВ — момент касания ВПП и время, когда самолет идет на посадку.

Следуя принципу идеальности, нужно при минимальных усложнениях в системе обеспечить требуемое свойство.

Значит, нужно попытаться использовать имеющиеся ресурсы в рассматриваемой ТС или НС.

Во-первых, найти энергию, и, во-вторых, найти способ ее использования для преобразования в механическое движение — вращение колеса.

Здесь целесообразно сформулировать ИКР.

ИКР: Колесо само раскручивается до встречи с бетонным покрытием.

Самолет идет на посадку с большой скоростью, торможение происходит за счет аэродинамических сил. Таким образом, имеется бесплатная энергия — скоростной напор воздушной среды (рис. 7.5, а). Как его можно использовать для раскручивания колеса?

Если свободно подвешенное на оси колесо находится в воздушном потоке, то из-за симметричности обтекания оно вращаться не будет.

Рис. 7.6

Получаем ФП: Колесо должно вращаться, чтобы в момент касания оно не скользило по бетону, и оно не будет вращаться, так как нет условий для возникновения крутящего момента.

Значит, нужно создать крутящий момент. Из приведенной схемы видно, что при симметричном обтекании момента не возникает. Следовательно, нужно сделать так, чтобы сумма аэродинамических сил, действующая на нижнюю часть колеса, была больше, чем на верхнюю часть.

Выберем изменяемый элемент. Очевидно, что он должен быть на самолете. Это может быть либо элемент рассматриваемой системы, то есть колесо, либо ближайшей надсистемы, в которую входит колесо, то есть шасси.

Возможные решения

Ввести еще один компонент в систему.

На стойку шасси закрепить крыло, которое сделает несимметричным обтекание колеса воздушным потоком (см. рис. 7.5, б).

Изменить форму имеющегося компонента.

Для согласования скоростей вращения колес и скорости полета самолета французский изобретатель Х. Оливье предложил раскручивать колеса в полете. Для этого на боковой поверхности колес установить лопатки, которые позволяют раскрутить колеса под действием набегающего воздушного потока (рис. 7.5, в).

Можно привлечь аналогию — вертушка анемометра, прибора для измерения скорости ветра.

Задача 7.7. На кораблях, особенно военных, каждый квадратный метр площади на счету. Особенно важно, чтобы любые сооружения занимали как можно меньше места. Но весьма трудно сократить вылет трапа, потому что он зависит от высоты и глубины ступенек. Сделать каждую ступеньку выше (тогда их потребуется меньше) нельзя — затрудняется хождение. А сделать каждую ступеньку уже тоже нельзя, так как на ней должна уместиться ступня.

Как сократить вылет трапа L (рис. 7.6, а)?

Рис. 7.7

Рассматриваемая система — трап состоит из однородных компонентов — ступенек, которые характеризуются двумя важными для поставленной проблемы параметрами: высотой h и шириной b ступеньки.

ТП: Если ступеньки стандартной ширины b и высоты h, то удобно ходить, но при этом трап занимает много места, имеет большой вылет L.

Из этого ТП можно сформулировать два физических противоречия.

ФП-1: Ступенька должна быть высокой, чтобы сократить вылет трапа, и она не должна быть высокой, чтобы удобно было ходить.

ФП-2: Ширина ступеньки должна быть маленькой, чтобы сократить вылет трапа, и она должна быть большой, чтобы удобно было ходить.

Противоречия в задаче обусловлены двумя требованиями, с одной стороны, минимальный вылет трапа (размерная характеристика) и, с другой стороны, удобством хождения, то есть антропологическим фактором.

Первое требование ориентирует на поиск решения путем пространственных преобразований или применения принципа динамизации (аналогия — складывающаяся стремянка).

Второе — на анализ потребительных свойств этого устройства при использовании его по прямому назначению человеком, то есть выявление тех свойств трапа, которые были бы достаточны для удобного спуска и подъема.

Здесь целесообразно обратиться к функциональному анализу ступенек — дать оценку уровня выполнения ими своих функций, например, по трехбалльной шкале: адекватно, недостаточно или избыточно.

Если создаваемая лестница не предназначена для организации встречного движения пешеходов, то каждая ступенька поднимающимся или спускающимся человеком используется не в полной мере. Действительно, ведь человек ставит ногу только на одну ступеньку, если он не решил по дороге отдохнуть или не затеял на лестнице разговор.

Таким образом, длина ступеньки избыточна по выполняемой функции, для перемещения по лестнице. И ее можно сократить, например, вдвое.

Таким образом, мы получили ресурс для решения задачи. Возникает вопрос: можно ли эту избыточность использовать для решения поставленной проблемы?

Избыточная длина «подсказывает» использовать пространственный ресурс.

Если длина ступеньки уменьшилась, то на ее место можно поставить следующую ступеньку.

Таким образом, ступеньки можно расположить в шахматном порядке. Вылет трапа уменьшится вдвое при сохранении удобства перемещения (см. рис. 7.6, б)

Читайте также

4. Парадоксы и противоречия. Активация аналитического мышления

4. Парадоксы и противоречия. Активация аналитического мышления
Теперь мы потренируем левое полушарие мозга и расскажем о самом интересном, что неизбежно встречается на жизненном пути изобретателя, — о парадоксах и противоречиях! Только в последние сто лет прояснилась

Какие бывают противоречия?

Какие бывают противоречия?
Наверное, многих не устроит такая упрощённая классификация противоречий: в понятии или в суждении. Тогда можно предложить парадоксальную классификацию! Нет такой области, где нет противоречий, поэтому можно классифицировать, называя

ПРОТИВОРЕЧИЯ АДМИНИСТРАТИВНЫЕ, ТЕХНИЧЕСКИЕ, ФИЗИЧЕСКИЕ

ПРОТИВОРЕЧИЯ АДМИНИСТРАТИВНЫЕ, ТЕХНИЧЕСКИЕ, ФИЗИЧЕСКИЕ
Сравним два изобретения. Первое: «Способ определения параметров, недоступных прямому наблюдению (например, износостойкости), основанный на косвенном контроле, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью повышения точности

Технические противоречия

Технические противоречия
Попытаемся решить задачу о дождевателе обычными приемами. Нужно втрое увеличить размах крыльев; что ж, сделать трехсотметровую ферму технически вполне осуществимо. Что мы при этом проиграем? Возрастет вес. Если размах крыльев увеличить втрое,

Несколько учебных задач

Несколько учебных задач
Задачу о ледоколе мы решили «в обход»: на первой же стадии решения цель была изменена. Возьмем теперь задачу о дождевателе и рассмотрим такой случай, когда цель не меняется.Чтобы не было соблазна идти обходными путями, начнем с шага 2—3, а все

6. Противоречия при решении технических задач

6. Противоречия при решении технических задач

Ревенков А. В.
В развитии технических систем в соответствии с законами диалектики происходит чередование этапов количественного роста и качественных скачков. В процессе количественного роста в результате неравномерного

8.7. Как пользоваться приемами. Разбор ситуации

8.7. Как пользоваться приемами. Разбор ситуации
«Принцип перехода в другое измерение» предлагает заменить перемещение объекта по линии движением в плоскости или в объеме, выполнить компоновку объектов многоэтажной.Простой иллюстрацией данного приема является любой

12. АРИЗ Ранние алгоритмы (разбор примеров)

12. АРИЗ Ранние алгоритмы
(разбор примеров)

Кудрявцев А. В.
АРИЗ — один из основных инструментов теории решения изобретательских задач. С 1961 г. он прошел большой путь развития, превратился из простого и короткого списка инструкций в развернутый, детализированный метод

5.1. «Отыскивая противоречия, нередко на мнимые наткнуться можно и в превеликие оттого и смеху достойные ошибки войти…»

5.1. «Отыскивая противоречия, нередко на мнимые наткнуться можно и в превеликие оттого и смеху достойные ошибки войти…»
Гишторические материалы, не вошедшие в собрание сочинений Козьмы ПрутковаОтдел, где предстояло работать, был ареной борьбы. Визгливые взрывы эмоций

4.7. Панель задач и ее настройка

4.7. Панель задач и ее настройка
Немногие могли заметить, что панель задач Windows 10, также имеет свои настройки, которые можно всячески менять. Со времен Windows XP, эти настройки претерпели огромные изменения, но они по-прежнему есть и их можно изменять под себя. Щелкните

Решение логических задач

Решение логических задач
Важнейшим практическим результатом кибернетики является использование знаний о работе нервной системы животных и человека для конструирования машин, способных выполнять некоторые их функции.

Рис. 68. Логические элементы И, ИЛИ, НЕСовременная

Глава 1. Двадцать примеров революционных преобразований в использовании энергии

Глава 1. Двадцать примеров революционных преобразований в использовании энергии
Люди привыкли говорить об «энергосбережении». Выражение «экономия энергии» имеет моралистический подтекст. Отец обычно убеждает своих детей выключать свет, выходя из комнаты, и никогда без

Глава 2. Двадцать примеров революционного повышения продуктивности использования материалов

Глава 2. Двадцать примеров революционного повышения продуктивности использования материалов

Введение
Понятие «продуктивность использования материальных ресурсов» ввел в оборот Фридрих Шмидт-Блеек, директор Отделения движения материалов и экономической перестройки

Глава 3. Десять примеров революционного повышения производительности транспорта

Глава 3. Десять примеров революционного повышения производительности транспорта
Мы посвящаем отдельную главу производительности транспорта. Любая транспортировка товаров или людей влечет за собой потребление как энергии, так и материала, но воздействие транспорта на

Дата публикации: 03.11.2010

***

Глава из книги “Деревья эволюции. Анализ технической информации и генерация новых идей”

***

В отличие от обыденного понимания противоречия как конфликта между желаниями человека и реальной ситуацией, в ТРИЗ выявлены и конкретизированы несколько типов противоречий, основными из которых являются техническое и физическое [1].
Традиционные методы проектирования предусматривают поиск компромисса между требованиями к различным частям проектируемой системы, т.е. нацелены на сглаживание возникающих противоречий. При улучшении одного параметра системы другие, как правило, ухудшаются – в этом случае выбирается оптимальное решение.
Если у скоростного самолета маленькие крылья, то для взлета и посадки ему требуется длинная полоса. Поэтому конструкторы стремятся к компромиссу и разрабатывают крылья, обеспечивающие оптимальное значение скорости, при котором полоса еще сохраняет приемлемые размеры.
ТРИЗ рекомендует, напротив, предельно обострить противоречие, что позволяет найти сильное решение.
Крыло с изменяемой геометрией может становиться маленьким на высоте и большим при взлете и посадке самолета. На высоте такой самолет имеет высокую скорость, а для посадки ему не нужна специальная длинная полоса (рис. 1).

Самолет с изменяемой геометрией крыла

Рис. 1
Самолет с изменяемой геометрией крыла

Техническое противоречие – ситуация, когда улучшение одного эксплуатационного параметра системы приводит к недопустимому ухудшению другого.
Именно изучение примеров сильных изобретений в патентном фонде и позволило выявить ряд специальных приемов разрешения технических противоречий. Приемы указывают лишь общее направление преобразований, направляя изобретателя в область сильных идей. Конкретные же решения можно найти по аналогии с приемом или примером, его иллюстрирующим. Один и тот же прием может применяться для решения задач из совершенно разных областей техники.
Вот два примера решения задач из гидротехники и двигателестроения.

Обкатка двигателя

Обкатка двигателя – важная операция его изготовления. Двигатель запускают без нагрузки, и все его трущиеся части начинают притираться, прирабатываться друг к другу. Процесс этот довольно длительный и требует значительного расхода топлива. Как ускорить приработку трущихся частей при обкатке двигателя?
Решить такую задачу, не зная специальных приемов, довольно сложно. Использование приема разрешения технических противоречий “Применить вред в пользу” дает мощную подсказку для решения этой задачи. Прием рекомендует:
а) использовать вредные факторы (в частности, вредное воздействие среды) для получения положительного эффекта,
б) устранить вредный фактор за счет сложения с другим вредным фактором,
в) усилить вредный фактор до такой степени, чтобы он перестал быть вредным.
Решение, соответствующее рекомендации пункта а: приработка деталей ускоряется в несколько раз, если подавать в двигатель не очищенный воздух, а запыленный.

Уменьшение энергии потока

Поток воды, мчащийся с горы, обладает огромной разрушительной силой. Он может повредить гидротехнические сооружения. Как уменьшить энергию потока?
Здесь можно применить тот же прием “Применить вред в пользу”.
Использовав рекомендацию пункта б, получили следующее решение: русло потока разделяют на несколько рукавов, которые направляют навстречу друг другу (рис. 4.59). Потоки сталкиваются и гасят энергию друг друга.

Для удобства выделения и разрешения технического противоречия Г.С. Альтшуллером была разработана таблица разрешения технических противоречий [1]. Она организована следующим образом (рис. 2).
По вертикали располагаются типовые параметры, которые по условию задачи необходимо улучшить. По горизонтали – параметры, которые при этом недопустимо ухудшаются. На пересечении строк и колонок таблицы указаны номера приемов, позволяющих с наибольшей вероятностью устранить техническое противоречие, возникшее между улучшаемым и ухудшающимся параметрами. Для построения этой таблицы Г.С. Альтшуллер использовал 40 наиболее эффективных приемов разрешения технических противоречий.
Предварительные концепции решения при помощи приемов можно получить и без использования Таблицы противоречий. Для этого нужно последовательно проанализировать возможность применения каждого из 40 приемов. Каждый изобретатель постепенно компонует список своих наиболее часто применяемых приемов.
Практическое применение приемов разрешения технических противоречий имеет следующую особенность: рекомендации, описанные в каждом из приемов, не следует понимать буквально. Наибольший эффект достигается, если их воспринимать как подсказку, исходный материал для размышлений.

Таблица разрешения противоречий, разработанная Г.С. Альтшуллером

Рис.2. Таблица разрешения противоречий, разработанная Г.С. Альтшуллером

Например, прием 25: изменение окраски. Если понимать эту рекомендацию буквально, то поле действий резко сужается. Если же трактовать этот прием как изменение свойств поверхности вообще, то возможности получения новых идей неизмеримо вырастают. В данном случае речь может идти об изменении оптических свойств поверхности, ее шероховатости, температуры, о нанесении какого-то дополнительного вещества и т.п.

Физическое противоречие – это ситуация, при которой к некоторому элементу технической системы или его части предъявляются взаимоисключающие в физическом смысле требования.
В отличие от технического физическое противоречие возникает не между параметрами технической системы, а описывает противоречивые требования к одному ее элементу или, даже, какой-то его части. Формулируется физическое противоречие следующим образом: “Чтобы удовлетворять требованиям задачи, данная зона должна обладать свойством “X” (например, быть подвижной), чтобы выполнять какую-то функцию и обладать свойством “не-Х” (например, быть неподвижной)”.

Пример физического противоречия: лобовое стекло автомобиля должно быть твердым, жестким, чтобы сопротивляться встречному потоку воздуха, и должно быть гибким, эластичным, чтобы не поранить водителя при разрушении. Такое противоречие разрешается применением триплексных стекол, когда между двумя наружными стеклами располагается внутренний мягкий слой.
Основные приемы разрешения физических противоречий:
1. Если от элемента требуется проявление противоположных свойств в одно и то же время, то такое противоречие разрешается разнесением этих свойств в пространстве.
2. Если от элемента требуется проявление противоположных свойств в одном и том же месте, то такое противоречие разрешается разнесением этих свойств во времени.
3. Если от элемента требуется проявление противоположных свойств в одно и то же время и в одном и том же месте, то такое противоречие разрешается в надсистеме.

Перекресток

Как организовано дорожное движение, например проезд автомобилями перекрестков? Если не соблюдать никаких правил, то все автомобили будут пытаться проехать перекресток одновременно. Это касается и тех автомобилей, которые должны ехать в первую очередь (например, скорая помощь).
При этом неизбежны столкновения, поскольку возникает физическое противоречие: два или больше автомобилей пытаются оказаться в одном и том же месте пространства в одно и то же время.
Как разрешается это противоречие в пространстве?
Одна дорога располагается над другой. Автомобили пересекают перекресток на разных уровнях и не мешают друг другу (рис. 3).
Как разрешается это противоречие во времени?
Применяется светофор. Автомобили проезжают перекресток в соответствии с сигналом светофора.
Как разрешается это противоречие в надсистеме?
Специальные машины с включенными сигналами, например, скорая помощь, имеют право первоочередного проезда перекрестка. Этот порядок устанавливается в надсистеме, определяется специальными правилами дорожного движения и действует на всех дорогах.

Разрешение противоречия перекрестка в пространстве

Рис. 3.
Разрешение противоречия перекрестка в пространстве

Дисплей

Экран любого дисплея составлен из множества мельчайших квадратиков – пикселей. Изображение получается за счет того, что каждый пиксель может становиться то светлее, то темнее и генерировать свет любого желаемого цвета. Чтобы получить движущуюся картинку, кадры изображения на экране меняются 24 раза в секунду, яркость и цвет пикселей должны меняться с такой же частотой.
Таким образом, для цветного дисплея возникает следующее противоречие: цвет пикселя должен постоянно изменяться, в то время, как технические ограничения позволяют получить пиксель только одного цвета.
Как разрешается это противоречие в пространстве?
Пиксель разделяется на некоторое число подпикселей, в минимальном случае – на три, каждый из которых дает только один цвет – или красный, или зеленый, или синий. Это основные цвета спектра, и их смешение в определенных пропорциях воспринимается глазом как требуемый цвет (рис. 4, а). Здесь соблюдается правило: “один показанный кадр – один световой импульс”.

Разрешение противоречия при получении цветного изображения

Рис. 4.
Разрешение противоречия при получении цветного изображения

Как разрешается это противоречие во времени?
Специалистами компании Samsung разработана специальная технология работы жидкокристаллического экрана, называющаяся UFS, что можно расшифровать как “дисплей очень высокого качества изображения”. Согласно этой технологии не нужно делить пиксель на три подпикселя. Необходимые яркость и цвет пикселя обеспечиваются за счет установки сзади жидкокристаллического фильтра трех ламп подсветки: красной, зеленой и синей, которые мигают поочередно множество раз за время показа одного кадра изображения (рис. 4, б). Далее формированием нужного цвета управляет жидко-кристаллический фильтр, который может открывать окошечко перед пикселем.
Если нужно показать красную точку, то фильтр открывает пиксель только тогда, когда мигает красная лампа, и держит закрытым, когда мигают синяя и зеленая. Чтобы получить белый цвет, пиксель остается открытым на все время показа одного кадра изображения. Управляя количеством пульсаций разных цветов, можно получить любой желаемый цвет пикселя.
Здесь соблюдается правило: “один показанный кадр – много световых импульсов”.
Как разрешается это противоречие в надсистеме?
Поскольку размер пикселя ограничен, то для повышения четкости изображения нужно увеличить число пикселей на экране дисплея, а сам экран отодвинуть от наблюдателя. Тогда видимый размер пикселя будет меньше.
Одно из возможных решений – использование принципов, заложенных в Seamless Technology, в соответствии с которой несколько экранов обычного размера и разрешения объединяются в один большой суперэкран высокой четкости. Поскольку размер пикселя сохраняется прежним, а размер экрана увеличивается, то четкость изображения для наблюдателя повышается (рис. 4, в).

Лыжи

Ходить на лыжах на первый взгляд совсем просто. Лыжник отталкивается одной ногой и скользит, затем отталкивается другой ногой и опять скользит. При этом возникает следующее противоречие:

  • Чтобы хорошо скользить, надо, чтобы трение поверхности лыжи о снег было низким.
  • Чтобы лыжник мог отталкиваться, поверхность лыжи должна иметь хорошее сцепление с лыжней.

Resolving the contradiction arising during skiing

Рис. 5.
Resolving the contradiction arising during skiing

Как разрешается это противоречие в пространстве?
Современные беговые лыжи имеют прогиб в средней части. Когда человек просто стоит на лыжах, то часть лыжи под ногой не касается снега (рис. 5, а). Средняя часть лыжи покрывается смазкой на основе воска, обладающей тормозящими свойствами, а начало и конец лыжи пропитываются жировой смазкой, которая обеспечивает хорошее скольжение.
Тогда при толчке, когда средняя часть лыжи прижата к снегу, она тормозится, а при свободном скольжении приподнимается и лыжа касается снега только в местах, которые покрыты “скользкой” смазкой [2].
Как разрешается это противоречие во времени?
Когда лыжа скользит, она имеет малое сопротивление, когда лыжник отталкивается – большое.
Одна из конструкций – лыжи, обитые камусом – мехом с наклонным расположением ворса. Такая лыжа хорошо скользит, но не проскальзывает назад при отталкивании или движении в гору.
Подобный эффект можно получить, используя явление, открытое В. Петренко [3] . Если на скользящей поверхности лыжи закрепить тонкие электроды и подать на них небольшой отрицательный заряд, скольжение заметно улучшается. Если же заряд будет положительный, то резко увеличивается сцепление лыжи со снегом (рис. 5, б). Лыжнику нужно надеть на пояс легкую батарею и управляющее устройство, а на лыжах закрепить датчики давления. При толчке устройство должно подать на лыжу положительный заряд, при скольжении – отрицательный.
Как разрешается это противоречие в надсистеме?
Заставить лыжи двигаться, не отталкиваясь, можно, если просто ехать с горки. Можно использовать какой-то буксировщик и двигаться за мотоциклом или снегоходом, воздушным змеем или парашютом, использовать лошадь или собаку и т.п.

Выделение и разрешение противоречий – очень сильный инструмент решения изобретательских задач. Он дает возможность не сглаживать проблемы, а, наоборот, предельно обострять их и разрешать, устраняя нежелательные эффекты в ситуации.

Литература:

1. Альтшуллер Г.С. Найти идею. – Новосибирск: Наука, 1986.

2. Пентти Содерлин. Лыжи – превосходный пример для ТРИЗ.
http://www.gnrtr.com/problems/ru/p08.html

4. Виктор Петренко: Электричество уберет лед с дорог и ускорит лыжи. // Веб-сайт МЕМБРАНА.
http://www. membrana.ru/articles/interview/2002/02/25/160100.html

ТРИЗ (теория решения изобретательских задач) — это методология решения задач и усовершенствования систем, разработанная изобретателями в ходе своей деятельности. Ее создал советский инженер и ученый Генрих Альтшуллер, добавив к разнообразию приемов алгоритмы решения изобретательских задач (АРИЗ).

Цель ТРИЗ — быстро найти оптимальное решение, не тратя время на
пробы и ошибки. Для этого формулировка задачи должна отсекать неэффективные пути решения. Чаще всего ТРИЗ используют, чтобы ускорить и оптимизировать изобретательский процесс, исключив элементы случайности.

Любой объект изобретения — это система, которая раскладывается на
подсистемы и является частью надсистемы. ТРИЗ утверждает, что развитие любых систем постоянно заходит в тупики. Тупик — это противоречие, которое сначала кажется неустранимым. Креативный процесс в ТРИЗ — это разрешение противоречий с помощью различных инструментов управления системами. Это позволяет найти ресурсы для решения задачи.

Принципы ТРИЗ

— Для решения задачи нужно выявить и устранить противоречия. При этом можно стремиться к трем вариантам результата:

а) всё должно остаться, как было
б) должно исчезнуть ненужное качество
в) должно появиться новое, полезное качество

— Идеальное решение (идеальный конечный вариант, ИКР) — такое, которое дает максимальный результат при минимальных затратах. Сильные решения используют внутренние ресурсы системы. Достичь ИКР можно тремя способами:

а) убрать объект
б) сделать так, чтобы объект делал всё сам
в) пусть другие элементы выполняют работу

Процесс генерации по ТРИЗ

Проанализировать систему

Определить, из каких параметров она состоит.
Пример: социальная система — приложение банка для смартфона.

Найти противоречие

Шаг 1. Выбрать, какой параметр нужно улучшить.
Шаг 2. Решить, какой элемент системы можно изменить, чтобы достичь цели.
Шаг 3. Подумать, какой элемент при этом ухудшится.
Шаг 4. Найти противоположное свойство элемента.
Шаг 5. Изменить элемент шага 2 на противоположный и построить обратное противоречие.

Пример

  1. Мы хотим увеличить скорость работы с приложением.
  2. Пусть приложение будет автоматизированным — само совершает платежи.
  3. Но тогда оно будет менее безопасным.
  4. Приложение должно быть безопасным, но при этом падает скорость расчетных операций.
  5. Приложение должно само совершать оплату, чтобы быть быстрым, но при этом быть безопасным.

Разрешить противоречие можно в четырех параметрах

  • во времени (в один интервал времени так, в другой иначе)
  • в пространстве (в одном месте так, в другом иначе)
  • в отношениях (в каком-то смысле так, а в каком-то по-другому)
  • за счет ресурсов другой системы.

Пример

  • Во времени. В одно время приложение быстрое, в другое — безопасное. Например, приложение время от времени требует вводить пароль или подтверждать операции.
  • В пространстве. Приложение работает быстро, но не всегда. Например, оплата происходит быстро, но требует подтверждения.
  • В отношениях. В одних ситуациях приложение работает быстро, в других — безопасно. Например, мы разрешаем приложению самостоятельно совершать платежи до 100 руб.
  • В другой системе. Сама система безопасности и есть система оплаты.

Если противоречие не разрешается или способы не работают в реальности, то можно попробовать воспользоваться одним из приемов ТРИЗ.

Приемы ТРИЗ

Сегментация

  • Разделите объект на отдельные части.
  • Сделайте так, чтобы объект было легко разобрать.
  • Увеличьте степень фрагментации или сегментации объекта.
  • Разберите на мельчайшие части именно ту часть объекта, где у вас возникают трудности.

Примеры: ломтики пиццы, лезвие канцелярского ножа, сборная (модульная) мебель, сменные блоки ежедневника, сборные коврики-пазлы для детей.

Разделение

  • Уберите лишнюю часть или элемент объекта.
  • Выберите только одну необходимую часть или элемент объекта.
  • Можете ли вы передать работу этой части объекта в другую часть? Передать в другой объект? Вообще не выполнять эту работу?

Примеры: сухарики к крем-супу, контактные линзы.

Обратить вред в пользу

  • Используйте вредные факторы для достижения положительного эффекта.
  • Устраните заведомо вредное действие путем применения его к другому вредному действию.
  • Гиперболизируйте вредное воздействие до такой степени, что оно перестанет быть вредным.

Примеры: переработка отходов, найм хакеров в качестве консультантов по безопасности, шумовой маркетинг.

ТРИЗ учит смотреть на мир как на систему, решение каждой проблемы начинать с формулирования идеального конечного результата. Она предоставляет широкую палитру алгоритмов для поиска решения, наилучшего в конкретной ситуации.

Узнать больше

  • Статья: ТРИЗ в жизни: от нестираемых шасси до бизнеса и рекламы
  • Курсы: Марафон креативных методик
  • Книга:«Найти идею. Введение в ТРИЗ — теорию решения изобретательских задач», Генрих Альтшуллер

Ещё больше о ТРИЗ и других креативных методиках вы можете узнать на новом курсе ИКРЫ «Раскопки креативности».

Узнать подробности

ТРИЗ – это системный инструмент. И я не раз об этом говорил и писал. Поэтому важно, решая любую задачу, следовать алгоритму. Тогда результаты удивляют даже бывалых!

ТРИЗ. Административное противоречие.
ТРИЗ. Административное противоречие.

В ТРИЗ исторически рассматривают 4 этапа развития:

– Есть задача и всё понятно
– Есть объект, но задачу надо найти самому
– Есть проблемная ситуация, а объект и задачу надо найти самому
– А это действительно важная проблема?

Сейчас ТРИЗовцы работают с задачами из 3 и 4 этапа, что позволяет решать гораздо более серьёзные проблемы, чем это было ранее. Благодаря этому ТРИЗ заслужил репутацию мощного решательного инструмента во всём мире, который приносит существенные экономические выгоды бизнесу. А там, где бизнес видит выгоду, он всегда платит хорошие деньги.

Разберём подробнее этап 3, так как этап 4 уже хорошо рассмотрен в уроках ранее.

Изобретательская (проблемная) ситуация

Заказчик говорит, что его что-то не устраивает. Он не знает, почему это возникает, что приводит к проблеме. А может это просто его личное желание. Например, хочу поднять прибыль бизнеса на 50% в течение года. А за счет чего, какие есть для этого основания, ресурсы – это уже разбирается траблшутер.

Но стоит помнить, что заказчик в 90% формулирует не ту проблему, что волнует его на самом деле. В примере с бизнесом, может он таким образом закрывает финансовую дыру, либо компенсирует потери от неэффективного производства. И прежде, чем браться за поиск решения, сначала конкретизируйте проблему или задачу через Зачем.

И, когда разобрались, что точно решаем, переходим к 5 шагам.

5 ключевых шагов для решения задачи по ТРИЗ

– Формализация (Административное противоречие): максимально описывается ситуация, что не так, что мешает, чего хотим и что у нас есть.

– Анализ: на этом этапе выявляются причины возникновения проблемы, и появляются первые гипотезы по её устранению. Очень важный этап, требующий глубокой проработки, и при этом дающий информацию для поиска сильных решений. Может занимать от 1 минуты, до нескольких месяцев. Всё зависит от сложности задачи.

– Поиск противоречий: на этапе анализа рождаются гипотезы, но часть из них не может быть внедрена и проверена, так как содержит в себе противоречие. Когда мы что-то улучшаем, одновременно что-то важное ухудшается. И компромиссные решения тут не подходят. На этом шаге выписываем все противоречия, что нашли в системе.

– Разрешение противоречий: часть решается в лоб за счёт экспертных знаний решателя или рабочей группы. Как только препятствий для внедрения не осталось, противоречие считается решенным. Но всегда остаются самые сложные противоречия, требующие инструментарий ТРИЗ для их разрешения. Вот к ним его и применяем. Здесь начинается настоящий траблшутинг.

– Внедрение: на выходе получаем однозначный, понятный всем участникам и реализуемый в разумные сроки план действий. Здесь уже нет гипотез, а прописаны конкретные решения, и есть полное понимание, как их воплотить.

На этом этапе очень полезно проводить мысленные эксперименты, чтобы выявить потенциальные трудности, которые могут помешать внедрению. Это будут новые задачи, которые так же решаем по алгоритму.

Теперь разберем детально первый шаг.

Административное противоречие

– Надсистема/Система/Подсистема + среда: система – это тот самый объект, который мы будет улучшать. Из чего он состоит и во что он входит сам как элемент – это надсистемы и подсистемы. Всё, что вокруг – это среда.
– Цель: что хотим получить на выходе, при этом минимально изменив систему
– Проблема: что мешает получить желаемое, что беспокоит, что не так сейчас
– Ограничения: что точно нельзя делать. Например: нельзя тратить бюджет, нет времени на раскачку.

Очень важно здесь разобрать понятия Надсистема/Система/Подсистема, так как в дальнейшем они играют одну из ключевых ролей для поиска ресурсов, благодаря которым находим сильные решения.

Сразу покажу на примере задачи о грузовике:

Надсистема: мост, дорога, другие машины, другие водители
Система: грузовик (где и возникла проблема)
Подсистема: водитель, кузов, груз, колёса, кабина.

При решении задачи имеет смысл выписывать максимальное количество надсистем и подсистем. В примере специально ограничиваю, чтобы не усложнять.

Цель: продолжить движение как можно быстрее, при этом не повредить грузовик и груз.

Проблема: высота грузовика мешает ему проехать. Кузов цепляет мост.

Ограничения: быстрое решение, груз нельзя выгружать, без затрат денег, это единственная дорога.

Очень важно на этом этапе начать рисовать схемы, либо выписывать всё. Наглядность хорошо помогает увидеть, что еще пропущено, а так же, где сидит самое интересное решение.

Парковка идей

В момент, когда формализовали задачу, могут начать появляться первые идеи. Чаще всего они берутся из багажа известных нам знаний, но не решают проблему. Их все равно необходимо выписать в копилку, чтобы разгрузить голову.

Наш мозг очень ленивый. Поэтому, если он что-то придумал, дальше заставить его работать очень проблематично. Парковка помогает преодолеть эту инерцию. Плюс не забыть что-то важное.

Анализ и выявление нежелательных эффектов

Это следующий шаг, который очень часто занимает большое количество времени, но позволяет найти множество гипотез, из которых уже сможем выбрать наиболее подходящие и довести их до внедрения.

Здесь выявляются первопричины возникновения проблемы, а так же возникает множество решений для небольших задач (порядка 50% проблем решаются на этом этапе).

Уже затем, когда простые задачи решили, выявляем противоречия, и переходим к их разрешению. Об этом буду рассказывать в следующих уроках.

А пока возвращаемся в задаче с грузовиком

Задача 16:

Возникла проблема: грузовик не может проехать под мостом, не повредив мост и свою крышу (грузовик оказался слишком высокий). Необходимо минимальными усилиями избавиться от проблемы, используя имеющиеся ресурсы и не усложняя систему.

Вы можете дополнить надсистемы и подсистемы, если это требуется для вашего варианта решения.

Вступайте в международный клуб ТРИЗ, получайте самую актуальную информацию раньше других и решайте нерешаемые задачи!

Telegram: https://t.me/trizbiz

Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCClLQYrqI2bjZ2k7b8QRc-Q

Vkontakte: https://vk.com/trizbiz

По вопросам участия в конференциях, консультаций, тренингов, мастер-классов и ТРИЗ-консалтинга пишите на blagih@gmail.com

С доверием к вам,

Алексей Благих

Вернуться к ТРИЗ-оглавлению

Оригинал статьи размещен здесь: http://blagih.ru/triz_administrativnoe_protivorechie/

Универсальные приемы разрешения противоречий. ТРИЗ

Автор попытался сделать приемы разрешения противоречий, разработанные Г. С. Альтшуллером, более универсальными, чтобы с помощью их можно было бы разрешать противоречия из любой области знаний.В книге приводится минимальное количество текста и большое количество картинок, поясняющее каждый из приемов и подприемов.Материал может быть полезным, как начинающим изучать ТРИЗ, так и преподавателям для демонстрации приемов. Примеры могут быть использованы и для демонстрации других инструментов ТРИЗ.

Оглавление

1. Понятие о противоречиях

1.1. Общие понятия

Различные технические средства создавались и создаются для удовлетворения тех или иных потребностей человека.

Потребности растут значительно быстрее возможностей их удовлетворения, что и является своего рода источником технического прогресса.

Проектирование новых объектов чаще всего подразумевает улучшение тех или иных параметров системы.

Сложные изобретательские задачи требуют нетривиального подхода, так как улучшение одних параметров системы приводит к недопустимому ухудшению других параметров. Возникает противоречие.

Противоречие — это одно из основных понятий ТРИЗ.

В ТРИЗ рассматриваются три вида противоречий:

Административное противоречие (АП),

Техническое противоречие (ТП),

Физическое противоречие (ФП).

1.2. Административное противоречие

АДМИНИСТРАТИВНОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ (АП) противоречие между потребностью и возможностью ее удовлетворения.

Его достаточно легко выявить. Оно часто задается администрацией или заказчиком и формулируется в виде: «Надо выполнить то-то, а как — неизвестно», «Какой-то параметр системы плохой, нужно его улучшить или нужно устранить такой-то недостаток, но не известно, как», «Имеется брак в производстве изделий, а причина его не известна» и т. д. Это самое поверхностное противоречие.

Мы хотим иметь много денег, а имеем мало.

Изображение административного противоречия

Задача 1. Автобус

Условие задачи

Автобус должен перевозить много пассажиров. Как это сделать?

Это типичное административное противоречие (АП).

1.3. Техническое противоречие

ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ (ТП)это противоречие между определенными частями, качествами или параметрами системы.

ТП возникает при улучшении одних частей (качеств или параметров) системы за счет недопустимого ухудшения других.

Оно представляет собой причину возникновения административного противоречия (АП), углубляя его. В глубине одного АП, чаще всего, лежит несколько ТП.

Изображение технического противоречия

А улучшаем, а Б ухудшается.

Как правило, улучшая одни характеристики объекта (например, «А»), мы резко ухудшаем другие (например, «Б»). Обычно приходится искать компромисс, то есть чем-то жертвовать.

Техническое противоречие возникает в результате диспропорции развития различных частей (параметров) системы. При значительных количественных изменениях одной из частей (параметров) системы и резком «отставании» другой (других) ее частей возникают ситуации, когда количественные изменения одной из сторон системы вступают в противоречие с другими.

Продолжим рассмотрение задачи об автобусе.

Задача 1. Автобус (продолжение)

Разбор задачи

Чтобы перевозить много пассажиров, автобус должен быть вместимым, т. е. больших размеров. Однако большой автобус плохо маневрирует.

Таким образом можно сформулировать техническое противоречие (ТП).

ТП: Противоречие между вместимостью автобуса и маневренностью.

1.4. Физическое противоречие

ФИЗИЧЕСКОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ (ФП)предъявление диаметрально противоположных свойств (например, физических) к определенной части технической системы.

Оно необходимо для определения причин, породивших техническое противоречие, т. е. является дальнейшим его углублением. Уточнение (углубление) противоречий может продолжаться и дальше для выявления первопричины.

Для человека, не знакомого с ТРИЗ, формулировка ФП звучит непривычно и даже дико — некоторая часть системы должна находиться сразу в двух взаимоисключающих состояниях: быть холодной и горячей, подвижной и неподвижной, длинной и короткой, гибкой и жесткой, электропроводной и неэлектропроводной, быть и не быть и т. д.

Представление физического противоречия

Представление физического противоречия

Представление физического противоречия

Продолжим разбор задачи об автобусе.

Задача 1. Автобус (продолжение)

Разбор задачи

Сформулируем физическое противоречие (ФП) для данной задачи.

ФП: Автобус должен быть большим, чтобы вмещать много пассажиров, и маленьким, чтобы быть маневренным.

Если более точно, то эти требования не ко всему автобусу, а только к салону.

Физическое противоречие

Решение задачи

1. Автобус необходимо сделать динамичным — гибким, например, как змея.

Гибкое судно

Такой автобус будет вместительным и очень маневренным. Пока таких автобусов не создано, но имеется частичное решение — соединяют два и более автобусов гибким соединением — «гармошкой».

Соединение «гармошкой»

2. Автобус ставится на автобус — двухэтажный автобус.

Двухэтажный автобус

В Лондоне построили 5-этажный автобус. Впервые его использовали во время «Олимпиады-2012». Он высотой 17,68 м.

Пятиэтажный автобус

3. Используют маленькие автобусы, но их пускают столько, сколько нужно в данных момент.

Существует проект автобуса, складывающегося или растягивающегося с помощью гармошки в зависимости от потребности — количество пассажиров. В часы пик автобус растягивается полностью, а при малом количестве пассажиров — полностью складывается.

Раздвигающийся автобус

В данной книге мы будем рассматривать только технические противоречия2.

Примечания

2

Подробное описание всех трех видов противоречий в:

Петров Владимир. Основы ТРИЗ: Теория решенияи зобретательских задач/ Владимир Петров. [б. м.]: Издательские решения, 2018. — 720 с. — ISBN 978-5-4493-3726-9

Петров В. М. Теория решения изобретательских задач — ТРИЗ: учебник по дисциплине «Алгоритмы решения нестандартных задач». М: Солон-Пресс, 2017. — 500 с.: ил. ISBN: 978-5-91359-207-1

Петров В. М. ТРИЗ. Теория решения изобретательских задач. Уровень 1. М: Солон-Пресс, 2017. — 252 с.: ил. (ТРИЗ от А до Я). ISBN 978-5-91359-239-2

Петров В. М. ТРИЗ. Теория решения изобретательских задач. Уровень 2. М: Солон-Пресс, 2017. — 224 с.: ил. (ТРИЗ от А до Я). ISBN 978-5-91359-246-0

Петров В. М. ТРИЗ. Теория решения изобретательских задач. Уровень 3. М: Солон-Пресс, 2017. — 220 с.: ил. (ТРИЗ от А до Я). ISBN 978-5-91359-268-2

Петров В., Абрамов О. ТРИЗ. Теория решения изобретательских задач. Уровень 6. Учебник — М.: СОЛОН-Пресс, 2018 — 408 с.: ил. (ТРИЗ от А до Я). ISBN 978-5-91359-319-1

Петров В., Абрамов О. ТРИЗ. Теория решения изобретательских задач. Уровень 6. Задачник. — М.: СОЛОН-Пресс, 2018 — 212 с.: ил. (ТРИЗ от А до Я). ISBN 978-5-91359-320-7

Смотрите также

Добавить комментарий