Современное состояние и проблемы развития им-триз-технологии

Ю.П.Саламатов

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ ИМ-ТРИЗ-ТЕХНОЛОГИИ

(доклад на выставке-симпозиуме «Изобретающая машина»,

Минск,19-21 мая 1992 г.)

1.Введение.

2.Основной метод и содержание ТРИЗ как науки.

2.1. Краткая историческая справка.

2.2. Принципы, идеология и основной метод науки ТРИЗ как БЗ для ИМ.

2.3. Место ТРИЗ в общей схеме совершенствования техники.

2.4. Область притязаний ИМ-ТРИЗ-технологии.

3.Современное состояние ИМ-ТРИЗ-технологии: исследования и разработки.

3.1.ТРТС.

3.2.ФСА.

3.3.ФП.

3.4.Исследования за рубежом.

3.5.ИМ-АРИЗ.

3.6.Принципы построения дидактической системы ИМ-учитель.

4.Цели и задачи развития ИМ-ТРИЗ-технологии.

1.ВВЕДЕНИЕ.

ИМ-технология одержала безусловную победу на рынке, в сфере образования, в области рекламы и научно-популярных публикаций…

Это не случайная победа: соединились два интереснейших направления современной науки — технология творчества и компьютерная технология. С помощью клавиатуры ИМ вы общаетесь с коллективом изобретателей высочайшего класса — именно их опыт заложен в базу знаний ИМ. Таким образом ИМ представляет собой рабочее средство для преодоления границы вашего интеллекта с целью расширения творческих возможностей и управления обьективными процессами в технике.

Вместе с успехами ИМ-технологии возникли серьезные трудности в ТРИЗ-движении.

До ИМ ТРИЗ развивалась совершенно иным способом: был сильный лидер, руководитель целого научного направления, оформившегося в ОЛТИ (Общественная Лаборатория Теории Изобретательства), руководитель координационного общественного совета школ ТРИЗ (методика преподавания и организация учебных семинаров), организатор массовых компаний по публикациям и издательской деятельности — а в целом: по разработке и внедрению ТРИЗ. Речь идет, разумеется, об одном человеке — Г.С.Альтшуллере.

Сегодня ТРИЗ переживает тяжелое, может быть критическое время. В обществе резко снизился интерес к творчеству, изобретательству. После того, как ушел от активной деятельности руководитель ТРИЗ-движения, прекратилась координация исследовательских работ, методических разработок и преподавания. В настоящее время школы ТРИЗ разрознены, их количество резко сократилось, а практически работают всего 2-3. Инерция, набранная в предыдущие годы, пока еще дает энергию движению вперед, хотя многие, зациклившись на старых идеях и разработках, ходят по кругу, а не двигаются вперед… В ЧОУНБ, например, накопилось около 2000 работ, статей, рукописей — они никем не обобщаются, не оцениваются — полный самотек и самодеятельность; т.е. нет целевых обзоров по разделам, нет предложений по перспективе развития теории — отсюда слабость 90% разработок и концептуальная пустота еще 9% (из оставшихся 10%)…

Ассоциация ТРИЗ не осуществляет функцию координации, да и не в состоянии этого делать..

Между тем, в ТРИЗ осталось множество белых пятен, неисследованных и недостаточно понятых проблем и разделов. Да и в целом теория, пока что, не представляет собой цельную хорошо структурированную базу знаний. Самодвижение науки заставляет искать новые пути разработки теории. Сегодня НИЛИМ новый лидер, центр ТРИЗ, где ведутся самые серьезные исследования по ИМ-ТРИЗ-технологии; основное направление исследований развитие ТРИЗ как базы знаний для автоматизации процесса решения изобретательских задач.

Мощный исследовательский центр, созданный в Минске, позволит в ближайшем будущем совершить качественный скачок в исследованиях планируется переход к системам искусственного интеллекта нового поколения.

В ходе этих работ идет интенсивная проверка степени разработанности, истинности, зрелости всех разделов ТРИЗ — базы знаний новых компьютерных систем. Вскрываются новые пласты теории, по-новому представляются некоторые разделы, четко проявляются недостатки, недоработки, становятся видными перспективы развития теории изобретательства.

2.ОСНОВНОЙ МЕТОД И СОДЕРЖАНИЕ ТРИЗ КАК НАУКИ.

2.1.Краткая историческая справка.

Первая публикация по ТРИЗ появилась, как известно, в 1956 г. в журнале «Вопросы психологии» № 6 — статья «О психологии изобретательского творчества» и речь в этой статье шла не столько о психологии, сколько об обьективных закономерностях развития техники. Здесь же была приведена первая программа (из 10 пунктов) управления процессом изобретательства, которую через два десятилетия назвали АРИЗ-56; программа эта являлась, в некотором роде, обобщением опыта предыдущих исследователей творчества, и, может быть поэтому, была в сильной степени декларативной.

Да и сам автор говорит,что АРИЗ-56 это еще не алгоритм и даже не программа, а перечень этапов решения задачи (аннотация книги, но не сама книга). АРИЗ-56 построен с оглядкой на опыт великих изобретателей, анализ патентного фонда еще не стал главным инструментом конструирования АРИЗ. Оперативная часть сходна с синектикой расчет — на аналогию (прежде всего на использование природных прототипов).

Однако уже в первой публикации была и принципиальная для исследователей технического творчества новизна — ТП. Понятие технического противоречия было взято из передовой на то время идеологии — философии М-Л; это не шутка, идеология впитала в себя многие неглупые мысли предшественников. Автором ТРИЗ, собственно говоря, была использована единственная часть этой философии — диалектика, а если еще точнее — мысль о ней, высказанная еще Аристотелем; мысль эта проста — каждый предмет имеет множество свойств, в т.ч. противоположные, образующиеся противоречия надо разрешать

Итак, первый АРИЗ включал в себя следующие пункты:

выбор задачи (ВЗ),

техническое противоречие (ТП),

приемы (Пр) разрешения ТП (поиск типичных в природе и технике, новые приемы изменение в системе, во внешней среде, в сопредельных системах); сами приемы не были приведены,

изменение ТС (ответ на изобретательскую задачу).

АРИЗ-59:

Появился второй, принципиально новый для области исследования творчества, элемент программы — ИКР.

ИКР — ориентир, конечный пункт программы, цель, к которой следует стремиться при решении задачи.

Об идеальном решении говорил американский исследователь творчества Рассел Акофф (Пенсильванский университет), но мне неизвестно был ли он первый. Томас Арцишевский (Университет Уэйн, Детройт) в своей статье об АРИЗ-77 упоминает о первой работе по идеальным системам некоего Надлера и указывает, что Альтшуллер видимо не знал об этой работе.

АРИЗ-61:

АРИЗ-64:

АРИЗ-65:

АРИЗ-68 .:

Изменилась часть ВЗ:

что менять,

обходной путь,

прямая или обратная задача,

что требуется получить,

уточнить условия (патентная литература, прообраз оператора РВС, отказ от терминов).

Причина изменения части ВЗ — большое число ошибок из-за неправильного выбора задачи, неумения выделить главную задачу, психинерция терминов. Т.е. если на предыдущих шагах развивалась решательная часть (приемы), то здесь пришла пора «подтянуть» постановочную часть и снизить влияние психологических факторов.

АРИЗ-71:

Из предисловия:

трудно было в 68-м однозначно сформулировать ИКР,

появился оператор РВС (в окончательном виде),

введена новая часть — предварительная оценка найденной идеи решения,

уточнена и расширена таблица устранения ТП.

Появились элементы системного анализа — схема развития ТС.

Изменения части ВЗ:

определить конечную цель решения,

обходной путь с использованием системного анализа,

выбор прямой или обходной задачи,

указать количественные показатели.

Уточнение условий задачи (исходной ситуации):

по патентной литературе,

оператор РВС,

использование не-терминов,

выбор наиболее изменяемого элемента.

Впервые ИКР начинает формулироваться по форме (шаблону) со словом «сам».

Итак, в первых семи модификациях АРИЗ фигурируют приемы, они занимают важное место в решательной части программы; предыдущие шаги направлены на все более лучшее препарирование задачи, ее подготовки для применения приемов.

В дальнейшем приемы исчезли из АРИЗ — это не случайно:

программа стала настолько радикально и вместе с тем тонко обрабатывать задачу, что решательной мощности приемов стало не хватать для получения сильных ответов,

появилось понятие физического противоречия — именно на его выявление было направлено острие АРИЗа,

появились и новые механизмы решения.

Как возникла ТРИЗ? У автора появилось стремление решить некую задачу, он затрачивает большие усилия, много времени — наконец задача решена; вывод: перебор вариантов это чрезвычайно неэффективный путь. Еще несколько задач… Растет ненависть к МПиО. Надо искать приемы и правила решения ИЗ. Оказывается: их почти нет; есть разрозненные — у многих авторов — приемы, рекомендации, все перепутано — одни приемы направлены на мышление человека, другие — на совершенствование техники. Появляется мысль о научном анализе:

берем решенную задачу,

смотрим как она была решена,

что изменилось в ТС,

какой прием .применен.

Выделено несколько новых приемов. Много задач — много приемов ., следует отобрать наиболее сильные и характерные; совместная работа приемов еще более эффективна — система приемов .. Несколько приемов работают в одном направлении, развивают ТС в определенную сторону — появляется мысль о законах ., а затем о системе законов .. Новый виток анализа задач — задачи с физикой, приемы с физическим уклоном .; много задач «с физикой» — указатель ФЭ .. Законы плюс приемы, плюс некоторые ФЭ — стандарты ….

Само развитие ТРИЗ, как науки, было закономерно — одно вытекало из другого, под действием претензий (неудач при решении задач) развивались механизмы решения, появлялись новые…

Возьмем, например, Александра Леонидовича Чижевского: как происходила выработка концепции гелиобиологии, космической биологии? До него уже была идея о влиянии Луны на земную жизнь; А.Л. выдвигает следующую идею — Солнце также влияет на жизнь, но в еще большей степени; расширяет идею — полная взаимосвязь жизни Земли с деятельностью Солнца; проверка гипотезы, много подтверждений, но есть и расхождения — накладываются социальные условия; обрушивается сильная критика со стороны вульгарных социологов; ученый все глубже уходит в исследование подсистем организма — до частиц крови, бактерий (во время отсидки в лагере); создана теория прогнозирования на основе взаимосвязи солнечной активности и эпидемий… Развитие научных теорий — во многом схожий процесс.

2.2. Принципы, идеология и основной метод науки ТРИЗ как БЗ для ИМ.

Традиционное мышление чрезвычайно консервативно, тысячелетиями в сознании закреплялся единственный метод — МПиО. Лишь очень небольшая часть людей обладает склонностью к диалектическому мышлению. Необходимо сделать его доступным каждому. Это основная цель ТРИЗ — новой технологии творчества.

ТРИЗ содержит не только стратегию (общие закономерности развития техники), но и тактику (методы и приемы разрешения противоречий). Кроме того, учитываются особенности применения «орудия», которым пользуется изобретатель, а это орудие весьма своеобразно — мозг человека. При правильной организации творческого процесса используются сильные стороны человеческого мышления — воображение, фантазия, гасятся мешающие свойства мышления — психологическая инерция.

Жизнь полна неожиданностей. Мы постоянно сталкиваемся с проблемами, которые надо решать. Решаем мы их двумя способами:

по стереотипу .(правилу, рецепту, готовому ответу), если он есть, конечно;

методом проб и ошибок .(перебор вариантов решения), если готового рецепта нет.

Пример на использование стереотипа решения.

В лаборатории НИИ сельского хоз-ва исследовали новые способы интенсивного выращивания растений и нужно было определять площадь поверхности листьев (для сравнения процессов фотосинтеза при разных способах выращивания). Требовалась идея как это делать быстро и точно?

Сработал стереотип: измерять на милиметровой бумаге; после окончания эксперимента по выращиванию с растения обрывали листья, укладывали их плотно друг к другу на большой формат милиметровой бумаги и подсчитывали общую площадь.

Некоторое время этот способ удовлетворял, но вот потребовалось определять площадь листьев нескольких сотен растений одновременно, а главное точнее (без лишней площади зазоров между уложенными листьями). Требовался способ, позволяющий определять площадь листьев быстро и точно. Как быть? Готового стереотипа в головах исследователей не было и задача надолго затормозила эксперименты…

Пример на МПиО.

Во время войны, металлургический завод, допустили оплошность — домна остыла и образовался «козел» в домне — куда его девать?! А главное — как побыстрее это сделать, чтобы «органы» не успели заинтересоваться происшествием.

Перебрали два десятка идей, ни одна не осуществима; нет техники для погрузки и вывозки слитка, нет такой подкатной тележки, нет мощных тягачей… Наконец пришла в голову удачная идея: решили, раз нельзя вывезти — оставим его тут же в цехе; рядом с домной вырыли яму, частично разобрали стенку домны, перевернули «козла» в яму и засыпали. К утру утрамбовали пол, восстановили стенку и разожгли домну…

Но наиболее сложными проблемами являются ситуации третьего типа, когда вам требуется найти решение удовлетворяющее двум противоположным требованиям. В этом случае и метод проб и ошибок (МПиО) не помогает, т.к.  все варианты решений представляются вам невозможными!

Пример на техническое противоречие.

Фильтр для очистки авиационного топлива при заправке самолетов. Для того, чтобы задерживались частицы как можно более мелкие ячейки сетки фильтра должны быть как можно меньшего размера, но при этом резко возрастает гидравлическое сопротивление, падает производительность; если же увеличить размеры ячеек сетки для снижения гидравлического сопротивления, то проскакивают крупные частицы загрязнений. Как быть?

Здесь сильное, но, в общем-то типичное, техническое противоречие. Необходимо разрешать его, т.е. удовлетворять обоим противоположным требованиям: ячейки должны быть маленькими, но при этом и сопротивление должно быть маленьким (а расход топлива достаточно большим).

Кто-то может сформулировать задачу с противоположной стороны: ячейки должны быть большими, но при этом задерживать даже мелкие частицы.

Такие формулировки правомерны и решение задачи может идти по любому из этих направлений — главное, чтобы противоречие было разрешено, а полезная функция системы увеличена.

Возможные ответы: по первому направлению нужно активизирвоать отверстия в сетке, надо, чтобы они не только задерживали загрязнения, но и проталкивали жидкость через себя — наложение УЗ-колебаний на сетку, решение внедрено (журнал «Авиационная пром-сть»); по второму направлению надо активизировать частицы, чтобы они сами не проходили через большие отверстия в сетке –

наложение электостатического поля на сетку, электризация частиц, слипание, укрупнение.

Такое же противоречие содержится в задаче об измерении площади листьев:

если взять несколько сотен листов милиметровой бумаги, разложить на них листья растений, то их площадь будет определена быстро, но не точно;

если же определять площадь каждого листика и затем суммировать общую площадь по каждому растению, то определение будет точным, но очень медленным.

Исследователи пошли привычным путем — МПиО. Перерыли массу литературы, безрезультатно. Однажды, одному из сотрудников попалась книга о Галилее, там описывался найденный им способ решения одной научной задачи: когда он понял какую кривую описывает точка окружности, катящейся без скольжения по неподвижной прямой, — он назвал ее циклоидой, — ему потребовалось сравнить площадь арки циклоиды с площадью образующего ее круга. Г.Галилей остроумно решил задачу: он вырезал круг и арку циклоиды из картона, взвесил их и установил, что арка втрое тяжелее круга (следовательно и площади их также соотносятся).

Кстати, тот же прием решения впоследствии применил знаменитый астроном и геофизик Эдмонд Галлей для определения площадей английских графств: он вырезал их из карты и взвесил.

Исследователи передовой сельскохозяйственной науки поступили точно также: из листа растения вырезали квадратик заданной площади, взвешивали его, затем взвешивали кучу листьев первого растения, второго…

Способом успешно пользовались много лет, до тех пор, пока не изменились условия экспериментов: потребовалось измерять площадь листьев не после, а в течение эксперимента, т.е. листья срывать нельзя, а площадь требуется определять точно, быстро и без порчи растения.

В 1987 г. появилось а.с. 1 259 980 — способ определения фотосинтетической поверхности растений, по которому растение покрывают сферическим электродом, вторым электродом касаются стебля, электроды включены в одно из плеч моста переменного тока и по вольтметру определяют емкость конденсатора «растение — сферический электрод».

2.3. Место ТРИЗ в общей схеме совершенствования техники.

Как сегодня создаются новые технические системы? — рис.2.

До сих пор блуждает в популярных изданиях мысль о том, что у нас есть 1,5 млн изобретений — вот освоить их… начать их промышленное освоение — хватит на десятилетия, мы — страна богатая идеями…

Это очень большая глупость! Избыток идей миф. Новых и ценных идей почти нет.

Приведем небольшой расчет.

4-я редакция МКИ содержит 8 разделов, 118 классов, 614 подклассов, 6701 групп, 51 395 подгрупп. Иными словами существует примерно 52 тыс. технических систем обьектов изобретательства.

В последние пять лет в среднем в год выдавалось 87 тыс а.с., т.е. 1,63 изобретения на 1 техническую систему. Много это или мало?

По среднемировой статистике на каждое новое изделие, метод или процесс требуется 540 идей (539 отсеиваются, одна внедряется).

Итак, для получения 540 идей по каждой ТС нам надо ждать 540/1,63 = 331 год.

Но идеи бывают разные, слабые и сильные, имеют разную «цену». Образно говоря, на одну ТС можно иметь 540 идей по цене 1 рубль за штуку, или 6 идей по цене 100 рублей каждая, а еще лучше одну идею ценой 540 рублей! Одна идея — и задача решена. Т.е. одна идея — и техническая система развилась, сделала крупный шаг в увеличении своей полезной функции.

Вот этим производством сильных идей и занимается ИМ-ТРИЗ-технология.

Знакомясь с ИМ-ТРИЗ-технологией вы получите методы решения изобретательских задач без использования МПиО. Здесь целая система инструментов, разработанных в теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). Эффективность любой теории проверяется на практике. Вы сможете оценить ее эффективность на себе — сравните ваши ответы по задачам в начале и в конце работы с ИМ.

Итак, в основе сильных решений лежат понятие ТП и способы его разрешения. Откуда берутся ТП? Обратимся к схеме (рис.2).

При совершенствовании ТС возможны следующие варианты ситуаций, с которыми сталкивается изобретатель:

изобретатель, например, утверждает, что для того, чтобы проблема (Х) исчезла, необходимо действие одного объекта на другой объект усилить; удалить; ослабить; регулировать; если ему задать вопрос: Знаете ли вы как усилить/ослабить/удалить/ регулировать это действие? то возможные ответы:

если он отвечает «да», то каким образом изменится схема взаимодействий в ТС? — появятся ли при этом обьекты или действия, вызывающие недовольство изобретателя?

Есть недовольство — изобретательская задача, нет недовольства — конструкторская задача.

Т.е. при появлении в ТС места (узла, детали), в котором наши желания не совпадают с реально существующими техническими возможностями, появляется изобретательская задача. Несовпадение требований человека к функционированию ТС и функциональных возможностей ТС — это и есть ТП.

Поскольку техника постоянно развивается из-за постоянно возрастающих потребностей человека (т.е. его претензий к ТС), то происходит постоянное возобновление ТП — на каждом новом уровне развития ТС.

Что такое совершенствование ТС? — это увеличение ГПФ, уменьшение М,Г,Э, исключение какого-либо недостатка, мешающего выполнению ГПФ. В идеале системы не должно быть, а функция должна выполняться.

Идеальность, идеальные системы — это предел совершенствования ТС, цель конечного развития техники, направление пути развития ТС. На этом пути к идеальности и возникают ИЗ — КЗ.

Конкретные механизмы развития ТС в направлении увеличения степени идеальности должна раскрыть теория развития технических систем.

2.4. Область притязаний ИМ-ТРИЗ-технологии.

Периодически возникают и довольно горячо обсуждаются вопросы, связанные с областью притязаний ИМ-ТРИЗ-технологии:

для кого она предназначена,

какие функции должна выполнять,

какого типа задачи должны решаться с ее помощью,

что должно быть на ее «выходе» — идеи?, конкретные технические решения? или конструкции и технологические режимы?.

Короче говоря: где грань между изобретательскими и конструкторскими задачами и должна ли она строго соблюдаться? От ответа на этот вопрос зависит направление развития ИМ-ТРИЗ-технологии.

В основе ИМ лежит база знаний ТРИЗ и ничего больше (пока). По сути, ИМ лишь компьютерное переложение (без изменений) части этой БЗ и, пока что, нет предпосылок для расширения БЗ путем захвата соседних «территорий» (областей знания), например, инженерного конструирования (дизайна), которое неизбежно связано с необходимостью технико-экономического обоснования при выборе конкретного материала для технических систем, а также с необходимостью экспериментального исследования потребительских и технологических качеств будущей системы (товара).

Напомним область распространения ТРИЗ (область притязаний БЗ):

дать инженеру методику (систему методик — теорию) успешного и быстрого решения (нахождения идеи, не противоречащей современным научным представлениям) изобретательских задач (т.е. творческих задач в технике);

творческие задачи — те, которые не решаются обычными (тривиальными, известными каждому инженеру, специалисту) методами;

четкий критерий творческих (изобретательских) задач — противоречие между требованиями человека при совершенствовании ТС (его желанием увеличить, или получить новую, полезную функцию) и недостаточными (отсутствующими) возможностями материального мира (природы, техносферы);

смысл решения ИЗ — получение новой (или увеличенной старой) функции путем создания нового системного свойства (качества); системное свойство всегда есть производное от свойств элементов системы (подсистем, деталей, веществ);

зная свойства элементов (в т.ч. и веществ-материалов) можно с той или иной степенью точности прогнозировать появление требуемых системных свойств технических функций.

Таким образом, процесс получения идеи изобретения включает два неразрывных звена:

приемы (принципы, способы) синтеза и преобразования систем, т.е. методы направленного манипулирования мышлением инженера с целью получения в ТС нужных функций,

знания о свойствах материальных обьектов (предметов, состояний, процессов), могущих дать при направленной их комбинации новое системное качество (функцию).

Последняя по времени дискуссия об области притязаний ИМ-ТРИЗ-технологии развернулась в связи с предложенным лаборатории проектом системы «ИМ-материалы», поэтому рассмотрим данный вопрос под этим углом зрения.

Определим область БЗ (ТРИЗ-ИМ) на приведенной выше схеме совершенствования ТС (рис.2).

Необходимо отметить, что это общепринятая во всем мире (за исключением ИМ-ТРИЗ-технологии) реальная схема совершенствования техники. Здесь она представлена в сокращенном виде только два круга:

изобретательский (А – 1 — 2 — 2.2 — 2.3 — 2.3.1 — 2 2.1)

конструкторский (А – 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 — Б)

Есть еще один многое определяющий круг — производственно-потребительский: именно в нем формируются основные претензии к ТС, заставляющие ее изменяться и совершенствоваться; и именно здесь определяются запреты и ограничения на применение тех или иных материалов (веществ), элементов, конструкций и технических решений; именно в этом круге решается судьба изобретений — остаться на бумаге или материализоваться в техносфере.

Где в этом процессе совершенствования техники требуются знания о материалах и какие это должны быть знания?

В принципе — везде, на всех стадиях разработки новой техники. Но следует помнить о громадных обьемах этих знаний, о невозможности быстрого подбора справочных данных и еще большей невозможности быстрого просмотра и анализа массива этих данных. Разумнее иметь на каждой стадии разработки некий необходимый и достаточный обьем знаний о свойствах материальных обьектов (веществ и полей, эффектов и явлений, технических устройств и деталей).

С этой точки зрения можно определить обьемы знаний по этапам разработки следующим образом:

1-й этап: изобретательский. Знание феноменологии вещественно-полевых структур, эффектов и явлений на качественном уровне с основными граничными условиями; основа БЗ — естественно-научные отраслевые знания с обязательным включением разделов конкретного их применения в изобретательской практике, выявленных при анализе мирового патентного фонда; блоки информации по развитию вещественно-полевых структур в технических системах (примеры: феполи, КПМ, озон).

2-й этап: конструкторский. Справочные сведения об основных свойствах материалов, характеристиках конструкций, деталей и узлов, режимах обработки, особенностях эксплуатации, технико-экономических показателях, эргономических, экологических и токсикологических свойствах, и т.д.

3-й этап: экспериментальный. Знание свойств и особенностей результирующих процессов совместной работы веществ, полей, природных факторов, их совместимости, реакционноспособности, сведения о согласованности-рассогласованности свойств и характеристик; методика исследования и разгадывания вредных и побочных проявлений, выявление новых эффектов и необычных функциональных возможностей.

4-й этап: производственно-потребительский. То же, что и для 3-его этапа плюс методика выявления потребностей и путей развития ТС для удовлетворения новых функциональных запросов потребителя.

5-й этап: постановки задач. .Методика формулирования новой ГПФ, анализ ТС с позиций закона увеличения степени идеальности; выбор одного из четырех путей решения: устранение недостатка, увеличение ГПФ, уменьшение М,Г,Э, обеспечение появления новой функции в ТС.

Главная особенность всех этапов — постоянная смена материалов. Это почти 100%-ная закономерность технического развития. Материал (вещество), найденный при решении изобретательской задачи, как правило, заменяется на другой или близкий при конструировании (из-за учета массы факторов, влияющих на данную отрасль и производство); игра этих факторов иногда столь причудлива, что в итоге может применяться материал не только не выполняющий ГПФ на 100% (главная цель изобретательства), но и не отвечающая идеалу потребительских качеств (главная задача конструкторов).

Производство накладывает еще более жесткие претензии к материалу — начиная со стадии экспериментального и опытного выпуска продукции (где материалы меняются из-за выявленных вредных эффектов) и кончая коньнктурными заменами матералов в серийном выпуске.

Вывод. Знание свойств и характеристик материалов на стадии изобретательства и выбор на их основе удовлетворяющего условиям решения задачи конкретного материала (до марки и технологии его получения) не обязательно и излишне.

Стоит ли распространять ИМ на конструкторские задачи? Это специальная область, требующая исследования, создания БЗ, анализа, отработки и пр.. Есть ли время и необходимость в такой работе. Вряд ли. Еще очень мало сделано в изобретательской области — воплощены всего три, не самые главные!, подсистемы (ИМ-П, ИМ-С, ИМ-Э), нет АРИЗ, ЗРТС и т.д., нет единого входного блока…

Все же, сама возможность «выдать» ответ по поставленной задаче не просто в виде идеи с указанием некоего (пусть и не вызывающего сомнения в его существовании) вещества, а в виде точного указания марки и свойств материала, почему-то выглядит привлекательной для определенной группы пользователей ИМ. По-видимому, это можно обьяснить стремлением наиболее экономным способом убедить скептиков (которые всегда есть и должны быть — это естественный процесс) в реальности новой идеи, в возможности ее осуществления. Но, как мы знаем, при осуществлении идеи материал неоднократно меняется и, поэтому, марка материала в принципе не может быть аргументом в споре — это всего лишь подмена предмета спора. Ценность идеи не в 100%-ной осуществимости (почти все изобретения 1-го уровня безусловно осуществимы), а в величине рывка по линии увеличения ГПФ системы при непротиворечивости идеи современным научным представлениям.

Этот рывок характеризуется той или иной степенью новизны (это никому раньше не приходило в голову), полезности (для человека, в широком смысле — для цивилизации) и действенности (обобщенный показатель, характеризующий величину получаемого человечеством выйгрыша времени при внедрении изобретения, т.е. увеличения количества действия в единицу времени; выйгрыш времени — это результат экономии человеческого труда и сокращения массы, габаритов, энергоемкости (М,Г,Э) технических систем).

А, все-таки, существует ли класс задач на поиск материалов?

Мною подготовлен блок задач для новой книги по ТРИЗ, всего 186 задач, по всем разделам ТРИЗ, отбор производился (в основном) по патентному фонду последних 2-3 лет. Представляет интерес структура этой подборки с точки зрения обсуждающегося здесь вопроса.

Достоинства и недостатки такой подборки (рис 4):

Изобретения отобраны специалистом по ТРИЗ, для разделов ТРИЗ; стихийное изобретательство намного шире, пользователи ИМ не обязаны знать ТРИЗ, хорошие изобретения не обязательно получены по правилам ТРИЗ.

В подборке только сильные изобретения, а именно ради таких и стоит создавать интеллектуальные системы; простенькие изобретения на применение материалов и веществ не являются изобретениями (это неизобретательские изобретения 1-го уровня), поэтому нельзя ориентировать на них будущую систему.

Таким образом, класс задач на поиск материалов, если и существует, то он очень небольшой. Но главное не в этом.

Свойства вещества .проявляются под действием поля .. Значит нужен справочник не по веществам (материалам), а по В-П-структурам. Проявление же свойств вещества — это получение какого-либо изменения, действия, т.е. это эффект, явление. Поэтому нужен справочник эффектов .с указанием свойств веществ. Кроме того, необходимо знать технические функции эффектов ., ведь только их и используют для синтеза и развития систем. Итак, для решения ИЗ необходим хороший Указатель эффектов — он давно разрабатывается в ТРИЗ, но, к сожалению, пока не найдена его оптимальная структура.

Примеры

В конце анализа задачи по АРИЗ пришли к формулировке ФП: необходимо вещество с плотностью во много раз больше 1, но не тонущее в воде. Никакая таблица «легкоплавающих веществ» не поможет найти ответ. [Контр. ответ: вибрация жидкости в определенном режиме, плавающие тела определенной формы]. Использована феноменология физэффекта.

Задача о разгоне шарика: необходимо вещество, мгновенно сжимающее шарик во время удара гиперволны это ВВ; несомненно такие вещества есть, это знает даже эксперт ВНИИГПЭ; зачем ну жен справочник по ВВ-веществам? Достаточно феномена ВВ

Вепанализ и стандарты подсказывают, что нужно вещество меняющее свой цвет в таком-то диапазоне температур. Это феноменология фотохромного (термохромного) эффекта — идея решения найдена. Однако неизвестно, есть ли вещества-фотохромы устойчиво работающие при данной температуре. Обращаемся к Указателю эффектов, раздел ФХМ, там должны быть указаны границы применения эффекта и даны примеры веществ. Для оформления патента этого достаточно .. Для продажи патента, лицензии, ноу-хау требуется совсем другая работа (и очень большая!), но причем здесь ИМ-ТРИЗ-технология?! Наша область исследований и коммерческих интересов область идей и предсказаний…

Изобретатель столкнулся с, казалось бы, неразрешимым противоречием: задача будет решена, если удасться передать тепло по металлическому стержню на расстояние 2 метра за 0,5 с; требуется материал с таким свойством, но нет таких материалов, система «Материал» здесь бесполезна — требуется использование специально организованных вещественно-полевых структур, например, тепловая труба, передача в вакууме по ИК-каналу и пр.

Требуется предложить способ маркировки бриллиантов с целью предотвращения краж или, хотя бы, с целью безусловной их идентификации при обнаружении краденных алмазов (в т.ч. в переделанных украшениях, обточенных алмазов и пр.). Ясно, что нужно преобразование алмаза (материала) под действием какого-то поля для того, чтобы оставить метку и нельзя этого делать, чтобы бриллиант не потерял своих ювелирных качеств. [Контрольный ответ: ионная имплантация + электризация].

3.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИМ-ТРИЗ-ТЕХНОЛОГИИ:

ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ

3.1. ТРТС.

Основой ТРТС является система законов, сформулированных в ТРИЗ. Закономерности развития техники не зависят от воли человека — они объективны, а значит и познаваемы.

Цель теории — разработка алгоритма прогнозирования развития технических систем; основной метод создания теории историко-технические исследования по первичным (патентным) материалам. Задача исследований на современном этапе заключается в углубленном анализе всех этапов развития конкретных технических систем для выявления направленности и внутренней структуры общего механизма развития техники.

Системно-диалектический подход к особенностям и механизму развития техники позволит, в конечном итоге, получить целостную картину эволюции технических систем, что в свою очередь даст возможность перейти к созданию рабочего аппарата прогностического развития техники. Причем ТРИЗ (АРИЗ, вепольный анализ, информационный фонд, система стандартов) будет играть наиболее существенную роль в процессе последовательного решения цепочки задач по развитию (идеализации) технических систем.

Центральной проблемой ТРТС является задача выработки общей концепции развития технических систем, которая объединяла бы в единую иерархическую систему известные законы и выявленные в последнее время тенденции развития техники. Основой такого объединения, стержнем развития, следует, по-видимому, считать закон увеличения степени идеальности. Определяющая роль этого закона видна во всех инструментах современной ТРИЗ.

В чем трудности составления АРТС (алгоритма развития технических систем)? Главная причина в неполноте и недостаточной структурированности базы знаний по ЗРТС:

Явная количественная недостаточность законов, правил и эвристик для такой огромной области знаний как Технические Системы; пока сформулированы лишь 9 законов.

Сильная качественная неоднородность законов; часть из них декларативны (закон неравномерности развития), другие неинструментальны (закон увеличения степени вепольности), третьи лишь указывают направления развития (законы перехода в надсистему и с макро- на микро-уровень).



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | ... | Вперед → | Последняя | Весь текст