2.5.решение нетиповых задач. АРИЗ


закон увеличения степени идеальности требует, чтобы система становилась всё более и более бесплотной. Другие законы, например законы развития вепольных систем, связаны, наоборот, с необходимостью увеличивать «материальность» магнитное поле, а это значит, что появляются новые (притом тяжелые и громоздкие) части- электромагниты и обслуживающие их устройства . возникает противоречие: технические системы должны становится идеальнее. Противоречие решается разделением противоречивых требований: система становится идеальнее за счет «оттеснения» громоздких, сложных частей в надсистему. Надсистема, в свою очередь, стремится оттеснить громоздкие части в надсистему и т. д. развитие техники можно представить в виде соподчиненных систем- множество концентрических окружностей. Из внутренних окружностей (небольших систем) материальные объекты постоянно «оттесняются» в внешние окружности (более крупные системы); закон увеличения степени идеальности действует как мощная центробежная сила. Например: штамповка деталей в состоянии сверхпластичности даёт возможность отказаться от сложного инструмента и мощного оборудования. Однако для осуществления процесса необходимо получить мелкозернистую структуру материала и поддерживать заданную температуру. Однако наращивание материальности системы требует увеличение параметров: скорости, производительности, мощности и т.д. Первые авиадвигатели имели мощность в несколько десятков лошадиных сил. Если бы существовало только стремление к увеличению идеальности, современные авиамоторы были бы легкими и компактными. Однако идёт постоянное наращивание мощности, и нынешние авиадвигатели (мощностью в тысячи лошадиных сил) значительно тяжелее двигателей начала века. Об увеличении идеальности свидетельствует только косвенная характеристика- повышение удельной мощности, т.е. мощности, приходящейся на 1 кг массы двигателя. В результате «оттеснения» материальных объектов в надсистемы постоянно увеличивается сверхсистема «Техническая цивилизация». Для эффективного решения изобретательских задач (точнее задач по развитию технических систем) необходимо ясно видеть диалектику развития техники и, прежде всего, процесс упрощения- усложнения технических систем. В каждом конкретном случае надо уметь выявить оперативную зону, в пределах которой следует увеличивать степень идеальности, «оттесняя» из этой зоны объекты в надсистему. За пределами оперативной зоны идеальность может оставаться без изменений или даже несколько уменьшаться ( за счет процесса «оттеснения»). В последнем случае качественный выигрыш внутри оперативной зоны сопровождается количественным ( и поэтому терпимым ) проигрышем за пределами этой зоны. Например, в шахтах и цехах с большой степенью загазованности используют электрооборудование во взрывобезопасном, герметичном исполнении. Такое оборудование сложно и громоздко, ремонт затруднителен. Предложено использовать ток с паузами ( из ста полуволн в секунду «вырезана» одна полуволна): несложное и открытое оборудование производит коммутацию тока только в паузах, когда можно развести или свести контакты без образования дуги ( на работе электрооборудования столь короткие паузы практически не сказываются). Понятно, что за такое упрощение приходиться платить установкой специальных устройств, «вырезающих» паузы в токе, идущем в шахту или цех. Но выигрыш намного превышает проигрыш: качественное упрощение многочисленной аппаратуры внутри оперативной зоны ( в шахте или цехе ) сопровождается небольшим количественным усложнением электрооборудования вне зоны ( на поверхности или вне цеха ). На этом примере отчётливо видны две особенности сильного изобретательского решения задачи: 1) громоздкое тяжёлое оборудование «оттесняется» за пределы оперативной зоны и 2) происходит не просто механическое «оттеснение», а «оттеснение» с «упрощением» (одна установка, преобразующая ток, может обслуживать сотни коммутационных пунктов; процесс коммутации вынесен туда, где он может свершаться максимально просто и удобно ). Каждая модификация АРИЗ включает программу обработки задачи, средства управления психологическими факторами и информационный фонд. 1.Основой АРИЗ является программа последовательных операций по анализу неопределенной ( а зачастую и вообще неверно поставленной ) изобретательской задачи, и преобразования её в чёткую схему ( модель ) конфликта, неразрешимого обычными ( т.е. ранее известными ) способами. В программе – в самой её структуре в правилах по выполнению отдельных операций – отражены объективные законы развития технических систем. 2.Посколько программу реализует человек, необходимы средства управления психологическими факторами. Эти средства позволяют гасить психологическую энергию и стимулируют работу воображения. Значительное психологическое воздействие оказывает само существование и применение АРИЗ: программа придаёт уверенность, позволяет смелее выходить за пределы узкой специализации и, главное, всё время ориентирует работу мысли в наиболее перспективном направлении. АРИЗ имеет и конкретные психологические операторы, форсирующие воображение. В сущности, в глубине этих операторов тоже «спрятаны» объективные закономерности развития технических систем, только закономерности эти ещё не вполне ясны. По мере развития АРИЗ психологические операторы превращаются в точные операторы преобразования задачи. 3. АРИЗ снабжен обширным и в то же время компактным информационным фондом. Основные составляющие этого фонда: приём., стандарты и банки эффектов ( физических, химических, геометрических ) . фонд таких приёмов- вместе со специально подобранными примерами и таблицей применения приёмов при устранении типичных технических противоречий- сильный решающий аппарат. Однако для решения сложной задачи нужно сочетание приёмов, и чем оно сложнее ( иногда оно включает и физэффекты ), тем отчётливее привязано к определённому классу задач. Современная модификация алгоритма- состоит из семи частей:

1.анализ ситуации. 2.анализ задачи. 3.анализ модели задачи. 4.разрешение физического противоречия. 5.анализ способа устранения физического противоречия. 6.развитие полученного ответа. 7.анализ хода решения.

Каждая часть разделена на шаги ( операции ). АРИЗ включает 37 шагов и обширную систему правил, примечаний и таблиц, облегчающих и уточняющих выполнение шагов. Решение задачи ( если она дана ) начинается со второй части- с переходом от начально заданной ситуации к минимальной задаче, получаемой по правилу «техническая система остаётся без изменений, но исчезают недостатки или появляются требуемые свойства». Мини-задача ориентирует на наиболее простое поэтому легко внедряемое решение. Условия мини-задачи должны быть освобождены от специальных терминов, создающих психологическую инерцию. Далее АРИЗ предписывает переход к модели задачи- предельно упрощённой схеме конфликта, составляющего суть задачи. Переход «начальная ситуация- мини-задача-модель задачи-оперативная зона» ведут по правилам, гарантирующим надёжное определение оперативной зоны. Одновременно формируется представление об идеальном изменении оперативной зоны- идеальный конечный результат (ИКР). Формула ИКР отражает идеальное решение задачи: требуемый эффект должен быть достигнут без каких бы то ни было потерь-недопустимого изменения и усложнения системы, её частей или оперативной зоны, без затраты энергии, без возникновения сопутствующих вредных явлений и т.д. В АРИЗ-85 в отличие от предыдущих модификаций предусмотрено определение группы ИКР. Прежде всего, формулируют ИКР-1: инструмент сам выполняет требуемое действие и, следовательно, устраняет техническое противоречие. Но лучше если требуемый результат достигается без инструмента за счёт имеющийся и потому «даровой» внешней среды. Правда, имеющаяся внешняя среда не способна осуществить требуемое действие – иначе не было бы задачи. Поэтому усиленный ИКР формулируют так: измененная внешняя среда сама выполняет требуемое действие. Ещё идеальнее, если нет необходимости использовать ни инструмент, ни внешнюю среду: изделие само себя обрабатывает. Это предельный ИКР. После определения ФП формулируют ИКР-2. перейдя от требований, продиктованных техническим противоречием, и требованиям, вытекающим на противоречия физического. Физическое противоречие формулируют на макро- и микро- уровне, т.е. на уровне всей оперативной зоны и на её микрочастиц. Если задача решается на микроуровне, формулировка микро-ФП может непосредственно привести к решению задачи- ответ становится очевидным. В других случаях микро-ФП облегчает отыскание ответа. В большинстве случаев правильно проведённый анализ позволяет устранить ФП типичными приёмами. ФП может быть устранено также прямым применением физических эффектов. Анализ по 2-й и 3-й частям АРИЗ существенно меняет представление о задаче и создаёт условия для разрешения ФП с помощью информационного фонда. Четвёртая часть АРИЗ предусматривает планомерное использование этого фонда: типовых приёмов решения ФП: физических эффектов, сложных сочетаний приёмов, и физэффектов (т.е. стандартов). Для сложных задач АРИЗ рекомендует повторный анализ. Если повторный анализ не дал положительных результатов, вводят в действие 1-ю часть АРИЗ: определяют обходныезадачи, а при необходимости переходят к макси-задаче, т.е. к задаче на синтез принципиально новой системы. Изменённую задачу вновь приводят во второй, третьей и четвертой частям АРИЗ. Таким образом, при встрече со сложной задачей силы воздействия на неё постепенно нарастают. Задача может быть решена: -прямым применением законов развития технических систем; -с помощью системы стандартов; -использованием частей 2, 3 и 4 АРИЗ; -перестройкой задачи по части 1 АРИЗ с последующим анализом по частям 2, 3 и 4. Операторы, входящие в АРИЗ, заставляют мысль продвигаться в нетрадиционном «диком», направлении. Они отсекают пути, кажущиеся очевидными, заставляют «утяжелять» условия задачи, ведут в «тупики» физических противоречий. Нетривиальность мыслительных действий заложена в самой программе АРИЗ, в формулировке шагов, в обязательных правилах. Невозможно уклониться от этой «дикости», явно не нарушив предписаний АРИЗ. Эту особенность АРИЗ иногда воспринимают как покушение на «свободу творчества». АРИЗ действительно отнимает свободу совершать примитивные ошибки, свободу быть прикованным к психологической инерции, свободу игнорировать закономерности развития технических систем. При правильной работе по АРИЗ каждый шаг логично следует из предыдущего. Логичность отнюдь не мешает появлению принципиально новых («неожиданных») идей. Новое возникает как результат применения необычных операторов АРИЗ: происходит переориентирование задачи на ИКР, требования обостряются и доводятся до ФП, микро-ФП трансформируется в микро-ФП т.п. АРИЗ предназначен для получения общей идеи решения, в его функции не входит конструкторская, инженерная проработка полученного решения. Однако общую идею АРИЗ стремится максимально укрепить и развить. Пятая часть АРИЗ включает ряд шагов, контролирующих приближения ответа к ИКР, соответствие намечаемых изменений системы закономерностям технического прогресса. Шестая часть АРИЗ размеряет сферу действия идеи: должны быть использованы все резервы превращения дней в универсальный принцип решения целого класса задач. Таким образом, АРИЗ предназначен не только для решения конкретных изобретательских задач, для выработки новых стандартов. Ещё одна функция АРИЗ, как уже отмечалось, состоит в развитии мышления человека, решающего задачу. Эту функцию в частности, выполняет седьмая часть алгоритма: изучения хода решения задачи, выявления отклонения от канонического текста АРИЗ, исследования причин отклонений. Другая функция этой части повышение квалификации решающего, выявление и исправление систематических ошибок, возникающих при решении. Для хорошего овладения АРИЗ необходимо решить с его помощью большое количество задач. При этом необходимо иметь ввиду следующее: существует два распространённых заблуждения относительно подобных задач. Первое: «задача поставлена не точно. Дайте мне точную формулировку, вот тогда…». Изобретательские задачи никогда не бывают поставлены точно. Точно поставленные задачи решаются автоматически Процесс решения и состоит в последовательном уточнении условий задачи. Уточнение и преобразование исходной формулировки- обязанность изобретения. Второе заблуждение: «эта задача не относится к моей специальности. Дайте мне задачу по специальности, вот тогда…». Сильные решения всегда выводят изобретателя за рамки его специальности. Научится хорошо решать трудные задачи- значит смело научится выходить за пределы узкой специализации. Трудности здесь в основном психологические; для обнаружения принципиально нового решения подчас достаточно знать физику в объёме средней школы. Главная ошибка при решении задач состоит в том, что стремятся угадать ответ. Учебная задача нужна для отработки навыков анализа. Бессмысленно заменять анализ задачи угадыванием ответа. Даже правильная отгадка не даёт никакой пользы. Между тем даже ошибочный анализ является уроком творчества. Задача считается решенной, если ответ имеет обоснование. Нужно не отгадывать, а идти к решению путём анализа или использовать законы развития технических систем, вепольные преобразования, стандарты. Регулярное применение аналитического аппарата АРИЗ вырабатывает определённый стиль мышления, характеризующийся обоснованной нетривиальностью и стремлением опираться на всеобщие законы развития диалектики и конкретные закономерности развития систем-технических, научных, художественных и т.д.
К оглавлению К началу