2.7. Алгоритм решения изобретательских задач

Характеристика метода. Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) – метод, реализующий идеологию ТРИЗ (теорию решения инженерных задач) [45], позволяет решить широкий круг технических и некоторых организационных задач достаточно высокого уровня. Метод был разработан Г.С. Альтшуллером [6-10]. Может быть использован на стадии разработки технического и рабочего проекта, на этапе модернизации изделия и при решении задач технологической подготовки производства.

В рамках метода впервые реализован направленный поиск решений технических задач. Центральным элементом в перечне алгоритмически упорядоченной последовательности действий является выявление «технического противоречия» и его устранение. Под техническим противоречием подразумевается взаимодействие сторон рассматриваемой системы, в которой одному и тому же объекту предъявляют взаимоисключающие требования.

Используя АРИЗ, разработчик в процессе решения задачи имеет дело с небольшим (хорошо обозримым) количеством рассматриваемых вариантов, отбрасывая целые ветви тупиковых решений. Это позволяет ему не терять сильные варианты решений среди массы более слабых. АРИЗ в процессе его разработки (он развивается и сейчас) сменил несколько модификаций.

АРИЗ предназначен для получения общей идеи решения. В него не входит конструкторская, инженерная подготовка полученного решения. Однако общую идею АРИЗ стремится максимально укрепить и развить.

Основой АРИЗ является программа последовательных операций по анализу неопределенной изобретательской задачи и преобразования ее в четкую схему конфликта, неразрешимого обычным способом.

Конфликт приводит к формулированию технического противоречия (ТП) – противоположные требования по реализации полезных функций без вредных последствий, а анализ конфликта – к выявлению физического противоречия (ФП) – противоположных требований к физическому состоянию технической системы или её части. Разрешение ФП необходимо и достаточно для устранения конфликта, из-за которого возникла задача.

Эффективность АРИЗ обеспечивает использование закономерностей развития технических систем и хорошее информационное обеспечение (приемы устранения технических противоречий, стандарты на решение изобретательских задач – вепольный анализ, указатель физических эффектов и явлений) [15].

Все задачи, возникающие на творческом этапе, содержат противоречия, разрешаемые в конкретных условиях функционирования рассматриваемой системы.

Развитие сложных систем подчиняется общим законам: единство и борьба противоположнотей, переход количественных изменений в качественные, закон отрицания отрицания.

Принимая во внимание то, что конечным результатом самоорганизации развития любой системы является идеальная система, которая совершенствуется без затрат, противоречия, возникающие на каждой ступени развития, делят на три группы: технические, организационные, экономические. Комплексное разрешение их – главная задача метода. Возникновение и преодоление противоречия – одна из главных особенностей развития систем. В свою очередь, задачи, содержащие противоречия, могут быть решены уменьшением, сглаживанием этих противоречий или полным их устранением на данной ступени развития системы.

АРИЗ состоит из частей, а части из шагов. В модификации АРИЗ-85 имеется девять частей:

- анализ задачи;

- анализ модели задачи;

- определение идеального конечного результата (ИКР) и физического противоречия (ФП);

- мобилизация и применение вещественно-полевых ресурсов (ВПР);

- применение информационного фонда;

- изменение и (или) замена задачи;

- анализ способа устранения физического противоречия;

- применение полученного ответа;

- анализ хода решения.

Метод АРИЗ является примером самостоятельной поисковой стратегии и содержит многие её необходимые компоненты. Весьма результативен для решения конкретных инженерных и изобретательских задач. Появившиеся в последних публикациях конвертированные формы АРИЗ значительно расширяют диапазон его возможностей и позволяют решать прогнозные и исследовательские задачи. Серьезное изучение АРИЗ требует значительных затрат времени и более результативно под руководством опытных преподавателей. Возможные трудности применения связаны только с недостаточным его освоением. Метод АРИЗ применяется с использованием большого набора информационных массивов (приемы устранения технических противоречий, фонды физических эффектов и явлений, специальные фонды, вепольный анализ и стандарты на решение изобретательских задач), являющихся обязательными. Использование метода может быть индивидуальным и коллективным. Наибольший эффект получают квалифицированные специалисты той области, в которой возникает решаемая проблема. Требования к уровню подготовленности и практическим навыкам участников высокие.

Поиск решения проблемы с использованием АРИЗ бывает результативным, если в составе группы имеется опытный методист, владеющий этим методом профессионально. Результативность и вероятность выхода на рациональное решение высокая.

Рекомендации по применению. Согласно предложенной классификации, АРИЗ может быть рекомендован для решения широкого диапазона инженерных и изобретательских задач: поиска проектно-конструкторских, прогрессивных технических и технологических решений; разработки новых и совершенствования существующих технологических процессов изготовления изделий; поиска прогрессивных приемов и технологий автоматизированного изготовления изделий; обходных патентно защищенных решений; функционально-структурных связей средств механизации (выявление потребностей в конкретных видах средств механизации).

Условия, в которых можно решать задачи, следующие: применение метода для решения уникальных задач с большим эффектом от внедрения, многократное применение метода для однотипных задач; участники группы поиска постоянные, меняются полностью или с постоянным ядром; поиск решения в одиночку; участники группы поиска квалифицированные специалисты со стажем в данной области; состав группы поиска смешанный, но все участники хорошо знакомы с методологией поиска; время, выделенное на решение постав-ленной проблемы, может быть регламентировано.