ТРИЗ. Алгоритм решения изобретательских задач. АРИЗ

Интеллект Клуб

15.05.2001

Алгоритм решения изобретательских задач

Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) - это основной инструмент ТРИЗ.
АРИЗ - последовательность взаимосвязанных логических и эвристических шагов, в ходе которых осуществляется постановка задачи, выявление противоречия в ней, поиск идеи, разрешающей это противоречие, а также оценка и развитие найденной идеи.

В процессе развития ТРИЗ было разработано несколько модификаций АРИЗ.
Наиболее известные - АРИЗ-77 и АРИЗ-85В.

На мой взгляд, наиболее практичной является версия АРИЗ-77.
АРИЗ-85В получился слишком громоздким, а потому менее удобным для практического применения, хотя демонстрация решения задач с его помощью на лекциях и семинарах смотрится очень солидно.

Вопрос эффективности обучения решению изобретательских задач с применением АРИЗ - это особый вопрос. Здесь проявляется некоторый парадокс. С одной стороны, логика АРИЗ понятна практически всем и прогресс в решении учебных задач достигается практически всегда. С другой стороны, следовать этой логике при решении реальных задач удается далеко не каждому. Главная причина этого явления, в моем представлении, психологическая. Многим логика АРИЗ представляется не вполне удобной для мышления. Особенно это заметно в отношении опытных разработчиков и конструкторов, у которых уже сложились собственные представления о подходах к решению творческих задач. Требуются усилия, чтобы заставить себя мыслить категориями АРИЗ.

Мне довелось более 10 лет заниматься обучением ТРИЗ самых различных специалистов, как по возрасту, так и по инженерной квалификации. В научно-производственном объединении, где я работал, существовал постоянно действующий центр по подготовке специалистов для решения особо сложных инженерных задач предприятия. Практика показала, что для освоения основных инструментов ТРИЗ требуется не менее 80-100 учебных часов. В то же время не более 10% специалистов, прошедших эту подготовку, оказывались способными эффективно применять эти инструменты на практике. Тогда мне буквально по крупицам приходилось собирать специалистов в свое КБ, которое было предназначенное для решения таких задач. Было понятно, что АРИЗ - сильный инструмент. Анализ противоречия - безусловно, верное направление в создании универсального средства для решения любых творческих задач, но требуется существенное его упрощение и максимальная адаптация к привычному для мышления человека виду. Постоянная работа над сложными инженерными задачами, эксперименты по применению различных подходов к их решению позволили мне создать довольно простую, но очень эффективную технологию для решения творческих задач. Именно технологию. Потому, что для ее освоения требовалось гораздо меньшее время, и гораздо большее число разработчиков способно было овладеть ею и получать стабильно высокие результаты. Более того, не возникло никаких проблем с применением ее для решения бизнес-задач. Развитие же АРИЗ в направлении создания громоздкой и сложной в освоении модификации АРИЗ-85В, вряд ли решило подобную задачу.

Здесь я приведу основную (решающую) часть АРИЗ-77 и покажу его работу на примере решения задачи о водопроводной трубе. Это простая (для школьников) и одновременно очень наглядная учебная задача.
АРИЗ-85В можно посмотреть на моем сайте.

АРИЗ-77

(фрагмент)

Часть 2. Построение модели задачи.

2.1. Записать условие задачи, не используя специальные термины.

Задача. Вы на даче откопали участок трубопровода. Предположим, что вам необходимо определить, в какую сторону течет по трубе вода. Для этого можно распилить трубу, например, ножовкой (заменим этот специальный термин словом "инструмент"), но это приведет к порче трубопровода и понадобится его ремонтировать.
Как быть?

2.2. Выделить и записать конфликтующую пару элементов. Если по условиям задачи дан только один элемент, перейти к шагу 4.2.

Правило 1: В конфликтующую пару элементов обязательно должно входить изделие.

Правило 2: Вторым элементом пары должен быть элемент, с которым непосредственно взаимодействует изделие (инструмент, второе изделие, внешняя среда).

Правило 3: Если один из элементов (инструмент) по условиям задачи может иметь два состояния, надо взять то состояние, которое обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции технической системы, указанной в задаче).

Правило 4: Если в задаче есть пары однородных взаимодействующих элементов, достаточно взять одну пару.

Труба (изделие).
Инструмент (инструмент).

2.3. Записать два взаимодействия (действия, свойства) инструмента и изделия: имеющееся и то, которое надо ввести (или: полезное и вредное).

Проникновение в трубу.
Разрушение трубы.

2.4. Записать стандартную формулировку модели задачи, указав конфликтующую пару и техническое противоречие.

Дано: труба и инструмент.
Проникновение в трубу с помощью инструмента позволяет определить направление потока воды, но приводит к разрушению трубы.

Часть 3. Анализ модели задачи

3.1. Выбрать из элементов, входящих в модель задачи, тот, который можно легко изменять, заменять и т. д.

Правило 5: Технические объекты легче менять, чем природные.

Правило 6: Инструменты легче менять, чем изделия.

Правило 7: Если в системе нет легко изменяемых элементов, следует указать элемент "Внешняя среда".

Инструмент.

3.2. Записать стандартную формулировку ИКР (идеального конечного результата): элемент (указать элемент, выбранный на шаге 3.1.) сам устраняет вредное воздействие (указать, какое), сохраняя способность выполнять полезное воздействие.

Правило 8: В формулировке ИКР всегда должно быть слово "сам" ("сама", "само").

Инструмент сам устраняет разрушение трубы, сохраняя способность проникать в трубу.

3.3. Выделить ту зону элемента (указанного в 3.2), которая непосредственно не справляется с требуемым по ИКР комплексом двух взаимодействий. Что в этой зоне - вещество, поле?

Рабочая часть инструмента.

3.4. Сформулировать противоречивые физические требования, предъявляемые к состоянию выделенной зоны элемента конфликтующими взаимодействиями (действиями, свойствами):

а. Для первого действия (указать полезное взаимодействие или то взаимодействие, которое надо сохранить) необходимо (указать физическое состояние: быть нагретой, подвижной, заряженной и т.д.).

б. Для второго действия (указать вредное взаимодействие или взаимодействие, которое надо ввести) необходимо (указать физическое состояние: быть холодной, неподвижной, незаряженной и т.д.).

Правило 9: Физические состояния, указанные в пунктах "а" и "б", должны быть взаимно противоположными.

a. Для проникновения в трубу рабочая часть инструмента должна обладать проникающей способностью.
в. Для предотвращения разрушения трубы рабочая часть инструмента не должна обладать проникающей способностью.

3.5. Записать стандартную формулировку физического противоречия: выделенная зона элемента (указать) должна быть (указать состояние, обозначенное на 3.4 а), чтобы выполнять полезное взаимодействие (указать), и должна быть (указать состояние, обозначенное на 3.4 б), чтобы предотвращать вредное воздействие (указать).

Рабочая часть инструмента должна обладать проникающей способностью, чтобы осуществлять проникновение в трубу и не должна обладать проникающей способностью, чтобы не разрушать ее.

Часть 4. Устранение физического противоречия

4.1. Рассмотреть простейшие преобразования выделенной зоны:

а. Разделение противоречивых свойств в пространстве.

б. Разделение противоречивых свойств во времени.

в. Разделение противоречивых свойств путем использования переходных состоянии, при которых сосуществуют или попеременно появляются противоположные свойства.

г. Разделение противоречивых свойств перестройкой структуры: частицы выделенной зоны наделяются имеющимся свойством, а вся выделенная зона в целом наделяется требуемым (конфликтующим) свойством.

Правило 10: Рассматривать только те преобразования, которые соответствуют ИКР (т. е. осуществляются сами по себе).
Как видите, в АРИЗ отсутствует способ устранения противоречия в смысловом отношении. Об этом способе я вам рассказывал. Он вытекает из определения формально-логического (или, что тоже самое, физического) противоречия. Но именно этот способ необходим для решения этой задачи.

Наши затруднения в решении этой задачи возникали из-за того, что мы представляли, что проникновение в трубу возможно только механическим способом, который ведет к повреждению трубы. Решение же связано с переосмыслением понятия "проникающая способность" инструмента. Так, например, проникновение в трубу при помощи поля не приводит к ее разрушению.

4.2. Использовать таблицу типовых моделей задач и вепольных преобразований.

4.3. Использовать таблицу применения физических эффектов и явлений.

4.4. Использовать таблицу основных приемов устранения технических противоречий.

Шаги 4.2-4.4. Пропущены, поскольку эти материалы мной еще не давались.

4.5. Перейти от физического ответа к техническому: сформулировать способ и дать схему устройства, осуществляющего этот способ.

Решение. Использовать в качестве инструмента тепловое поле. Нагреть трубу и по направлению распространения тепла судить о направлении движения воды.

---

Нет сомнений, что задачу о трубе вы все решили и без применения АРИЗ. Это слишком простая задача для такого инструмента. Кроме того, для нее возможны другие варианты формулирования противоречия.
Вот более сложная задача. Эту задачу и ее решение рассказал мне один знакомый альпинист. Попробуйте использовать для решения этой задачи приведенные здесь шаги АРИЗ-77.

Задача о растворении сухого молока

Известно, что альпинисты для уменьшения веса берут с собой в горы сублимированные (обезвоженные) продукты питания. С водой проблем нет - кругом снег. Проблема была с растворением сухого молока. Порошок в воде слипается в комки, которые очень трудно растворить. Известные ухищрения, например, постепенно сыпать порошок в воду при одновременном помешивании, или, сначала изготовить густую "кашу" с минимальным количеством воды, а потом добавлять воду, мало что дают. Предложите решение.

До следующей встречи.

Александр Барышников
Обратная связь

Другие публикации