ТРИЗ. "Множественность" противоречий

Интеллект Клуб

01.04.2002

ТРИЗ. "Множественность" противоречий

Г.С. Альтшуллер, Крылья для Икара (фрагмент главы).

Люди решают изобретательские задачи с древнейших времен. В сущности, человек стал человеком именно потому, что начал изобретать и применять орудия труда. На протяжении долгой истории человечества сделано множество изобретений, малых и великих. И все эти изобретения оплачены перебором бесчисленных вариантов. В течение тысячелетий метод проб и ошибок ра-ботал более или менее терпимо. Сама история продвигалась вперед неспешно, она могла подождать и десять и сто лет, пока будет решена та или иная задача. Часто люди даже не замечали, что перед ними стоят изобретательские задачи.

Полвека назад французские ученые обратили внимание на удивительное совершенство рыбачьих лодок в Нормандии и Британии. Казалось, кто-то произвел сложнейшие расчеты и нашел наилучшую форму для лодок. Рыбаки не брали патентов, но в каждой лодке были использованы десятки хитроумных устройств и приспособлении. Рыбаки удивленно пожимали плечами, когда их расспрашивали, кто изобрел все это. "Так было всегда",- отвечали они. Постепенно удалось выяснить, что тысячу лет назад лодки были очень неуклюжими и ненадежными. В ту пору никого не удивляло, что лодки часто переворачиваются и тонут: так было и раньше, чему же тут удивляться. Из поколения в поколение рыбаки строили лодки, копируя старые образцы. Но при этом они вольно или невольно вносили небольшие изменения в привычную, от прадедов перенятую конструкцию. Иногда не было нужных материалов, приходилось их чем-то заменять. Иногда новое возникало из-за ошибок или по чьей-нибудь прихоти ("У всех лодок одна мачта, а у моей лодки пусть будут две..."). Это были пробы, своего рода заявки на изобретения, хотя их авторы не подозревали, что они решают изобретательские задачи. Оценивала решения сама жизнь: лодки уходили в море и, если случался шторм, возвращались те, в чью конструкцию были внесены полезные изменения. Эти конструкции становились образцами, по которым строили новые лодки. Шли столетия, лодки постепенно становились все совершеннее...

Представьте себе такой метод в наши дни. Авиаконструкторы наугад вносят различные изменения в серийные самолеты "Аэрофлота", а потом ждут - какие из них благополучно вернутся из рейса... Невероятно? Конечно, невероятно. Но метод проб и ошибок сохранился, просто вещественные пробы в наши дни почти всегда заменяются пробами мысленными. Авиаконструктор мысленно вносит изменения в конструкцию самолета, мысленно оценивает результаты, приходит к выводу, что так нельзя, - и отбрасывает вариант. И снова поиск, новые варианты, новые мысленные эксперименты. "Как-то раз, проснувшись ночью, - рассказывал генеральный конструктор О. Антонов,-я стал по привычке думать о главном, о том, что больше всего заботило и беспокоило..." Рассмотрено и отброшено множество вариантов, мысленно взлетают самолеты, беззвучно падают и тут же взлетают снова, уже измененные, иные. И вот, наконец, поднимается очередной вариант - и не падает, летит уверенно... "Как просто, - говорит О. Антонов. - Я тут же протянул руку к ночному столику, нащупал карандаш и записную книжку и в полной темноте набросал найденную схему. Почувствовав большое облегчение, я тут же крепко заснул".

* * *

В выпуске N44 уже говорилось о том, что механизм, с помощью которого человек ищет решения творческих задач, не так уж примитивен, как это часто описывается, и называть этот метод "методом проб и ошибок" можно достаточно условно. Трудно представить, что те самые рыбаки, которые совершенствовали свои лодки, действительно предпочитали практические эксперименты мысленным. Если же говорить о ТРИЗ и основном инструменте ТРИЗ - алгоритме решения изобретательских задач (АРИЗ), то он вовсе не избавляет нас от мысленных экспериментов. Если АРИЗ используется профессионально, то это позволяет выявлять в решаемой задаче не одно, а несколько противоречий. Конечно, для этого требуется определенный опыт решения задач, позволяющий видеть многие варианты ее анализа. Кроме того, выявление противоречия еще не есть решение задачи. Часто дистанция от противоречия до его разрешения достаточно велика. Все это создает большое поле для мысленных экспериментов.

Неожиданной иллюстрацией сказанному стала задача из 44 выпуска о надевании трубки. Несмотря на простоту задачи, практически пригодного решения никем предложено не было. Из многочисленных предложений типа: нагревать, смазывать трубку, применять различные приспособления для ее растягивания, например, сжатым воздухом, создавать за счет различных устройств временную заходную фаску, в т. ч. намораживанием льда, и др., пригодных для реального осуществления нет. Ведь в задаче сказано о сборщике, собирающем изделие, а не олигофрене, клеящем картонные коробки. Поэтому логично предположить, что сборщик вполне мог догадаться о подобных простейших идеях и давно реализовать их. Конечно, сборщику можно заняться вопросом подведения к его рабочему месту магистрали сжатого воздуха и изготовлением приспособлений для его использования при надевании трубки. Можно добиваться приобретения или разработки и изготовления специальной холодильной установки для намораживания сосульки на штырь. Можно подать рационализаторское предложение об увеличении фаски на штыре, замене материала трубки или изготовлении приспособления для облегчения ее надевания и ждать, когда его примут и реализуют. Можно попробовать добиться, чтобы на его рабочем месте установили кипятильник или нагревательную камеру для подогрева трубок. Но это только в том случае, если эта марка резины способна в достаточной степени уменьшать свою жесткость при приемлемом для нее нагреве. А если нет? А если допустимы различные марки резины? А насколько обоснован лишний расход энергии? Что же касается использования различных смазок, то они с одной стороны улучшат условия надевания трубки, но при этом ухудшат надежность удерживания трубки на коротком штыре. Значит, необходима такая смазка, которая была бы способна достаточно быстро испаряться из-под резины, и не портить саму резину. И т. д. и т. п. Решать все эти проблемы и вопросы для реального сборщика нерационально. Ему необходимо простое и доступное в реализации для него самого решение.

Тем не менее, большинство из перечисленных вариантов являются попытками устранения тех или иных противоречий и получается, что противоречий в данной задаче несколько. Сформулируем основные противоречия, минуя предварительные действия по их выявлению.

1. Трубка должна быть эластичной, чтобы легко надеваться на стержень и не должна быть эластичной, чтобы надежно удерживаться на нем.

2. Смазка должна быть, чтобы трубка легко надевалась на стержень, и не должна быть, чтобы не снижать надежности крепления трубки на стержне.

3. Фаску на стержне изготовить необходимо, чтобы облегчить надевание трубки, и не следует изготавливать, чтобы не тратить время и средства на изменение документации и технологии изготовления детали.

4. Приспособление для надевания трубки на стержень должно быть, чтобы облегчить эту операцию, и приспособления быть не должно, чтобы не тратить дополнительные средства и время на его разработку и изготовление.

5. Трубка должна иметь большое отверстие, чтобы легко надеваться на стержень, и не должна иметь большое отверстие, чтобы надежно удерживаться на стержне.

Итак, получается, что, во-первых, необходимо уметь формулировать все возможные варианты противоречий для решаемой задачи. Во-вторых, - уметь находить альтернативные варианты решений, разрешающие каждое из сформулированных противоречий. В-третьих, - уметь оценивать и отбирать лучшие решения. Таким образом, мы снова пришли к перебору вариантов, но перебор этот выполняется на качественно ином уровне и требует серьезной предварительной подготовки.

Задача эта взята из моей практики и существовала в действительности. Правда, на ее решение и практическую реализацию ушло несоизмеримо меньше времени, чем на все это описание.

Противоречие, которое ведет к наиболее рациональному решению, было сформулировано под номером 5. Для устранения проблемы предложено было конец трубки срезать под некоторым углом. В результате, отверстие на конце трубки получалось в форме эллипса и его сечение становилось больше нормального сечения. Это позволяло завести трубку на стержень, что собственно и не удавалось сделать до этого. При заведенном на стержень крае трубки дальнейшее ее надевание проблем не представляет. При необходимости (которой не возникло на практике) трубку можно выровнять, подрезав ее край прямо на стержне. Противоречие (большое - малое отверстие трубки) оказалось разрешенным в пространстве: увеличено только "заходное" отверстие трубки.

До следующей встречи.

Александр Барышников
Обратная связь

Другие публикации