Синтез симбиозных систем, или добавим технике плюрализма

Краткая аннотация

Предлагается обобщенный методический подход к решению задач методом совмещения неоднородных технических систем (ТС). Этот подход получил название синтеза симбиозных систем (ССС). Он появился как результат объединения неоднородных методических систем: методики синтеза альтернативных систем (САС) и методики проблемно-ориентированного поиска по действию (в английском варианте - action and problem oriented search, APOS). Как и положено эффективному результату объединения, итоговая методическая система существенно расширяет функциональные возможности исходной пары.

1. ВВЕДЕНИЕ

Прошло 17 лет с даты публикации замечательной работы В.М.Герасимова и С.С.Литвина "Зачем технике плюрализм?" [1]. Но сравнительно небольшое развитие, которое методика синтеза альтернативных систем (САС) получила за истекший период, не соответствует глубине ее методических достижений. Почему?

В настоящей работе предлагается обобщенный методический подход к решению задач методом совмещения неоднородных технических систем (ТС). Объединение систем давно считается общим местом в ТРИЗ, однако до сих пор остается много "белых пятен". Со времени публикации основных положений этого подхода Г.С.Альтшуллером, например, [2], опубликован ряд работ на эту тему, однако не многие из них нашли отражение в практической работе. Следует отметить фундаментальное исследование Т. Кингерли [3]. Однако метод аналогии, лежащий в основе его работы, не нашел инструментального развития. Наиболее успешной, вероятно, можно считать методику синтеза альтернативных систем (САС) [1] и ряд работ, последовавших за ней, например, [4, 5]. Задача решается объединением исходной ТС с альтернативной, удовлетворяющей определенным критериям. Данная методика весьма эффективна, но имеет ряд недостатков. Основные из них:

• Выбор систем для объединения с исходной ТС формально ограничен. Альтернативные системы (АС) являются ограниченным подклассом конкурирующих систем.
• Отсутствует метод поиска подходящей альтернативной системы. Выход из положения, возможно, найден чисто тризовским путем - построением гипотетической АС [6]. Однако представляется, что использование реально существующих систем для синтеза новых имеет свои преимущества.

Итак, с одной стороны, САС недостаточно инструментальна при достаточной сложности требуемых мыслительных операций.

С другой стороны, развивается ряд методик, легче воспринимаемых психологически и/или более инструментальных методически (свертывание, прямой перенос признака, непосредственное использование информфонда, и т.д.).

В этом и заключается причина слабой распространенности САС среди практиков.

Предлагаемый в настоящей работе подход выводит идеологию объединения систем на новый инструментальный уровень. Метод продолжает традицию синтеза альтернативных систем [1] и гибридизации [5], добавляя ряд новшеств. В частности, в качестве исходных для синтеза принимаются не только пары альтернативных систем в определении [1], но и группы других типов. Усовершенствована процедура синтеза. В связи с этим появляются и другие методические эффекты. Этот подход появился в связи с разработкой нового ТРИЗ-инструмента - проблемно-ориентированного поиска по действию (английская аббревиатура - APOS) [7, 8, 9]. APOS можно рассматривать как развитие метода функционально-ориентированного поиска (ФОП) [10], позволяющего преодолеть ряд недостатков и расширяющего парадигму ФОП в области решательных возможностей.

Синтез новой системы, имеющей назначение исходной ТС, но использующей какие-то аспекты решений из другой ТС, в общем случае будем называть синтезом симбиозной системы (ССС). В ТРИЗ часто для этого используется понятие объединения или скрещивание систем. Однако представляется, что термины со-проецирование или совмещение (введено в [7]) лучше соответствуют примерам, в которых этот процесс затрагивает скрытые свойства элементов систем.

Системы - кандидаты на совмещение с исходной ТС - названы ее симбиогенными дополнениями, то есть потенциально способными дать ключ к решению ее проблем.

На рис.1 показаны варианты совмещения неоднородных систем. Верхний ряд соответствует классификации [2, 1] с добавлением вида систем, оказавшегося особенно интересным для рассматриваемого подхода: сходные по действию, но не конкурирующие.¹

Нижний ряд условного деления систем на виды симбиогенных сочетаний - результат дальнейшего анализа. Мы видим, что симбиогенными могут оказаться:

А) конкурирующие системы. Они, в свою очередь, могут относиться или не относиться к альтернативным системам (АС) по сочетанию целевых достоинств и недостатков [1].

Б) ТС, отличающиеся по назначению (имеющие другой объект ГФ), но имеющие сходное взаимодействие с объектом (сходную ГФ). Они могут принадлежать как к той же области промышленности или науки, так и к другой.

В) инверсные системы

Г) разнородные ТС, не имеющие существенного сходства с исходной ни по объекту ГФ, ни по самой ГФ, но имеющие сходство одного из ключевых взаимодействий с проблемным взаимодействием исходной ТС.

Возникает вопрос: оправданны ли, с точки зрения трудозатрат, дифференцированные разработка и применение различных методик для различных случаев, как это иногда принято в ТРИЗ?

Рис.1. Варианты совмещения неоднородных систем

На рис.1 важно следующее:

А). Выделено понятие, объединяющее все методически интересные варианты: сходство по проблемному взаимодействию. Организующая позиция этого понятия показана синими двунаправленными стрелками. Это может быть любое взаимодействие в пределах "расширенной ТС" - комплекса ТС и ее НС. Инверсные проблемные взаимодействия также условно отнесены к этому понятию - по принципу сходства противоположностей.

Б). желтым цветом выделены виды симбиогенных систем, не охваченные до сих пор четко сформулированными методическими подходами.

Понятие сходства по проблемному взаимодействию позволяет сформулировать обобщенный подход к синтезу новых технических решений путем совмещения известных. При этом в качестве кандидатов на совмещение, то есть дополняющих симбиогенных систем, выступают системы, одно из ключевых взаимодействий которых аналогично проблемному взаимодействию исходной системы.

Предлагаемый метод ССС выступает как обобщенный подход. Он позволяет целенаправленно находить решения путем совмещения (проецирования) одного и более симбиогенных аналогов любого типа с исходной ТС. Можно также ожидать, что подходы мысленного моделирования [6] и предлагаемый в настоящей работе будут хорошо дополнять друг друга.

Замечание. Из используемой терминологии (проблемные взаимодействия, уже видно, что предлагаемый подход наиболее органично "работает" с двумя другими развиваемыми методиками: APOS [7, 8, 9] и СОВ-подход [11, 12, 13]

Одним из инструментов синтеза является многофакторный APOS [7-9].

В настоящей работе приводится окончание - решательная часть - примера, предполагавшегося к полному анализу последовательно в 2-х работах - [13] и настоящей. Однако в связи с ограничениями на объем материала вся первая часть, то есть построение СОВ и фрагментов ПСЦЭ для проблемных взаимодействий, будет представлена в отдельной работе в будущем.

2. КРАТКО ОБ APOS

1. В части поисковых возможностей, APOS [7, 8, 9] эффективно решает проблемы:

• определения лидирующих и отдаленных областей деятельности человека
• выявления конкурирующих систем, имеющих то же назначение, что и исходная ТС;
• выявления систем (технических решений), в которых разрешаются проблемы, сходные с проблемами исходной ТС. Другими словами, обеспечивается нахождение неконкурирующих ТС, но соответствующих пп. 2 и 3 раздела Введение.

Таким образом, APOS эффективно обеспечивает нахождение решений-аналогов различного типа, получивших название симбиогенных аналогов.

APOS также позволяет сформировать симбиогенную группу ТС, способных к эффективному совмещению в новой ТС.

2. В части решательных возможностей, APOS эффективно выводит на решение задачи путем формирования портрета решения. "Портрет" формируется на основе особенностей исходной ТС и системы, найденной по аналогии. Особенно широкие возможности для этого открывает многофакторный вариант APOS. Он обеспечивает итерационный и целенаправленный выход на решения в случаях, когда однократный проход по методике не приносит желаемого результата.

3. ПОСТАНОВКА МЕТОДИЧЕСКОЙ ПРОБЛЕМЫ.

Вернемся к классификации вариантов объединения ТС. Из представленных на рис.1 вариантов,

• комбинирование разнородных систем с разными ГФ и проблемными взаимодействиями не представляет методических трудностей (например, мобильный телефон + фотоаппарат);
• по объединению инверсных систем не удалось найти достаточно проработанных подходов. К этому вопросу хотелось бы вернуться впоследствии.
• По совмещению систем, сходных по взаимодействию, в литературе имеются некоторые указания [14]. Обычно к этим вариантам относятся предложения по переносу признаков (feature transfer). Но не было сделано ни обобщения, ни достаточно инструментальных выводов.

И только в отношении конкурирующих систем имеется методологический прорыв - [1] и последовавшие работы. Тем не менее, АС - довольно ограниченный подкласс конкурирующих систем.

Особенно интересны не конкурирующие системы, сходные по действию (ГФ), но существенно различающиеся по ее объекту.

Кроме того, настало время поговорить о проецировании на исходную систему частных решений, касающихся ее отдельных ключевых проблем. Речь идет о синтезе симбиозных подсистем внутри системы. Фактически, к этому направлению относится то, что сейчас понимается под переносом признака по итогам применения ФОП.

Как неоднократно указывалось, например, в [1, 5], процесс формулирования проблем по поиску симбиогенных и синтезу симбиозных систем - многоуровневый. И, если мы на каждом уровне будем дифференцировать подклассы систем и подсистем, применяемые методы синтеза - процесс станет чрезвычайно трудоемким. Это увеличивает актуальность общего подхода. Помимо экономичности, его главными признаками должны быть инструментальность и воспроизводимость. В настоящей работе и предлагается такой подход, "работающий" без тонкой дифференциации по разным случаям.

4. ОСНОВНАЯ ИДЕОЛОГИЯ МЕТОДА СИНТЕЗА СИМБИОЗНЫХ СИСТЕМ (ССС)

4.1. Начальные понятия

Определение 1. Под симбиогенной группой ТС по рассматриваемому проблемному действию будем понимать две или более ТС (включая исходную), сходные по существенным признакам проблемного взаимодействия.

Примечание 1. Понятие "действие" рассматривается в смысле воздействия или взаимодействия в соответствии с положениями работы [11].

Примечание 2. Указанное сходство может иметь место для систем или их классов, сформулированных с различной степенью обобщения.

Примечание 3. Задаваемое при поиске действие и его объект соответствовуют проблемному взаимодействию исходной ТС. Оно (и его объект) могут соответствовать ГФ ТС. Обычно это соответствует поиску конкурирующих систем. В этом случае найденная симбиогенная пара к исходной ТС может отвечать критериям альтернативной системы [1]. Но может и не отвечать.

Определение 2. Симбиозной системой будем называть систему, полученную путем совмещения двух или более систем из симбиогенной группы.

Пример 1. Одна из ключевых проблем зубной щетки - неэффективное удаление зубной грязи из межзубных промежутков.

При поиске симбиозной пары по действию с учетом объекта ТС - зубов - и данной проблемы мы закономерно выходим на конкурирующие системы - зубную нить и зубочистку. Это варианты систем, удовлетворяющих методике САС - зубная щетка хорошо чистит переднюю и заднюю поверхности зубов, но плохо чистит в межзубных промежутках; зубочистка и нить - наоборот. Решения на базе объединения этих систем достаточно очевидны. Их легко получить по методике САС. Однако можно допустить, что возможно решение проблемы на другом уровне. Как его достичь?

При поиске симбиогенной ТС по действию более высокого иерархического уровня - "чистить в труднодоступных местах" с использованием APOS - мы выйдем, например, на чистку струей воды. Далее мы, не заботясь о том, окажется ли найденная система конкурирующей и, тем более, альтернатвной, можем синтезировать симбиозную систему. Один из вариантов решений представлен на рис.2. В патенте США 5,365,624 (1994г.) на зубы надевается каппа, внутрь которой подается вода под давлением, а различные детали устройства обеспечивают его эффективность. Этот пример показывает, что при синтезе симбиозных систем мы можем сравнительно легко выходить на новые принципы действия. Это - неожиданный методический результат для подхода, отталкивающегося от уже известных решений. Но это - результат того, что в обобщенный метод "втягиваются" системы отдаленного назначения.

Рис.2. Устройство для чистки зубов потоком воды; пат. США 5,365,624 (1994)

Примечание. Действие, по которому мы ищем ТС, симбиогенную для исходной, может быть сформулировано не только на более высоком иерархическом уровне, как это оговорено в [1] для поиска АС, но и на более глубоком уровне, включая скрытые свойства объекта или субъекта действия исходной ТС.

Пример. Если рассматриваемое действие зубной щетки - отделение зубной грязи от зуба, то на более глубоком уровне иерархии оно трансформируется в "разрушение адгезионной связи", "разрушение полисахаридов", и т.д.

4.2. Алгоритм ССС

Очевидная цель метода:

А) найти систему (одну или более) - "симбиогенный аналог" - в которой решается проблема, имеющая общие черты с проблемой исходной ТС.

Б) синтезировать симбиозную систему на базе этих двух систем.

Менее очевидная цель метода:

расширение ресурсной базы для решения задачи за счет скрытых ресурсов объекта или субъекта проблемного действия исходной системы, а также за счет ее НС.

Симбио-аналог используется как "подсказка" для поиска ресурсов.

Итак, укрупненный алгоритм:

1. Анализ исходной ТС любым методом (ФА, ПСЦ и т.д. Наиболее эффективен анализ с помощью схемы обусловленности взаимодействий [11, 12]). Формулирование проблемы исходной ТС.

2. Задание зоны поиска на основе формулирование проблемы исходной ТС

В формулировке запроса при поиске симбио-аналога

• учитывается ГФ исходной ТС, если основная проблема ТС - это проблема ее взаимодействия с объектом ГФ. Назначение исходной системы (ГФ, совокупность ГФ+объект ГФ и т.п.) учитывается при запросе, если это целесообразно.

Примеры. Для системы отбеливания зубов - "отбеливание" (в зоне поиска - все проблемы, связанные с этой ГФ)

Для ЗЩ - конкретное проблемное действие в комбинации с объектом: "очищать поверхность", "снимать отложения" (в зоне поиска - все проблемы, связанные с этими ГФ)

Для сварки труб - "соединение труб" (в зоне поиска - все проблемы, связанные с качеством соединения труб вообще)

• учитывается одна из ключевых проблем исходной ТС, если мы идем "по цепочке" проблем, связанных с выполнением ГФ

Пример. Для системы WLAN (см. [13]) - конкретное проблемное действие "распространение/излучение радиоволн" в сочетании с формулировкой проблемы "увеличение отношения С/Ш".

Может также накладываться условие выполнения ГФ исходной системы.

Пример. Для примера со сваркой труб [7, 8] - это будет ГФ, конкретизированная условием, которое вызывает основные проблемы ТС. То есть - "сварка металлических труб встык", или "сварка металлических частей встык", или - "соединение труб встык".

3. Поиск симбиогенного аналога

Ищем (конкретно, по методике ФОП или APOS) симбиогенный аналог, соответствующий поставленной ключевой проблеме.

Основная цель: найти некий эффект, принцип или метод, с помощью которого наша ключевая проблема уже решена в системе, цель, принцип или объект действия которой имеют общие черты (но не обязательно совпадают) с таковыми для нашей исходной ТС.

4. В найденном симбио-аналоге (ТС+НС) выделяем элемент (взаимодействие, процесс), отвечающий за решение целевой проблемы исходной ТС.

Замечание. При этом мы рассматриваем свойства, элементы, взаимодействия и/или процессы не только внутри системы, но и в ее НС.

5. В исходной системе и ее НС ищем ресурсы для совмещения с ней факторов симбио-аналога (свойств, элементов, взаимодействий и/или процессов), отвечающих за решение целевой проблемы.

Замечание. Рекомендуемый порядок приоритета анализа ресурсов исходной ТС:

• ресурсы элементов исходной ТС
• скрытые ресурсы/свойства объекта ГФ исходной ТС
• ресурсы других элементов НС исходной ТС.
• условный "ресурс" исходной ТС на внесение в нее новых элементов - носителей требуемых факторов.

5.1. Метод поиска нужных скрытых ресурсов в исходной ТС и ее НС

5.1.1. Находим элемент (элемент структуры, взаимодействие, процесс) симбио-аналога, отвечающий за решение целевой проблемы или ее отсутствие в аналоге. Идентифицируем фактор найденного элемента - функцию, взаимодействие, свойство - обеспечивающий это преимущество перед исходной ТС.

5.1.2. Выделяем элемент (элемент структуры, взаимодействие, процесс) в исходной ТС или ее НС, аналогичный по функции или цели элементу, отвечающему за решение целевой проблемы в аналоге.

5.1.3. Выясняем, имеется ли у этого элемента ресурс (фактор), аналогичный "обеспечивающему" фактору симбио-аналога

5.1.3.А. Если такой ресурс в выделенном элементе имеется - ставим задачу на его мобилизацию для решения проблемы исходной ТС.

5.1.3.Б. Если такого ресурса в выделенном элементе нет - выясняем, имеется ли такой ресурс в других элементах исходной ТС (и ее НС).

5.1.4. Если ресурс находим у некоторого другого элемента - ставим задачу на его мобилизацию для решения проблемы исходной ТС. В частности, это может быть

• задача на "передачу" ресурса элементу, выделенному в п.5.1.2.
• задача на передачу функции/взаимодействия элемента, выделенного в п.5.1.2, другому элементу, определенному в п.5.1.4 (с возможным свертыванием элемента, выделенного в п.5.1.2).

Таким образом, мы ставим задачу на придание некоторому элементу исходной ТС функции/взаимодействия/свойства, обеспечивающих решение целевой проблемы в симбио-аналоге. При этом мы решаем

А) можно ли его модифицировать на все время рабочего цикла ТС

Б) можно ли его модифицировать на некоторое время.

5.1.5. Если ресурс в исходной ТС не находим:

5.1.5.А. Ставим задачу на придание требуемого фактора-ресурса (функции, взаимодействия, свойства) элементам исходной ТС, начиная с выделенного в п. 5.1.2.

5.1.5.Б. Ставим задачу на компенсацию отсутствия требуемого фактора-ресурса в исходной ТС, не придавая этот фактор каким-либо ее элементам.

5.1.6. Если в исходной ТС не найден элемент, способный соответствовать "обеспечивающему" элементу симбио-аналога, ставим задачу на его синтез в ТС.

5.1.7. Если синтезировать соответствующий элемент в исходной ТС не удается, ставим задачу на его внесение в ТС.

Эта процедура напоминает процедуру обобщенного свертывания [11-13], выполняемую, в определенной степени, "наоборот". Можно назвать это процедурой "раскрытия" или "антисвертывания". Лучшего термина пока не придумано, но не следует путать это с "развертыванием" систем.

Для выполнения "антисвертывания" очень удобно использовать СОВ, особенно если анализ системы с самого начала проводился этим методом.

5.2. Последовательность перебора элементов (взаимодействий, процессов) при выполнении п.5.1:

• элемент (структурный элемент, взаимодействие, процесс) в системе исходной ТС (ТС + НС), аналогичный по функции или цели элементу (взаимодействию, процессу), отвечающему за решение целевой проблемы в системе про-симбиотического аналога (ТС+НС)
• объект ГФ, если он не оказался элементом по предыдущему пункту (мобилизуем его ресурс)
• другие элементы (взаимодействия, процессы), обладающие требуемым ресурсом,
с приоритетом для элементов (взаимодействий, процессов) требующих наименьшие затраты для их модификации.

6. Повторяем процедуру для других проблем исходной ТС и получаем другие симбио-аналоги.

7. Выполняем п.5 для других симбио-аналогов.

8. Т.о., формируем симбиогенную группу ТС.

9. Решения, полученные в симбио-группе, совмещаем с исходной ТС с использованием выявленных ресурсов.

9.1. Формируем портрет решения - интегрально или в качестве ряда частных портретов.

9.2. Если общее решение не получено, то модифицируем ресурсные возможности исходной системы попарно с различными симбио-аналогами или все одновременно и выявляем вторичные или дополнительные задачи. Решаем их.

Примечание. В данном пункте также содержится методическая новизна подхода по сравнению с [1, 5], где предлагалось строить последовательные цепочки альтернативных систем. "Симбиозный" подход, в принципе, позволяет сразу выявлять не пару, а группу про-симбиотических ТС из двух и более систем, что иногда позволяет решить сразу, комбинированно более чем одну усеченную ключевую проблему.

10. В итоге, получаем новую симбиозную ТС, используя

• ресурсы ТС и НС, с учетом ограничений на изменения элементов, прежде всего - ресурсы ТС, расширенной за счет ресурсов НС, и
• принципы, подходы, реализованные в симбиогенных аналогах.

5. ССС В ДЕЙСТВИИ

В докладе [13], представленном на настоящей конференции ранее (Саммите разработчиков ТРИЗ), показан пример разбора изобретательской ситуации (ИС) путем итерационного исследования методом СОВ [11].

Была поставлена задача на совершенствование беспроводной локальной компьютерной сети. Требовалось повысить эффективность системы по совокупности взаимосвязанных параметров: высокой скорости передачи между базовой и клиентскими станциями и высокому отношению сигнал/шум, при условии одинаково качественного обслуживания нескольких произвольно расположенных клиентских станций и низких энергозатрат. Исследование изобретательской ситуации методом СОВ быстро показало, что

• проблемное действие в данной ТС - это распространение радиоволн;
• эффекты, связанные с ним, существенно усиливают противоречие между скоростью передачи и отношением С/Ш;
• эти проблемы определяются переотражениями от окружающих предметов и интерференцией с мешающими сигналами.

Если искать решение методом ССС, то мы должны выявить симбиогенные системы, в которых решаются проблемы отношения С/Ш или скорости передачи, связанные именно с распространением радиоволн. В данном случае, такие системы сравнительно легко выявляются методом ФОП или APOS. Это - радиолокационные системы слежения и наведения. Суть - в использовании узконаправленной антенной системы, которая может быть наведена точно на объект, и при этом система слежения в целом организует свою работу в соответствии с результатами обмена сигналами типа запрос-ответ. Это - система из радиолокации, не конкурирующая с исходной; ее ГФ имеет сходство по действию (см. рис.1) с проблемным взаимодействием исходной системы.

Совмещение соответствующих элементов найденного симбио-аналога с исходной системой в данном случае не вызывает методических сложностей, в отличие от множества конкретных технических проблем. Несмотря на кажущуюся простоту решения, оно оказалось новым совсем недавно, в 2000 году.

Теперь очень кратко рассмотрим гораздо более сложный пример.

Рассматриваемая ТС - условная технологическая линия экстракции продукта из мелкоизмельченного минерального сырья. Продукт поступает на вход линии в виде вязкой пульпы из мелких частиц породы и воды. Дальнейшие операции показаны на рис.3. Основной недостаток технологии "от заказчика" - быстрое засорение фильтров. Это ведет к удорожанию производства и снижению производительности.

Дополнительные условия:

1.Экстракция обеспечивается экстрагентом, который не следует смешивать с водой

2.Растворитель дорогой, необходимо минимизировать используемое количество его.

3.Процесс должен быть высокопроизводительным.

Предполагалось подробно изложить анализ этой изобретательской ситуации с использованием СОВ-подхода в [13]. Однако ограничения в объеме работ не позволили включить подробный разбор ни в предыдущую статью, ни в данную. Основная цель обеих работ заключалась в изложении новых методических подходов. Поэтому сейчас мы сразу перейдем к постановкам задач, полученным в итоге постанови задач свертывания в ходе СОВ-анализа и моделирования.

1. Частица сырья должна интенсивно омываться экстрагентом, но поток экстрагента не должен увлекать частицу сырья.

Эту задачу можно решать разными способами. Но сейчас нас интересует иллюстрация подхода ССС. ФОП или APOS выводят на решение по патенту США US5,627,269 "Экстракция растворимых полисахаридов", 1994. Прямое попадание! В патенте даже специально оговаривается, что в этом способе не нужны фильтры. Суть в том, что в качестве фильтрующего элемента выступает сам продукт в измельченном состоянии, а экстрагент пропускают сквозь слой частиц этого продукта под давлением. Здесь же дается и решение одной из вторичных задач: в продукт вводятся частицы наполнителя, более крупного, чем частицы продукта. Это облегчает перколяцию экстрагента.

Отметим, что это решение найдено в области, сходной по главной функции (действию) ТС; но сама ТС - не конкурирующая для исходной (см. рис.1).

Можно заметить и другие проблемы, связанные с использованием найденного решения в нашей исходной задаче, например, низкую производительность метода. Ею можно заняться немедленно, но пока лучше перейти к другому проблемному действию, выявленному при анализе фрагмента совмещения СОВ+ПСЦЭ (схемы причинно-следственных эффектов) [13]. Может быть, решая остальные проблемы, мы заодно справимся и с этой? Попутно выдвигаем критерий отбора решений, получаемых с помощью ФОП или APOS при процедуре ССС: решение одной проблемы должно помогать решению другой.

Выявленное решение, действительно, позволяет отказаться от фильтрации. Но анализ показывает, что для этого сначала необходимо сформировать достаточно толстый слой из крупных частиц наполнителя, и только затем ввести в него (в промежутки между гранулами наполнителя) тонко измельченный исходный продукт. Но как это сделать? Итак, имеем следующую проблему.

2. Как ввести вязкую пульпу в перколяционный слой, сформированный наполнителем?

APOS выводит нас на следующее решение: по патенту США 6,042,635 "Метод смачивания фильтрующего элемента" (2000г) вязкая пульпа вводится в такую систему с помощью вибрации.

Возвращаясь к рис.1, можно констатировать, что решение найдено в существенно отличающейся системе, сходной по проблемному действию.

Проецируя это предложение на "отложенную" проблему производительности, мы видим, что в условиях вибрации резко интенсифицируется массообмен между сырьем и экстрагентом. Следовательно, производительность системы в целом существенно повышается.

Можно также вспомнить, что наше сырье исходно находится в водной пульпе, и, для эффективной экстракции, воду следует удалить до введения эктрагента. Сушка пульпы, осуществляемая по обычной схеме (рис.3) перед смешиванием сырья с экстрагентом, имеет целый ряд нежелательных эффектов. Из СОВ-анализа следует следующая проблема свертывания.

3. Как обеспечить удаление воды из пульпы при введении ее в наполнитель?

Функционально-ориентированный поиск легко выводит на предложение: заменить испарительную сушку альтернативной - СВЧ или сорбционной сушкой. Например, гранулы наполнителя можно сделать гидрофильными и, при оптимальном соотношении их пористости, размеров и содержания воды в пульпе, сырье будет освобождаться от воды в процессе загрузки реактора при просачивании между гранулами, в контакте с ними. Результат еще улучшится, если придать гранулам свойство фобности к экстрагенту.

Последнее добавление, возможно, более "тризовское", чем реальное, но пример в целом иллюстрирует метод ССС. Мы получили рабочий "портрет" новой системы:

• Использование слоя гранул наполнителя в качестве фильтра
• Использование вибрации для эффективного введения вязкой пульпы в слой гранул
• Использование вибрации для интенсификации массообмена между сырьем и экстрагентом
• Использование сорбирующих гранул (тех же!) для предварительной просушки сырья.

Этот портрет столь ясен, что дальнейших разъяснений не требуется.

Рис.3. Схема техпроцесса экстракции

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Классифицированы варианты синтеза ТС на основе совмещения в одной системе решений, относящихся к парам и группам неоднородных ТС. Предложено понятие, обобщающее наиболее методически интересные варианты - сходство ТС по проблемному взаимодействию. На основе этого понятия сформулирован обобщенный методический подход к синтезу симбиозных систем (ССС) из неоднородных систем. Этот подход не дифференцирован по различным вариантам ТС.

2. Показано, что метод ССС обеспечивает не только многоуровневый последовательный процесс синтеза, но и параллельный - с формированием портрета общего решения сразу на основе нескольких аналогов.

3. Показано, что метод ССС позволяет выходить на новые принципы действия.

4. Показано, что предлагаемый подход органично инструментален в сочетании с двумя другими развиваемыми методиками: APOS [7-9] и СОВ-подход [11-13].

Предложена несложная процедура (алгоритм) применения метода. Этот алгоритм включает наиболее инструментальные идеи ранее разработанных подходов [1, 4, 5], дополненные новыми.

В частности, предложено использовать процедуру "антисвертывания".

5. На примере показана эффективность метода.

В настоящее время проверяются также возможности метода в отношении синтеза инверсных систем и разнородных систем, имеющих сходство в объекте или субъекте ГФ.

Литература [к началу]

1. Литвин С.С., Герасимов В.М. "Зачем технике плюрализм?", Журнал ТРИЗ, 1990, №1, с.11-26

2. Альтшуллер Г.С. Найти идею. Новосибирск, Наука, 1986.

3. Кенгерли, Т. А. Перенос технических решений в изобретательском творчестве / Т. А. Кенгерли // Баку : Рукопись, 1973 (OCR http://www.metodolog.ru/00635/00635.html

4. Пиняев А.М. Функциональный подход к объединению альтернативных систем. Журнал ТРИЗ. 1995. N.1. С.33-36.

5. Прушинский В., Зайниев Г., Герасимов В. Успехи гибридизации. Материалы конференции TRIZCON2001

6. Герасимов В.М., Кожевникова Л.А. Альтернативный подход к постановке задач. Доклад на Саммите разработчиков ТРИЗ 2007. Москва, 2007.

7. Axelrod B.. New search and problem-solving TRIZ tool: Methodology For Action & Problem Oriented Search (APOS) Based On The Analysis Of Patent Documents //TRIZ Future 2005. Graz, Austria. 2005, November 16-18. University of Leoben. pp.325-345.

8. Аксельрод Б.М. Проблемно-ориентированный поиск по действию с использованием патентных баз данных: новый поисково-решательный инструмент. Конференция МАТРИЗ TRIZfest-2006, С-Петербург, Россия, 13-20 октября 2006 г. 9 стр.

9. Аксельрод Б.М. Проблемно-ориентированный поиск по действию с использованием патентных баз данных: новый поисково-решательный инструмент. Журнал ТРИЗ, 2007. В печати

10. Litvin S. New Triz-Based Tool — Function-Oriented Search. ETRIA World Conference: TRIZ Future 2004. November 2-5, 2004, Florence, Italy.

11. Аксельрод Б.М. Схема обусловленности взаимодействий как инструмент анализа ситуаций и постановки задач (единая методика анализа конструкций и технологий). Журнал ТРИЗ. N. 1 (14). 2005. С.40-47. (English version: B.Axelrod. Interactions Causality Scheme as a Tool For Situation Analysis and Problem Statement. Journal of TRIZ, 2005, October, N.1 (14), pp.44-51.)

12. Express-analysis of systems and new systems synthesis based on interactions causality scheme. Unified approach to designs and technologies. Proceedings of "TRIZ-Future 2006" ETRIA Conference. Kortrijk, Belgium 2006, October 9-11. 10p.

13. Аксельрод Б.М. Анализ обусловленности взаимодействий как системообразующий подход при исследовании ситуаций и систем. Доклад на Саммите разработчиков ТРИЗ 2007. Москва, 2007.

14. Любомирский А., Литвин С. Законы развития технических систем. Часть 2. 2003. http://www.metodolog.ru/00792/00792.html