Некоторые комментарии к эвристическим возможностям противоречия в технической системе

      Некоторые комментарии к эвристическим возможностям противоречия в технической системе

      Б.И.Голдовский

 

Идеологической основой ТРИЗ является возможность управляемого развития технических систем, осуществляемого с помощью соответствующих специфических законов развития. В соответствии с положениями диалектического материализма закономерное (то есть не случайное) развитие предполагает качественное изменение системы на основе разрешения соответствующих противоречий, присущих этой системе. (Соответственно в самых первых публикациях по ТРИЗ, например, в [1], представление о противоречиях давалось на примере развития конкретной технической системы.) В соответствии с законом перехода количественных изменений в качественные об изменении качества могут свидетельствовать и существенные количественные изменения.  Причем внешне изменения, определяющие развитие системы, не всегда имеют вид изобретений. Это может выглядеть и как улучшение характеристик системы, осуществляемых тривиальным способом. Рассмотрим реальный пример.

В новом проекте подводного аппарата вместо традиционных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей (АБ) применили литий-ионные, что позволило увеличить подводную автономность аппарата по энергии в 2 раза. Столь существенное изменение важного количественного параметра явно свидетельствует о новой ступени развития, о создании нового качества. Но противоречия, которое разрешено при этом, не видно. Зададимся, однако, вопросом: «А почему подобное увеличение автономности не смогли обеспечить при свинцово-кислотных АБ?» Ответ на этот вопрос для специалиста очевиден: рост автономности можно было обеспечить только за счет соответственного увеличения количества аккумуляторов (свинцовых и достаточно тяжелых), что приводило к росту подъемного веса аппарата и выходу его величины за допустимые пределы. То есть происходило обострение соответствующего технического противоречия. Данное противоречие пытались разрешить при существующих АБ за счет изменения структуры. Было предложено дополнительные аккумуляторы помещать в отдельный плавучий блок, буксируемый подводным аппаратом. При этом во время спуска и подъема получившейся новой системы за счет разнесения операций с аппаратом и плавучим блоком во времени удавалось не нарушить ограничения на величину подъемного веса. Данное предложение было признано изобретением, и даже была сделана попытка реализовать его на практике. Однако при этом выявились достаточно существенные недостатки. Во-первых, просто буксировать плавучий блок аппаратом возможно, если подводный аппарат совершает продолжительные прямолинейные пробеги и выполняет пологие повороты. На практике подводному аппарату довольно части приходиться совершать крутые маневры. Чтобы буксируемый блок не мешал маневрировать, на нем пришлось установить движители (мощностью 20-30% от мощности движителей аппарата), некоторые навигационные датчики (курс, глубина, крен, дифферент) и систему управления, работа которой должна быть согласована с работой системы управления движением основного аппарата. Естественно, это привело к росту массы плавучего блока и стоимости системы в целом. При этом следует отметить, что реализация такого режима, как трехмерное динамическое позиционирование на течении для аппарата с буксируемым блоком не удалось реализовать даже при компьютерном моделировании из-за сложной картины взаимного влияния частей друг на друга. Во-вторых, раздельный спуск и подъем аппарата и блока выполнялся вполне приемлемо на тихой воде. На волнении трудоемкость и соответственно затраты времени возрастали многократно. В реальности получалась такая картина: если для отдельного аппарата обеспечивался спуск и подъем при волнении моря до 4 баллов включительно, то для сцепки аппарата с плавучим модулем только до 3 баллов. В результате коэффициент полезного использования аппарата по времени существенно уменьшился, что сделало дальнейшее применение данного решения нерациональным. Поэтому исходное противоречие («увеличение автономности аппарата за счет увеличения количества аккумуляторов приводит к недопустимому росту подъемного веса»)  оставалось обостренным до тех пор, пока в другой области техники не изобрели новую АБ, имеющую высокие энергетические характеристики при небольшом весе. Применение этого «готового и известного» решения и позволило разрешить упомянутое противоречие.    

Таким образом, осуществляя развитие тех или иных технических систем, мы в подавляющем большинстве случаев имеем дело с разрешением соответствующих технических противоречий. И технология работы с противоречиями в системах является главной «изюминкой» ТРИЗ, которая отличает данную область знания от множества «раскрученных» методик, рекомендуемых для использования в инновационном процессе. Это – не только мнение автора настоящей работы, но и других исследователей, занимающихся более общими областями знания (например, [2]).

Поскольку специалисты ТРИЗ активно участвуют в инновационных разработках (т.е. в реальном проектировании), они вынуждены осваивать, открывать или переоткрывать технологии, которые давно применяются в процессе проектирования (в первую очередь – во внешнем проектировании). Это приводит к тому, что по-настоящему ТРИЗовские технологии затеняются множеством иных технологий, активно используемыми специалистами ТРИЗ в практической работе, но имеющих к ТРИЗ лишь опосредствованное отношение.

К сожалению, эвристические возможности противоречия, с самого начала заявленного как одно из основополагающих понятий ТРИЗ, использовались и используются в настоящее время далеко не подобающим образом. В первых вариантах АРИЗа [1] противоречие в соответствии с имеющимся определением не использовалось, оно лишь считалось препятствием на пути к ИКР, то есть применялось декларативно.

 Позитивный прорыв произошел при появлении таблицы типовых приемов разрешения типовых технических противоречий.  Именно на этом этапе развития АРИЗа методика решения изобретательской задачи стала полностью соответствовать идеологическим и теоретическим положениям ТРИЗ, существовавшим в то время. Постулированная необходимость устранения противоречия, являющегося препятствием на пути реализации ИКР, осуществлялась выбором подходящих типовых противоречий и соответствующих приемов устранения противоречия, содержащихся в таблице. Хотя Л.Шуб считает, что таблица приемов АРИЗ не работоспособна [3], она пользуется популярностью, особенно за рубежом. Причем эта популярность объясняется не только простотой, но и, возможно, логичностью действий.

После АРИЗ-71Б, когда таблица приемов оказалась «задвинута» на периферию, а на первый план выдвинулось физическое противоречие (ФП), эвристические возможности противоречия снова перестали использоваться в должной мере.  ТП, помещенное в ИКР, стало играть роль образца, с которым должно сравниваться полученное решение. Подобным маркером для полученного решения является и ФП, хотя его формулировка на уровне внутреннего функционирования (свойств элементов) в определенной степени может быть использована для поиска решения. Вход в массивы информации (принципы разрешения противоречий, стандарты, массивы физэффектов) «свободный», то есть никак не связан с формулировками противоречий.

В конце 80-х годов С.А.Фаер выдвинул правильную идею о возможности извлечения идеи решения из условий самой задачи. Реализовал он ее в виде перечня типовых формулировок ФП и соответствующих им принципам разрешения противоречий [4], [5]. То есть сделал аналог таблицы типовых приемов, но уже на уровне ФП, пытаясь заполнить разрыв в логике использования противоречий. Типовые формулировки ФП при этом составлялись с помощью вепольной символики в предельно обостренном виде: «элемент должен быть и элемента не должно быть». Недостатком такого подхода явилось явное огрубление исходной ситуации с потерей части важных особенностей, влияющих на решение. Кроме того, предложение С.А.Фаера оказалось недостаточно обоснованным статистически (обоснование значительно слабее, чем у таблицы типовых приемов).

В 1974 году в [6] было показано, что путем отрицания свойств, содержащихся в звеньях причинно-следственной цепочки, составляющей структуру ТП, можно получить формулировки направлений разрешения противоречия, весьма близкие к решению. В последствии это же было опубликовано в [7] и [8]. В конце 80-х, работая с причинно-следственными цепочками, А.В.Зусман самостоятельно открыла для себя то, что было опубликовано в [6] (по свидетельству Л.Каплана [9] и Б.Злотина [10]). В результате программный комплекс «Ideation Innovation WorkBench» содержит блок построения структуры противоречия и формирования направлений его разрешения. А Л.Каплан, являющийся воспитанником Кишиневской школы, сам активно работает с отрицанием  звеньев структуры противоречия и пропагандирует это [9], [11]. Об эффективности использования исходной структуры противоречия для формирования направлений его разрешения может свидетельствовать протокол решения задачи о повышении безопасности вентилятора системы кондиционирования самолета, приведенный в качестве примера к программе «Ideation Innovation WorkBench». При использовании всего инструментария программного комплекса [10] было намечено 48 идей для дальнейшего рассмотрения. Эти идеи были разделены на 8 групп, из которых были выбраны три направления решения задачи: на ближайшую, среднесрочную и дальнюю перспективу. Так вот, все 8 групп идей соответствуют намеченным в ходе решения направлениям разрешения противоречия, полученным из «оператора отрицания» [6]. Многочисленные примеры применения этого оператора приведены в [7],  [8], [9], [11] и [12].

Таким образом, можно отметить, что наиболее полно используют эвристические возможности противоречия при решении задач специалисты бывшей Кишиневской школы. Насчет остальных ТРИЗовских центров подобная информация у автора отсутствует. Скорее всего, в большинстве случаев используется традиционная технология работы с ФП.

Хотя технология работы с ФП названа традиционной, с ней тоже не все гладко, поскольку единый взгляд на механизм разрешения противоречия, если судить по публикациям специалистов ТРИЗ, отсутствует.

 Например, в [13] утверждается, что все противоречия разрешаются только в пространстве и времени (что повторяет идеи, значительно ранее изложенные в [14]). Правда, примеры решения задач, приведенные в [13], не подтверждают указанного мнения автора. В [15] и [16] признается разрешение противоречий только межу системными уровнями (то есть в структуре). В [17] со ссылкой на С.Малкина указывается, что разрешение противоречия связано исключительно с использованием ресурсов. Все эти авторы в общем-то правы, но лишь частично. В любой системе структура тесно увязана с использованием ресурсов, а функционирование и развитие системы происходят в пространстве и во времени. Поэтому в любом случае возможны практически все эти изменения: в пространстве, во времени, в структуре и в использовании ресурсов. И любой из исследователей сможет найти примеры для своего «философского камня» и сделать приемлемые для себя выводы, хотя и не всегда правильные. Например, Ю.Андриевский писал В.А.Королеву, что в большом количестве решений изобретательских задач можно наблюдать введение вещества или поля или того и другого вместе. На основе этого в [18] делается вывод, что все стандарты на решение изобретательских задач можно заменить стандартом 1.1.1, что не следует из исходной посылки и просто не верно.

В принципе стремление упростить картину разрешения противоречия понятно. Однако на самом деле реальная картина оказывается более сложной. И даже похожие по результату решения могут существенно различаться по своим логическим основаниям. Рассмотрим два примера использования эвристики «матрешка».

В турбовинтовых авиационных силовых установках применяют воздушные винты, вращающиеся в разные стороны. При этом валы для переднего и заднего винтов должны находиться в одной области пространства. Налицо дефицит пространства как ресурса, за который конкурируют два элемента. Данное противоречие разрешается в пространстве путем изготовления вала заднего винта полым, внутри которого размещается вал переднего винта.

На перспективных гиперзвуковых самолетах предполагается применять жидкостный ракетный двигатель, в котором водород сжигается в кислороде. Соответственно на самолете должны размещаться емкости для хранения жидкого водорода и кислорода. Эти емкости представляют собой сосуды Дьюара, теплоизоляционные свойства которых существенно зависят от размера зазора между внутренним и наружным корпусами сосуда. При движении из-за трения обшивки самолета об  атмосферу она нагревается и тепло передается в емкости с жидкими газами, вызывая их усиленное испарение. Для защиты от теплового воздействия приходится увеличивать зазор между внутренним и внешним корпусами емкостей, что увеличивает габариты как емкостей, так и самолета в целом. Наиболее чувствительным к тепловому воздействию являются емкости с жидким водородом, температура кипения которого очень низка (- 253ОС). Данное противоречие можно разрешить за счет структурных преобразований: между нагретой обшивкой и емкостью водорода поместить некий элемент, менее нагретый или более холодный. Используя принципы идеальности, в качестве требуемого элемента целесообразно использовать жидкий кислород, температура кипения которого заметно выше (- 183ОС). А поскольку корпус самолета и емкости имеют цилиндрическую форму, получается «матрешка»: емкость с водородом помещается внутри емкости с кислородом. (Поскольку объем жидкого кислорода примерно в 4 раза меньше объема жидкого водорода, жидкий кислород фактически образует вокруг сосуда с жидким водородом оболочку, толщина которой составляет 10-12% от диаметра цилиндра с жидким водородом.)

Если в примере с разновращающимися соосными винтами противоречие разрешается в пространстве путем применения соответствующей эвристики, а изменения в структуре являются следствием, то в примере с гиперзвуковым самолетом противоречие разрешается в структуре, а пространственная организация в виде «матрешки» получается как следствие. То есть при похожем конечном результате исходные основания различны. К этому можно добавить, что в литературе и массивах информации программных комплексов оба этих примера используются для иллюстрации разрешения противоречий в пространстве, что в одном из случаев является явным неправомерным упрощением.

 

 Разрешение противоречия в пространстве применяется в двух основных случаях: для устранения пространственной избыточности свойств и при дефиците пространства как ресурса. Примером устранения пространственной избыточности может служить задача о пылеподавлении в забое, приведенная в качестве примера к соответствующему принципу разрешения ФП в АРИЗ-85В. Противоречие определяется размерами капель воды, подаваемой для подавления пыли: если капли крупные, то границы водяного конуса устойчивые, однако смачиваемость пыли плохая, если же капли мелкие, то смачиваемость пыли хорошая, однако водяной конус имеет размытые границы. Из формулировок противоречия видно, что в том и другом случае положительный (ПЭ) и нежелательный (НЭ) эффекты занимают разные области пространства (граница водяного конуса и центральная часть этого конуса). Именно несовпадение ПЭ и НЭ в пространстве является признаком наличия пространственной избыточности некоторого свойства (крупные капли или мелкие капли). Данное противоречие разрешается путем разнесения противоположных свойств по соответствующим областям пространства: крупные капли на границу водяного конуса, а мелкие капли в центральную часть.  Соответственно структура системы усложняется: появляются два элемента вместо одного.

В [19] было показано, что каждая система обладает структурной избыточностью.  При этом существенная доля избыточных свойств приходится на информацию («негэнтропию») [20]. В случае устранения избыточности в той или иной степени часть «негэнтропии» высвобождается, что и проявляется в виде усложнения структуры.

Примером дефицита пространства как ресурса может служить приведенная выше задача о совмещении в одном и том пространстве двух разновращающихся валов турбовинтовой установки. Для подобных задач кроме эвристики «матрешка» используется увеличение числа измерений (точка-линия-поверхность-объем, использование другой стороны). Если ряд элементов образуют некий пространственный ритм, то его параметры согласуются с другими элементами, располагаемыми там же. Например, если стена архитектурного сооружения имеет ребра (контрфорсы), то шаг между ними выбирается не только из соображений прочности и/или красоты, но и для обеспечения расположения между контрфорсами элементов инфраструктуры. Используется также нелинейность пространства: в наиболее ценной части, в которой и наблюдается конкуренция за использование пространственного ресурса, размещают минимально необходимое и достаточное количество самых важных элементов, размещая остальные в менее ценных областях пространства. По такому принципу формируются, например, посты операторов современной техники (кабины самолетов и т.п.).  В тех случаях, когда манипуляций с пространственными измерениями не достаточно, подключается пятое измерение – время: дефицитная область пространства используется разными процессами (элементами) по очереди (в пределе может быть переход к нескольким импульсным процессам, каждый из которых осуществляется в паузах других).

Можно отметить, что обратная тенденция «объем-поверхность-линия-точка» и переход к использованию только одной стороны характерна при дефиците других ресурсов (вещества, энергии, информации), когда необходимо обеспечить их концентрацию в пространстве.

Следует также обратить внимание на тот факт, что заметная часть эвристик, помещаемых разными авторами в группу «Разрешение в пространстве», на самом деле относится к изменению структуры. Например, эвристика «Отделить от объекта вредное действие или мешающую часть» предполагает в первую очередь разрыв имеющихся структурных связей, следствием которых может быть, при необходимости, перемещение элементов системы в пространстве.

Похожая картина и с разрешением противоречий во времени. Наиболее частые случаи – это устранение избыточности свойств во времени. Признаком такой задачи является несовпадение ПЭ и НЭ на временной оси. Устранению избыточности во времени соответствуют большинство случаев перехода к динамизму в развитии ТС. При этом, естественно, структура системы усложняется.

 Дефицит времени как ресурса является более жесткой задачей по сравнению с дефицитом пространства, поскольку время – ресурс невосполнимый. И варианты решений в этом случае ограничены: или разнесение процессов в пространстве (переход к параллельным процессам) или использование нелинейности времени («принцип предварительного исполнения» или «полное завершение потом»).

 

Противоречия, не разрешаемые в пространстве и/или во времени, должны разрешаться в разных отношениях. Этот принцип основывается на известном из диамата положении, что механизмом разрешения противоречий является диалектическое отрицание, при котором одна из сторон противоречия реализуется абсолютно, а другая – относительно (в частности, через результат). Поэтому в первую очередь необходимо проверить абсолютность каждого из требований, составляющих ФП в пространственной и временной системах координат. Например, академик В.Р.Вильямс, рассматривая круговорот вещества в биологической эволюции, писал: «Единственный способ придать ограниченному количеству свойство бесконечного это заставить его вращаться по замкнутой кривой» [20]. То есть количество вещества, участвующего в эволюции в каждый момент времени, конечно и ограничено, что является его абсолютным свойством, а в рамках исторического процесса оно как бы бесконечно, что является его относительным свойством. Тоже самое можно отметить для объекта, непрерывно движущегося по замкнутой траектории: в каждый момент времени объект движется (абсолютно), но поскольку в более пространной системе координат можно считать, что он не выходит из некоторой фиксированной области пространства, он как бы находится на одном месте (относительно). Не случайно в природе широко распространены циклические и колебательные процессы, поскольку они имеют массу параметров, существенно отличающихся при мгновенном и при интегральном (среднем) рассмотрении, составляя при этом единство. Приведенные примеры, как и разнесение по системным уровням соответствуют разрешению противоречия между частью и целым.

 Целесообразно проверять также наличие нелинейности между изменением параметра узлового компонента и величинами НЭ и ПЭ. При наличии значительной нелинейности, когда небольшое изменение параметра узлового компонента приводит к существенному росту ПЭ и незначительному увеличению НЭ, противоречие может быть разрешено в рамках обычной оптимизации (при условии достижения ПЭ не на 100%).

 При работе с веществом ФП может быть разрешено между формой и содержанием: содержание вещества в виде его молекулярного состава остается абсолютным, а форма в виде агрегатного состояния или объединения с другим веществом может изменяться (то есть требование к форме вещества реализуется относительно).

 

В любом случае следует углубленно анализировать противоречие, чтобы установить его особенности и его природу, дабы можно было объективно сформулировать идею решения (принципиальное решение), соответствующее именно этому противоречию. Призывы к использованию только самых обобщенных принципов разрешения противоречий лишают человека, решающего задачу, реальных оснований. Одно дело в готовом решении отыскать признаки обобщенного принципа («переход к полисистеме» или «переход к антисистеме»), другое дело попытаться реализовать эти принципы в решаемой задаче, не представляя, для чего собственно совершать эти переходы и что нужно делать при их осуществлении. Элементарный пример – шасси самолета. Пока не сформулирована идея решения, заключающаяся в том, что шасси следует убирать на время полета, не ясны и требуемые структурные (системные) перестройки.

К недостатку ФП можно отнести тот факт, что оно включает в себя только одно из условий существования НЭ, тогда как отрицание всего комплекса признаков существования НЭ может в большей степени приблизить к идее решения. Рассмотрим известный пример с обработкой тонкого стекла. В этой задаче условиями существования НЭ являются два признака: стекло тонкое и оно одно. Обычно в формулировку ФП включают только признак толщины. Если же сделать операции поочередного отрицания, то получим следующие условия устранения НЭ:

- стекло одно и оно толстое;

- стекло тонкое и оно не одно.

Поскольку по условиям задачи стекло должно оставаться тонким, можно сформулировать идею решения: несколько (не одно) тонких стекол, обладающих свойством одного толстого стекла.

Может показаться, что путем тщательного анализа и комплексного отрицания признаков, обеспечивающих существование НЭ, осуществиться извечная мечта борцов с перебором вариантов: постепенно по цепочке человек, решающий задачу, подойдет к единственно правильному решению. В принципе при изобретательской стратегии это было бы возможно, если бы человек, решающий задачу, знал ВСЁ. Дело в том, что каждое новое решение включает в себя дополнительное знание сверх той информации, которая была в условиях задачи. Обычно эту дополнительную информацию человек извлекает из своей базы знаний. Однако информированность среднего специалиста – вещь ограниченная и неопределенная. Поэтому не редко возникает необходимость обращения к внешним массивам информации. В первую очередь к таким, как массивы физических, химических и геометрических эффектов. Однако существенную роль в получении решения играют и эвристики, такие как, например, приемы и стандарты. Дело в том, что информированности и подготовки среднего специалиста оказывается недостаточно, чтобы на базе анализа сгенерировать эвристику, требуемую для решения задачи.

Некоторые из новоиспеченных зарубежных ТРИЗовцев, правильно отмечая, что ТРИЗ – это философия, и что освоить эту философию трудно, предлагают для упрощения процесса сразу после получения формулировки ФП просто подключать интуицию. Но такое упрощение значительно уменьшает вероятность получения решения.

 Собственно некоторый перечень эвристик содержали все модификации АРИЗ, начиная с простейшего списка в 23 рекомендации, приведенного в оперативной стадии первых модификаций [1]. В настоящее время разные авторы составляют свои списки. В программном комплексе «Ideation Innovation WorkBench» используется более 400 операторов, распределенных по группам, содержащим признаки задачи или типового преобразования [10]. Судя по протоколу решения задачи о вентиляторе системы кондиционирования самолета, выбор группы операторов производится экспертами по своему усмотрению. Хотя, как уже отмечалось, все решения не выходят за рамки направлений решения, полученных из «оператора отрицания», использование дополнительных эвристик позволяет уточнить идею решения и сделать её более детальной.  Попытки объединить все основные эвристики ТРИЗ в один согласованный массив, неоднократно предпринимал В.М.Петров (см. например, [21], где приведены 512 эвристик, применяемых на разных этапах решения задачи и несколько некорректно названых стандартами). Однако вход в массив с типами решаемых проблем и с противоречиями увязан плохо, что затрудняет его использование. П.Н.Шимукович  [13] на основе системного подхода составил массив из 66 эвристик (плюс 11 эвристик разрешения в пространстве и во времени), которые в принципе вполне коррелируются с массивами приемов и стандартов ТРИЗ. Однако увязки входа в массив эвристик с признаками задач нет, что делает его практическое использование проблематичным. В алгоритм С. Малкина [22] включен массив из 103 эвристик, разбитых по группам, увязанных в основном с типовыми изменениями. Небольшой перечень эвристик, ориентированных на определенные группы задач (устранение НЭ, преодоление ограничений) приведен в [7]. Таким образом, создание интегрированного массива эвристик, увязанного с признаками задач и/или противоречий, остается делом будущего, причем достаточно сложным делом.

 Ряд авторов одновременно с большими массивами, с которыми можно успешно работать лишь при наличии компьютерной поддержки, предлагают короткие списки эвристик, которые предлагается просто запомнить. Например, в [10] предлагается следующий список из 17 эвристик (пер. с англ.):

Упрощенный перечень операторов
                 Ликвидация
                                                                                                        Альтернативы                                                                  Разрешение

•      Удалить/изменить источник НЭ   •      Изменить вредное действие

•      Противодействовать вредному воздействию

•      Защита субъекта от воздействия

•      Увеличить сопротивление вреду

•      Исключить эффект вреда

•      Вред в пользу

•      Исключить субъект из вреда

•      Изменять существующие пути

•    Мобилизовать внутренние ресурсы

•    Увеличить эффективность действия

•    Изменение принципа действия

•      Найти дополнительные преимущества

•      В пространстве

•      Во времени

•    Между частью и целым

    Дифференциацией условий

 

Вообще призывы упростить ТРИЗ, уменьшив количество процедур и эвристик, время от времени раздаются, но в основном из-за рубежа. Тем не менее, определенная тенденция приблизить ТРИЗ технологию при «ручном» использовании (то есть без значимой компьютерной поддержки) к первым вариантам АРИЗ проглядывается.

Наличие обозримых массивов эвристик решения изобретательских задач играет двоякую роль. С одной стороны, эти массивы облегчают процесс решения, поскольку вне сомнения содержат требуемую дополнительную информацию. Кроме того, протянуть логическую цепочку от задачи к решению проще, если заглянуть в перечень возможных ответов. Однако такая возможность притупляет желание заниматься тщательным анализом задачи: зачем ломать голову, если даже простой просмотр списков эвристик может навести на идею решения. Особенно, если список не большой…

Возвращаясь к вопросу об эвристических возможностях противоречия, следует отметить, что использование той или иной технологии зависит от выбранной стратегии решения задачи. Классическая ТРИЗ развивалась во времена СССР, когда сама заявка на изобретение была в некотором роде товаром. (Автор помнит, как на предприятии давали премию в 10 рублей при подаче заявки на изобретение и 25 рублей при получении положительного решения по ней. При зарплате около 150 рублей такая величина премий была сравнительно значимой.) При изобретательской стратегии, когда целью является получение патентоспособного решения без обязательной его реализации, методика изобретательства должна обеспечить выполнение следующих условий:

1) получение нового решения, устраняющего НЭ;

2) получение решения высокого уровня.

В принципе аппарат классической ТРИЗ обеспечивает выполнение этих условий практически без перебора вариантов. Поэтому заниматься анализом структуры противоречия и применять «оператор отрицания» в этом случае не обязательно.

В случае инновационной стратегии, когда новое решение должно быть обязательно реализовано, технология поиска решения должна обеспечить выполнение следующих условий:

1) получение нового решения, устраняющего НЭ;

2) обеспечение требуемых функциональных параметров;

3) обеспечение не обострения имеющихся и возникших противоречий (все возникшие ухудшения должны находиться в допустимых пределах);

4) обеспечение реализуемости решения в требуемые сроки (ближняя, средняя или дальняя перспектива);

5) обеспечение требуемых экономических показателей.

Из приведенного перечня ТРИЗ сегодня может обеспечить только первый пункт. Выполнение остальных условий необходимо подтверждать количественным анализом. Поэтому необходимо рассматривать несколько вариантов решения, чтобы хотя бы для одного обеспечивалось полное выполнение условий 2-5. (Собственно перебор вариантов при инновационной стратегии вызван тем, что число переменных заметно превышает число имеющихся в настоящее время и доступных для использования уравнений.) Для того чтобы перечень рассматриваемых вариантов был конечным и, в то же время, достаточным, и необходимо работать со структурой противоречия, используя «оператор отрицания».

В заключение необходимо ещё раз отметить, что само противоречие технической системы, которое необходимо разрешать при решении задачи может дать информацию о путях решения задачи, если не пренебрегать тщательным анализом противоречия и не стремиться свести всё к одному или двум якобы универсальным принципам. Именно выявление деталей и оттенков исходной ситуации с противоречием может дать наиболее полную информацию.

 

Источники

1. Альтшуллер Г.С. Как научиться изобретать. – Тамбов: Книжное изд-во, 1961

2. Переслегин С.Б. Новые карты будущего, или Анти-Рэнд. – М.: АСТ; СПб.: Terra Fantastica, 2009

3. Л.Шуб. Осторожно! Таблица технических противоречий. (2006-2007) - http://www.metodolog.ru/00647/00647.html

http://www.metodolog.ru/00961/00961.html

4. Фаер С.А. Переход от физического противоречия к идее решения инструментами ТРИЗ. – 1989 (Фонд ЧОУНБ, 33-8)

5. Фаер С. Формулы физических противоречий // ТРИЗ-профи: эффективные решения. 2005, ver. 1.0 - http://www.trizland.ru/trizba/books/1740/

6. Голдовский Б.И. О противоречиях в технических системах: материалы к семинару преподавателей методики изобретательства ОЛМИ при ЦС ВОИР / Б.И.Голдовский. – Горький, 1974. -  Деп. в ЧОУНБ 26.09.1989 № 758

7. Голдовский Б.И., Вайнерман М.И. Рациональное творчество – М.: «Речной транспорт», 1990

8. Голдовский Б.И. О противоречиях в технических системах-2 / Б.И.Голдовский. – Нижний Новгород, 1999. – Деп. в ЧОУНБ 28.02.2000 № 2547 - http://www.metodolog.ru/00001/00001.html

9. Каплан Л.А. Новый подход к анализу и разрешению противоречий. Диссертационная работа. 2011 – http://triz-summit.ru/file.php/id/f5003/name/01-Len%20Kaplan_Диссертация.pdf

10. Zlotin B., Zusman A., Fulbright R.  Coordination and Integration of TRIZ Tools - http://triz-summit.ru/ru/203798/TDS-2014

11. Каплан Л. Понятие «система» в рамках ТРИЗ. В 6-ти частях. 2014 – http//www.metodolog.ru/node/1795;1796; 1797; 1799; 1800; 1802

12. Б.И.Голдовский. Оптимальное решение. Желаемое и действительное. 2015 - http://www.metodolog.ru/node/1906; http://triz-summit.ru/ru/205253/203696/field/300155/

13. Шимукович П.Н. Системные основы разрешения противоречий. 2009 - http://www.metodolog.ru/node/271

14. Бубенцов В.Ю. Сага о физических противоречиях. – Москва, 1999 (Фонд ЧОУНБ, 145-5)

15. Королев В.А. О концепции ТРИЗ. – Белая Церковь, 1999 (Фонд ЧОУНБ, 150-3)

16. Королев В.А. Принципов разрешения физпротиворечий не одиннадцать. Гораздо меньше // Журнал ТРИЗ, 1992, № 3.1 - http://www.triz.org.ua/data/w34.html

17. Каплан Л. Что же такое научная разработка в ТРИЗ? Часть 2 - http://www.metodolog.ru/node/1891

18. Королев В.А. Алгоритм решения изобретательских задач – АРИЗ (опытный). Развитие АРИЗ-85В - http://www.triz.org.ua/data/w47.html

19. Голдовский Б.И. Можно ли измерить идеальность? (заметки о центральной закономерности ТРИЗ). 2012 - http://www.metodolog.ru/node/1484

20. Алексеев Г.Н. Энергоэнтропика. – М.: Знание, 1983

21. В.Петров. Обобщенные модели решения изобретательских задач. 2007 - http://triz-summit.ru/205253/203840/203996/

22. Михайлов В.А., Горев П.М., Утемов В.В. Научное творчество: методы конструирования новых идей / Учебное пособие – Киров: Изд-во МЦИТО, 2014

 

Нижний Новгород

сентябрь 2015 года

Алфавитный указатель: 

Рубрики: 

Комментарии

Re: Некоторые комментарии к эвристическим возможностям ...

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

 А Л.Каплан, являющийся воспитанником Кишиневской школы, сам активно работает с отрицанием  звеньев структуры противоречия и пропагандирует это [9], [11].

 

Какое имеет отношение то, что сделал Л.Каплан к оператору инвертирования довольно подробно обсуждалось на Методологе. У него получился "гибрид" из Голдраттовского облака (после процедуры "обрезания"), словаря "усиливающих" слов (для усиления допущений в "облаке") и инвертирования этих слов (а не причинно-следственной цепочки) и, следовательно, самих допущений.

Re: Некоторые комментарии к эвристическим возможностям ...

Автор пишет:

" Например, в [13] утверждается, что все противоречия разрешаются только в пространстве и времени (что повторяет идеи, значительно ранее изложенные в [14])."

Для меня не столь важно, что об этом уже ранее было написано. Все уже кем-то ранее впидумано - известная ведь фраза. Тем не менее, для каждого очередного поколения находится свое дело и свое непаханное поле. Точно так же и в вопросе разрешения противоречий в пространстве и времени. Приведу цитату из моей книги, где описываются различи в подходе к разрешению противоречий в пространстве и времени: "... в PN-методе предложено сместить акценты в поиске вариантов разрешения противоречий. В ранее разработанных подходах принималось в общем то случайное «нечто», отвечающее на вопрос «что?» и относительно него формулировалось максимально возможное количество действий, приводящих к разрешению противоречий. Никаких логически упорядоченных рекомендаций относительно того, что надо принимать в качестве предмета преобразований, не существовало и отдавалось на откуп опыту, интуиции и другим творческим качествам решателя задачи.  ... В PN-методе наоборот, предельно пунктуально, с применением системной теории определяется предмет преобразования, отвечающий на вопрос «что?» и затем к нему применяются всего два преобразования – в пространстве и(или) во времени. Как первый, так и второй шаг PN-метода оказываются строго формализованными, что обеспечивает процедуре поиска решения понятность, минимизирует проявления субъективного фактора и приводит к получению действительно полного перечня искомых результатов". 

Таким образом, различие в подходе к разрешению противоречий в пространстве и времени  состоит в том, что процесс решения стал состоящим из двух этапов: на первом этапе по формализованной процедуре определяется, ЧТО предстоит изменить, а затем определяется вариант пространственного или временного подхода к устранению сформулированного противоречия.  В целом - не столь уж и значимая разница, но на практике оказывается очень ощутимой. 

С уважением, PN

Re: Некоторые комментарии к эвристическим возможностям ...

PN wrote:
Таким образом, различие в подходе к разрешению противоречий в пространстве и времени  состоит в том, что процесс решения стал состоящим из двух этапов: на первом этапе по формализованной процедуре определяется, ЧТО предстоит изменить, а затем определяется вариант пространственного или временного подхода к устранению сформулированного противоречия.  В целом - не столь уж и значимая разница, но на практике оказывается очень ощутимой. 

С уважением, PN

Петр Николаевич, к сожалению практику применения Вашего подхода нам так и не удалось увидеть. Кроме того, самое важное в позиции Бориса Голдовского было то, что как у Вас в работе, так и в [14] ошибочно само утверждение о разрешении противоречий только в пространстве и времени.    

Re: Некоторые комментарии к эвристическим возможностям ...

Александр Кудрявцев wrote:

Петр Николаевич, к сожалению практику применения Вашего подхода нам так и не удалось увидеть. Кроме того, самое важное в позиции Бориса Голдовского было то, что как у Вас в работе, так и в [14] ошибочно само утверждение о разрешении противоречий только в пространстве и времени.    

Уважаемый Александр Владимирович!

Не получается у меня соглашаться с Вашими утверждениями.

Специально пересмотрел мной написанное. В книге «ТРИЗ-противоречия…» примерам применения моего метода отведены стр. 105-176. На этих же страницах размещено более 300 иллюстраций. Чтобы не вдаваться в точный расчет, могу сказать, что там представлено более 150 примеров применения метода: одна иллюстрация показывает состояние объекта до преобразования, а вторая – после. В книге «У проблем есть решения!» также имеется глава «Практика…». Размер этой главы – стр. 321-378. Но, если в первой книге было больше информации визуальной – картинки – то во второй приличное количество текста. В моем понимании приведенные цифры подтверждают, что мной приводятся примеры в достаточном количестве.

Что касается утверждения об ошибочности самого «утверждения о разрешении противоречий только в пространстве и времени», то здесь у меня тоже имеются контраргументы.

Мое первое основание, позволившее сформулировать такое предположение, базируется на известном философском выводе: «…пространство и время являются исходными при любых физических взаимодействиях и, соответственно, при их анализе. Это значит, что они всюду выступают в качестве аргументов и никогда не могут являться функциями чего бы то ни было, в том числе, и друг друга. Другие свойства, параметры, характеристики объектов, процессов, как правило, являются функциями аргументов «пространство», «время» или других аргументов». Именно об этом мной и написано в статье, которую Вы когда-то разместили на этом сайте: http://www.metodolog.ru/node/276 .  То есть, философы утверждают, что пространство и время – первичны, а все остальное – суть производное от этого первичного. Я в своем подходе не пытаюсь опровергнуть устоявшееся философское основание, а базируюсь на нем, полагая, что ТРИЗ не является исключением из общего правила. Опять же, чтобы избежать упрека о том, что не привожу примеры, остановлюсь на известных в ТРИЗ приемах. Прием №1 разрешения физических противоречий - «Разделение противоречивых свойств в пространстве».  У меня возникает вопрос: а свойств каких? То есть, говорится, что что-то, иными словами – «НЕЧТО» надо разделить в пространстве. Не конкретно. Возьму еще один прием разрешения ФП: «Системный переход 1б: от системы к антисистеме или сочетанию системы  с антисистемой». Опять же вопрос: а что это за такая антисистема? Может проще сказать – изменение свойств системы на противоположные? Тогда следует очередной неизбежный вопрос: а свойства менять как? Во всей системе и навсегда? Или в части системы и на определенный отрезок времени? Последние вопросы приводят к исходному философскому основанию – «антисистему» надо рассматривать в категориях «пространство» и «время». Для демонстрации своей позиции приведу еще один прием: «Фазовый переход 1: замена фазового состояния части системы или внешней среды». Опять те же самые вопросы: фазовое состояние ЧАСТИ системы – это разве не разрешение противоречия в пространстве? А СРЕДУ менять всю или только в определенном пространстве? Сразу замечу, что при создании этого приема разрешения ФП утрачена вторая возможность решения задачи – во времени. Она может подразумеваться, додумываться, но на прямое использование этой возможности здесь нет непосредственного указания.

Как пример, могу еще указать, что в данной статье Б.И. Голдовский отмечает, что противоречия разрешаются в структуре. Убежден, что дискуссии будут иметь место, пока не согласимся, что ступенчатость процесса решения противоречий - вариант движения в правильном направлении. Структурный аспект - это один из аспектов системного рассмотрения задачи. Соответственно структура системы является объектом анализа, а варианты ее изменения - в пространстве и времени. В моем подходе написано: разорвать связь, добавить связь, разорвать связь и в разрыв поместить посредник, ...  Такие действия однозначно определяют, ЧТО надо менять. А затем определяется, где и когда менять?Не рвутся же все связи одновременно, и повсеместно. То есть, опять же приходим к вопросу: В структуре - это где и когда? То есть к выбору действия в пространстве и времени. Здесь можно до хрипоты отстаивать свою точку зрения. Не буду этого делать, не нужно это. Преподносится материал. Кто-то его воспринимает, а кто-то отрицает. Это нормальный и естественный процесс выбора, отражающий субъективность исследователя.

На этом остановлюсь. Достаточно подробный анализ КАЖДОГО из ТРИЗовских приемов изложен в моей книге. Приведенные примеры, по моему мнению, наглядно показывают: то, что в классике ТРИЗ именовалось разными словами, полностью укладывается в два элементарных понятия – пространство и время. Из этого следует ВЫГОДА: изучение ТРИЗ становится проще, а значит будет больше ее сторонников.

Важным, с моей точки зрения, является выбор того, ЧТО надо преобразовывать в пространстве и во времени. Это один из «ключевейших» вопросов. Приведу опять же цитату из моей книги: «В [46] отмечается, что противоречия разрешаются в пространстве, во времени, в структуре и в веществе. Автор [51] пишет, что разрешение противоречий осуществляется использованием законов увеличения степени динамичности системы и переходом системы в надсистему. В публикации [13] в качестве философского обобщения принципов разрешения ФП предлагается единое основание: все противоречия разрешаются в разных отношениях. В [42] указывается, что при решении задачи никто  не запрещает составлять целую систему противоречий, например, по веществу, свойству, действию (или в другой терминологии - по существительному, прилагательному или глаголу), так как во время составления противоречий и при их разрешении может появиться момент истины. Автор [7], излагая свою точку зрения, приходит к выводу о том, что все противоречия разрешаются в пространстве и во времени».

Результаты анализа, приблизительно схожие со мной написанным, приводит и Б.И. Голдовский в этой своей статье.  

Изложение различных точек зрения на разрешение противоречий в ходе творческого акта можно продолжать, однако представляются достаточными и представленные сведения. Их анализ показывает сложность вопроса самого по себе и отсутствие во всех подходах некоторой общей идеи, замысла, которые бы служили основой, фундаментом для выстраиваемой системы работы с противоречиями. Критикуя представленные подходы, естественным является вопрос: что в них является подтверждением, доказательством полноты списка предлагаемых приемов? Если это авторские разработки, то, по аналогии с математикой, хотелось бы видеть доказательства необходимости и достаточности приводимых приемов. Обнаружить таковые не удалось. Если же в основе перечня приемов находятся заимствованные идеи, то тогда хотелось бы наблюдать их соответствие друг другу. Этого также не обнаружено. Кроме того, в них имеются очевидные изъяны. Например, в приведенных списках приемов отсутствует категория «качество».

Мной в качестве основы для формирования полного списка того, что можно менять в пространстве и времени, принят системный подход. Есть ли в нем изъяны? Да, наверное, есть, но на сегодняшний день это достаточно стройная система взглядов, эффективно применяющаяся в различных областях знания. Почему же ее не применить в ТРИЗ? Я это попробовал. И, кажется, получилось. Во всяком случае, книга переиздана уже четвертый раз (вернее, 3 переиздания и один выпуск дополнительного тиража). А когда человек голосует рублем, отдавая свои кровные, значит, он что-то находит для себя важное. Значит, это кому-то интересно.

Попробую подытожить. То, что в ТРИЗ создавалось десятилетия назад, не обязательно должно оставаться неизменным. На том этапе осуществлялся поиск. За это надо снять шляпу перед теми людьми, кто посвятил себя этому благородному делу. Ставя перед собой новые задачи (например, внедрение ТРИЗ в учебный процесс ВУЗов, что обсуждалось на конференции), нельзя накладывать запреты на то, что созвучно нынешнему времени и позволяет осуществить теоретическое обобщение эмпирики.

С уважением, П.Н. Шимукович

Re: Некоторые комментарии к эвристическим возможностям ...

Александр Кудрявцев wrote:

[Петр Николаевич, к сожалению практику применения Вашего подхода нам так и не удалось увидеть. Кроме того, самое важное в позиции Бориса Голдовского было то, что как у Вас в работе, так и в [14] ошибочно само утверждение о разрешении противоречий только в пространстве и времени.    

Справедливости ради надо отметить, что  никто не видел практику применения подходов большинства наших коллег, в том числе многих авторов этого форума.  Мало кто пишет книги, где даёт яркие, и главное, полные примеры своих проектов или решенных задач. У большинства можно понять, какие подходы они используют, только поработав с ними внутри какого-то проекта, а такие случаи - большая редкость, по понятным причинам. 

Re: Некоторые комментарии к эвристическим возможностям ...

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

wolf_old wrote:

У большинства можно понять, какие подходы они используют, только поработав с ними внутри какого-то проекта, а такие случаи - большая редкость, по понятным причинам

Кому понятны, а кому и не очень...

Re: Некоторые комментарии к эвристическим возможностям ...

Gregory Frenklach wrote:

wolf_old wrote:

У большинства можно понять, какие подходы они используют, только поработав с ними внутри какого-то проекта, а такие случаи - большая редкость, по понятным причинам

Кому понятны, а кому и не очень...

"Понятные причины" бывают нескольких родов:) 

1. Два человека работают в разных областях, и работа в рамках одного проекта пусть и интересна одному из них, но нецелесообразна с точки зрения результативности самого проекта.

2. Кто-то хотел бы поучаствовать, но идти в качестве стажера или подчиненного сотрудника гордыня не позволяет - многие считают себя наикрутейшими специалистами, и как это вдруг в стажеры....

3.Интересующий кого-то подход использует конкурент, и поэтому их совместная работа проблематична -зачем конкуренту создавать себе противника, который знает его работу изнутри? Кстати, одна из наиболее частых причин, при всей немногочисленности наших коллег. Я с этой причиной сталкивался.

4. Люди физически работают далеко друг отдруга, и в одном проекте они столкнуться не могут.

5. Можете придумать что-то ещё:)

Subscribe to Comments for "Некоторые комментарии к эвристическим возможностям противоречия в технической системе"