Таблица Альтшуллера и пять новых подсказок изобретателю

 

 
Статистический анализ Таблицы применения приемов разрешения технических противоречий, предложенной Г. С. Альтшуллером еще в 70-е годы, позволил выявить десять пар типовых приемов, которые существенно чаще, чем это следует из «статистических» ожиданий, рекомендуются составителем Таблицы для разрешения сходных противоречий. Найденные пары приемов объединены в пять новых «метаприемов», каждый из которых указывает производимое действие или эффект и механизм (или механизмы) его достижения. Результаты работы могут быть использованы для построения новой системы подсказок изобретателю, как устранять разнообразные технические противоречия в ситуации, когда он представляет себе необходимое действие, но затрудняктся в выборе средств.
Введение
В основе ТРИЗ с самого начала лежала идея о типизации. Собственно, список 40 типовых приемов решения технических противоречий [1] является наиболее наглядной иллюстрацией этой идеи. Не менее наглядной иллюстрацией является знаменитая Таблица применения приемов разрешения технических противоречий [2] (ниже – Таблица). Упомянутая таблица была составлена Г. С. Альтшуллером в 70-е годы прошлого столетия и немало способствовала распространению ТРИЗ в мире.
 
В основу построения Таблицы был положен тот же принцип, по которому формулируются технические противоречия в рамках АРИЗ [3]: улучшение одного из параметров технической системы приводит к ухудшению другого. В качестве параметров Г. С. Альтшуллер выделил 39 обобщенных характеристик системы, определяемых типом ее элемента (например, неподвижный или подвижный) и типом самой характеристики (размер, вес, производительность и т.д.). В итоге была составлена матрица 39х39, каждая ячейка которой (за исключением диагональных ячеек) соответствовала тому или иному типу технического противоречия. Затем, проанализировав патентные формулы, приводимые в патентах и авторских свидетельствах на изобретения, автор таблицы вписал в ее ячейки те приемы, с помощью которых, по его мнению были преодолены соответствующие технические противоречия.
 
Практически сразу же после создания таблицы мнения специалистов о ней кардинальным образом разошлись: одни, в том числе и сам Г. С. Альтшуллер, находили ее полезной ввиду максимальной простоты и наглядности; другие [4], напротив, считают ее вредной и даже опасной для дальнейшего развития идей ТРИЗ в силу чрезмерного упрощения такой сложной материи, как изобретательство; третьи [5] полагают, что Таблица пригодна лишь для обучения ТРИЗ, но мало полезна для практики.
 
При беглом взгляде на Таблицу автору бросился в глаза любопытный факт: два «соседних» приема, № 36 и 37, очень уж часто указываются рядышком, в одних и тех же клетках таблицы. Таких клеток автор насчитал целых двадцать штук!
 
Увидев этот феномен, автор попытался оценить, можно ли рассматривать его как случайность, и если нет, то проверить, нет ли в Таблице и других неслучайных совпадений подобного рода. Работа не преследовала цель анализа пользы или вреда от использования Таблицы, которая рассматривалась только как выражение экспертного мнения ее составителя – эксперта, безусловно, весьма квалифицированного. При этом автор исходил из предположения, что, составляя Таблицу, Г. С. Альтшуллер не стремился преднамеренно поместить те или иные приемы в конкретные клетки Таблицы вместе или раздельно.
 
Отсюда вытекает гипотеза исследования: неслучайный характер совпадений, подобных вушеуказанному (если они в самом деле не случайны), по всей видимости, должен иметь какие-то содержательные причины, которые можно попытаться затем проанализировать. Этот анализ и составил задачу исследования, цель которого – получить новую полезную информацию о 40 типовых приемах. Насколько эта цель оказалась достигнутой, а задача – выполненной, судить читателям.
Процедура анализа
Для каждой пары приемов было подсчитано, сколько раз оба этих приема вместе попадают в одну и ту же ячейку Таблицы, то есть, другими словами, как часто эта пара приемов используется, по мнению составителя Таблицы, для решения противоречий одного и того же типа. Найденные числа сравнивались с теоретическими значениями, рассчитанными в предположении, что все такого рода совпадения имеют чисто случайный характер. Отношение фактической частоты к теоретической («случайной») частоте дает величину, которую можно назвать «коэффициентом неслучайности», или же «коэффициентом сродства приемов», - эта величина показывает, в какой мере неслучайным было попадание данной пары приемов в одни и те же ячейки Таблицы. Граница между «случайными» и «неслучайными» значениями этого коэффициента может быть получена с помощью соответствующих статистических критериев. Таким образом, можно определить, какие пары приемов попали в одинаковые ячейки таблицы не случайно, - именно эти пары и должны, согласно нашей гипотезе, стать предметом дальнейшего содержательного анализа.
 
Математическое описание процедуры дано в Приложении 1.
Результаты и их обсуждение
Результаты статистического анализа
В Приложении 2 приведены значения «сродства» А для всех пар приемов, представленных в Таблице Г. С. Альтшуллера. Список статистически значимых пар «родственных» приемов приведен в табл. 1.
 
Таблица 1. Статистически значимые пары «родственных» приемов, часто используемых в качестве альтернатив друг друга
Прием 1
Прием 2
Сродство (величина А)
36
Применение фазовых переходов
37
Применение термического расширения
8.6
22
Принцип "обратить вред в пользу"
33
Принцип однородности
6.3
21
Принцип проскока
22
Принцип "обратить вред в пользу"
5.6
11
Принцип "заранее подложенной подушки"
21
Принцип проскока
4.4
12
Принцип эквипотенциальности
31
Применение пористых материалов
4.3
7
Принцип "матрешки"
17
Принцип перехода в другое измерение
4.2
10
Принцип предварительного исполнения
20
Принцип непрерывности полезного действия
4.0
7
Принцип "матрешки"
14
Принцип сфероидальности
3.7
9
Принцип предварительного антидействия
14
Принцип сфероидальности
3.7
4
Принцип асимметрии
7
Принцип "матрешки"
3.6
 
Группировка приемов, сходных по смыслу. Метаприемы
Результаты на первый взгляд могут показаться весьма скромными: статистически значимых совпадений в Таблице оказалось всего десять. Но сами эти пары приемов представляются очень интересными.
 
Прежде всего, отметим, что в найденных нами десяти парах три приема (№ 14, 21 и 22) встречаются дважды, а один (№ 7) - даже трижды. С последнего и начнем.
 
Этот прием (принцип «матрешки») чаще всего попадает в те же ячейки, что и приемы № 4 (принцип асимметрии), 14 (принцип сфероидальности) и 17 (принцип перехода в другое измерение). Вполне очевидно, что общиим для всех этих четырех приемов является результат: изменение геометрии объекта. При этом «принцип матрешки» как более «мощный» прием во многих случаях с успехом заменяет любой из трех остальных, в то время как эти остальные друг друга не заменяют. Это можно сформулировать в виде следующего метаприема:
 
·        Изменить геометрию системы, например, путем вложения объектов друг в друга, нарушения симметрии или перехода в другое измерение.
 
Рассмотрим еще один «кластер»: приемы № 11, 21, 22 и 33. Эти приемы образуют своеобразную «цепочку»: прием № 11 является «родственным» для приема № 21, тот - также и для приема № 22, а последний - также и для приема № 33. Однако при более внимательном рассмотрении выясняется, что это - не единая группа похожих приемов, а две группы, связанные через две разные характеристики приема № 22 («обратить вред в пользу»): функцию (устранение опасности), связывающую его с приемами № 11 и 21, и механизм действия (блокирование взаимодействия), что связывает его с приемом № 33. При этом «сродство», основанное на внутреннем, сущностном факторе (механизме действия), оказывается более значимым, чем сходство функций.
 
Таким образом, рассматриваемые приемы можно свести к двум метаприемам:
 
·        Заблокировать вредное действие, совмещенное с полезным, путем устранения неоднородности характеристик взаимодействующих объектов, обратив тем самым само вредное действие в пользу;
 
·        Смягчить действие неустранимого вредного или опасного фактора, обратив его в пользу, быстро «проскочив» опасную или вредную стадию, и/или заранее совершив противоположное действие.
 
Еще одним примером подобного рода является пара приемов № 36 (применение фазовых переходов) и 37 (применение термического расширения) – та самая пара, которая и послужила исходным пунктом для нашего анализа. У этой пары наблюдается вообще наивысший коэффициент «сродства», равный 8.6: это означает, что эти приемы являются альтернативой друг друга почти на порядок (!) чаще, чем следует из законов случайных чисел. Создается ощущение, что это вообще по существу один и тот же прием. В чем же он состоит?
 
Напрашивающееся объяснение состоит в том, что оба этих приема являются частью «физико-химического блока» в списке приемов Г. С. Альтшуллера, и именно этим большей частью и определяется столь большое их «сродство» друг к другу. Однако такое объяснение является неверным. В табл. 2 приведены значения величины А для всех пар приемов «физико-химического блока». Как видно из таблицы, для всех остальных пар приемов этого блока значения А не превышают 1.8, а для многих из них и вовсе меньше единицы. Таким образом, сам по себе «физико-химический фактор» не является причиной «сродства» приемов. Эти факторы - очень разные!
 
Таблица 2. Вырезка из таблицы (Приложение 2) для приемов «физико-химического блока»
Приемы
35
36
37
38
39
40
35
 
0.6
1.3
1.8
1.7
1.1
36
0.6
 
8.6
1.6
1.0
1.4
37
1.3
8.6
 
0.5
0.3
0.8
38
1.8
1.6
0.5
 
0.4
0.3
39
1.7
1.0
0.3
0.4
 
1.5
40
1.1
1.4
0.8
0.3
1.5
 
 
Однако у фазового перехода и у термического расширения есть очень существенная общая физическая черта, и она снова относится к механизму действия: оба этих явления изменяют объем и, соответственно, плотность вещества. Соответственно, они используются в задачах, связанных с противоречивыми требованиями к этим характеристикам объектов (а таких задач очень много), и в этом контексте могут быть использованы в качестве альтернатив друг друга. Таким образом, объединяющий их метаприем можно сформулировать следующим образом:
 
·        Изменить объем (плотность) вещества с помощью физико-химических эффектов, например, фазового перехода или теплового расширения.
 
Последняя, оставшаяся пока что не рассмотренной, пара приемов № 14 (принцип сфероидальности) и 9 (принцип предварительного антидействия) выглядит в этом списке достаточно неожиданной. Действительно, трудно представить, что же общего имеется у этих двух приемов. Однако если мы обратимся к конкретным примерам практического исполььзования приемов, то увидим, что, придавая объекту сферическую (или округлую) форму, изобретатели часто используют не эту форму саму по себе, а центробежную силу, которую становится возможным приложить к объекту такой формы. А эта сила как раз и служит очень часто в качестве «антидействия». Таким образом, здесь «сродство» обеспечивается тем, что один прием выступает в качестве технического средства реализации другого. Соответственно, метаприем для этой пары можно сформулировать так:
 
·        Использовать для компенсации вредного силового поля центробежную силу, сделав объект округлым.
Практические примеры использования метаприемов в известных технических решениях
В Приложении 3 приведен ряд примеров технических решений, иллюстрирующих возможность практического использования предлагаемых метаприемов, главным образом относящихся к наиболее знакомых автору областях – химии, химической технологии и проведению измерений физико-химических свойств материалов.
О месте предлагаемых метаприемов в системе подсказок решателю
Среди инструментов ТРИЗ есть особая группа «инструментов-подсказок». Эти инструменты не предназначены для глубокого анализа решаемой задачи, а призваны дать решателю подсказку, повзволяющую решить задачу сходу, как бы «с наскока». К числу таких инструментов относятся не только сами рассматриваемые нами типовые приемы [1], но также стандарты [6] и ряд общих закономерностей развития техники, такие, как движение по линиям «моно – би – поли» или «точка – линия – плоскость – объем» [7-9]. Нужен ли в дополнение к ним еще один похожий инструмент – не слишком ли их и без того много?
 
По мнению автора, такой инструмент не повредит. Автор исходит из того, что ситуации, в которых могут потребоваться такие подсказки, можно разделить на четыре группы, и для каждой из них оптимальным будет свой тип подсказок:
 
(1)   Решателю понятна проблема, но не вполне понятно, с чем она связана и где локализована. В этом случае наиболее простым средством, дающим подсказку, могут служить типовые приемы [1], построенные по принципу: «попробуй сделать как-нибудь так».
 
(2)   Решателю понятна ситуация и ясна локализация проблемы, но непонятно, какое действие необходимо произвести для ее устранения. В этом случае оптимальной подсказкой будут, по всей видимости, стандарты, построенные по принципу: «в случае такой-то проблемы произведи такое-то действие».
 
(3)   Решателю понятно необходимое действие, но неясен механизм этого действия. В этом случае хорошей подсказкой будут предлагаемые метаприемы, построенные по принципу: «такое-то действие попробуй произвести вот так, так или так».
 
(4)   Перед решателем стоит задача решить проблему не «сиюминутно», а с расчетом на перспективу. В этом случае наилучшим «подсказчиком» ему будут общие закономерности развития техники, дающие подсказку по принципу: «если вчера было то, а сегодня это, то завтра будет вот это».
 
Таким образом, каждый тип подсказок занимает свое «законное» место в ряду инструментов ТРИЗ.
О соотношении предлагаемых метаприемов и стандартов решения изобретательских задач
Может показаться, что предлагаемые метаприемы являются аналогами стандартов [6] и могут быть использованы как их дополнение. В самом деле, стандарты дают ответ на вопрос «что надо сделать», не отвечая в большинстве случаев на вопрос «как именно это сделать», а предлагаемые метаприемы, казалось бы, как раз на этот вопрос и отвечают – так почему бы не соединить эти инструменты в единую цкпочку, «свернув» две операции в одну?
 
Автору, однако, такой подход представляется едва ли оправданным, во всяком случае, в ситуации, когда решателем является человек (а не машина – рассмотрение проблем, связанных с искувсственным интеллектом, выходит за рамки настоящей статьи). Причина сомнений – в том, что «свертка» полезна главным образом для логического мышления, тогда как рассматриваемые подсказки главным образом призваны воздействовать на воображение решателя. В самом деле, логическому мышлению подсказки-ассоциации не нужны – ему (помимо самой логики) нужны, скорее, средства «внешнего» контроля результата, но этот вопрос далеко выходит за пределы настоящей статьи. А воображение порой как раз и нуждается в подсказках-ассоциациях – но ему не нужны средства «свертки», они только сужают поле возможных решений.
 
Таким образом, по мнению автора, «подсказочные» инструменты лучше не смешивать и не объединять друг с другом, а, наоборот, использовать по отдельности – в зависимости от вышеописанных особенностей возникшей у решателя проблемы, а также от задачи, поставленной перед ним. Одним из этих инструментов как раз могут служить предлагаемые метаприемы.
 
В совокупности с другими инструментами ТРИЗ, метаприемы могли бы войти в состав учебных пособий и компьютерных программ для обучения инженеров методам решения изобретательских задач.
Заключение
В качестве объекта анализа нами был выбран, пожалуй, один из самых спорных результатов творчества Г. С. Альтшуллера –Таблица применения приемов разрешения технических противоречий [2]. Споры в отношении этой Таблицы ведутся самые разные: о ее методологической обоснованности, достаточности проанализированного составителем исходного материала, качестве самого этого материала, корректности процедуры анализа, практической полезности Таблицы и т.д.
 
Никто из ТРИЗ-специалистов, однако, не подвергает особому сомнению компетенцию составителя Таблицы в отношении применения указанных в ней типовых приемов. Именно его экспертное мнение, выраженное в рекомендациях применения соответствующих приемов для устранения противоречий соответствующих типов, и было нами проанализировано с использованием несложных статистических процедур.
 
Предметом поиска были пары приемов, которые намного чаще, чем это следует из законов случайных чисел, приводятся в качестве средств разрешения противоречий одних и тех же типов; в частности (что и послужило исходным пунктом для проведения анализа), приемы № 36 (применение фазовых переходов) и 37 (применение термического расширения) указаны вместе в 20 (!) ячейках Таблицы. В результате анализа были найдены десять подобных пар приемов, появление которых в одних и тех же ячейках Таблицы, с точки зрения статистики, не является случайным событием.
 
Содержательный анализ этих пар приемов позволил выявить существенное сходство приемов по функции и/или механизму действия.
 
Исходя из этого, предложены пять новых метаприемов, объединяющих «родственные» приемы и дающих более конкретные рекомендации по их совместному применению. Автор полагает, что эти метаприемы может оказаться более полезными, чем соответствующие пары или тройки приемов, взятых вне связи друг с другом.
 
Автором найден ряд конкретных примеров, подтверждающих возможность применения метаприемов для разрешения конкретных технических противоречий; приемы взяты как из доступной литературы, так и из личного опыта автора и его коллег.
 
Возможно, имеет смысл «переформатировать» сходным образом и другие типовые приемы, представив их как совокупность желаемого эффекта и типового механизма (или нескольких альтернативных механизмов) его достижения.
 
Система таких метаприемов не является заменителем приемов, стандартов и других инструментов ТРИЗ. Эти метаприемы могут помочь решателю в ситуации, когда понятно, какое действие необходимо произвести, но не вполне понятны средства его осуществления. Тем самым решателю дается еще один «вход» к применению приемов.
 
После того, как система метаприемов будет дополнена новыми элементами, возможно, будет иметь смысл включить ее в программное обеспечение для обучения инженеров использованию «решательного» инструментария ТРИЗ.
Благодарность
Автор выражает благодарность Ю. Э. Даниловскому за ряд ценных замечаний, высказанных им при подготовке статьи к публикации.
Список литературы
1.     Альтшуллер Г. С. Типовые приемы устранения технических противоречий. // Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. – М.: Московский рабочий, 1973. Цитируется по официальному сайту Г. С. Альтшуллера: http://www.altshuller.ru/TRIZ/40_priemov_TRIZ.htm
2.     Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения: М.: Московский рабочий, 1973. - Приложение 1, цит. по http://www.altshuller.ru/triz/technique2.asp
3.     Альтшуллер Г. С. Алгоритм решения изобретательских задач АРИЗ-85В, 1985. Цитируется по официальному сайту Г. С. Альтшуллера, http://www.altshuller.ru/triz/ariz85v.asp
4.     Шуб Л. Осторожно! Таблица технических противоречий (90% пользователей ТРИЗ предпочитают инструмент, которого нет), Metodolog.ru, http://www.metodolog.ru/00647/00647.html
5.     Кизевич Г. Изобретаем, отвечая на вопросы. Metodolog.ru, http://www.metodolog.ru/01316/01316.html
6.     Альтшуллер Г.С. Маленькие необъятные миры: стандарты на решение изобретательских задач (76 стандартов). - В сб. "Нить в лабиринте". - Петрозаводск: Карелия, 1988. - С. 165-230. Цитируется по официальному сайту Г. С. Альтшуллера: http://www.altshuller.ru/triz/standards.asp
7.     Злотин Б. Л., Зусман А. В. Законы и прогнозирование технических систем. Методические рекомендации // Кишинев: МНТЦ «Прогресс», Картя Молдовеняске, 1989, 114 с.
8.     Альтшуллер Г. С. Законы развития систем // Творчество как точная наука. — М.: «Советское радио», 1979. — С. 122 – 127. Цитируется по официальному сайту Г. С. Альтшуллера: http://www.altshuller.ru/triz/zrts1.asp
9.     Любомирский А., Литвин С. Законы развития технических систем, 2003, http://www.metodolog.ru/00767/00767.html
10.История развития фотографии // LineFoto, http://www.linefoto.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=65&Itemid=27
11.Клюев В.П., Тотеш А.С. Методы и аппаратура для контроля вязкости стекла. – М.: ВНИИЭСМ, 1975. – 59 с.
13.Борьба с водорослями. О предотвращении обрастания корпуса ниже ватерлинии, http://www.t22.nm.ru/Antifouling.htm
14.Оборудование для измельчения и помола, классификации, дозирования твердых материалов. Воздушно-центробежный классификатор серии «ПРОГРЕСС», http://www.potram.ru/index.php?page=48
 
Приложения
Приложение 1. Процедура статистического анализа
Если бы совпадение номеров приемов в клетках Таблицы было бы чисто случайным событием, вероятность такого совпадения для любых двух приемов (обозначим их через i и j) определялась бы формулой:
 
                                                                            (1)
 
где ni иnj - числа индивидуальных попаданий номеров соответствующих приемов в клетки Таблицы, N - общее число клеток Таблицы (без учета диагональных клеток N = 1482), pi иpj - статистические частоты упоминания методов А и В в Таблице.
 
Соответственно, статистическое ожидание для общего числа совпадений приемов i и j во всей таблице равно
 
                                                                                    (2)
 
Реальное число совместных попаданий может отличаться от величин, определяемых по этим формулам, что и дает величину «коэффициента сродства» данных приемов друг к другу, т.е. индикатор преимущественного их использования в качестве альтернатив друг друга при устранении противоречий сходного типа. В простейшем виде эта величина (обозначим ее буквой А - от англ. “affinity”) может быть посчитана как
 
                                                                                               (3)
 
где ni,j - реальное число совместных попаданий приемов i и j в клетки Таблицы.
 
Значения Ai,j > 1 свидетельствуют о том, что приемы i и j встречаются вместе чаще статистически ожидаемой величины, а Ai,j < 1 - реже.
 
Например, для приемов i=1 (дробление) и j=2 (вынесение) число индивидуальных попаданий в клетки Таблицы равно соответственно n1=231 и n2=220, что дает случайную частоту их попадания в одну клетку таблицы, равную , что соответствует статистическому ожиданию их совместного появления в клетках Таблицы как случайного события, равному . Реально же приемы 1 и 2 совместно упоминаются всего в 7 клетках Таблицы. Таким образом, величина их «сродства» равна А = 7 / 34.3 = 0.22, что означает, что приемы 1 и 2 встречаются в Таблице примерно в пять раз реже, чем это можно было бы ожидать из предположения о случайности таких совпадений. Другими словами, можно предположить, что эти приемы лишь с очень малой вероятностью будут альтернативами друг друга при решении конкретных задач.
 
А, например, для приемов № 21 (проскок) и 22 (обратить вред в пользу) посчитанная таким же образом величина А составляет 5.60, то есть эти приемы совместно встречаются в клетках Таблицы более чем в пять раз чаще, чем этого можно было бы ожидать статистически. И действительно, оба этих приема по существу направлены на решение одной и той же задачи - устранение вреда, что позволяет предположить, что во многих практических задачах, связанных с вредными и опасными факторами, эти приемы могут быть использованы в качестве альтернатив друг друга.
 
Полная таблица значений величины А для всех пар приемов дана в Приложении 2.
 
К сожалению, автор не может точно рассчитать предельный (минимальный) уровень статистической значимости для величины А, поскольку ему не известны реальные числа примеров, использованных в каждой ячейке таблицы (но самоочевидно, что эти числа должны быть для разных типов противоречий и разных приемов очень разными). Тем не менее, можно приближенно оценить этот уровень, исходя из очень широко используемого в статистике предположения, что в случайной выборке большого размера (содержащей 30 и более значений) статистически значимо отличаются от среднего по выборке те значения, у которых отклонение от среднего более чем вдвое превышает стандартное отклонение (правило «двух сигм»).
 
Упомянутые значения среднего , стандартного отклонения по выборке s и минимального уровня значимости Amin определяются формулами
 
                                                                                        (4)
 
                                                                         (5)
 
                                                                                           (6)
 
где m = 40 - число приемов.
 
При несимметричных распределениях положительных величин, подобных данному, правильнее определять средние и стандартные отклонения не для абсолютных значений измеряемой величины, а для некоторой их функции, приближающей вид распределения к натуральному. В данном конкретном случае, не считая нулевых значений (которые могут быть связаны просто с недостаточным количеством проанализированных Г. С. Альтшуллером примеров), распределение величины А существенно приближается к нормальному при переходе к логарифмической шкале (автор опускает подробный анализ), то есть при замене значений А их логарифмами:
 
                                                                              (7)
 
                                                              (8)
 
 
                                                                              (9)
 
где через log обозначены натуральные логарифмы.
 
Рассчитанный таким образом минимальный уровень величины А, при котором ее отклонение от единицы можно считать статистически значимой, составляет 3.6. Другими словами, на практике имеет смысл учитывать только значения A­i,j ³ 3.6.
Приложение 2: Значения величины А (см. Приложение 1) для всех пар приемов
Приемы
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
1
 
0.2
0.4
1.4
0.4
1.1
1.0
1.8
0.8
0.7
2.4
1.7
2.1
0.5
1.4
1.5
1.3
0.9
1.0
0.0
0.2
1.0
1.0
1.2
0.9
1.1
1.1
0.9
1.0
0.1
0.4
1.4
1.4
0.6
1.0
0.8
1.1
0.3
0.9
1.2
2
0.2
 
0.2
0.6
0.9
1.1
0.8
0.5
0.6
0.9
1.3
0.7
1.3
1.0
0.7
1.0
1.2
0.9
1.0
0.0
1.8
2.1
0.0
1.1
2.2
0.9
1.4
0.8
0.7
1.3
0.8
1.0
1.5
1.1
1.3
1.1
1.3
0.5
1.6
1.2
3
0.4
0.2
 
0.2
2.2
0.9
0.0
1.7
0.5
1.1
1.3
0.8
0.5
1.2
0.9
0.8
0.6
1.1
0.6
0.0
1.0
0.4
2.2
1.1
1.1
0.8
2.7
1.2
1.3
0.2
2.4
1.6
0.8
0.6
1.3
0.8
0.8
0.5
1.5
2.1
4
1.4
0.6
0.2
 
2.5
1.3
3.6
0.5
0.8
1.3
0.0
0.0
0.3
1.3
1.2
1.5
2.8
1.6
0.3
0.0
0.0
0.8
0.6
0.0
0.0
0.6
1.1
1.0
2.6
1.6
0.5
0.4
0.7
2.8
0.9
0.7
0.7
1.3
0.6
0.9
5
0.4
0.9
2.2
2.5
 
0.0
0.0
3.1
1.8
1.4
1.9
2.9
0.7
1.1
0.3
1.5
0.0
1.2
0.9
2.5
0.0
0.6
1.4
1.6
0.0
1.3
0.0
0.6
2.4
1.4
3.0
0.3
0.0
2.7
1.9
0.8
0.8
0.0
0.0
0.5
6
1.1
1.1
0.9
1.3
0.0
 
1.1
0.4
2.2
0.6
0.4
0.0
1.2
0.5
0.2
0.8
0.0
1.1
1.7
2.0
0.0
0.7
0.6
0.8
2.5
0.7
1.1
1.0
0.7
0.9
0.4
1.7
0.0
1.6
1.1
1.3
1.3
2.0
0.5
0.8
7
1.0
0.8
0.0
3.6
0.0
1.1
 
0.0
3.4
1.0
0.0
0.0
1.6
3.7
1.4
1.4
4.2
1.4
0.6
0.0
0.0
0.0
2.6
0.0
1.9
0.9
0.0
0.2
0.8
3.4
0.0
0.3
0.0
0.8
0.9
0.0
0.0
1.9
1.2
0.5
8
1.8
0.5
1.7
0.5
3.1
0.4
0.0
 
0.0
1.0
0.0
1.1
2.3
2.1
2.5
0.0
0.4
0.4
0.4
0.0
0.0
0.0
0.0
1.2
0.8
0.5
0.6
0.9
2.1
0.5
0.8
0.2
0.0
1.4
1.4
0.6
1.8
3.0
0.0
2.2
9
0.8
0.6
0.5
0.8
1.8
2.2
3.4
0.0
 
0.0
2.5
1.9
0.0
3.7
3.1
0.0
2.9
1.1
2.3
0.0
0.0
0.0
0.0
0.7
1.3
1.3
1.5
1.1
0.5
0.0
0.0
0.4
0.0
0.6
0.4
1.0
1.0
0.0
0.8
1.3
10
0.7
0.9
1.1
1.3
1.4
0.6
1.0
1.0
0.0
 
0.7
0.0
0.8
1.8
0.8
0.8
0.7
1.0
0.9
4.0
1.1
0.6
1.0
1.1
1.3
0.9
0.5
1.5
1.3
0.7
0.8
0.8
0.0
1.8
1.3
1.7
2.3
1.2
1.1
1.1
11
2.4
1.3
1.3
0.0
1.9
0.4
0.0
0.0
2.5
0.7
 
0.0
1.9
0.4
0.6
0.7
0.0
0.2
0.4
0.0
4.4
0.8
1.9
0.0
0.7
0.2
3.2
1.3
0.8
0.5
2.1
2.0
0.0
0.0
1.0
0.0
0.0
0.0
0.8
0.3
12
1.7
0.7
0.8
0.0
2.9
0.0
0.0
1.1
1.9
0.0
0.0
 
1.8
0.0
1.6
0.0
2.4
0.9
0.0
0.0
0.0
0.6
0.0
1.7
0.0
2.5
1.2
1.7
0.4
0.8
4.3
1.4
0.0
1.4
0.8
0.8
0.8
0.0
0.0
0.0
13
2.1
1.3
0.5
0.3
0.7
1.2
1.6
2.3
0.0
0.8
1.9
1.8
 
1.4
1.7
0.9
2.2
0.7
0.8
0.0
0.3
0.5
0.7
1.4
1.0
0.6
1.1
0.8
0.9
0.7
0.2
1.3
0.0
0.4
0.8
0.4
0.0
1.0
0.7
0.1
14
0.5
1.0
1.2
1.3
1.1
0.5
3.7
2.1
3.7
1.8
0.4
0.0
1.4
 
1.8
0.8
2.2
0.8
0.8
1.0
0.0
0.9
1.1
0.8
2.1
1.2
0.2
0.5
1.6
2.9
0.0
0.3
0.0
0.9
1.0
0.9
0.9
0.0
1.0
2.0
15
1.4
0.7
0.9
1.2
0.3
0.2
1.4
2.5
3.1
0.8
0.6
1.6
1.7
1.8
 
1.7
2.4
0.8
1.1
1.6
0.0
1.2
0.9
0.4
0.7
0.6
0.4
1.3
1.9
0.6
0.4
1.2
2.0
1.0
0.6
0.7
1.5
0.4
0.4
0.5
16
1.5
1.0
0.8
1.5
1.5
0.8
1.4
0.0
0.0
0.8
0.7
0.0
0.9
0.8
1.7
 
1.6
1.0
1.2
3.5
2.2
0.6
0.5
0.7
1.8
0.6
0.9
0.8
0.7
1.0
0.7
0.7
0.0
1.1
0.9
0.3
0.5
2.4
0.9
0.7
17
1.3
1.2
0.6
2.8
0.0
0.0
4.2
0.4
2.9
0.7
0.0
2.4
2.2
2.2
2.4
1.6
 
0.6
1.4
2.0
0.5
0.4
0.0
1.4
1.2
1.7
0.8
0.6
0.6
1.2
0.0
0.5
1.3
1.4
0.3
0.3
0.0
1.2
1.2
1.6
18
0.9
0.9
1.1
1.6
1.2
1.1
1.4
0.4
1.1
1.0
0.2
0.9
0.7
0.8
0.8
1.0
0.6
 
0.9
1.6
1.1
0.9
1.2
0.8
0.6
1.3
1.5
1.4
1.2
1.2
2.1
0.8
1.6
0.8
1.3
1.8
1.8
2.3
2.0
1.2
19
1.0
1.0
0.6
0.3
0.9
1.7
0.6
0.4
2.3
0.9
0.4
0.0
0.8
0.8
1.1
1.2
1.4
0.9
 
1.6
0.5
1.9
0.0
1.0
0.7
1.1
0.8
0.6
0.9
0.8
1.1
1.3
0.3
0.9
1.0
1.0
1.0
1.9
1.7
0.7
20
0.0
0.0
0.0
0.0
2.5
2.0
0.0
0.0
0.0
4.0
0.0
0.0
0.0
1.0
1.6
3.5
2.0
1.6
1.6
 
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.2
0.0
1.8
0.7
2.6
0.0
0.0
0.0
1.6
1.4
0.0
1.4
3.5
0.0
0.0
21
0.2
1.8
1.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.1
4.4
0.0
0.3
0.0
0.0
2.2
0.5
1.1
0.5
0.0
 
5.6
0.0
0.5
0.0
0.6
2.1
0.9
0.7
0.7
2.8
0.3
0.0
0.4
2.0
2.1
0.0
0.9
3.4
0.5
22
1.0
2.1
0.4
0.8
0.6
0.7
0.0
0.0
0.0
0.6
0.8
0.6
0.5
0.9
1.2
0.6
0.4
0.9
1.9
0.0
5.6
 
1.1
1.2
0.0
0.4
0.9
0.7
0.6
0.9
2.0
0.6
6.3
0.0
1.5
0.6
1.9
0.4
3.2
1.6
23
1.0
0.0
2.2
0.6
1.4
0.6
2.6
0.0
0.0
1.0
1.9
0.0
0.7
1.1
0.9
0.5
0.0
1.2
0.0
0.0
0.0
1.1
 
1.0
1.0
1.0
0.0
2.0
0.4
0.7
0.0
1.0
1.6
0.4
1.7
1.5
0.8
0.0
1.8
1.0
24
1.2
1.1
1.1
0.0
1.6
0.8
0.0
1.2
0.7
1.1
0.0
1.7
1.4
0.8
0.4
0.7
1.4
0.8
1.0
0.0
0.5
1.2
1.0
 
0.0
2.5
0.7
1.8
0.0
1.4
1.1
1.7
0.0
0.5
1.5
0.3
0.9
0.0
0.7
0.4
25
0.9
2.2
1.1
0.0
0.0
2.5
1.9
0.8
1.3
1.3
0.7
0.0
1.0
2.1
0.7
1.8
1.2
0.6
0.7
0.0
0.0
0.0
1.0
0.0
 
1.0
0.3
1.7
0.9
0.5
0.0
0.7
0.0
1.3
0.8
0.6
0.0
0.0
1.4
0.0
26
1.1
0.9
0.8
0.6
1.3
0.7
0.9
0.5
1.3
0.9
0.2
2.5
0.6
1.2
0.6
0.6
1.7
1.3
1.1
1.2
0.6
0.4
1.0
2.5
1.0
 
1.4
1.8
0.3
1.6
1.2
1.3
0.8
1.3
0.6
0.9
0.4
0.0
0.7
0.6
27
1.1
1.4
2.7
1.1
0.0
1.1
0.0
0.6
1.5
0.5
3.2
1.2
1.1
0.2
0.4
0.9
0.8
1.5
0.8
0.0
2.1
0.9
0.0
0.7
0.3
1.4
 
1.5
1.2
0.0
1.4
0.5
1.3
1.4
1.0
0.4
0.2
0.8
1.4
2.1
28
0.9
0.8
1.2
1.0
0.6
1.0
0.2
0.9
1.1
1.5
1.3
1.7
0.8
0.5
1.3
0.8
0.6
1.4
0.6
1.8
0.9
0.7
2.0
1.8
1.7
1.8
1.5
 
1.7
0.6
1.0
1.8
1.8
1.3
0.9
1.1
1.1
0.9
0.4
1.2
29
1.0
0.7
1.3
2.6
2.4
0.7
0.8
2.1
0.5
1.3
0.8
0.4
0.9
1.6
1.9
0.7
0.6
1.2
0.9
0.7
0.7
0.6
0.4
0.0
0.9
0.3
1.2
1.7
 
1.3
0.6
0.2
1.4
2.0
0.8
1.1
1.1
1.4
0.9
1.7
30
0.1
1.3
0.2
1.6
1.4
0.9
3.4
0.5
0.0
0.7
0.5
0.8
0.7
2.9
0.6
1.0
1.2
1.2
0.8
2.6
0.7
0.9
0.7
1.4
0.5
1.6
0.0
0.6
1.3
 
0.0
1.2
1.6
1.6
0.9
2.0
0.0
0.0
1.0
2.3
31
0.4
0.8
2.4
0.5
3.0
0.4
0.0
0.8
0.0
0.8
2.1
4.3
0.2
0.0
0.4
0.7
0.0
2.1
1.1
0.0
2.8
2.0
0.0
1.1
0.0
1.2
1.4
1.0
0.6
0.0
 
0.7
3.4
1.6
1.8
2.2
0.0
0.7
2.7
0.7
32
1.4
1.0
1.6
0.4
0.3
1.7
0.3
0.2
0.4
0.8
2.0
1.4
1.3
0.3
1.2
0.7
0.5
0.8
1.3
0.0
0.3
0.6
1.0
1.7
0.7
1.3
0.5
1.8
0.2
1.2
0.7
 
0.4
0.3
0.7
0.2
0.2
0.2
0.4
0.7
33
1.4
1.5
0.8
0.7
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
2.0
0.0
1.3
1.6
0.3
0.0
0.0
6.3
1.6
0.0
0.0
0.8
1.3
1.8
1.4
1.6
3.4
0.4
 
1.5
1.0
0.0
0.0
0.0
0.0
2.8
34
0.6
1.1
0.6
2.8
2.7
1.6
0.8
1.4
0.6
1.8
0.0
1.4
0.4
0.9
1.0
1.1
1.4
0.8
0.9
1.6
0.4
0.0
0.4
0.5
1.3
1.3
1.4
1.3
2.0
1.6
1.6
0.3
1.5
 
1.1
1.0
0.0
1.3
1.2
1.3
35
1.0
1.3
1.3
0.9
1.9
1.1
0.9
1.4
0.4
1.3
1.0
0.8
0.8
1.0
0.6
0.9
0.3
1.3
1.0
1.4
2.0
1.5
1.7
1.5
0.8
0.6
1.0
0.9
0.8
0.9
1.8
0.7
1.0
1.1
 
0.6
1.3
1.8
1.7
1.1
36
0.8
1.1
0.8
0.7
0.8
1.3
0.0
0.6
1.0
1.7
0.0
0.8
0.4
0.9
0.7
0.3
0.3
1.8
1.0
0.0
2.1
0.6
1.5
0.3
0.6
0.9
0.4
1.1
1.1
2.0
2.2
0.2
0.0
1.0
0.6
 
8.6
1.6
1.0
1.4
37
1.1
1.3
0.8
0.7
0.8
1.3
0.0
1.8
1.0
2.3
0.0
0.8
0.0
0.9
1.5
0.5
0.0
1.8
1.0
1.4
0.0
1.9
0.8
0.9
0.0
0.4
0.2
1.1
1.1
0.0
0.0
0.2
0.0
0.0
1.3
8.6
 
0.5
0.3
0.8
38
0.3
0.5
0.5
1.3
0.0
2.0
1.9
3.0
0.0
1.2
0.0
0.0
1.0
0.0
0.4
2.4
1.2
2.3
1.9
3.5
0.9
0.4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.8
0.9
1.4
0.0
0.7
0.2
0.0
1.3
1.8
1.6
0.5
 
0.4
0.3
39
0.9
1.6
1.5
0.6
0.0
0.5
1.2
0.0
0.8
1.1
0.8
0.0
0.7
1.0
0.4
0.9
1.2
2.0
1.7
0.0
3.4
3.2
1.8
0.7
1.4
0.7
1.4
0.4
0.9
1.0
2.7
0.4
0.0
1.2
1.7
1.0
0.3
0.4
 
1.5
40
1.2
1.2
2.1
0.9
0.5
0.8
0.5
2.2
1.3
1.1
0.3
0.0
0.1
2.0
0.5
0.7
1.6
1.2
0.7
0.0
0.5
1.6
1.0
0.4
0.0
0.6
2.1
1.2
1.7
2.3
0.7
0.7
2.8
1.3
1.1
1.4
0.8
0.3
1.5
 
Цвета шрифта и фона в ячейках таблицы соответствуют разным диапазонам значений А.
Приложение 3. Примеры, иллюстрирующие возможность практического применения предлагаемых метаприемов
При подготовке примеров авутором исапользованы материалы, взятые из литературы, а также из личного опыта автора и его коллег по Институту химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН (г. Санкт-Петербург).
Метаприем 1: Изменение геометрии системы.
Изменить геометрию системы, например, путем вложения объектов друг в друга, нарушения симметрии или перехода в другое измерение.
Пример 1: Фотопленка [10]
Проблема
Первые коммерческие фотоаппараты использовали в качестве светочувствительного материала фотопластинки – стеклянные пластинки с нанесенным на их поверхность светочувствительным слоем. Но такие фотоаппараты было трудно перезаряжать, а делать это приходилось после съеемки каждого кадра.
 
Требовалось обеспечить возможность съемки нескольких (многих) кадров без перезарядки фотоаппарата.
 
Решение
В 1880 г. Л. Варнеке предложил наносить светочувствительный слой не на стеклянную пластинку, а на прозрачный гибкий материал, сворачивающийся в рулон. Такой рулон позволял снимать много кадров подряд без перезарядки, просто перематывая рулон внутри фотоаппарата.
 
Комментарий
Что это: «матрешка» или выход в другое измерение? Упоминание этих приемов в едином контексте может усилить ассоциации и натолкнуть решателя на правилное решение.
Пример 2: Обмотка электропечи (из опыта работы коллег автора)
Проблема
Один из вариантов конструкции электропечи, обеспечивающих постоянство температуры по всему объему (изотермию), предусматривает обмотку непосредственно внутри стенок печи. Но этот способ не устраняет градиент температуры полностью из-за неравномерности конвекционных потоков воздуха в печной атмосфере (более теплый воздух уходит вверх).
 
Требуется обеспечить безградиентность теплового поля в печи.
 
Решение
Обмотку печи делают несимметричной: в верхней части плотность ее витков меньше, чем в нижней. В результате печь сверху обогревается несколько меньше, чем снизу, что компенсирует влияние конвекционных потоков.
 
Комментарий
Необычность данной задачи в том, что внесение геометрической асимметрии в рабочий орган позволяет добиться прямо противоположного эффекта в объекте управления – устранить геометрическую асимметрию его свойств. Упоминание о возможности нарушения симметрии в общем контексте изменения геометрии объекта (действия в данном случае достаточно очевидного) позволяет выйти на нужную ассоциацию, не отбрасывая данный прием заранее как «негодный».
Пример 3: Измерение вязкости [11]
Проблема
Одним из наиболее простых методов измерения высоких значений вязкости (выше 108 пуаз, т.е. в 10 миллиардов раз и более выше вязкости воды) является метод изгиба бруска. Сильно упрощая, измерение сводится к тому, что края бруска кладут на опоры, к середине подвешивают груз и измеряют скорость деформации под нагрузкой.
 
Проблема заключается в том, чтобы точно измерить именно деформацию бруска, а не, скажем, тепловое расширение измерительной системы, разные части которой находятся при существенно разных температурах (это различие может превышать 1000оС).
 
Решение
Опору бруска выполняют в виде полой трубы из кварцевого стекла (тугоплавкого стекла с очень малым коэффициентом термического расширения, прозрачного в ближней ИК области), а груз подвешивают через стержень из того же материала, проходящий внутри полости трубы. Выполнение обеих деталей из кварцевого стекла и размещение одной из них внутри другой обеспечивает идентичность распределения температур по высоте установки и минимальный вклад теплового расширения в измеряемую величину.
 

Комментарий
Перед нами – классическая «матрешка»: одно в другом. Однако «принцип матрешки» - прием многофункциональный, и чаще он используется для достижения других эффектов, таких, как перемещение одного вещества «сквозь» другое или размещение нескольких объектов в ограниченном пространстве. Использование «матрешки» для того, чтобы сделать что-либо однородным, - редкость: обычно этот прием используется, скорее, в противоположных целях. А вот изменение геометрии при решении подобных задач – вещь совершенно обычная. Таким образом, упоминание о «матрешке» в этом контексте может натолкнуть изобретателя на нужное решение, возможно, противоречащее его стереотипам в отношении использования данного приема.
Метаприем 2: Устранение вреда повышением однородности
Заблокировать вредное действие, совмещенное с полезным, путем устранения неоднородности характеристик взаимодействующих объектов, обратив тем самым само вредное действие в пользу.
Пример 1: Канадский бальзам [12]
Канадский бальзам – это полимерное клеящее прозрачное вещество, имеющее такой же показатель преломления, как и у листового стекла. Наклеив биопрепараты на стеклянную пластинку с помощью этого клея, получаем «законсервированный» препарат, который можно положить под микроскоп через годы после изготовления. Прозрачность и равенство показателей преломления клея и стекла делают этот клей невидимым под микроскопом.
 
Комментарий
Вредное взаимодействие – взаимодейстаие лучей света с границей раздела фаз «стекло – клей». Данная формулировка метаприема прямо наталкивает на идею – сделать взаимодействующие материалы однородными по характериситкам, важным для взаимодействия, то есть – в данном случае – по показателю преломления. При этом само вредное действие – преломление света на фазовой границе – становится полезным, поскольку помогает лучше увидеть препарат.
Пример 2: Выращивание монокристалла (из школьного курса химии)
Проблема
При выращтивании монокристалла необходимо перемешивать раствор, чтобы обеспечить равномерность роста кристалла по всему объему. Но взаимодействие материала мешалки с раствором (т.е. растворение этого материала) вносит в раствор посторонние вещества, создающие дефекты в растущем кристалле в виде локальных изменений химического состава.
 
Решение
Чтобы не внести дефектов в растущий в растворе монокристалл, перемешивание раствора должно осуществляться мешалкой из того же материала, что и выращиваемый кристалл. При этом, по мере расходования кристаллизующегося вещества, материал мешалки, растворяясь, восполняет этот расход, обращая вредное действие – растворение материала мешалки – на пользу.
Метаприем 3:Смягчение неустранимого вреда проскоком, антидействием или обращением его в пользу
Смягчить действие неустранимого вредного или опасного фактора, обратив его в пользу, быстро «проскочив» опасную или вредную стадию, и/или заранее совершив противоположное действие.
Пример 1: Краска для корабля [13]
Проблема
Проблема известна всем судовладельцам: корпус судна со временем корродирует и обрастает водорослями, ракушками и другими организмами, что ухудшает ходовые качества и ведет к износу корпуса.
 
Решение
Необрастающая краска для судов, содержащая токсин, со временем медленно корродирует сама, высвобождая на поверхность новые порции токсина.
 
Комментарий
Что это – предварительное антидействие или обращение вреда (коррозии краски) в пользу? Наверное, и то, и другое. Упоминание обоих приемов как средств устранения вреда может помочь выйти на нужное решение.
Пример 2: Как измерить изменение плотности высоковязкой жидкости при высокой температуре? (из опыта работы коллег автора)
Проблема
Жидкость имеет такую вязкость, при которой она уже течет (т.е. не сохраняет форму), но еще слишком твердая для измерения плотности методом погружения в нее другого тела. А температура жидкости такова, что погрузить ее саму в другую жидкость нет никакой возможности. Таким образом, ни измерение ее геометрического размера, ни гидростатическое взвешивание не проходят. Как измерить, как изменяется плотность такой жидкости с температурой?
 
Решение
Жидкость помещается в цилиндрический сосуд из кварцевого стекла (инертного материала с очень малым коэффициентом расширения), где ее нагревают до текучего состояния и дают растечься по объему цилиндра. Затем в цилиндр вводят шток, тоже из кварцевого стекла, и начинают менять температуру цилиндра. Под действием теплового расширения жидкость выталкивает (либо вдавливает) поршень и, таким образом, измерение изменений его положения при изменении температуры дает искомый коэффициент термического расширения.
 
Комментарий
«Антидействием» здесь является предварительное растекание жидкости в цилиндре. Поскольку жидкость уже растеклась, ее текучесть более не мешает измерению.
 
С другой стороны, перед нами – пример обращения вреда в пользу: ведь именно текучесть жидкости, мешающая при других условиях измерению, в данном случае обеспечивает это самое растекание.
Пример 3: Измерение очень высоких значений вязкости вязкоупругих сред (личный опыт автора)
Проблема
Измерение высоких значений вязкости вязкоупругих сред, таких, как стекла и стеклообразующие расплавы, требует нагружения образца. При этом измеряемое вязкое течение «накладывается» на замедленно-упругую деформацию, искажающую результаты измерений. Этот мешающий процесс через некоторое время заканчивается и перестает влиять на результаты измерений. Проблема заключается в том, что это время само зависит от вязкости и при очень высоких оказывается непомерно большим – оно, согласно простейшим расчетам, может иногда достигать сотен тысяч и даже миллионов лет.
 
Решение этой проблемы известно: нужно нагреть вещество до такой температуры, при которой его вязкость станет сравнительно небольшой, и «выбрать» замедленно-упругую деформацию пари этой температуре.
 
Следующая проблема заключается в том, чтобы выбрать метод измерения. Для измерения абсолютных значений вязкости одним из наилучших и технически простых методов является метод изгиба бруса. Однако для измерения очень высоких значений вязкости брус следует делать очень тонким (доли миллиметра). В этом случае при «выбирании» замедленно-упругой деформации образец в форме тонкой пластинки меняет свою геометрию, что искажает результаты измерений.
 
Требуется «выбрать» замедленно-упругую деформацию, сохранив при этом форму образца в виде плоской пластины.
 
Решение
После завершения замедленно-упругой деформации образец следует быстро охладить, «проскочив» вредную стадию вязкого течения образца без измерения. Однако при этом форма образца все равно успевает недопустимо измениться.
 
Решением является предварительное деформирование образца в направлении, противоположном действию нагрузки. Для этого его предварительно нагружают при высокой температуре, быстро охлаждают и затем переворачивают. После того, как образец будет повторно нагружен и охлажден в том же самом режиме, он, деформировавшись на ту же самую величину в обратном направлении, примет нужную нам плоскую форму.
 
Комментарий
В данном случае решением является сочетание «проскока» с предварительным антидецйствием. Предлагаемая формулировка метаприема позволяет натолкнуть решателя на оба этих приема.
Метаприем 4: Устранение вреда использованием центробежной силы
Использовать для компенсации вредного силового поля центробежную силу, сделав объект округлым.
Пример 1: Снова измеряем вязкость но теперь – малые значения [11]
Проблема
Измерение вязкости производится путем измерения либо скорости деформирования объекта под нагрузкой, либо путем измерения силы сопротивления среды движению тела в ней. Но в случае высокотемпературных измерений вязкости расплавленных стекол «организовать» такое движение непросто.
 
Как измерить эту характеристику без перемещения объекта и среды в пространстве?
 
Решение
В жидкость подвешивают вращающийся с постоянной скоростью шарик и производят измерение усилия, необходимого для осуществления такого вращения. При этом поверхность шарика движется относительно жидкости, а сам шарик – нет.
Пример 2: Измеряем распределение плотности, которого (почти) нет (из институтского курса технологии стекла)
Проблема
Требуется оценить границы распределения плотности в стекле (т.е. определить различие между минимальным и максимальным значениями плотности) – это дает представление о его химической и иной неоднородности.
 
Измерить просто: измельчить стекло и разделить его частицы по плотностям. Но есть осложняющий фактор: различие в плотностях составляет тысячные доли процента.
 
Решение
Измельченное в тонкий порошок стекло погружают в вязкую жидкость с плотностью, чуть большей, чем плотность стекла. Смесь помещают в быстро вращающуюся центрифугу и нкчинают нагревать. По мере того, как плотность жидкости сравнивается с плотностью частиц стекла, эти частицы перемещаются из центра к краям центрифуги. Зная температуру в данный ммомент, по известной формуле можно определить, кеакова плотность осаждаемых в данный момент частиц.
 
Точность измерения определяется точностью измерения температуры жидкости в цетрифуге и ее коэффициентом термического расширения. Изменение плотности на 0.001% соответствует измеенению температуры примерно на 0.3-0.5оС: такую величину очень легко измерить.
Проблема
Требуется разделить порошок в диапазоне граничной крупности частиц от нескольких микрон до сотен микрон.
 
Решение
На частицы материала действуют центробежные силы, в десятки и сотни раз превосходящие силу тяжести, что позволяет разделять порошки.
 
Комментарий
Округлым сделано устройство для разделения частиц.
Метаприем 5: изменение плотности и/или объема вещества
Изменить объем (плотность) вещества с помощью физико-химических эффектов, например, фазового перехода или теплового расширения.
Пример 1: Изготовление ребристых труб (цит. по [1])
Авторское свидетельство № 190855. Способ изготовления ребристых труб, заключающийся в раздаче заглушенных труб водой, подаваемой под давлением, отличающийся тем, что, с целью удешевления и ускорения процесса изготовления, поданную под давлением воду замораживают.
Пример 2: Микроперемещение рабочего объекта (цит. по [1])
Авторское свидетельство № 242127. Устройство для микроперемещения рабочего объекта, например кристаллодержателя с затравкой, отличающееся тем, что, с целью обеспечения максимальной плавности, оно содержит два стержня, подвергаемых электронагреву и охлаждению по заданной программе, находящихся в закрепленных на суппортах термостатируемых камерах и поочередно перемещающих объект в нужном направлении.

 

Алфавитный указатель: 

Рубрики: 

Комментарии

Re: Таблица Альтшуллера и пять ...

Хотелось бы отметить, что многое из того, что описано в этом материале, уже было сформулировано немного другими словами в работе 1998 года "В.Ю.Бубенцов Модификация приемов разрешения технических противоречий (сокращенный вариант) (http://trizinfo.by.ru/articles.htm)". Там автор шел методом конструирования понятий.(В полном варианте есть схема приминения и группировки системы обобщенных приемов, которой нет на сайте из приведенной ссылки). Думаю, было бы полезно включить эту работу в поле зрения Вашего исследования.

Бороться и искать,
Найти и перепрятать!

Re: Таблица Альтшуллера и пять ...

wolf_old wrote:
Хотелось бы отметить, что многое из того, что описано в этом материале, уже было сформулировано немного другими словами в работе 1998 года "В.Ю.Бубенцов Модификация приемов разрешения технических противоречий (сокращенный вариант) (http://trizinfo.by.ru/articles.htm)". Там автор шел методом конструирования понятий.(В полном варианте есть схема приминения и группировки системы обобщенных приемов, которой нет на сайте из приведенной ссылки). Думаю, было бы полезно включить эту работу в поле зрения Вашего исследования.

Спасибо за полезную ссылку.

Re: Таблица Альтшуллера и пять ...

Изображение пользователя GIP.

Темой приемов и таблицей занимался как-то и я. Были разные мысли, часть из них опубликована, но многие моменты были оставлены на потом. Представленный аспект анализа по-иному систематизирует массив выявленных ГСА 40 приемов устранения ТП. Станет ли этот путь светом в конце туннеля? Ответ на этот и другие вопросы может знать лишь мистер ВЭПЭ...

Единство -

это понимание

Re: Таблица Альтшуллера и пять ...

GIP wrote:
Темой приемов и таблицей занимался как-то и я. Были разные мысли, часть из них опубликована, но многие моменты были оставлены на потом. Представленный аспект анализа по-иному систематизирует массив выявленных ГСА 40 приемов устранения ТП. Станет ли этот путь светом в конце туннеля? Ответ на этот и другие вопросы может знать лишь мистер ВЭПЭ...

И Вам за ссылку спасибо.

Я, как Вы видите, подошел к проблеме сугубо формальным путем: не вдаваясь в подробностиформирования таблицы, "вбил" цифирь в машину, а после того, как она выдала что-то в ответ, плюнул на исходные данные вообще и попытался понять смысл результата самого по себе. Такой прием мне помогал не раз и не два, когда я понимал, что есть некий массив данных, в котором что-то такое "запрятано", а что именно - не очень понятно. Компьютер просто помогает взглянуть на то же самое с другой точки зрения - благо, у него никакой психологической инерции нет.

Соответствуют ли при этом клетки самой Таблицы реальным данным или не очень - в данном случае не суть важно. Важно лишь то, что составитель Таблицы вписывал в нее цифирьки не с потолка, а с каким-то смыслом, не суть важно, с каким именно. Думаю, по крайней мере в этой осмысленности дейтвий ГСА отказать трудно.

А как дальше развивать систему - надеюсь, станет яснее по результатам обсуждения, к которому (по умолчанию) приглашаются все желающие.

С уважением,

Александр ПРивень.

Re: Таблица Альтшуллера и пять ...

Изображение пользователя GIP.

priven wrote:

Я, как Вы видите, подошел к проблеме сугубо формальным путем: не вдаваясь в подробности формирования таблицы, "вбил" цифирь в машину, а после того, как она выдала что-то в ответ, плюнул на исходные данные вообще и попытался понять смысл результата самого по себе. Такой прием мне помогал не раз и не два, когда я понимал, что есть некий массив данных, в котором что-то такое "запрятано", а что именно - не очень понятно. Компьютер просто помогает взглянуть на то же самое с другой точки зрения - благо, у него никакой психологической инерции нет.

Соответствуют ли при этом клетки самой Таблицы реальным данным или не очень - в данном случае не суть важно. Важно лишь то, что составитель Таблицы вписывал в нее цифирьки не с потолка, а с каким-то смыслом, не суть важно, с каким именно. Думаю, по крайней мере в этой осмысленности действий ГСА отказать трудно.

Простой анализ сути изобретений, которые ГСА выбрал в качестве примеров для подтверждения смысла сформулированных им сорока основных и десяти дополнительных приемов устранения ТП, показал, что

Quote:

... отрыв приемов от тех ТП, которые они устраняют - а именно это происходит при объединении приемов в какие-то группы (комплексы), связь в которых иная, чем в Таблице - есть изменение их статуса.

Т.е. они перестают быть "изобретательскими" приемами (устранения ТП) и превращаются в приемы иного плана (например, в рассматриваемом случае они превратились в приемы описания сути решения, отраженного в ФИ изобретения из а. с. № 264619).

Выделенные Вами на основе формального статистического подхода мета-приемы,

Quote:

1. Изменить геометрию системы, например, путем вложения объектов друг в друга, нарушения симметрии или перехода в другое измерение.
2. Заблокировать вредное действие, совмещенное с полезным, путем устранения неоднородности характеристик взаимодействующих объектов, обратив тем самым само вредное действие в пользу;
3. Смягчить действие неустранимого вредного или опасного фактора, обратив его в пользу, быстро <проскочив> опасную или вредную стадию, и/или заранее совершив противоположное действие.
4. Изменить объем (плотность) вещества с помощью физико-химических эффектов, например, фазового перехода или теплового расширения.
5. Использовать для компенсации вредного силового поля центробежную силу, сделав объект округлым.

ИМХО, также имеют не изобретательский статус (ибо не связаны с ТП), а представляют собой обращенную форму контрольных вопросов.

Я не говорю, что они не нужны. Я говорю лишь о том, что это очередной шаг к усложнению хода мышления.

А также - удивляюсь... Неужели действительно не ясна основная причина сложности мыслительных операций при поиске новых ТР?

ИМХО, она в том, что выбор изобретений, формулирование приемов, их последующее группирование велось (да и сейчас ведется) не на одной обобщенной модели, а на множестве единичных объектов изобретений.

Если пойти обозначенным путем, то необходимых приемов устранения ТП достаточно будет всего ..... :)

Единство -

это понимание

Re: Таблица Альтшуллера и пять ...

GIP wrote:
А также - удивляюсь... Неужели действительно не ясна основная причина сложности мыслительных операций при поиске новых ТР?

ИМХО, она в том, что выбор изобретений, формулирование приемов, их последующее группирование велось (да и сейчас ведется) не на одной обобщенной модели, а на множестве единичных объектов изобретений.

Если пойти обозначенным путем, то необходимых приемов устранения ТП достаточно будет всего ..... :)

По-моему, ситуация несколько сложнее все-таки.

Ваш путь - это путь сугубо мыслительный, логический. Я не говорю, что это плохой путь. Наоборот, очень хороший! Если только он работает...

А есть еще и альтенрнативные пути - например, найти решение с помощью аналогии (функционально-ориентированным поиском, например), или просто напрягши воображение. Эти пути тоже не всегда работают, но все же срабатывают порой, в том числе и тогда, когда мышление пасует.

Я вижу задачу "подсказочных" инструментов прежде всего в том, чтобы дать "наводку" воображению, а не мышлению. Мышлению, как я понимаю, такие "наводки" не нужны - они, более того, вредны, поскольку легко уводят в сторону от логики и ее четких правил. А вот воображению порой именно это и бывает нужно. Причем в разных ситуациях нужны разные "наводки"-подсказки.

Опять же, о своем, о девичьем, - о психотипах. Можно разделить людей на два типа и так: "аналитики" и "синтетики". Это близко к "левополушарным" и "правополушарным", но не вполне одно и то же.

Для "аналитиков" (типа Вас?) ассоциативные подсказки вообще редко бывают нужны, а если и бывают - то как раз самые-самые простые на вид. Как тот же "принцип матрешки": "вложи один объект в другой". Другое дело - подсказки "структурно-логические", типа тех же стандартов: в силу их логической стройности (пусть и не везде, но все же много где), мышление легко может с ними оперировать. Но это уже и не совсем подсказки: это по сути просто "свернутые" готовые решения, четко увязанные с условиями задачи. Как математические теоремы, которые не нужно каждый раз выводить - их надо просто знать и уметь использовать.

А для "синтетиков" ситуация как раз обратная: они чаще всего плюются на стандарты и редко бывают в восторге от АРИЗа, считая их изучение и, тем более, использование занятием, скажем мягко, малополезным. А приемами, напротив, часто пользуются - именно по той причине, что видят в них четкие ассоциации, помогающие найти нужную аналогию.

В этом смысле то, что я предложил, - это все же вещь для "синтетиков": жесткой логики в подсказках нет, есть только ассоциации, которые (во всяком случае, по задумке) подобраны так, чтобы "бить в одно и то же место". Как бронебойный кумулятивный снаряд. Разумеется, это сужает "ареал" их использования, но может зато повысить эффективность.

Помогут ли они кому-либо (хотя бы мне самому) на практике - заранее сказать не могу. Но, по-моему, шанс такой есть. Поживем - увидим.

С уважением,

Александр Привень.

Поправка

Приношу извинения за неточность в описании одного из примеров: метод измерения микроскопической разности плотностей частиц стекла основан, разумеется, не на изменении самой по себе плотности с температурой, а на том, что плотности стекла и жидкости изменяются при повышении температуры немного по-разному. Именно это различие и делает возможным разделение частиц по плотностям под действием центробежных сил.

Автор.

Re: Таблица Альтшуллера и пять ...

Изображение пользователя GIP.

priven wrote:

По-моему, ситуация несколько сложнее все-таки.
Ваш путь - это путь сугубо мыслительный, логический. Я не говорю, что это плохой путь. Наоборот, очень хороший! Если только он работает...

Скорее, логико-синтетический, ибо лишь таким путем, ИМХО, он не прерывается, а также - не отрывается от начальной канвы

Quote:

А есть еще и альтернативные пути - например, найти решение с помощью аналогии (функционально-ориентированным поиском, например), или просто напрягши воображение. Эти пути тоже не всегда работают, но все же срабатывают порой, в том числе и тогда, когда мышление пасует.

Я вижу задачу "подсказочных" инструментов прежде всего в том, чтобы дать "наводку" воображению, а не мышлению. Мышлению, как я понимаю, такие "наводки" не нужны - они, более того, вредны, поскольку легко уводят в сторону от логики и ее четких правил. А вот воображению порой именно это и бывает нужно. Причем в разных ситуациях нужны разные "наводки"-подсказки.

Воображение - это не только аналогии. И, на мой взгляд, совсем не аналогии, а, скорее, метафоры, аллегории.

Quote:

Опять же, о своем, о девичьем, - о психотипах. Можно разделить людей на два типа и так: "аналитики" и "синтетики". Это близко к "левополушарным" и "правополушарным", но не вполне одно и то же.

Для "аналитиков" (типа Вас?) ассоциативные подсказки вообще редко бывают нужны, а если и бывают - то как раз самые-самые простые на вид.

Два типа не отражают реалий, поэтому должен быть еще один - между ними. Я бы назвал его агностическим, ибо он не исповедует истовую веру аналитика и воображалы в свою правоту. Лично мне, ИМХО, больше соответствует именно агностический тип.

Quote:

А для "синтетиков" ситуация как раз обратная: они чаще всего плюются на стандарты и редко бывают в восторге от АРИЗа, считая их изучение и, тем более, использование занятием, скажем мягко, малополезным. А приемами, напротив, часто пользуются - именно по той причине, что видят в них четкие ассоциации, помогающие найти нужную аналогию.

Тем более, что стандарты мне не интересны, а АРИЗ - избыточный для моего мышления. Что касается приемов, то в том виде, какими их оставил ГСА, увлекшись видением возможностей пирамиды приемов, то их все же надо трансформировать, точнее, свернуть, не потеряв удобства табличного хранения.

Единственным путем корректного подхода вижу в переосмыслении собранного ГСА массива примеров на основе единой обобщенной модели технического средства как системы.

Quote:

В этом смысле то, что я предложил, - это все же вещь для "синтетиков": жесткой логики в подсказках нет, есть только ассоциации, которые (во всяком случае, по задумке) подобраны так, чтобы "бить в одно и то же место". Как бронебойный кумулятивный снаряд. Разумеется, это сужает "ареал" их использования, но может зато повысить эффективность.

Помогут ли они кому-либо (хотя бы мне самому) на практике - заранее сказать не могу. Но, по-моему, шанс такой есть. Поживем - увидим.

Поверьте, Александр, скоро эти 5 мета-приемов разрастутся так, что сами будут выпадать из памяти :)

Единство -

это понимание

Re: Таблица Альтшуллера и пять ...

GIP wrote:

Поверьте, Александр, скоро эти 5 мета-приемов разрастутся так, что сами будут выпадать из памяти :)

Я это прекрасно понимаю. Двадцать штук для такого рода инструмента - максимум. Причем двадцать - это если их как-либо структурировать, в противном случае предел - "магическое число семь плюс-минус два". Пять как раз в это "число" попадает :)

В остальном в значительной мере с Вами согласен, а о тонкостях подискутируем как-нибудь в другой раз.

С уважением,

Александр Привень.

Re: Таблица Альтшуллера и пять ...

Quote:

GIP: Если пойти обозначенным путем, то необходимых приемов устранения ТП достаточно будет всего ..... :)

неужели шесть ? :-)
Quote:

priven: А как дальше развивать систему - надеюсь, станет яснее по результатам обсуждения, к которому (по умолчанию) приглашаются все желающие.

тяжело было понять какие именно приемы как бы входят в группу метаприема.
просто нужно много телодвижений по перепрыгиванию со ссылки на ссылку.
нельзя ли добавить еще одно приложение с группировкой приемом по группам.
Просто для удобства.
По паре примеров на группу/мета явно недостаточно.

Quote:

GIP: Что касается приемов, то в том виде, какими их оставил ГСА, увлекшись видением возможностей пирамиды приемов, то их все же надо трансформировать, точнее, свернуть, не потеряв удобства табличного хранения.

Единственным путем корректного подхода вижу в переосмыслении собранного ГСА массива примеров на основе единой обобщенной модели технического средства как системы.


вот где то рядом. я думаю что "ключик" к систематизации приемов и превращению просто таблицы в таблицу "менделеева" еще не обнаружен.
И этот "ключик" врядли является статистическим.

Сожалею, но в этих пяти метаприемах, системы, увы, ПОКА не увидел.

Re: Таблица Альтшуллера и пять ...

lox wrote:
Сожалею, но в этих пяти метаприемах, системы, увы, ПОКА не увидел.

Я ее тоже не видел. Но мне уже четверо, включая Вас, подсказали, где ее можно искать, за что я всем чрезвычайно благодарен. Значит, дело будет!

Subscribe to Comments for "Таблица Альтшуллера и пять новых подсказок изобретателю"