Марк Меерович – Технология творческого мышления (страница 30)

Нудными — да. Но лишними — нет. Тренировка интеллекта, выработка навыков эффективного мышления еще более трудна, чем достижение совершенства в любом виде спорта, в любой профессии. Необходимые действия нужно отрабатывать до автоматизма, но для этого они должны быть предварительно осознаны и закреплены в сознании. Только тогда возникает та «реакция», которая позволяет выполнять весь комплекс, не задумываясь над каждым движением. Ведь наша цель — протянуть неразрывную логическую цепочку мыслительных операций от неопределенной исходной проблемной ситуации до максимально эффективного идеального конечного результата.

Поэтому не торопитесь. Каждый шаг алгоритма что-то меняет в понимании проблемы, иногда весомо, грубо и зримо, иногда чуть-чуть, совсем вроде бы незаметно. Но каждый помогает не сбиться с того направления, которое ведет к ИКР, избавляет, как говорил Г.С. Альтшуллер, от возможности делать глупости.

И еще одно хотелось бы отметить: алгоритм не решает задачи, как резец не обрабатывает деталь и как автомобиль не привозит водителя в заданное место. Токарь с помощью резца обрабатывает деталь; водитель, используя автомобиль как средство передвижения, добирается до нужного места. Алгоритм — это тоже инструмент, средство, с помощью которого конкретный ЧЕЛОВЕК решает проблему. Алгоритм — это только компас, который указывает, куда нужно идти. А уж пойдете вы в нужном направлении или нет — это ваша проблема. И если, сбившись с пути, получите не тот результат, который хотелось бы, не пеняйте на зеркало. Оно не виновато...

А теперь давайте искать решение проблем и учиться пользоваться этим компасом.

Проблема 1

О ТЕХНИЧЕСКОМ ВОДОПРОВОДЕ

На промышленных предприятиях нужно много воды для технических целей, например для мойки деталей, для приготовления растворов и т.д. Такая вода не требует специальной дорогостоящей очистки, качают ее обычно насосом прямо из природных источников, например реки (рис. 7.1). Длина трубопровода — 1 км, все трубы одного диаметра — 25 см и без крутых изгибов, и насос создает такое давление, что вода за 5 минут проходит всю длину трубы от реки до завода. Однако механические примеси, которые содержатся в неочищенной воде (песчинки, ил), оседают на стенках труб и постепенно забивают их, количество поступающей воды уменьшается, поэтому водопровод нужно периодически (один-два раза в год) от этого осадка очищать.

Для сдирания осадка предложили закладывать в трубы через люк, который расположен после насоса, обломки кирпичей с острыми краями. Двигаясь в трубе под давлением воды, которое создает насос, они сдирают осадок. Этот осадок подхватывается потоком воды и выносится в резервуар — отстойник возле завода, откуда его уже легко удалить. Но крупные куски кирпича, которые хорошо и быстро очищают трубу, иногда застревают в плотных наслоениях ила, и выбить их очень сложно. Попробовали проводить очистку обломками меньшего размера. Они, действительно, не застревают, но почти ничего не очищают, поток воды свободно проносит их по всему трубопроводу и выбрасывает в резервуар. Как быть?

Проанализируем ситуацию в соответствии с рекомендациями шага алгоритма (см. АРПС, приложение). Первая сложность возникает при определении основной функции системы: достаточно часто ее определяют как «подавать определенный объем воды на завод». Тогда нежелательный эффект (НЭ1) — сокращение количества воды, поступающей по трубопроводу, в результате его засорения, и минимальная задача формулируется как необходимость или изменить способ подачи воды, или дополнять недостачу.

Основное требование ТРИЗ при анализе ситуации — выявить первопричину возникновения проблемы, чтобы бороться именно с ней, а не со следствиями. Причиной сокращения количества подаваемой воды является засорение трубы осадком. Если осадок удалить (что, кстати, и пытались делать на заводе с помощью больших обломков кирпичей), то поток воды не уменьшится. Значит, решать надо именно эту минимальную задачу — как очистить трубу. Проблема сужается, ситуация становится более конкретной.

Продолжим анализ. Для очистки трубы используют большие обломки кирпича, которые прекрасно выполняют возложенную на них функцию — сдирать осадок с внутренних стенок трубы, но при этом застревают. Исходя из определения мини-задачи «Все остается без изменения, а нежелательный эффект исчезает», сформулируем шаг 1.

Шаг 1. Техническая система для очистки внутренних стенок трубы от осадка песка и ила путем сдирания осадка острыми краями крупного обломка кирпича при его движении по трубе под давлением воды состоит из трубы, крупного обломка кирпича, осадка, воды и насоса. В процессе выполнения очистки возникает нежелательный эффект (НЭ1) — крупные обломки застревают.

Чтобы устранить застревание крупного обломка, можно использовать в качестве средства устранения (СУ) мелкие обломки. Однако при использовании мелких обломков возникает новый нежелательный эффект (НЭ2) — они не очищают трубу от осадка.

Построим схему задачи.

ОФ — очистка трубы от песка и ила.

ПД — применение больших обломков кирпичей.

Состав системы — вода, осадок, насос, большой обломок кирпича, труба.

НЭ1 — застревание большого обломка кирпича в осадке.

СУ — применение маленьких обломков кирпичей.

НЭ2 — нет очистки.

Определим противоположные состояния технического противоречия:

Если для очистки трубы применять маленькие обломки кирпичей, то они не будут застревать в осадке, но и не будут очищать внутреннюю поверхность трубы.

Если же для очистки трубы не применять маленькие обломки кирпичей, то очистка будет, но сохранится застревание больших обломков кирпича. (При формулировании ТП2 и далее необходимо обратить внимание на то, что отсутствующее СУ означает не его отрицание вообще, а «отрицание отрицания», т.е. применение вместо него того элемента системы или параметра, который создает НЭ1. При решении данной проблемы, в частности, «не применять маленькие обломки кирпичей» означает, что следует использовать большие обломки.)

Шаг 2. Постановка изобретательской задачи:

Не используя маленькие обломки кирпичей (а только большие) и обеспечивая качественную очистку, устранить их застревание в этом осадке.

После постановки изобретательской задачи сделаем краткие выводы.

Идеальное решение (ИКР) предполагает, что изменений в системе нет вообще или они минимальны, а вредное свойство устраняется. А чтобы система «не заметила» даже минимальных изменений, нужно добиться выполнения заданной основной функции при сохранении заложенного в систему принципа действия (ПД). Это и будет мини-задача.

Проблема о техническом водопроводе — вполне конкретная задача, в которой ТП просматривалось четко: большой обломок кирпича хорошо чистит, но застревает, а маленькие обломки не застревают, но плохо чистят. Постановка задачи в варианте «или — или» сразу устраняет возможность компромисса: выбора обломков каких-то средних размеров, которые и не застрянут, и как-то будут чистить. А требование ТРИЗ — основная функция должна выполняться наилучшим образом — вообще оставляет единственный вариант: только большие! И изобретательская задача сводится по существу к условию: большие обломки, которые хорошо чистят, не должны застревать.

Такой подход, резко обостряя ситуацию, столь же резко сужает поле поиска решения. Сразу отбрасываются иные варианты: как-то компенсировать недостающее количество воды, изменить способ ее подачи, использовать другие методы очистки... Кстати, пока что мы забыли об одной рекомендации шага 1: заменять термины простыми словами. Обломок большого кирпича остался обломком вместо того, чтобы стать, например, очищалкой. Действительно ли это так важно? Посмотрим...

Вернемся к постановке проблемы. Она возникла, потому что был конфликт: большие обломки кирпича застревают и перегораживают трубу. И из всей ТС, из всех ее элементов, в схеме остались только те два, которые этот конфликт создают: большие обломки кирпича и осадок. Это и есть модель задачи — условная схема, которая отражает структуру конфликтного участка системы. И, как во всякой хорошей модели, в ней только то, что «необходимо и достаточно».

«Необходимо» — требования к свойствам идеального СУ, которые обеспечат решение задачи. «Достаточно» — место, где эти требования должны быть реализованы; время, когда эти требования должны быть реализованы, а также средства, которые должны быть использованы в первую очередь для данной реализации.

Шаг 3. Определим оперативную зону (ОЗ) — зону конфликта. Обычно ее определяют как поверхность обломка большого кирпича, но потом, подумав, поправляются: часть поверхности. Конечно же, часть. Та выступающая часть, которая «работала» — сдирала осадок — и потому в нем застряла. Как раз эта часть «держит» весь обломок и мешает ему двигаться дальше. Назовем ее «контактирующей с осадком поверхностью обломка».

Шаг 4. Определим оперативное время Т и проследим этапы процесса очистки и возникновения конфликта.

После того как обломок большого кирпича поместили в трубу и создали насосом давление воды, он двинулся, и процесс очистки пошел. Если обломок нигде не застрял или, застряв, сам освободился, проблемы нет, так как нет конфликта. Если же обломок застрял и не может сам освободиться — выполнение основной функции прекращается. Этот период — до застревания — можно рассматривать как рабочее время Т3.