Марк Меерович – Технология творческого мышления (страница 37)

Слишком подробно и немножко нудно? Ничего не поделаешь, это и есть серые трудовые будни науки. Без них любая самая красивая идея остается только красивым мыльным пузырем. Конечно, 140 лет назад свойства материалов проводить электрический ток были практически неизвестны и только изучались. Поэтому выйти сразу на нужный материал Эдисон не мог. Но проделать такой элементарный анализ, как только что мы с вами, мог и должен был.

И тут возникает естественный вопрос: можно ли успешно решать любые технические задачи, не обладая знаниями в соответствующих областях? И вообще нужно ли «предварительно» знать, что соответствующий физэффект существует?

Частично ответ на эти вопросы дает структура АРПС, шаги которого отличаются от шагов АРИЗ-85В именно требованием сначала четко сформулировать свойства вещества, которое должно разрешить физическое противоречие, и только потом искать подходящий физэффект, в котором эти свойства могут быть реализованы.

Конечно, знать все невозможно, поэтому при решении сложных узкоспециализированных задач нужно обязательно обращаться к специалистам. Как правило, получив точный и подробный перечень требований, специалисты достаточно легко и быстро предлагают ряд физических эффектов, которые могут реализовать эти требования. И кстати: еще в 1973 г. Юрий Васильевич Горин, один из первых и лучших учеников Г.С. Альтшуллера, проанализировав несколько тысяч описаний изобретений, составил Указатель физических эффектов и явлений — одну из ценнейших составных частей информационного фонда ТРИЗ. В этом указателе систематизированы различные физэффекты, порой достаточно «тонкие», даны рекомендации, какие эффекты — или их сочетания — можно применять для решения различных технических проблем, и приведены примеры таких решений.

Аналогичный фонд применения химических эффектов, содержащий более 1000 примеров, собрал еще один из первых ТРИЗовцев — Валерий Алексеевич Михайлов, кандидат химических наук, доцент Чебоксарского университета.

Так что, конечно, чем больше вы знаете, тем легче вам понять физическую сущность процессов и явлений, создающих проблемную ситуацию. А без такого анализа выйти на ИКР не удастся...

А вообще-то основной недостаток нашей системы образования как раз и заключается в том, что знания нам дают, но не учат, как их можно применять...

Вот простая задача — «О заготовке для труб». Существует способ изготовления труб, особенно большого диаметра, из прокатного листа. Для этого заготовку раскатывают в лист, а потом сворачивают в трубу (или в две половинки) и сваривают. Здесь и возникает проблема: чтобы получить лист нужной площади и толщины, заготовка должна иметь строго определенный объем. А отрезают ее от болванки, которая имеет неправильную форму. Приходится отрезать больше, взвешивать, а потом убирать лишнее. Отнимает эта процедура много времени, да и отходов получается много. Как быть?

Принцип решения таких задач, на которые до сих пор выдаются вполне серьезные авторские свидетельства, был предложен еще две тысячи лет назад жителем г. Сиракузы гражданином Архимедом. Он заметил, что уровень воды в ванне поднимается на столько, сколько занимает объем его тела. Остается вовремя остановиться и отметить уровень воды, соответствующий необходимому объему заготовки, на самой болванке. ИКР — жидкость может сделать это сама. Для чего ее достаточно слегка подкрасить, а потом отрезать заготовку по линии, которую оставила подкрашенная жидкость на поверхности болванки.

Вернемся к задачам дугового прожектора — прообраза свечи Яблочкова. При горении дуги (задача 1) концы электродов обгорали, расстояние между ними увеличивалось, и дуга рвалась — гасла. Требовалось предложить идею датчика для автоматического регулирования длины дуги.

В чем был основной недостаток механических регуляторов? В том, что дуга горела сама по себе, а регуляторы крутились, сдвигая электроды, сами по себе. Не был согласован ритм работы частей системы. Отсутствие этого согласования сразу вылезает наружу, как только мы сформулируем ИКР: дуга должна сама регулировать свою длину. Иными словами, между одним из параметров дуги и регулятором (его еще называют «исполнительный механизм») должна существовать четкая обратная связь. Если, например, мы хотим регулировать длину дуги по расстоянию между контактами, нужно установить «датчик расстояния», который будет включать подкручивающий двигатель. Но как определять это расстояние — оно ведь все время меняется? И какой датчик выдержит такую температуру?

Можно регулировать длину дуги по изменению яркости — для этого нужен чувствительный датчик светового потока. Сейчас их много, особенно полупроводниковых, но в то время фотоэффект Столетова еще не был открыт.

Проще всего — с точки зрения элементарной физики — рассматривать дугу как участок электрической цепи, через который идет ток и который имеет свое сопротивление с соответствующим падением напряжения. Эти три величины связаны одним из самых известных законов электротехники — законом Ома.

Дуга — это нагрузка цепи, на ней падает основная часть напряжения. При увеличении расстояния между электродами сопротивление участка увеличивается, что приводит к уменьшению силы тока. Соответственно — при уменьшении расстояния величина тока растет. Эти отклонения еще 140 лет назад можно было ловить приборами и использовать для включения-выключения двигателя. И — никаких проблем сейчас, в век электроники.

Теперь попробуем удлинить электроды, чтобы увеличить время их горения, не увеличивая размер всего устройства (задача 2). И техническое, и физическое противоречия здесь сформулированы предельно ясно, поэтому применять для поиска решения такое мощное оружие, как АРПС, нет смысла. Используем другой метод: так называемое ТРИЗное «каратэ».

В задаче о техническом водопроводе мы заметили, что производительность «обдиралки» и ее размеры взаимосвязаны. Такая взаимосвязь составляет суть ТП, и она существует в любой задаче. В свое время Г.С. Альтшуллером и его учениками был составлен перечень взаимосвязанных показателей: вес, мощность, размеры, производительность, удобство эксплуатации и т.д. — всего 39 параметров. С их помощью удалось (на это «удалось» ушло 15 лет!) составить таблицу типовых приемов разрешения технических противоречий.

Анализируя патентный фонд, Г.С. Альтшуллер сделал ошеломивший его самого вывод: в разных областях техники задачи решаются одинаково! Нет задач «авиационных» и «кондитерских», т.е. функциональных. Нет задач «механических» и «электрических», т.е. структурных. Эти признаки для классификации изобретательских задач не годятся. Есть один общий критерий: прием, с помощью которого можно разрешить техническое противоречие!

И начались поиски типовых приемов. Для начала было отобрано 40 000 сильных решений. Их анализ позволил сформулировать 35 приемов.

Вдумайтесь в это соотношение: 40 000 задач — и всего 35 приемов! Казалось, можно вздохнуть с облегчением и праздновать победу: то, над чем бились десятки и сотни исследователей методики технического творчества (кстати, наука о методах поиска новых технических решений давно называется эвристикой), обнаружено и сформулировано!

В основе периодической таблицы Менделеева — атомная масса элементов: параметр абсолютно объективный. В основе отбора и формулирования приемов — тоже объективный параметр: способ разрешения технического противоречия.

Дальше процесс решения представлялся так: в задаче выявляется противоречие, для разрешения которого методом перебора находят подходящий прием.

Но часть задач выявленными приемами не решалась. Значит, рассуждали исследователи, мы обнаружили еще не все приемы. Были отобраны еще 15 000 задач с сильным решением. Их анализ дал всего 5 новых приемов.

В настоящее время в информационном фонде ТРИЗ — 40 приемов. Большинство из них детализировано и раздроблено на 2–3 подприема (всего приемов с подприемами — около 100).

И тут появилось свое противоречие: чтобы успешнее решать каждый тип задачи, приемов должно быть много, и они должны быть максимально специализированы. Но, чтобы сократить время и число перебираемых вариантов и охватить как можно больше задач, приемов должно быть минимальное количество, т.е. каждый из них должен быть универсальным.

Представляется, что именно на этом этапе был сделан один из самых важных шагов по формированию ТРИЗ как науки: не цепляясь за результат, полученный с таким трудом, исследователи сумели осознать, что приемы — только часть методов, с помощью которых можно решать задачи. Причем часть, наверное, наиболее консервативная, не имеющая диалектического развития. И поняв это, пойти дальше — к алгоритму решения задач. Правда, приемы не остались совсем заброшенными... Работать с приемами трудно по двум причинам. Во-первых, ни один прием не укажет прямо, каким должен быть принцип действия нужного вам устройства. Он только подсказывает, в каком направлении лучше всего искать решение.

И второе: приемов много. Как выбрать тот, направление которого «лучше всего»?

Для этой цели была составлена таблица использования основных приемов устранения технических противоречий (см. например, http://www.temm.ru/ru/section.php?docId=4562). Разверните ее и посмотрите первый левый столбец и верхний горизонтальный ряд. Обозначения в них — от 1 до 39 — полностью совпадают. Это, как вы уже поняли, взаимосвязанные параметры. В клеточках на поле таблицы проставлены числа от одного до сорока. В каждой клеточке одно, два, три, а то и пять чисел. Это — номера приемов.