Учителям о ТРИЗ. Выпуск 10

Валентина Борисовна Крячко, 2016

Сборник содержит методические разработки, фрагменты уроков, материалы по интеграции ТРИЗ с предметами дополнительного образования, детские конкурсные работы. Сборник будет полезен преподавателям ТРИЗ от детского сада до вуза, руководителям детских творческих коллективов, а также всем желающим, начинающим обучаться ТРИЗ.

3. Методические

Разработки

3.1. Структура приемов Разрешения противоречий.

В.Н. Болотовский, Санкт-Петербург

Аннотация

В данной статье сделана попытка структурировать систему приёмов разрешения технических противоречий (ПРПТ), и предложить некоторый алгоритм формулирования необходимого приёма для конкретной изобретательской задачи «на лету».

3.1.1. Предпосылки История появления

Одним из наиболее популярных инструментов ТРИЗ является созданный Генрихом Сауловичем Альтшуллером список приёмов разрешения технических противоречий (далее ПРПТ). Г. С. Альтшуллер проанализировав около 40 000 патентов, вывел общие приёмы, которые использовались в указанных изобретениях.

Система 40 приёмов довольно успешно применялась и продолжает применяться для решения изобретательских задач.

Однако, этот инструмент является и самым загадочным. Нет никаких объяснений, или обоснований, откуда взялись эти приёмы, почему именно они, и по каким принципам они сформулированы.

Кроме того, сама система имеет существенные недостатки:

«Разнокалиберность» приёмов

Приёмы, выявленные Альтшуллером, имеют разную степень фундаментальности от общих, как например, «ввести обратную связь» или «увеличить степень дробления объекта» до частных и узкоприкладных, таких, как «применение композитных материалов» или «использование гидро и пневмо конструкций».

Вложенность приёмов

Некоторые приёмы либо включают в себя несколько действий, либо неявно подразумевают применение других приёмов. Например, принцип вынесения, или местного качества подразумевают предварительное дробление объектов.

Непоследовательность

Приёмы выявлялись и записывались Альтшуллером в случайном порядке, не имеющем какой-либо закономерности. Потом они были пронумерованы, и превратились в подобие списка бухгалтерских счетов, которые все бухгалтеры помнят по номерам. Применение нумерации приёмов затрудняет их понимание, необоснованно увеличивает «порог вхождения» в работу с ними (нужно выучить 40 определений), и главное — препятствуют пересмотру, дополнению, и развитию данного списка.

Эмпиричность

Все приёмы были выявлены эмпирическим путем, без какого-либо обоснования их существования. Нет никакой уверенности, что они полностью перекрывают все возможные варианты.

Конъюнктурность

Значительная часть приёмов относится к прикладным технологиям того времени, в которое были сделаны соответствующие патенты. Например, если бы во время изобретения гвоздей существовал бы патентный фонд, то в него попала бы масса изобретений «… отличающихся тем, что соединение выполнено при помощи гвоздей…», и в списке ПРПТ появился бы пункт «Применение гвоздей».

Это означает, что со сменой технологий эти приемы просто потеряют смысл, а при появлении новых технологий огромное поле применения приёмов останется пустым.

3.1.2. Классификация ПРТП

На основании приведенных соображений, попробуем разобраться, каким же образом формируются приёмы, и постараемся определить систему, для их построения.

Если абстрагироваться от излишней конкретики, которая присутствует во многих формулировках, то можно увидеть, что каждый приём, не что иное, как рекомендация к выполнению некоторого действия, над некоторой сущностью (я сознательно избегаю термина «объект», поскольку одна из сущностей как раз и есть объект).

Если попытаться сопоставить каждому приёму действие и сущность, то можно выявить следующие закономерности:

Приёмы предлагают совершение ограниченного набора действий. Перечень всех действий приведен ниже. Некоторые действия являются частными случаями других.

Одни действия из этого набора имеют парные антидействия. А другие не имеют в силу своей природы. Например, действие «обратить» является собственным антиподом, а действие «изменить» не имеет антипода.

Существуют приёмы, рекомендующие одно и то же действие над одной и той же сущностью. Отличаются они временем выполнения действия. Это вызвало необходимость ввести третий параметр. Действия можно просто выполнить (статически), можно выполнить заранее (перед процессом) и можно выполнить в процессе.

Ниже приведен перечень выявленных действий:

— Разделить/отделить

— Объединить/присоединить

— Сделать одинаковым

— Сделать разным

— Создать

— Уничтожить

— Компенсировать (непарный)

— Обратить (непарный)

— Использовать (для технологической категории и физэффектов)

— Изменить (непарный) — увеличить/уменьшить

Последнее действие (уменьшить) не было встречено среди приёмов, но оно было введено для симметрии.

Каждое действие может встречаться в трёх вариантах: выполнено статически, выполнено заранее и выполнено в процессе.

Например:

«Разделить объект на составные части» — статическое действие. Разделить надо не заранее, не в процессе, а просто разделить.

«Заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее удобного места и без затрат времени на доставку» — это действие необходимо выполнить заранее, до процесса.

«Характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе работы» — это действие необходимо выполнять в процессе.

При определении сущностей, к которым применяются эти действия, было выявлено следующее:

Среди сущностей встречается практически весь набор ключевых терминов ФСА, (назовем их абстрактными сущностями) а именно:

— Объект (объекты системы)

— Функции объекта

— Внешнее воздействие

— Внешняя среда

— Свойство объекта (свойства объектов)

— Вредный фактор (мешающее свойство)

— Ресурс

Существует ряд приёмов, которые в качестве сущности используют метасвойства абстрактных сущностей:

— Структура объекта

— Структура внешней среды,

— Результат действия

— Время выполнения действия

Среди сущностей встречаются частные случаи абстрактных сущностей:

— Форма объекта (частный случай свойства)

— Местоположение объекта

— Вес объекта и т. д.

Среди сущностей встречаются совершенно конкретные объекты и явления, как правило, с действие «использовать» без уточнения, как и для чего использовать.

Итак, в результате можно сделать следующие выводы:

Пары приём-антиприём могут быть получены при применении действия и противоположного действия к одной и той же сущности.

Приёмы, использующие в качестве сущности абстрактные понятия ФСА, образуют структурную категорию приёмов, связанную с изменениями в системе (в любой системе)

При конкретизации абстрактной сущности, получается частный случай структурного приёма. Таких частных случаев может быть сколько угодно, в зависимости от конкретных применений «объекта», «функции» и так далее.

Приёмы, использующие метасвойства абстрактных сущностей, образуют категорию философских приемов, которые носят наиболее общий характер.

Получив означенные закономерности можно абстрагироваться от классических приёмов, и попытаться выстроить собственную систему ПРПТ или алгоритма по их формированию.

Во-первых, пока «отложить в сторону» приёмы по использованию конкретных технологий. Сначала необходимо построить абстрактный уровень приёмов, который оперирует фундаментальными сущностями ФСА, и выявленными действиями.

3.1.3. Создание структуры приёмов

Структура приёмов представляет собой трехмерную таблицу, по осям которой будут отложены абстрактные сущности ФСА, действия над ними, и время выполнения действий. В данной структуре нужно формально заполнить, все ячейки, формулируя приём по шаблону: «Выполнить <действие> над <сущностью> [заранее/ во время процесса].

Примеры:

Обратить вредные факторы во время процесса; объединить функции объектов заранее; отделить внешнюю среду.

и т. д.

Следующим шагом, наверное, нужно вручную привести полученные формулировки в соответствие с русским (или каким-нибудь другим) языком:

Вести процесс таким образом, чтоб вредные факторы были полезными;

Заранее наделить объект несколькими функциями; Исключить влияние внешней среды на процесс;

3.1.4. Использование приёмов

В такой абстрактной формулировке, от этих приёмов толку наверное немного. Для практического применения полученных приёмов в конкретных ситуациях необходимо выяснить некоторые факты.

А именно, необходимо выполнить несколько первых шагов АРИЗ.

Во-первых: выявить объекты, которые участвуют в рассматриваемом ТП, функции объектов и свойства объектов, которые порождают эти функции.

Во-вторых: определить оперативные зоны конфликта. В третьих: определить оперативное время конфликта.

Если зоны полезного и вредного воздействия разнесены, то следует выбирать действия «Разделить», «Сделать разными»; если зоны полезного и вредного воздействия соприкасаются, то следует выбирать действия «объединить», «Сделать одинаковыми»; если время полезного и вредного действия разделяемо, то следует использовать приёмы «заранее».

Если время полезного и вредного действия пересекается, то следует использовать приёмы «в процессе».

Сформулировать приём с использованием абстрактных сущностей ФСА, участвующих в противоречии.

После чего переформулировать приём, используя вместо абстрактных сущностей, те, что были определены на первом шаге.

В результате вместо иносказательных общих приёмов, мы можем получить в каждом конкретном случае точные рекомендации «на лету», без необходимости создавать таблицы на все случаи жизни.

3.1.5. Заключение

Работа над новой структурой построения ПРПТ ещё не закончена.

Необходимо проанализировать, в каких случаях, какие действия следует использовать, и на какие сущности их направлять.

Следует также, пересмотреть список самих действий, возможно, он нуждается в дополнении или реструктуризации.

Но главное, нужно протестировать данный алгоритм на реальных изобретениях.

Эта работа еще впереди. Автор надеется завершить её и донести до общественности результаты.