Учебник по АРИЗ-85-В. Алгоритм решения изобретательских задач

Владимир Петров

Эта книга – впервые созданный учебник по АРИЗ-85-В, последнего из АРИЗ, созданных Генрихом Альтшуллером. Она состоит из двух частей: собственно учебника и задачника, выполненных в виде отдельных томов.В учебнике помимо теории проводится анализ 17 задач по АРИЗ-85-В, а в задачнике приведены условия 20 задач, и в приложении – авторский разбор этих задач по АРИЗ-85-В.Книга рассчитана на широкий круг читателей и будет особенно полезна тем, кто хочет быстро получать новые идеи.

Глава 2. Структура АРИЗ-85-В

2.1. Общие сведения

АРИЗ — пошаговая последовательность выполнения шагов для анализа и решения изобретательских задач. Первая модификация появилась в 1956 г. (АРИЗ-56) [1]. Имелись модификации АРИЗ-61 [2], АРИЗ-63 [3], АРИЗ-64 [4], АРИЗ-68 [5], АРИЗ-71 [6], АРИЗ-77 [7], [8], АРИЗ-82, АРИЗ-85-В [9] — [11]. Последние модификации АРИЗ включали три основных компонента: программу, информационное обеспечение и методы управления психологическими факторами.

1. Программа АРИЗ представляет собой последовательность операций по выявлению и разрешению противоречий (см. основную линию АРИЗ), анализу исходной ситуации и выбору задачи для решения, синтезу решения, анализу полученных решений и выбору наилучшего из них, развитию полученных решений, накоплению наилучших решений и обобщению этого материала для улучшения способа решения других задач. Структура программы и правила ее выполнения базируются на законах и закономерностях развития техники.

2. Информационное обеспечение АРИЗ питается из информационного фонда, который включает систему стандартов на решение изобретательских задач; технологические эффекты (физические, химические, биологические, математические, в частности геометрические); приемы устранения противоречий; способы применения ресурсов природы и техники.

3. Методы управления психологическими факторами необходимы в связи с тем, что программа АРИЗ предназначена не для компьютера и задачи решаются не автоматически, а человеком. Поэтому у решателя часто возникает психологическая инерция, которой необходимо управлять. Кроме того, эти методы позволяют развить творческое воображение, необходимое для решения сложных изобретательских задач.

Рассмотрим структуру АРИЗ-85-В. Текст алгоритма снабжен комплексом правил, пояснений и примеров, которые хотя и увеличивают объем методики, но зато упрощают ее использование.

Все вспомогательные комментарии и правила нужны лишь при освоении алгоритма, а впоследствии (после освоения) становятся почти ненужными.

АРИЗ-85-В содержит 9 частей:

1. Анализ задачи.

2. Анализ модели задачи.

3. Определение ИКР и ФП.

4. Мобилизация и применение вещественно-полевых ресурсов.

5. Применение информационного фонда.

6. Изменение и/или замена задачи.

7. Анализ способа устранения ФП.

8. Применение полученного ответа.

9. Анализ хода решения.

Текст АРИЗ-85-В опубликован на сайте Официального Фонда Г. С. Альтшуллера [10], а структурная схема представлена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема АРИЗ-85-В

На Рис. 1 обозначено:

1—9 — части АРИЗ:

2.2. Первая часть

Прежде чем приступить к решению задачи по АРИЗ, целесообразно ее сформулировать. Это необходимо сделать в связи с тем, что чаще всего изобретателю предоставляется не задача, а достаточно туманная изобретательская ситуация (ИС), которая, как правило, содержит несколько АП (1):

Где

ИС — изобретательская ситуация;

АП — административное противоречие.

Выбор задачи из изобретательской ситуации сводится практически к выбору административного противоречия.

Цель первой части АРИЗ — перейти от АП к модели (М) задачи, представляющей собой два элемента системы (конфликтующую пару — изделие и инструмент) и ТП, возникающее между ними.

АРИЗ свойственно постепенное сужение анализируемой области в системе. Вначале рассматривается изобретательская ситуация со многими элементами и конфликтами. Из всех элементов выбирают только два — конфликтующую пару, а затем переходят от пары элементов к одному, который и исследуется на следующих шагах АРИЗ.

В конце первой части модель представляют в вепольном виде и преобразуют эту модель в соответствии с тенденциями развития вепольных систем, используя стандарты на решение изобретательских задач. Иногда это приводит к решению задачи и тогда рекомендуется проверить решение — перейти к седьмой части (на Рис. 1 это показано стрелкой внизу).

Однако даже если полученное решение представляется удовлетворительным, желательно продолжить решение задачи по АРИЗ и перейти ко второй части. При этом возможно получить еще лучшие решения.

2.3. Вторая часть

Во второй части АРИЗ в модели задачи (М) предельно сужают область исследования, определяя ОП: ОЗ, ОВ и вещественно-полевые ресурсы (ВПР) — это один из важных видов ресурсов.

2.4. Третья часть

В третьей части АРИЗ определяют ИКР и ФП. Формулируя ФП, необходимо следить за выполнением логики АРИЗ, если она не соблюдена, то следует вернуться к первой части и скорректировать модель задачи (это показано стрелкой обратной связи на схеме Рис. 1 вверху). Кроме того, осуществляют попытку получить структурное решение (СР), используя стандарты на решение изобретательских задач. Если решение найдено, то его проверяют, переходя к седьмой части (показано стрелкой внизу на рис. 1) и продолжают решение, начиная с четвертой части.

2.5. Четвертая часть

В четвертой части мобилизуют и применяют ВПР, выявленные на второй части. Использование ВПР позволяет получить лучшее решение.

До использования ВПР осуществляют моделирование маленькими человечками (ММЧ) и делают «Шаг назад от ИКР».

2.6. Пятая часть

Пятая часть АРИЗ предназначена для разрешения ФП. Для этой цели используется информационный фонд (стандарты на решение изобретательских задач, задачи-аналоги, технологические эффекты, приемы). Если решение найдено, то переходят к седьмой части и проверяют его, а затем продолжают решение по 6—9 частям.

2.7. Шестая часть

Основная цель шестой части АРИЗ — переход от физического решения к техническому. Для этого необходимо сформулировать технический способ осуществления физического решения, разработать конструктивное воплощение и технологическую реализацию. Если решение не получено, то рекомендуется вернуться к первой части (на рис. 1 это показано в виде петли обратной связи), заново сформулировать ТП и решать задачу. Если и в этом случае решение не получено, то снова формулируют модель задачи, выбрав другое АП. При необходимости такое возвращение совершают несколько раз с последующим переходом к надсистеме (системе более высокого ранга).

2.8. Седьмая часть

В седьмой части алгоритма осуществляется анализ полученного решения и определение его пригодности для конкретных производственных условий, т. е. проводится оценка решения (ОР). Один из приемов оценки решения — это сравнение его с ИКР. Степень близости полученного решения к ИКР определяет качество полученного решения.

В результате оценки решения могут возникнуть две ситуации: полученное решение приемлемо или неприемлемо (удовлетворяет или не удовлетворяет требованиям ИКР и задачедателя).

В первом случае идею решения развивают с помощью восьмой части и оценивают ход решения в девятой части АРИЗ.

Когда решение по каким-то причинам не устраивает, то целесообразно вернуться к первой части (петля обратной связи на рис. 1) и сформулировать другую модель задачи.

Если решение годится, то следует проверить (по патентным данным) его формальную новизну, а также выявить и записать подзадачи, возникающие при технической разработке полученной идеи — изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные подзадачи. Это так называемые вторичные задачи.

После этого развивают идею решения и оценивают ход решения в соответствии с восьмой и девятой частями АРИЗ.

2.9. Восьмая часть

В восьмой части АРИЗ идея решения развивается по трем направлениям.

I. Первое направление. Первоначально определяется соответствие полученного решения надсистеме рассматриваемой ТС. Такое соответствие зависит от уровня полученного решения:

1. Принципиально новое — «пионерское» решение (например, изобретение самолета, радио, лазера, компьютера и т. п.).

— Такие решения, как правило, требуют изменить надсистему.

2. Не принципиально новое — «не пионерское».

— Если решение «не пионерское», то оно подстраивается под систему и её надсистему. Прежде всего следует выяснить взаимосвязи разработанной ТС с другими системами, надсистемой и внешней средой и обеспечить такой процесс их взаимодействия, чтобы не вызывать взаимных отрицательных явлений. Это осуществляется в соответствии с ЗРТС, например, согласованием параметров, форм, связей, веществ и полей вновь создаваемой системы с надсистемой и окружающей средой. Кроме того, осуществляется согласование процессов по времени, в частности согласование ритмики работы.

Если при этом выявляются какие-то недостатки, то они устраняются. Часто устранение этих недостатков является новой задачей (вторичной задачей), которая тоже может быть решена по АРИЗ.

После этого решение дорабатывается конструктивно, технологически, разрабатываются мероприятия по использованию полученного решения.

II. Второе направление — это развитие идеи решения, использование полученного решения по новому назначению — для выполнения других функций, для других систем.

III. Третье направление — применение полученной идеи решения для решения других задач. Так появляются новые стандарты на решение изобретательских задач.

Таким образом, на выходе восьмой части мы получаем развитие идеи (РИ) и дополнительные решения (ДР).

2.10. Девятая часть

Цели девятой части — совершенствование навыков пользования АРИЗ и усовершенствование самого АРИЗ. Такая операция проводится путем сопоставления идеального хода решения задачи по всем шагам АРИЗ с реальным ходом ее решения.

Тем самым производится оценка хода решения задачи.

После получения решения достаточно легко представить идеальный ход решения, ибо «с вершины» полученного решения легче увидеть наиболее быстрый, легкий и точный путь, который ведет к этому решению. При сравнивании реального решения с идеальным легче обнаружить просчеты и неточности, допущенные при решении. Следует тщательно разобраться в причинах этих ошибок, запомнить их и учесть при решении других задач. За счет такого анализа совершенствуется методика решения, значительно эффективнее и быстрее происходит ее освоение.

Иногда ошибки совершаются из-за несовершенства самого АРИЗ. Такие ошибки собираются и систематизируются, чтобы устранить недостатки АРИЗ, которые привели к этим ошибкам. Так постепенно совершенствуется АРИЗ.

Рассмотрим подробно каждую часть АРИЗ.