Ариз алгоритм решения изобретательских задач кратко

Обновлено: 08.07.2024

АРИЗ — инструмент анализа и поиска решений нетиповых задач. Этот метод, разработанный писателем-фантастом Г.С. Альтшуллером, занимает значительное место в теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). АРИЗ ориентирует на эффективное решение задач с наименьшими издержками, минимальную переделку исходной технической системы и экономически оправданные затраты при внедрении найденного технического решения.

Напомним, что алгоритм — это система правил, совокупность и последовательность действий при решении определенного класса задач. Когда возникает техническая задача, в ее основе обязательно есть какое-либо противоречие. Само решение задачи при этом предполагает поиск, уточнение и устранение этого противоречия.

Следовательно, процесс решения методом АРИЗ заключается в последовательном выполнении действий по выявлению, уточнению и устранению технических противоречий.

Техническому противоречию свойственна такая парадоксальная особенность: при попытке улучшить одну часть (элемент) технической системы непременно ухудшается другая. Под системой понимается целостное единство множества связанных между собой элементов, обладающих в совокупности взаимообусловленными свойствами, не сводящимися к свойствам отдельных элементов. Обычно причиной технического противоречия становится физическое противоречие.

Физическое противоречие имеет место тогда, когда объект должен находиться в одном физическом состоянии, чтобы удовлетворять какому-то техническому требованию, и в то же время не должен находиться в этом состоянии, чтобы удовлетворять общему требованию задачи.

Покажем, в чем отличие действий человека по АРИЗ от обычной мыслительной работы над одной и той же проблемой. Приступая к решению проблемы, человек ориентируется на идеальный конечный результат (ИКР). Представление об ИКР определяет направление поиска в создании нового объекта, машины, процесса и т. п.

Сравнение ИКР с реальным техническим объектом позволяет выявить техническое противоречие, которое требуется разрешить (устранить).

Суть метода АРИЗ и состоит в том, чтобы, сравнив идеальное и реальное состояния объекта, выявить техническое противоречие или его причину — физическое противоречие и устранить (разрешить) их с помощью алгоритма уже существующей последовательности действий при решении подобных поисковых задач.

Приведем упрощенный вариант процедур АРИЗ

• Определить конечную цель решения задачи.

• Проверить обходной путь. Допустим, что задача нерешаема. Надо поставить другую задачу, чтобы получить требуемый конечный результат.

• Определить, какой вариант постановки задачи целесообразнее.

• Определить требуемые количественные показатели.

• Уточнить требования, вызванные конкретными условиями, в которых предполагается реализация изобретения.

• Уточнить задачу, используя патентную информацию.

• Записать условия задачи, не используя специальные термины.

• Выделить и записать конфликтующую пару элементов. При этом в конфликтующую пару обязательно должно входить изделие и элемент, с которым оно взаимодействует. Таких пар несколько, но достаточно взять одну, элементы которой находятся в том состоянии, которое обеспечивает наилучшее осуществление производственного процесса.

• Записать два взаимодействия элементов конфликтующей пары — имеющееся и то, которое надо ввести: полезное и вредное.

• Записать стандартную формулировку модели задачи, указав конфликтующую пару и техническое противоречие.

• Выбрать из элементов, входящих в модель задачи, тот, который можно легко изменить, и т. д.

• Записать стандартную формулировку ИКР. Элемент сам устраняет вредное взаимодействие, сохраняя способность выполнять полезное взаимодействие.

• Выделить ту зону элемента, которая не справляется с требуемым по ИКР комплексом двух взаимодействий.

• Сформулировать противоречивые физические требования, предъявляемые к состоянию выделенной зоны элемента конфликтующими взаимодействиями.

• Записать стандартные формулировки физического противоречия.

• Рассмотреть простейшие преобразования выделенной зоны элемента, т. е. разделение противоречивых свойств (в пространстве, во времени и т. д.). Если получен физический эффект, перейти к процедуре 5, если нет, то перейти к процедуре 2.

• Использовать таблицу типовых моделей задач и вепольных преобразований. Если получен физический ответ, перейти к процедуре 4, если нет, перейти к процедуре 3.

• Использовать таблицу применения физических эффектов и явлений. Если получен физический ответ, перейти к процедуре 5, если нет, перейти к процедуре 4.

• Использовать таблицу основных приемов устранения технических противоречий. Если до этого получен физический ответ, использовать таблицу для его проверки.

• Перейти от физического ответа к техническому: сформулировать способ и дать схему устройства, осуществляющего этот способ.

• Провести предварительную оценку.

• Проверить формальную новизну полученного решения.

• Выяснить, какие подзадачи могут возникнуть при технической разработке полученной идеи. Записать возможные подзадачи — изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

• Определить, как должна быть изменена надсистема, в которую входит измененная система.

• Проверить, может ли измененная система применяться по-новому.

• Использовать полученный ответ при решении других технических задач.

• Сравнить реальный ход решения с теоретическим. Если есть отклонения, записать их.

• Сравнить полученный ответ с табличными данными (таблица физических эффектов, таблица основных приемов). Если есть отклонения, записать их.

Конкретизировать и упорядочить различные процедуры (этапы) АРИЗ позволяют специальные приемы моделирования ситуаций: операторы РВС (размеры, время, стоимость), метод маленьких человечков, вепольный анализ.

Операторы РВС

Составляющие РВС (размеры, время, стоимость) прямо подсказывают, что нужно сделать с условием задачи.

А. Мысленно меняем размеры объекта от заданной величины до бесконечности. Как теперь решается задача?

B. Мысленно меняем размеры объекта от заданной величины до нуля. Как теперь решается задача?

С. Мысленно меняем время протекания процесса (или скорость движения объекта) от заданной величины до нуля. Как теперь решается задача?

D. Мысленно меняем время от заданной величины до бесконечности. Как теперь решается задача?

E. Мысленно меняем стоимость от заданной величины до нуля. Как теперь решается задача?

F. Мысленно меняем стоимость от заданной величины до бесконечности. Как теперь решается задача?

Метод маленьких человечков (ММЧ)

ММЧ заключается в создании воображаемой ситуации, когда в технической системе действуют маленькие человечки. На первом этапе нужно нарисовать модель (схему) задачи с участием плохих маленьких человечков (качество рисунков не имеет значения). На втором этапе работы дополняем схему командой хороших маленьких человечков, которая противостоит плохим.

На третьем этапе хороших маленьких человечков нужно заменить таким веществом, свойством, объектом или условием, которые могут выполнить роль маленьких человечков.

Вепольный анализ

Название приема сложено из двух слов вещество и поле. Веполь — это модель минимальной работоспособной технической системы, состоящей из двух веществ и поля. В природе нет веществ или элементов, которые не находились бы в какой-либо взаимосвязи с другими веществами или элементами. Эти взаимодействия в АРИЗе выражаются графически и обозначают два каких-нибудь вещества B1 и В2 и одно поле П, которое воздействует на эти вещества:

Специальная символика для вепольного анализа приведена в таблице. Условные обозначения позволяют экономить не только бумагу, но и время, ограждая мысль от метаний и ошибок.

Раскроем содержание элементов веполя.

Первое вещество (В1) — это сама техническая система, в которой выделены только те свойства, которые вызывают противоречие. Замена названия объекта нейтральным словом вещество позволяет отвлечься от обычного представления об этом техническом устройстве.

Вещество в веполе — это условное обозначение любой технической системы (или ее части), внешней среды и даже живых организмов.

Понятие поля в вепольном анализе также отличается от принятого в физике. В вепольном анализе поля могут быть самые разные: механические (удар, давление), звуковые, тепловые, электрические, магнитные, электромагнитные, оптические (УФ, ИК, видимые лучи), ионизирующие и радиоактивные, химические, запаховые и т.д. Иными словами, под полем понимают любое воздействие, обеспечивающее получение нужного результата.

Второе вещество (В2) — любая система, обеспечивающая связь поля с первым веществом и способствующая разрешению противоречия.

В вепольном анализе не рекомендуется вводить третье вещество, так как в этом случае система не будет минимальной, т. е. приближенной к идеальной.

Идеальная техническая система — это нематериальная (воображаемая) система, которая способна выполнять функции реальной. Замена реальных технических систем идеальными в процессе решения конструкторских задач — основное направление в развитии техники и изобретательства.

Правила АРИЗ

1. АРИЗ — инструмент мышления, а не заменитель мышления. Не спешите, тщательно обдумывайте формулировку каждого шага, обязательно записывайте все соображения, возникшие по ходу решения задачи.

2. АРИЗ — инструмент для решения нестандартных задач. Проверьте: может быть, ваша задача решается уже знакомыми методами.

3. В АРИЗе источником психологической инерции служит привычная техническая терминология, которая мешает представить задачу в идеальном (нематериальном) виде. Поэтому при постановке задачи нужно указывать не то, что нужно сделать, а тот нежелательный эффект, который необходимо устранить. На других шагах (этапах) АРИЗа могут быть использованы приемы, устраняющие психологическую инерцию: операторы РВС, метод маленьких человечков и вепольный анализ.

Вы познакомились с основными методами решения творческих (преимущественно технических) задач. Однако, чтобы применить тот или иной метод, нужно знать, какой конечный результат вам нужно получить.

Все рассмотренные методы можно разделить на неалгоритмические (мозговая атака, различные списки контрольных вопросов, синектика, методы фокальных объектов, морфологический анализ и др.) и алгоритмический (АРИЗ). Все неалгоритмические методы творчества направлены на резкое увеличение числа вариантов решения, а в АРИЗе целенаправленно отбираются не любые, а одно или несколько сильных решений. Достоинства и недостатки методов представлены в таблице:

Сравнительная таблица методов решения творческих задач

[термины]

АРИЗ, техническая система, техническое противоречие, физическое противоречие, ИКР, психологическая инерция, РВС, метод маленьких человечков, вепольный анализ, веполь, вещество, поле.

Практическая работа

1. Ловля рыбы в местах ее большого скопления — истинное удовольствие. Такими местами являются лагуны, выходящие к морю, где есть прекрасные условия для разведения рыбы. Но подрастая, рыба уходит из лагуны в море. С незапамятных времен рыбаки используют разные способы, чтобы удержать рыбу: ставят сети, используют приманки, засаживают выход живым растительным забором. Но если выход из лагуны в море составляет десятки километров, сети или живой забор уже не поставишь, чтобы не затруднить судоходство. Как быть?

Карарбах (так звали охотника) голодал, думал и наконец придумал, что делать. Что?

3. Гирлянды высоковольтных изоляторов на воздушных линиях передач надо периодически очищать от загрязнения, так как возможен пробой. Как это можно делать?

4. Завод получил заказ на изготовление больших стеклянных фильтров в виде цилиндров высотой 2 м. Вдоль фильтра должны были идти сквозные ровные капиллярные отверстия — несколько десятков на квадратный сантиметр. Как сделать такую работу?

5. Недалеко от нового жилого массива оказался молодой лесок из красавиц елочек. Перед Новым годом неминуемо нашествие браконьеров. Что сделать, чтобы сохранить красоту?

ТРИЗ учит решать изобретательские задачи. Известные – с помощью Информационного фонда, неизвестные – с помощью АРИЗ. Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) является, пожалуй, самым популярным и действенным элементом (и инструментом) теории Альтшуллера.

Поскольку АРИЗ занимает важное место в теории изобретательских задач, в этом уроке мы попробуем дать ответ на вопрос: какие алгоритмы ТРИЗ используются для поиска наиболее подходящих решений и как с ними эффективно работать?

Содержание:

Что такое АРИЗ?

Алгоритмом Г. С. Альтшуллер назвал свою методику в широком, а не узком, математическом смысле. Алгоритм решения изобретательских задач не требовал жесткой точности, как, например, алгоритм извлечения квадратного корня из целого положительного числа. Он отличался гибкостью: разные задачи могли решаться разными путями, зависящими не только от условий задачи, но и от знаний, опыта и способностей самого изобретателя.

АРИЗ – это комплексная программа алгоритмического типа, основанная на законах развития технических систем и предназначенная для анализа и решения изобретательских задач.

1	Программа АРИЗ – последовательность операций по выявлению и разрешению противоречий, анализу исходной ситуации и выбору задачи для решения, синтезу решения, анализу полученных решений и выбору наилучшего из них, накоплению наилучших решений и обобщению этих материалов для улучшения способа решения других задач. Структура программы и правила ее выполнения базируются на законах и закономерностях развития техники.
2	Информационное обеспечение, включает в себя систему стандартов на решение изобретательских задач; технологические эффекты (физические, химические, биологические, математические, в частности, наиболее разработанных из них в настоящее время – геометрические); приемы устранения противоречий; способы применения ресурсов природы и техники.
3	Методы управления психологическими факторами, ведь программа АРИЗ предназначена для использования человеком. Помимо преодоления психологической инерции, технология позволяет развивать творческое воображение необходимое для решения сложных изобретательских задач.

Естественно, необходимо рассмотреть и терминологию.

Основные понятия АРИЗ

Категориальный аппарат АРИЗ достаточно прост и базируется на двух основных понятиях: противоречиях и идеальном конечном результате. Рассмотрим их детально и проиллюстрируем примерами.

Противоречия

Противоречие – взаимодействие противоположных, взаимоисключающих сторон и тенденций, предметов и явлений, которые вместе с тем находятся во внутреннем единстве. В случае с ТРИЗ и АРИЗ решение проблемы строится на последовательности по выявлению и разрешению противоречий, устранению их причин. АРИЗ апеллирует к трем видам противоречий, благодаря которым выявляются причинно-следственные связи. Их определение необходимо для понимания сути решения задачи, поэтому рассмотрим их детальнее.

Поверхностное противоречие (ПП)

Углубленное противоречие (УП)

Это противоречие между определенными частями, качествами или параметрами системы. УП возникает при улучшении одних частей (качеств или параметров) системы с учетом недопустимости ухудшения других, когда полезное действие вызывает одновременно и вредное. Обычно приходится искать компромисс, то есть чем-то жертвовать ради решения (скоростью работы, габаритами и т. д.). Таким образом, углубленное противоречие представляет собой причину возникновения поверхностного противоречия, усиливая его. Г. С. Альтшуллер, указывая, что для решения задачи нужно изменить технические характеристики объекта, называл это противоречие техническим (ТП). Пример: кастрюля должна нагреваться, ведь только так возможно приготовление еды. Это вступает в противоречие с потребностью снимать кастрюлю руками.

Обостренное противоречие (ОП)

Предъявление диаметрально противоположных свойств (например, физических) к определенной части технической системы. Оно необходимо для определения причин, породивших углубленное противоречие, другими словами, является дальнейшим его углублением. Порой это нужно для выявления первопричины. Для многих незнакомых с АРИЗ такая формулировка звучит непривычно, ведь ОП подразумевает, что часть ТС должна находиться сразу в двух взаимоисключающих состояниях: быть холодной и горячей, подвижной и неподвижной и т.д. Изучение причин, породивших углубленное (техническое) противоречие приводит к необходимости выявления противоречивых физических свойств системы, поэтому Г. С. Альтшуллер назвал его физическим противоречием (ФП). Пример: кастрюля должна быть горячей, чтобы готовить в ней еду, и холодной, чтобы снимать ее руками. Но достаточно, чтоб горячим было только дно и стенки. А вот ручки можно сделать из теплоизоляционного материала. Так мы приходим к решению.

Идеальный конечный результат (ИКР)

✔	Идеальная техническая система – это система, которой нет, а ее функции выполняются, другими словами, цели достигаются без средств. Мы приводили пример такой ТС, описывая закон увеличения степени идеальности системы.
✔	Идеальное вещество – вещества нет, а функции его (прочность, непроницаемость и т.д.) остаются. Этим объясняется современная тенденция использовать все более легкие и более прочные материалы.
✔	Идеальная форма – обеспечивает максимум полезного эффекта, например, прочность при минимуме используемого материала.
✔	Идеальный процесс – получение результатов без процесса, то есть мгновенно. Сокращение процесса изготовления изделий – цель любой прогрессивной технологии.

Таким образом, суть АРИЗ заключается в том, чтобы на основе сопоставления идеального и реального состояния ТС выявить противоречие и устранить его. Именно для этого важно, чтобы у изобретателя было развито ассоциативное мышление, которое можно тренировать в том числе и при помощи нашей игры "Цепочки ассоциаций".

Цепочки ассоциаций

Эта игра направлена на развитие ассоциативного мышления.

Сначала вам будет предложено закончить десять цепочек из 3 слов своей ассоциацией. Постарайтесь придумать такую ассоциацию, которая очень хорошо связана именно с предложенными словами, но никакими другими.

Теперь давайте продолжим.

Составляющие АРИЗ

Алгоритм решения изобретательских задач состоит из нескольких элементов. Здесь дан упрощенный вариант АРИЗ.

Этап 1. ТИП ЗАДАЧИ

Этап 2. ПРОТИВОРЕЧИЯ И ИКР

На данном этапе нужно сформулировать противоречия и идеальный конечный результат. Бывают случаи, когда четкое определение этих двух составляющих уже наталкивает на приемлемый результат. Например, задача: как поступить гостинице, чтоб гости не крали вещи? Противоречие – кражу допустить нельзя, но и следить за вещами и проверять багаж съезжающих невозможно. ИКР – даже в случае кражи гостиница не должна нести убытков. Решается все просто – стоимость вещей в номере изначально включается в стоимость проживания.

Этап 3. РЕСУРСЫ

Ресурсами может быть все, что полезно для нахождения решения. Желательно, чтобы для этого использовались те ресурсы, которые уже присутствуют в проблемной ситуации, а также максимально дешевые ресурсы. Например, если грузовик буквально на сантиметр выше моста или дорожного перекрытия, разумнее спустить немного колеса и проехать, а не искать объездной путь.

Благодаря работе в направлении поиска полезных ресурсов созданы специальные справочники для ТРИЗ.

Этап 4. РЕШЕНИЕ

Применить приемы и принципы, созданные для поиска решений в ТРИЗ:

40 приемов устранения технических противоречий, сформулированные Г. С. Альтшуллером. Подробнее о них читайте в уроке, посвященном Информационному фонду ТРИЗ.
Операторы РВС (Р – размер, В – время, С - стоимость). Суть метода в том, что при применении оператора РВС снижается психологическая инерция мышления. Достигается это благодаря мысленному изменению параметров объекта, что позволяет взглянуть на него под другим углом. .

И заключительный этап.

Этап 5. АНАЛИЗ

Получив один или несколько вариантов решения задачи, нужно проанализировать их с позиции идеальности. Для этого нужно выяснить, насколько сложно и дорого обойдется его реализация, задействованы ли все ресурсы системы, какие нежелательные эффекты возникли, как их минимизировать или устранить.

Схематичное представление АРИЗ

АРИЗ требует точной формулировки задачи, когда выявлены ПП, УП, ИКР, ОП согласно изображенной цепочке:

С этими понятиями мы уже знакомились, когда говорили о терминологии, поэтому здесь лишь коротко объясним связь между ними для большей наглядности схемы.

В первую очередь формулируется поверхностное противоречие (ПП), которое логично выделяется из условия задачи. О нем, как правило, говорит сам заказчик. Зачастую ПП – это нежелательный эффект, который нужно устранить, предъявив к системе определенные требования. Так определяют углубленное противоречие (УП).

Дальше ТС представляется такой, какой она должна быть в результате устранения нежелательного эффекта – избавившейся от негативного фактора и сохранившей положительные качества. Таким образом формулируется ИКР. Когда разработана концепция идеального результата, он сравнивается с текущим состоянием системы, на основании чего ищутся причины ее несовершенства Эти причины и составляют ОП – обостренное противоречие, выявление и устранение которых приводит к решению проблемы.

Последовательность, описанная выше, характерна для основных модификаций АРИЗ. За время своего существования алгоритм развивался и продолжает развиваться в направлении формализации и детализации описанной последовательности.

Модификации АРИЗ

Обозначения:

АП – административное противоречие.
ТП – техническое противоречие.
ТПу – усиленное техническое противоречие (предельное состояние).
ИКР – идеальный конечный результат.
ИКР1у – усиленная формулировка ИКР1.
ФП – физическое противоречие.
ФПмак – физическое противоречие на макроуровне.
ФПмик – физическое противоречие на микроуровне.
Р – решение

Этапы и примеры решения задач по АРИЗ-85-В

В процессе совершенствования, АРИЗ адаптировался под степень сложности задачи. Самые простые задачи решались с помощью основной цепочки АРИЗ (АП - ТП - ИКР - ФП - Р). Ее, к слову, некоторые современные последователи ТРИЗ считают наиболее удачной и понятной. Но более сложные задачи требовали и более подробного алгоритма для своего решения. АРИЗ-85-В, как последняя модификация, схематически представленный выше, отвечал данной задаче – он довольно детальный, хотя, по мнению отдельных теоретиков ТРИЗ, это также делает его громоздким.

АРИЗ-85-В достаточно сложный инструмент, поэтому не рекомендуется его применять без предварительного изучения основ ТРИЗ и основательной проработки видов противоречий, основной линии решения задач по АРИЗ и логики АРИЗ.

Описание последовательности шагов на примере разрешения сложных технических проблем с помощью АРИЗ-85-В – сложная и трудоемкая работа. Поэтому, мы рекомендуем к прочтению авторский материал, размещенный в источниках: здесь и здесь.

Все модификации АРИЗ имеют свои недостатки, на которые указывают и пытаются решить практики ТРИЗ. Например, конкретно в случае с АРИЗ-85-В части 6-8 недостаточно развиты и структурированы. Также имеется разрыв в логике с включением 4 части. В целом, еще предстоит разработать часть АРИЗ точно определяющую исходную изобретательскую ситуацию и все возможные пути решения задачи.

Как и всякий инструмент, АРИЗ дает результаты, во многом зависящие от умения пользоваться им. Не следует думать, что, прочитав текст алгоритма, можно сразу решать любые задачи. Прочитав описание приемов самбо, не стоит сразу выходить на соревнования. Так и с АРИЗ: единоборство с задачей требует практических навыков.

Проверьте свои знания

Теория решения изобретательских задач одна из самых противоречивых методик. Кто-то активно внедряет в свои проекты, а кто-то до сих пор не может разобраться, что это такое и как это работает. Разбираемся.

Алина Баландина

Откуда взялась ТРИЗ

В 1946 году советский инженер, учёный и писатель-фантаст Генрих Альтшуллер начал изучать приёмы решения задач, чаще всего используемые изобретателями. Всего он выделил 40 приёмов, которые назвал теорией решения изобретательских задач.

Он пришёл к выводу, что решение технической задачи приводит к моменту, когда ответа на вопрос ещё нет, а вариантов много. В такой ситуации оказывается каждый изобретатель. Также Альтшуллер заключил, что самое эффективное решение задачи достигается при помощи ресурсов (материальных, временных, пространственных, человеческих и так далее), которые у вас уже есть. Тогда ответ станет очевидным.

В 80-х годах эту теорию брали за основу методики преподавания в советских школах и использовали на заводах. Но позже эта практика забылась.

Сегодня ТРИЗ имеет широкое признание во всем мире. Ведущие производственные компании используют методы и инструменты ТРИЗ в своей работе — Samsung, LG, Gillette, HP, Intel, Boeing, Xerox, Ford, Toyota, Kodak, Johnson&Johnson и другие.

Каждый год проходят всемирные конференции ТРИЗ, активно ведут свою деятельность Международная, Азиатская и Европейская ассоциации ТРИЗ. В 1998 году в США открылся Институт Альтшуллера для обучения инженеров и менеджеров.

Что такое ТРИЗ

ТРИЗ, или теория решения изобретательских задач — набор методов решения задач и усовершенствования систем, в основе которых лежит креативный подход. То есть это едва ли не единственная системная теория обучения творчеству, поэтому в решении задач по ТРИЗ нет оценок и единственного правильного ответа.

Цель ТРИЗ: развитие гибкого мышления и фантазии, способности решать сложные задачи изящным и эффективным способами.

Например, как избавиться от шнуровки на кроссовках, но сделать их закрытыми?

Одно из решений — найти лоскуток и перемотать им кроссовок вместе с подошвой.
Второе — пришить крючки или даже пуговицы.
Третье — склеить части кроссовках с помощью скотча, лоскутка ткани или просто пришить липучку.

Сейчас мы легко представляем эту фурнитуру в своей повседневной жизни. До 80-х годов липучки не существовало. Её роль выполняли плоды репейника. Так что липучка — изобретение, которое появилось в ходе решения какой-то подобной задачи.

Как понять, что нужно использовать ТРИЗ

Расшифровка аббревиатуры ТРИЗ намекает, что есть некие изобретательские задачи. И именно тогда, когда они возникают, начинается потребность в применении теории.

Изобретательская задача — это задача, которую не удается решить известными или очевидными способами. Поэтому возникает необходимость в изобретении, которое позволит выиграть, при этом ничего не проиграв.

Первый шаг на пути к изобретению: переформулировать задачу так, чтобы сама формулировка отсекала неэффективные пути решения.

Всё должно остаться так, как было,

ЛИБО должно исчезнуть вредное, ненужное качество,

ЛИБО появиться новое, полезное качество.

Таким образом, обычная задача становится изобретательской, когда для её решения необходимо устранить противоречие или другими словами — прийти к идеальному конечному результату (ИКР).

Например, автобус должен быть коротким, чтобы иметь высокую маневренность на узких улицах. С другой стороны, автобус должен быть длинным, чтобы вмещать больше пассажиров. Это простой пример противоречия — автобус одновременно должен быть длинным и коротким.

Прорывное решение — автобус с гармошкой или двухэтажный автобус: одновременно и длинный и короткий.

Как работать с противоречиями

Противоречие — отношение двух понятий и суждений, каждое из которых является отрицанием другого.

В ТРИЗ существует три вида противоречий. В списке они расположены от самого простого по разрешению к самому сложному:

Это противоречие может быть нейтрализовано изучением дополнительных материалов или принятием административных решений — то есть поиском ресурсов, с помощью которых это противоречие можно разрешить.

Техническое противоречие возникает, когда улучшение одного параметра системы приводит к ухудшению другого параметра.

Например, крыло самолёта должно быть прочным — для этого нужно больше материала. Но оно должно быть лёгким — но тогда оно не будет прочным.

Это самое сложное противоречие, потому что оно упирается в физические законы природы.

Как сделать так, чтобы космонавтам не приходилось регулярно отвлекаться на приём лекарства, учитывая, что большая доза препарата будет слишком вредна для организма?

Вариант решения. Нужно, чтобы при минимуме действий препарат поступал в организм и при этом усваивался поэтапно. Для этого учёные изобрели пластырь, избавляющий от симптомов морской болезни: активное вещество проникает в организм через кожу, и дозировка при этом не нарушена. По этому же принципу появились противозачаточные и противоникотиновые пластыри.

Как мы написали выше, устранение противоречия должности привести к идеальному конечному результату (ИКР).

Что такое идеальный конечный результат в ТРИЗ

Идеальный конечный результат (ИКР) — это ситуация, когда нужное действие получается без каких-либо затрат (потерь), использования внешних ресурсов, усложнений и нежелательных эффектов.

Идеальная машина — машина которой нет, а её функции выполняются.

Идеальный процесс — процесс, которого нет, а результат от процесса есть.

Система самостоятельно выполняет данную функцию.
Системы нет, а функции её выполняются с помощью ресурсов.
Функция не нужна.

Правильная формулировка ИКР заставляет сделать так, чтобы достижение решения задачи было по возможности бесплатным, то есть с использованием только тех ресурсов, которые у нас уже есть.

Виды ресурсов

Для начала обозначим, что ресурсами называется всё, что может быть полезно для решения задачи.

Материально-вещественные: деньги, детали, оборудование.
Информационные: социальные каналы, носители информации — книги.
Время.
Пространство: площадь, объем и так далее.
Человеческие (сюда же относятся каналы человеческого восприятия: зрение, слух, обоняние, осязание).
Другие ресурсы: события прошлого, имидж, культура.
Энергетические ресурсы и поля: тепловая, электрическая, атомная энергия, звуковые сигналы и так далее.

Курсы Нетологии

Soft Skills

Узнать больше

Soft skills — это надпрофессиональные навыки, которые помогают любым специалистам в любой отрасли быть востребованными
Сможете прокачать навыки, чтобы быстро решать задачи, убедительно аргументировать свою позицию, грамотно выстраивать коммуникацию — без лишних эмоций и стресса ?

Приёмы решений по ТРИЗ

Всего по Альтшуллеру выделяется 40 приёмов. Расскажем о нескольких из них:

Принцип дробления

Разделить объект на независимые части.
Выполнить объект разборным.
Увеличить степень дробления объекта.

Принцип объединения

Соединить однородные или смежные объекты.
Объединить во времени однородные или смежные операции.
Один объект разместить внутри другого.

Принцип посредника

Использовать промежуточный объект, передающий или переносящий действие.
На время присоединить к объекту другой (легкоудаляемый) объект.

Принцип проскока: вести процесс или отдельные его этапы (например, вредные или опасные) на большой скорости.

Принцип дешевой недолговечности взамен долговечности: заменить дорогой объект набором дешёвых объектов, поступившись при этом некоторыми качествами (например, долговечностью).

Таблица ТРИЗ

Так как ТРИЗ изначально применялась для решения технических изобретательских задач, была разработана специальная таблица, в которой по вертикали располагаются технические характеристики, которые по условиям задачи необходимо улучшить, а по горизонтали — характеристики, которые недопустимо ухудшить.

На пересечении граф таблицы указаны номера приемов, которые с наибольшей вероятностью могут устранить возникшее техническое противоречие.

Как связаны ТРИЗ и креативный подход

ТРИЗ основывается на следующих методах поиска решений:

Мозговой штурм — когда проблема активно обсуждается несколькими участниками. Каждому из них нужно высказывать как можно больше вариантов решения задачи, в том числе самых фантастичных.

Синектика или метод аналогий — сравнение и нахождение сходства между объектами. Или представление себя в качестве предмета или явления в проблемной ситуации. Этот метод эффективен в паре с мозговым штурмом.

Морфологический анализ — поиск решений для отдельных частей задачи. С целью последующего сочетания этих решений.

Метод фокальных объектов — поиск ассоциаций исследуемого объекта со случайными объектами. К объекту примеряются свойства других, никак не связанных с ним объектов.

Метод Робинзона — поиск максимально разнообразных способов применений к предмету.

Системный оператор — поиск связей между объектами, которые в дальнейшем можно связать в систему

Как применять ТРИЗ

Сформулируйте изобретательскую задачу.

Определите, к какому виду противоречий она относится.

Сформулируйте идеальный конечный результат.

Определите, какие ресурсы, которыми вы обладаете, могут быть использованы для ее решения.

Примените один из приемов решений одним из методов решения.

Таким образом, ТРИЗ — это поиск решения нестандартных проблем в известном поле знаний. Несмотря на множество терминов, как можно увидеть из описания приёмов и методов, ТРИЗ — это то, что мы ежедневно применяем в своей жизни, но просто не называем этой аббревиатурой.

Теория решения изобретательских задач. Алгоритм решения изобретательских задач.

Г. С. Альтшуллер за период с 1946 по 1971 исследовал свыше 40 тысяч патентов и авторских свидетельств, классифицировал решения по 5 уровням изобретательности и выделил 40 стандартных приёмов, используемых изобретателями. В сочетании с алгоритмом решения изобретательских задач (АРИЗ), это стало ядром ТРИЗ.

Основные функции ТРИЗ:

Решение творческих и изобретательских задач любой сложности и направленности без перебора вариантов.

Прогнозирование развития технических систем (ТС) и получение перспективных решений (в том числе и принципиально новых).

Развитие качеств творческой личности.

Законы развития технических систем (ТС)

Информационный фонд ТРИЗ

Вепольный анализ (структурный вещественно-полевой анализ) технических систем

Алгоритм решения изобретательских задач-АРИЗ

Методы развития творческого воображения

Изобретательская ситуация и изобретательская задача

Когда техническая проблема встаёт перед изобретателем впервые, она обычно сформулирована расплывчато и не содержит в себе указаний на пути решения. В ТРИЗ такая форма постановки называется изобретательской ситуацией. Главный её недостаток в том, что перед инженером оказывается чересчур много путей и методов решения. Перебирать их все трудоёмко и дорого, а выбор путей наудачу приводит к малоэффективному методу проб и ошибок.

Поэтому первый шаг на пути к изобретению — переформулировать ситуацию таким образом, чтобы сама формулировка отсекала бесперспективные и неэффективные пути решения. При этом возникает вопрос, какие решения эффективны, а какие — нет?

На практике идеальный конечный результат редко достижим полностью, однако он служит ориентиром для изобретательской мысли. Чем ближе решение к ИКР, тем оно лучше.

Формулировка мини-задачи способствует более точному описанию задачи:

Из каких частей состоит система, как они взаимодействуют?

Какие связи являются вредными, мешающими, какие — нейтральными, и какие — полезными?

Какие части и связи можно изменять, и какие — нельзя?

Какие изменения приводят к улучшению системы, и какие — к ухудшению?

После того, как мини-задача сформулирована и система проанализирована, обычно быстро обнаруживается, что попытки изменений с целью улучшения одних параметров системы приводят к ухудшению других параметров. Например, увеличение прочности крыла самолёта может приводить к увеличению его веса, и наоборот — облегчение крыла приводит к снижению его прочности. В системе возникает конфликт, противоречие.

ТРИЗ выделяет 3 вида противоречий (в порядке возрастания сложности разрешения):

Стандарты на решение изобретательских задач

Стандарты на решение изобретательских задач представляют собой комплекс приёмов, использующих физические или другие эффекты для устранения противоречий или их обход. Это своего рода формулы, по которым решаются задачи. Для описания структуры этих приёмов Альтшуллером был создан вещественно-полевой (вепольный) анализ.

Система стандартов состоит из классов, подклассов и конкретных стандартов. Она включает в себя 76 стандартов. С помощью этой системы можно не только решать, но и выявлять новые задачи и прогнозировать развитие технических систем. Основные классы стандартов: Стандарты на изменение систем

Стандарты на обнаружение и измерение систем

Стандарты на применение стандартов

Технологический эффект — это преобразование одних технологических воздействий в другие. Могут требовать привлечения других эффектов — физических, химических и т. п.

Известно около пяти тысяч физических эффектов и явлений. В разных областях техники могут применяться различные группы физических эффектов, но есть и общеупотребительные. Их примерно 300—500.

Химические эффекты — это подкласс физических эффектов, при котором изменяется только молекулярная структура веществ, а набор полей ограничен в основном полями концентрации, скорости и тепла. Ограничившись лишь химическими эффектами, зачастую, можно ускорить поиск приемлемого решения.

Биологические эффекты — это эффекты, производимые биологическими объектами (животными, растениями, микробами и т. п.). Применение биологических эффектов в технике позволяет не только расширить возможности технических систем, но и получать результаты, не нанося вреда природе. С помощью биологических эффектов можно выполнять различные операции: обнаружение, преобразование, генерирование, поглощение вещества и поля и другие операции.

Основная статья: Законы развития технических систем

Статика — законы 1—3, определяющие условия возникновения и формирования ТС;

Кинематика — законы 4—6, 9 определяют закономерности развития вне зависимости от воздействия физических факторов. Важны для периода начала роста и расцвета развития ТС;

Динамика — законы 7—8 определяют закономерности развития ТС от воздействия конкретных физических факторов. Важны для завершающего этапа развития и перехода к новой системе.

Вещественно-полевой (вепольный) анализ

Веполь (вещество + поле) — модель взаимодействия в минимальной системе, в которой используется характерная символика.

Ещё одна техника, которая широко используется изобретателями, заключается в анализе веществ, полей и других ресурсов, которые не используются, и которые находятся в системе или рядом с ней.

Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) — пошаговая программа (последовательность действий) по выявлению и разрешению противоречий, то есть решению изобретательских задач (около 85 шагов).

Краткую схему применения ТРИЗ в общем виде можно представить в виде:

1. Определить задачу и сформулировать ее (проблема как дана и проблема как понятна)
2. Найти противоречие и то, что мешает решить задачу (в чем проблема ситуации)
3. Выделить ресурсы, которыми обладаем
4. Применить уже имеющиеся приемы решений (в пространстве, временной экран, решение из других областей и так далее)
5. Проанализировать решение и понять, можно ли его улучшить

Читайте также: