Author: Орлов М.
Tags: цивилизация культура прогресс культурное строительство инженерия педагогика менеджмент бизнес маркетинг триз
ISBN: 978-5-91359-089-3
Year: 2011
иотек с зд н инн.в'ции
«солон»
х- л • *л# =
i я специалистов нового поколения
УНИВЕРС* ЬНЫЙ ПРАКТИЧЕСКИЙ КУРС
для создания инновационных идей и решений
1 УЧЕБНЫХ РАЗД ОВ, более • ПРИМЕРОВ,
более • • • ИЛЛЮСТРИР • ЩИХКОМПО НТ* =
* SyTRIZ
for the specialists of a new generation
*S
^
Теория Решения Изобретательских Задач (Т- ИЗ) -
■ Я УСП * В ИНЖИНИРИНГЕ И ЭКОНОМИКЕ, БИЗНЕСЕ И ОБРАЗОВАНИИ
СОЛОН-ПРЕСС
Михаил Орлов
Нетрудная ТРИЗ
для специалистов нового поколения
Универсальный практический курс
12 УЧЕБНЫХ РАЗДЕЛОВ,
более 250 ПРИМЕРОВ,
более 600 ИЛЛЮСТРИРУЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ
EASyTRIZ
for the specialists of new generation
Made in Adlershof,
Berlin, Germany
Учебник разработан
в рамках проектов, поддержанных грантами
Министерства Экономики и Технологий
Федеративной Республики Германии
Учебник принят для применения в
Европейской Программе TEMPUS
(проект MANECA)
Москва
СОЛОН ПРЕСС
2011
Eu-op^tscne Kommissien
ERASMUS
MUNDUS
УДК 008
ББК71
066
Орлов М. А.
066 Нетрудная ТРИЗ. Универсальный практический курс. —
М: СОЛОН-ПРЕСС, 2011. — 384 с: ил.
ISBN 978-5-91359-089-3
Эта книга предназначена для специалистов-практиков в любой отрасли, для
людей бизнеса и предпринимателей, для учителей средней школы, для
преподавателей и профессоров высшей школы, для исследователей, а также для
студентов для правильного - с первых шагов! - тренинга эффективного
изобретательного мышления, для созданий сильных идей, которые стоят того,
чтобы стать реальностью.
Данная книга является составной частью учебно-методического комплекса,
базирующегося на трех учебниках, справочнике, софтвере и соответствующих
дистанционных курсах автора:
1. "Азбука ТРИЗ. Основы изобретательного мышления"
2. "Первичные инструменты ТРИЗ. Справочник практика"
3. "Нетрудная ТРИЗ. Универсальный практический курс"-данная книга
4. "Основы классической ТРИЗ"
Учебник входит как неотъемлемый компонент в программу обучения для сертификации на
уровень МТРИЗ Практик (неформально - Зеленый Пояс), реализуемую с помощью
технологии дистанционного Интернет-обучения при Международной Академии Модерн
ТРИЗ, основанной в 2000 году и руководимой автором.
Книга, как и весь учебный комплекс под брендом "EASyTRIZ", базируется на новой
технологии, разработанной автором и не имеющей аналога в мире. Эта технология
прошла многолетнюю отработку во многих странах с участием тысяч обучаемых. Круг
пользователей продолжает интенсивно расширяться, создаются партнерские центры.
Учебник снабжен многочисленными примерами, задачами и ответами - всего
более 250, что гарантирует полноту пояснения методических рекомендаций для
практического применения.
Учебник эффективен для самостоятельного освоения основ ТРИЗ и не требует
дополнительной подготовки, поэтому доступен практически всем читателям.
Книга рекомендуется специалистам, не знакомым и знакомым с ТРИЗ, а также студентам
по любым специальностям - инженерным, педагогическим, дизайнерским, менеджерским,
маркетинговым, практически без ограничений.
Розничные продажи - "СОЛОН-ПРЕСС", www.solon-press.ru, (499) 254-4410, 795-7326
Оптовые продажи - "АЛЬЯНС-КНИГА", www.alians-kniga.ru, тел.: (495) 258-91-94(95)
ISBN 978-5-91359-089-3 © Обложка "СОЛОН-ПРЕСС", 2011
©М. А. Орлов, 2011
Валентине -
жене, другу, соратнику
11.10.09
Ты помнишь,
как все начиналось?
Все было впервые
и вновь...
Как строили лодки,
и лодки звались -
"Вера",
"Надежда",
"Любовь".
Как
дружно рубили канаты,
и вдаль
уходила земля...
И если
цель одна
и в радости,
и в горе,
то тот,
кто не струсил
и весел не бросил,
тот
землю свою
найдет/
* стихи Андрея Вадимовича Макаревича (р. 1953), сооснователя российской рок-группы "Машина
Времени" и стиля "бард-рок"; композиция "За тех, кто в море", 1982
EASyTRIZ: просто, но не проще простого1
Презентация книги
Высказывание выдающегося ученого и продуктивного изобретателя Альберта
Эйнштейна, вынесенное в заголовок этой презентации, точно отражает цель
книги профессора Михаила Орлова.
Мы знаем ТРИЗ уже более 10 лет и успешно применяем в инженерном
консалтинге и для обучения студентов. Мы понимали, что ТРИЗ нуждается в
создании надежных методик обучения для решения реальных задач, в
упрощении изучения Алгоритма Решения Изобретательских Задач (АРИЗ), в
новой организации моделей теории.
И мы увидели обновленную ТРИЗ на лекциях и семинарах профессора Орлова,
проведенных в Республике Корея для специалистов SAMSUNG и других
предприятий, для профессоров и студентов ряда университетов.
Автор разработал простую и эффективную технологию интенсивного обучения
начальным моделям ТРИЗ - метод экстрагирование, то есть извлечение
моделей изобретения из любых реальных объектов (артефактов).
Автор предложил простую стандартную модель для представления процесса
решения задачи в виде четырехшагового АРИЗ: Мета-Алгоритма Изобретения
(МАИ). МАИ радикально улучшает методики обучения и эффективен для
решения большинства реальных задач,
Автор разработал метод реинвентинг, то есть "моделирование процесса
изобретения" любых (!) артефактов на основе МАИ. Реинвентинг позволяет быстро
освоить процесс изобретения и правильно подходить к решению новых задач.
На основе примеров реинвентинга, представленных в стандартизованном
формате МАИ, автор развивает банк ТРИЗ-знаний под рабочим названием
Modern TRIZ Idea Pool. Это настоящая "машина творчества", которая позволит
обмениваться изобретательским и инновационным опытом между участниками
пула, продолжать непрерывное самосовершенствование путем постоянного
изучения пользователями новых примеров и дайджестов пула, проводить новые
исследования для развития ТРИЗ.
Книга дает читателям доступные практические инструменты для широкого
применения.
Успеха Вам с этой книгой!
Сеонг-Хьен Ю (Seung-Hyen Yoo)
Доктор Механики (Стэнфорд Университет),
Профессор Механики AJOU Университета,
Директор Центра Развития Трудовых Ресурсов,
Сувон, Республика Корея
16.03.2010
] http://en.wikiquote.org/wiki/Einstein: "Everything should be made as simple as possible, but not simpler"
* в начале 2000-х (в течение нескольких лет) - Вице-Президент Корейской Ассоциации ТРИЗ
Сверхзадача ТРИЗ
Презентация книги2
Я с большим уважением представляю книгу профессора Михаила Орлова -
специалиста по управлению развитием сложных систем, исследователя и
глобального промоутера ТРИЗ, открытой 55 лет назад Генрихом Альтшуллером.
15 лет он, как внимательный и чуткий человек, как сильная независимая
личность, и как специалист ТРИЗ, поддерживает мои разработки и придает мне
упорства, сил и даже вдохновения развивать и строить мои изобретения,
которые, как и ТРИЗ, должны послужить в обозримом будущем всему
человечеству.
Я рад и тому, что Михаил включает очерки моих изобретений в свои учебники и
доклады. Я рад тому, что ТРИЗ в его представлении неизменно помогает мне
лучше понять и наши проблемы при проектировании системных решений, а
также конструкций и технологий.
Мои идеи уже более 25 лет неизменно оттачиваются с ТРИЗ, проверяются на
соответствие ТРИЗ-законам и ТРИЗ-моделям. И я вижу, что наши открытия
соответствуют ТРИЗ, но и в свою очередь усиливают ТРИЗ "идеальными"
примерами, подтверждая главную концепт-метафору ТРИЗ - "идеальное
решение" и "идеальную машину".
Действительно, что может быть идеальнее струны для создания ровного и
прямого дорожного пути?! Что может быть идеальнее само-возносящегося и
само-возвращающегося струнного кольца как транспортного средства между
планетарной и околопланетарной цивилизациями Земли?!
В таких идеях присутствуют искры прозрения, провидения, ощущения красоты и
чуда создания нового! Искры таких открытий вечными звездочками присутствуют
в каждом талантливом изобретении и наполняют вселенную изобретений.
Автор учит нас, как открыть красоту и чудо в каждом артефакте, во всем, что
окружает нас. А ведь все это создано ни кем иным, как изобретателями, а затем
- конструкторами и промышленностью! Все, что нас окружает, было когда-то
изобретено, создано кем-то впервые!
Именно в открытии красоты и чуда изобретения я вижу и сверхзадачу ТРИЗ, и
сверхзадачу этой книги, и сверхзадачу деятельности автора Михаила Орлова.
Я вижу в этом и сверхзадачу каждого из нас, читателей, постичь через ТРИЗ и
вместе с ТРИЗ, красоту и чудо создания нового - нужного, эффективного,
гармоничного, неожиданного, потрясающего и вдохновляющего!
Чудо изобретения будущего.
Анатолий Юницкий
19.03.2010, Сидней, Австралия - 02.04.2010, Москва, Россия
2 Анатолий Эдуардович Юницкий (р. 1949) - автор концепции струнных технологий, изобретатель,
исследователь и разработчик планетарных и планетарно-космической транспортных систем;
www.stringtransport.com, www.stt21.ru
БЕНЧМАРК-ЗАДАЧИ:
УЧИТЬСЯ НА ЭФФЕКТИВНЫХ ОБРАЗЦАХ3
Мы привыкаем ко всему, что нас окружает.
И мы разучаемся удивляться таланту авторов
и красоте идей, присутствующих почти в любом артефакте.
Поэтому эта книга приглашает Вас совершенствоваться в понимании:
♦ красивого - в практичном,
♦ удивительного - в обычном,
♦ простого - в сложном.
На эмблеме нашей Модерн ТРИЗ Академии помещена максима4 из Библии:
Преобразуйтесь обновлением ума.
Эта книга приглашает Вас изменить себя,
стать изобретательнее и сильнее,
чтобы преодолевать препятствия,
превращать "невозможное" в возможное
и просто получать радость
от создания красивых идей и
полезных решений.
3 "Бенчмаркинг становится искусством обнаружения того, что другие делают лучше, изучением,
усовершенствованием и применением их методов работы" - Wikipedia
4 Библия, Послание к римлянам Святого Апостола Павла, Глава 12 (2); в оригинале: Transformamini
renovatlone mentis. Источник: Nova Vulgata, Apostoli ad Romanos Epistula Sancti Pauli, 12 (2).
Цитирование из Библии не означает предпочтения одной религии любой иной и не означает
проповедования религии, а означает лишь черпание мудрости из конкретного историко-
литературного источника.
8
Большинство задач, приведенных в этой книге, было когда-то решено без ТРИЗ.
Значит, и Вы можете знать или изобрести решения этих задач, обладая
большими или меньшими знаниями, опытом и творческим талантом.
Возникает вопрос: можно ли извлечь творческий опыт из решения этих и других
подобных задач? Можно ли этот опыт обобщить и представить в виде моделей и
практических рекомендаций для решения подобных задач в будущем?
ТРИЗ - и только ТРИЗ! - отвечает на эти вопросы утвердительно.
Но если мы можем извлекать творческие модели из ранее решенных проблем и
можем учиться решать подобные проблемы, не значит ли это, что мы имеем
дело с основами новой теории творчества - теории изобретения?
И на этот вопрос ТРИЗ отвечает положительно. ТРИЗ и является по
определению теорией изобретения.
ТРИЗ развивается, и появляются новые модели и определения, новые идеи
дальнейшего развития теории. И все же есть определенные первичные знания, с
которых начиналась когда-то ТРИЗ и без которых ТРИЗ не может существовать
как теория. Эти знания необходимы каждому, кто хочет овладеть навыками
инноваторства и изобретательства.
Именно первичные (ключевые и расширенные) модели являются абсолютно
необходимыми для изучения, для овладения навыками их применения. Эти
модели универсальны. Они не зависят от области применения, хотя
большинство из них носит "технократический" характер. Они могут
адаптироваться к любым ситуациям и проблемам.
Данный практический курс и весь учебно-методический комплекс, базой которого
является основной учебник5, посвящены изучению первичных моделей
классической ТРИЗ. Но поскольку накопленные за несколько десятилетий
первичные модели ТРИЗ представлены в этой книге в новых определениях,
снабжены новыми примерами и - самое главное! - новыми методиками
обучения, поддержаны новым инструментальным софтвером, то и весь комплекс
становится системой обучения основам современной ТРИЗ, обозначаемой как
Модерн ТРИЗ, или более коротко, МТРИЗ.
А теперь переходим к задачам.
И первой из них приводим очень красивую творческую задачу, которую можно
рассматривать как одну из бенчмарк-задач, то есть задач, с эффективностью и
красотой которых другие решения можно сравнивать как с эталоном.
Следует помнить, что все эти задачи были решены усилиями и творческим
талантом авторов этих решений. Многие имена таких авторов-изобретателей не
сохранились в истории цивилизации. Однако все мы пользуемся плодами их
творчества.
Впрочем, здесь есть и задачи, которые еще далеко не решены. И Вы можете
приложить Ваши талант и знания, а также Ваши ТРИЗ-навыки, для решения
поставленных здесь проблем.
5 М.Орлов: Основы классической ТРИЗ. Вводный курс. - Москва: СОЛОН Пресс, 4-е изд., 2010;
далее указывается как "Основы классической ТРИЗ"
Бенчмарк-задачи: учиться на эффективных образцах
9
Задача Р1. Звезды Московского Кремля.
Рубиновые звезды Московского Кремля были всемирно известными символами
Советского Союза, а теперь являются символами России и Москвы. Эти звезды
были установлены в 1937 году на всех главных башнях Кремля, высота самой
большой из которых даже без звезды более 70 метров.
Звезды выполнены из специального стекла, включающего селен и другие
добавки и имеющего рубиновый цвет ("селеновый рубин"), и полупрозрачного
стекла молочного цвета, скрепленных сетью из особой нержавеющей стали.
Стальные планки сети повторяют контуры звезды и придают звездам особую
стройность.
Главные звезды имеют большой размер около 5 метров в диаметре и площадь
поверхности до 6 квадратных метров. Иными словами, звезда имеет большую
парусность, и при сильном ветре может быть сброшена с башни.
Звезда весит около тонны, и обеспечение надежности и безопасности звезд при
сильном ветре было серьезной задачей для инженеров, проектировавших и
строивших Кремлевские звезды.
Задача: как обеспечить надежную защиту звезды от ураганного ветра, но
конструкцию звезды сделать не слишком сложной и даже не
требующей больших затрат энергии для работы?
10
Задача Р2. Как удержать стекло, не прикасаясь к нему?
Однаэды в Берлине я был приглашен для консультирования небольшого
предприятия с 30 работниками. Это предприятие делало стекла для верхнего
люка в крыше легковых автомобилей разных марок - "Мерцедесов", БМВ и
других. Даже на таком маленьком предприятии хватало технических проблем,
что мешало ему работать более эффективно и с меньшим количеством потерь от
дефектов и от остановки оборудования на ремонт и наладку.
Технологический процесс начинался с приемки и хранения огромных стеклянных
листов размером примерно 4 на 6 метров. Затем листы отделялись по одному от
пакета (непростая операция!), укладывались на стол и резались на заготовки.
Потом заготовки проходили точную обрезку, обработку краев по контуру и в
заключение попадали на удивительную операцию получения нужной формы в
виде прогнутого в середине листа.
Так вот, на операцию изгибания лист попадал из печи с температурой более
700°С, быстро перемещаясь по роликовому конвейеру. А далее начиналось
настоящее волшебство! Лист свободно сходил с конвейера под массивную
платформу и - ничем, как казалось, не удерживаемый! - повисал под ней (см.
рисунок).
Платформа для удержания листа
в подвешенном состоянии Листы на роликовом
Лист под
платформой
После этого удержание листа прекращалось, и он свободно падал вниз в колодец
с высоты примерно 30-40 см и ударялся о деревянную раму (см. рисунок ниже).
При этом горячий и размягченный лист в центре прогибался и принимал
правильную форму, соответствующую профилю крыши автомобиля
определенной марки! Для этого устанавливалась определенная высота падения
листа.
Г" ,v; ~-^ij lw'&>" o^'t^W W=Ww=W==W®
К] /• падения листа
Деревянная рамка
по контуру листа
Задача: как удержать лист под платформой над колодцем, если к листу
нельзя прикасаться сверху ни металлом, ни деревом?!
Бенчмарк-задачи: учиться на эффективных образцах
11
Задача РЗ. Как избежать капель при наливании из бутылки?
При наливании цветной жидкости, например, сока, соуса или вина, нередко
происходит неприятное явление в виде попадания капель жидкости на скатерть
или на оде>кду.
Капли срываются с края горлышка бутылки или другой емкости, из которой
наливают жидкость. Край горлышка бутылки обычно толстый и округленный, и
там легко образуются крупные капли, которые легко скатываются вниз целиком
или по частям.
Для устранения этого явления в горлышко вставляют пробку, по центру которой
проходит тонкая трубочка. Окончание трубочки сверху срезано под углом, чтобы
получить острый носик. Так вот: носик очень тонкой трубочки не дает
образовываться каплям, перерезая их и предотвращая накопление на краю
носика.
Проблема состоит в том, что пробка, которая держит трубочку, а заодно и
закрывает бутылку, чтобы не вытекало лишнее количество жидкости при
наливании, подходит к небольшому диапазону размеров горлышка. Для бутылок
с достаточно большим горлышком или, наоборот, с небольшим, нужны
отдельные пробки. Так что дома нужно иметь разные пробки для разных бутылок,
что, конечно, неудобно.
Задача с подсказкой: что можно придумать, чтобы "прерыватель капель"
подходил к большому диапазону размеров
горлышек бутылок и был бы прост в изготовлении,
хранении - даже в кармане! - и в применении?
12
Задача Р4. Как сделать автомобильную цивилизацию гуманной?
Глобальные проблемы экологии и безопасности в XXI веке непрерывно
обостряются. В частности, наиболее опасным изобретением человечества из-за
масштабности своего использования стал автомобиль. Из-за автомобильных
инцидентов на планете
ЕЖЕГОДНО ПОГИБАЕТ
полтора миллиона - 1 500 000 - человек,
около 50 миллионов получают травмы, становятся инвалидами и калеками, что
неприемлемо с позиций гуманизма и обеспечения устойчивого развития
цивилизации.
Протяженность мировых путей сообщения сегодня — около 35 млн км, из них
более 32 млн км — автомобильные дороги, 1,2 млн км — железные дороги, 1 млн
км — трубопроводные магистрали. Под эти дороги уже изъято около 60 млн га
земли, что
равно суммарной площади таких стран,
как Германия и Великобритания.
Эта земля не дышит, не производит кислород, так как уничтожены растения с
растительным слоем, гумус в котором создавался живой природой в течение
миллионов лет. В регионах, прилегающих к транспортным магистралям,
нарушено перемещение крупных и мелких домашних и диких животных (их
гибнет на дорогах более миллиарда в год).
На территории,
превышающей в 10 раз указанную площадь,
почва и всё, что на ней живёт и произрастает, загрязнены канцерогенными и
вредными веществами (их более 100), попавшими туда из продуктов горения
топлива, износа шин и дорожного полотна, антиобледенительных солей и других.
Задача: как предотвратить непрерывное массовое убийство людей
"мирным" техногенным оружием - автомобилем, каждый из
которых, впрочем, управлялся конкретным человеком?
Бенчмарк-задачи: учиться на эффективных образцах
13
Задача Р5. Как построить околоземную космическую цивилизацию?
Заглянем в очень близкое (в масштабе существования и развития земной
цивилизации) будущее нашей планеты и представим себе начало космической
колонизации. Таким началом может быть создание искусственного
индустриально-жилого кольца на высоте 300-400 км над экватором нашей
планеты.
Предположим, что подъем материалов с планеты к кольцу должен составить
"вскоре" 10 млн тонн в год (это не много: около 10% грузооборота за год на
Российской Транссибирской железнодорожной магистрали длиной менее 10000 км).
Примем мощность ракет около 100 тонн за старт (таких сверхмощных ракет еще
нет, хотя они могут быть построены). Тогда в год нужно делать 100000 стартов,
или почти по 300 стартов сверхмощных ракет... в день! Этот путь не имеет
будущего, причем не столько по энергетическим и экономическим затратам,
сколько и пре>кде всего из-за полного уничтожения озонового защитного слоя над
планетой, а значит - уничтожения всего живого на планете ультрафиолетовым
солнечным излучением.
Проблему обратной транспортировки не ставим, хотя и там далеко не все просто.
Итак: транспортная система между планетой и индустриально-жилым
кольцом над планетой должна обеспечить годовой подъем грузов
величиной в 10 млн тонн, и не должна (не в состоянии с помощью
существующих ракетных систем) обеспечить такой подъем грузов
из-за уничтожения озонового защитного слоя над планетой.
Задача: как построить транспортную систему для обеспечения
грузопотока между Землей и ее дочерней околопланетной
цивилизацией?
Вперед, мои читатели!
Модерн ТРИЗ
Стандартный
Мета-Алгоритм
Изобретения
Стандартное
представление и
аккумулирование
опыта
Стандартное
массовое
обучение
Стандартное
индивидуальное
и коллективное
применение
О НАЗВАНИИ КНИГИ
В название этой книги заложены два смысла:
1) от английского easy= нетрудный, откуда появляется Нетрудная ТРИЗ.
2) от английского EASy- Early Acquisition System - система раннего обнаружения
и захвата (цели), что применительно к контексту книги я интерпретирую как
EASy TRIZ - Early Acquisition System for TRIZ
EASy TRIZ - система начального открытия и освоения ТРИЗ
Кто и как учил нас думать?
Эмоциональное обращение автора
к единомышленникам
Фото-эпиграф автора:
General Electric Building,
Rockfeller Center,
New York, 29.10.2006
С чего начинается наш опыт изобретения?
Не с детских ли игр в кубики или в собирание пирамиды? Не со строительства ли
песчаных замков и превращения куска коры в замечательный кораблик, несомый
быстрым ручьем после дождя? Не с первых ли самолетиков, сложенных из
газеты или из листа школьной тетради, а потом и из деревянных планочек с
крыльями из тончайшей папиросной бумаги, с мотором из туго закрученного
пучка длинных резинок?
С рисования причудливых цветов, деревьев и неизвестных существ, всегда
имеющих в себе что-то заимствованное от человека?
С удивления огромным, просвеченным насквозь весенним кленом, синхронным
полетом голубей, мириадами звезд в бездонном ночном небосводе, страшными
громами и ослепительными молниями, радугой над затихшим полем, иным
миром, открытым через увеличительное стекло, непостижимым притяжением и
отталкиванием магнитов, медленным магическим появлением фотографии на
фотобумаге в ванночке с проявителем (что сейчас уже совсем ушло "благодаря"
цифровому фотографированию и цифровой печати)?
С выстраивания в бескрайнем "море-океане" на блестящем деревянном полу
целой деревни с домиками и рощами на гористой спине добродушного "Чудо-
Юдо-Рыбы-Кита", сделанного из толстого темно-зеленого ватного одеала? Так и
плыл этот кит с живым миром на спине под высоким солнцем невиданных еще
морей и миров целую вечность до самого вечера, когда мама и папа приходили с
работы, и папа спрашивал, выучил ли ты стихотворение Пушкина, что прочитал в
газете и подготовил ли ответный ход в оставленной вчерашней партии в
шахматы?
Мудрость и знания должны укрепить твою эпоху- своб. пер. автора с англ. для цитаты
Wisdom and Knowledge shall be the Stability of thy times из Библейской Книги Исайи, Стих
33-6; авторский перевод отличается от канонического перевода на русский
16 Кто и как учил нас думать?
Мне было около пяти лет от рождения.
Многим из нас было больше или меньше, когда там, в нашем немыслимо
далеком детстве, произошло что-то, что повело нас по лабиринтам жизни нитью
Ариадны, что вызывало в нас, юных, а затем взрослых и опытных, стремление
изобрести что-то невиданное, удивительное, невозможное и одновременно очень
нужное и важное для чего-то, с чем мы непосредственно соприкасались в своей
жизни по работе, по игре уже со своими детьми и при подготовке уже своих
лекций, при консультациях новых и новых заказчиков - инженеров, менеджеров,
педагогов.
И все же я далек от идиллического представления моих детских впечатлений,
потому что все чаще возвращаюсь к осознанию странного, неправдоподобного и
пугающего факта: никто не учил нас думать.
Действительно, разве учит нас думать запоминание правил арифметики или
даже методика доказательства теоремы? И кто помнит эти методики, где и как
применяет их в своей жизни? Мало кто, и только в рамках подходящей
профессии, скорее математической, чем даже инженерной. В нашем обучении не
хватает чего-то очень важного, самого важного, что я назвал бы обучением
"думанию". Не было в нашем обучении специальной методики "думания",
методики целенаправленной генерации идей, разрешения сложных, запутанных
ситуаций, конфликтов и противоречий.
Как мне видится, мы просто постигали жизнь "by doing", то есть делая что-то, к
чему пристраивала нас повседневность, дом, двор, школа, работа. А при
определенных условиях воспитания наш мозг, очевидно, обладает
способностью к формированию более или менее эффективного,
целенаправленного и изобретательного мышления.
И вот таким образом мы учились думать, так проявлялось в нас нечто, что не
дано, как кажется, рыбе, животному, растению.
И мы о чем-то мечтали и к чему-то стремились, кем-то стали в конце-концов, что-
то сделали, даже что-то изобрели, написали книги и стихи, кто-то сочинил
неслыханную еще музыку и удивительные сказочные миры.
И жизнь продолжает свое движение, главной силой которого остаются добро,
любовь, естественная и священная вера в семью, в продолжение жизни в детях,
надежды на новое, более справедливое и красивое устройство жизни.
Как и почему следование этой вере стало смыслом нашей жизни, жизни других
нормальных людей, на которых только и держится все еще мир? Ведь мы все
несомненно и неумолимо должны были стать аморальными существами и
преступниками, следуя беспредельной преступной тупости телевизионных и
экранных фильмов, триллеров, коммерческой псевдо-музыки, псевдоживописной
мазни, необузданным мерзостям интернета, да и неискорененной
безжалостности и аморальности многих школьных дворов?
Я поражаюсь, почему под тотальным воздействием киношного и интернетовского
зла и извращений мы все не становимся маугли, которым на самом деле было
бы не дано стать людьми, вопреки доброй фантазии Редиарда Киплинга.
Известно, если в раннем детстве ребенок не получил воспитания среди людей,
Обраьцениезвтора t7_
он не может стать человеком. Неужели мы хотим, чтобы количество маугли,
только с виду похожих на людей, да и то не всегда, увеличивалось среди нас?
И я только путем своего опыта в педагогике и психологии могу выделить в том,
как мы росли, предпосылки и косвенные "приемы", чтобы успокоить себя и
указать, кто и как учил нас думать. И что таких людей было немало. О
некоторых из них я написал в этой книге. Но безраздельно правящий
подсознанием "кодекс исследователя" немедленно и автоматически отрезвляет
меня и требует ответа, например, на вопрос: кто и как учил нас разрешать
конфликты и противоречия?
Кто и как учил нас понимать красоту? Кто и как учил нас состраданию и
стремлению помочь? Кто и как учил нас взамному пониманию и совместному
творчеству? И наконец, как среди людей выживают Личности, делами которых
только и жив еще этот мир? Где гарантии позитивного развития и эволюции
цивилизации?
Трудно ответить на все эти вопросы, но есть еще один аргумент, который не дает
мне покоя и оправдывает такое эмоциональное вступление. Это мысль о том, что
вооружение методами изобретения для борьбы с проблемами не решает
вопроса о нравственности, о направлении применения этого нового "оружия".
Значит, остается тревога о том, кто и как будет применять новые возможности
эффективного, сильного мышления.
И есть немало сигналов и реализованных тенденций, когда демократическое
общество рассматривается некоторыми силами исключительно как
безответственно-щедрая, беззащитная и бесплатная питательная среда для их
аморальных и преступных замыслов. Эти силы организуются во всевозможные
течения и ассоциации, немедленно объявляющие себя борющимися за свои
"права". Они захватывают у нормального общества блага и ресурсы в пользу
распространения зла и втягивания в свои структуры новых жертв. Так что мы -
всего лишь почва для разрастания зла. Наше общество обречено на моральное
порабощение из-за нашей же невежественной, безразличной и трусливой, так
называемой "толерантности". А ведь зло - не "толерантно".
Если все сказанное раздражает кого-то и мешает стремиться к целям жизни с
простотой стремления к стереотипному бутерброду из Макдональдс, то эта книга
не для них (кстати, я не противник технологии Макдональдс, но питание человека
не может ограничиваться только ее предложениями), и они сами стопроцентные
кандидаты как в жертвы, так и - внимание! - в агенты зла.
Нет также нужды запугивать кого-либо, многие и так пугаются своей тени после
просмотра очередного триллера. Но продолжают потреблять эту наркотическую
отраву, так как не имеют уже иных ценностей и стимулов в жизни, и уже не
представляют, что жизнь может быть иной. Поскольку сами загнали себя в
глобальное и реальное Трумэн-Шоу\
Но мои 60 промчавшихся лет и несколько специальностей заставили меня
признать реальность активного зла в мире, освободили меня от иллюзии само
собой наступающей победы добра над злом (зло предотвращается и
побеждается только активным добром), научили меня уважению к законам
* фильм The Truman Show, 1998. - Режиссер Питер Вейр (Peter Weir), студия Paramount
Pictures Corporation
18 Кто и как учил нас думать?
системного развития, пониманию моделей прогнозирования развития, моделей
движущих сил развития. Сразу оговорюсь, знание это несовершенное и
неполное, как всякое развивающееся знание. Это еще и понимание основных
методов, которыми действует зло, понимание (увы, не к моей радости!) рисков,
опасностей и прямых тенденций к возможным разрушениям и вырождению
цивилизации.
И все же невозможно жить без веры в добро и справедливость, в
единомышленников, в разум и изобретательность человечества.
Поэтому, вперед!
Каждый день делать свое дело, по шагу, по букве, по мысли, по вопросу.
Вперед!
Таков мой призыв к себе перед каждым моим подъемом хоть на небольшую
новую ступеньку в узнавании мира и в прокладывании своей дороги.
Так я толкаю себя на продолжение работы, когда глаза уже засыпаны песком от
истязания двумя мониторами, когда хронически болят суставы и мышцы от
ежедневного двенадцатичасового и более рабства у компьютера, от
отвратительной клавиатуры и мыши. Уйдут ли они когда-нибудь, наконец, из
нашей жизни?! Я-то, разумеется, знаю, что уйдут, и знаю, как уйдут, но они все
еще здесь... Кстати, спасение пока - только в гимнастике. Напишите мне, я
поделюсь опытом само-спасения и преодоления боли.
Вперед - все, кто ищет совершенства в мире, кто хочет продвигать этот мир к
лучшему.
Вперед, начиная с переделывания себя!
Сказано ведь мудрецами: преобразуйтесь обновлением ума7. Вашего ума!
Удачи Вам и благополучия.
Михаил Орлов
9 мая 2010 г.
Берлин,
Германия
7 Из Библии: transformamini renovatione mentis.
О ДИСЦИПЛИНЕ ТВОРЧЕСТВА И СТАНДАРТИЗАЦИИ ЗНАНИЙ
1. Учиться или переучиваться?
Этот курс хоть и назван Нетрудная ТРИЗ, он совсем не предназначен для
легкого чтения. Книга названа так только потому, что, действительно, проще в
ТРИЗ уже ничего нет. Проще - значило бы уже упрощенчество, потерю качества
и, возможно, неправильное обучение.
А ведь переучиваться намного сложнее, чем научиться правильно делать что-то
с самого начала. Поэтому сегодня обучение ТРИЗ все еще является
переобучением даже для школьников, не говоря уже о взрослых.
Требуется непростая перестройка плохо организованного - по словам Генриха
Альтшуллера, основателя ТРИЗ, - опыта мышления, усвоенного ранее. Такая
перестройка требует упорства и определенного времени, но иногда оказывается
так и не завершенной. Потому что эти люди постоянно возвращаются к своему
прежнему неэффективному, безнадежно нерезультативному, но такому
привычному опыту... слабого мышления.
Эта книга для оптимистов, для тех, кто стремится к цели.
Изучение этой книги, как и всякая профессиональная работа, требует труда,
времени и собственных усилий для интеграции новых навыков в Ваш личный
опыт.
2. О Модерн ТРИЗ
О ТРИЗ написано уже немало книг*. Так что, взглянув на обложку, читатель
вполне может подумать, что идея книги не нова, и является, скорее всего,
очередным повторением чего-то "про ТРИЗ". Тем более с такими заголовками как
EASyTRIZ или Нетрудная ТРИЗ. Определенно, будет "популяризаторство" и
"упрощенчество".
На самом деле все организовано совсем по-другому. Это отнюдь не
"подражание-повторение". И я надеюсь, читатели скоро это оценят.
Но сначала я расскажу о том, какие цели вели эту книгу, и что - я верю! - будет
важным и ценным для читателя.
Итак, давайте сначала спросим себя, чего мы вообще ожидаем от ТРИЗ, а лучше
сказать, от современной ТРИЗ, а в моем обозначении - Модерн ТРИЗ?
Почему это направление в технологиях творческого решения сложных проблем
все больше и больше привлекает внимание практиков и теоретиков,
профессоров и менеджеров, инженеров и психологов творчества? Почему,
успешно или не так успешно, как следовало бы, ТРИЗ продолжает свое
глобальное распространение?
Что нужно сделать для того, чтобы ТРИЗ нашла больше сторонников,
разработчиков и пользователей? Чтобы эта теория была оценена по-
достоинству?
на начало 2010 г.
20 О дисциплине творчества и стандартизации знаний
И чтобы ответить на прямой вопрос самому себе, да и со стороны читателя, о
том, что есть самое важное для ТРИЗ сегодня?
Да, с этого и надо начинать сегодня новую книгу о ТРИЗ.
I Мой ответ таков: самое важное сегодня для ТРИЗ - обеспечить
I массовое профессиональное обучение ключевым, первичным,
I фундаментальным моделям теории.
I Поэтому книга предназначена для обучения (и самообучения) именно
I этим моделям как исходному пункту и ключевой части всей ТРИЗ.
Итак, зачем и какой должна быть современная ТРИЗ?
Длительный опыт применения и преподавания ТРИЗ сформировал убеждения
автора для ответа на этот вопрос. И уже в течение многих лет эти убеждения
подтверждаются практикой. И практика же дает основания для дальнейшего
развития ранее появившихся идей. Но даже сжатый ответ требует нескольких
пунктов, чтобы отразить как перспективы применения ТРИЗ, так и перспективы
дальнейшего развития этой теории.
Итак, цели работы.
/. Быстрое и правильное стартовое обучение ключевым
первичным моделям ТРИЗ.
Новая технология преподавания ТРИЗ должна преодолеть следующие
недостатки известной практики:
- отсутствие эффективной методики стартового изучения ТРИЗ,
- отсутствие общепринятых определений для основных концептов ТРИЗ,
- отсутствие эффективных стандартных примеров для демонстрации первичных
концептов и моделей.
Результатами "старого" преподавания являются:
- нечеткое понимание обучаемыми простейших моделей,
- неумение применять простейшие модели,
- завышенные неадекватные ожидания от теории и инструментов (особенно от
ТРИЗ-софтвера),
- неуверенность, боязнь, а то и неспособность самостоятельно решать
практические задачи.
Именно провальная неэффективность "старых" способов обучения основам
ТРИЗ ведет к возникновению непреодолимого барьера в попытках
самостоятельной деятельности большинства обучаемых сразу после
прохождения "традиционных" семинаров и тренингов. Отсутствие прочных
навыков правильной самостоятельной работы сводит на нет первые
восторженные впечатления и энтузиазм обучаемых, лишает их возможности
эффективно применять начальные ТРИЗ-знания в реальной практике.
//. Обеспечение стандартного массового обучения как
своевременная реакция на новые требования
экономической глобальной интеграции.
Предисловие автора 27__
Сегодня не только крупные концерны имеют свои отделения на разных
континентах и в разных странах. Малые и средние предприятия, университеты,
независимые исследователи и разработчики успешно образуют
исследовательские, проектные, производственные, маркетинговые,
образовательные, консалтинговые и другие ассоциации.
Для решения проблем постоянно создаются многопрофильные
многонациональные группы Think Tank Team.
I Повышение эффективности работы таких Think Tank Team требует
I формирования общего языка моделирования проблем и стандартного
I инструментария для генерации идей, одинаково понятных всем
I участникам группы.
Такие язык и инструментарий могут быть построены только на основе
эффективного структурирования и стандартизации моделей ТРИЗ. И наоборот,
отсутствие стандартизации в концептуальном и инструментальном аппарате
ТРИЗ является существенным препятствием на пути глобального
распространения ТРИЗ, тормозит освоение ТРИЗ университетами. А ведь
именно студенты, еще не инфицированные негативными стереотипами в
разрешении проблемных ситуаций, могли бы стать наиболее восприимчивыми и
плодовитыми пользователями ТРИЗ, приходя на предприятия в полной
готовности и вооруженности к созданию инноваций.
* ///. Аккумулирование инновационного опыта фирмами,
ассоциациями, университетами.
Несколько лет назад автор провел анализ результатов инновационного движения
на одном из крупнейших предприятий Германии почти за 50 лет. И затем
полученные результаты были проверены еще на трех надежных источниках.
Анализ убедительно показал следующее:
- из реальных высокоэффективных решений не извлекаются объективные
модели и способы создания этих решений, на основе чего можно было бы учить
молодых специалистов!
- опыт инноваторов не аккумулируется иначе, чем в общеинженерных описаниях
и технической документации, не представляется в формализованных
креативных моделях, подобных моделям ТРИЗ, для повторного использования,
для исключения потерь времени и затрат других ресурсов на решение одних и
тех же, по существу, задач!
- отсутствие способа и средств аккумулирования и структурирования
инновационного и изобретательского опыта исключает сохранение и
накопление бесценного интеллектуального потенциала предприятий, более того,
демонстрирует расточительное пренебрежение опытом высококлассных
специалистов, уходящих от активной деятельности на заслуженный отдых и
уносящих с собой свой бесценный опыт. Этот опыт безвозвратно теряется для
предприятия, для молодого поколения, для всего общества!
Эта картина глобальна и типична. И настолько же печальна и непостижима.
И как, без понимания этого явления и без создания новой технологии
аккумулирования опыта, можно говорить о целях, задачах и функциях
22 О дисциплине творчества и стандартизации знаний
управления качеством (quality management), управления проектами (project
management) или развития персонала (personal management)? Говорить о
культуре инновационного мышления и устремленности к инновациям (innovation
management), о наследовании интеллектуального капитала и преемственности
поколений в компании? Преемственности... в чем?
Цена этой расточительности оценивается в десятки миллионов долларов только
для одного крупного предприятия. Трудно достоверно подсчитать потери для
индустриальной сферы в целом, но счет будет на десятки и даже сотни
миллиардов долларов.
IV. Возможность обмена опытом между тысячами
инноваторов и возможность непрерывного
"пожизненного" самотренинга на основе такого опыта
для каждого заинтересованного специалиста.
Архаичные способы "трансфера" ТРИЗ-знаний и преподавания ТРИЗ имеют
следующие недостатки:
- слабоструктурированные примеры, а значит присутствие непонятных
толкований и непоследовательного обучения, зависящего целиком от собственного
опыта инструктора,
- отсутствие объективных критериев оценки эффективности моделей,
- чрезвычайно малая практика обучаемых в изучении примеров решения
реальных задач.
Применение централизованных банков стандартизованных ТРИЗ-моделей
решения реальных задач способно радикально устранить все указанные
недостатки. Это не просто некое собрание примеров, это высокоэффективная
"машина" для воспроизводства и продуктивного трансфера ТРИЗ-знаний. Такой
банк может быть построен на основе простого принципа: чем больше в нем
участников, тем более он эффективен! Создаваемый в нашей Академии Модерн
ТРИЗ банк ТРИЗ-знаний под рабочим названием Modern TRIZ Pool, а также его
версии, обеспечат для любого крупного предприятия эффективный трансфер
опыта между участниками пула, возможность непрерывного
самосовершенствования путем ежедневных тренингов и изучения дайджестов.
V. Развитие современной ТРИЗ.
Стандартизация моделей ТРИЗ и аккумулирование многочисленных примеров
эффективного решения задач ведут к формированию некоторой "критической
массы" для возникновения новых возможностей развития ТРИЗ.
Modern TRIZ Pool фактически становится сокровищницей коллективного разума,
коллективным интеллектуальным потенциалом в действии. А на эмпирическом
поле такого банка открываются новые возможности для новых исследований с
целью дальнейшего развития современной ТРИЗ.
И одной из важнейших особенностей современного образования является
обеспечение доступа к ТРИЗ-знаниям через Интернет, организация массового
дистанционного обучения основам ТРИЗ. Именно такое стандартизованное
обучение и развивает Академия Модерн ТРИЗ.
Предисловие автора 23_
3. Стандартизация обучения - от опыта к убежденности
Может ли быть "стандарт"... в организации мышления? Или, что такое
"стандартная модель" в ТРИЗ, призванной воспитывать и организовывать именно
"нестандартное" творческое мышление?!
Как ответить на эти вопросы? А отвечать необходимо. Иначе могут возникать
такие ситуации, как это произошло однажды на моем семинаре в Берлине с
участием специалистов патентного отдела одного известного в Германии
предприятия, занимающегося перспективными технологиями в области
космической связи и телеметрии.
После моего показа стандартизованной схемы и примеров реинвентинга на
основе МАИ, один из специалистов по патентованию высказался следующим
образом: так что, теперь с Вашим "стандартным" алгоритмом каждый сможет
решить любую проблему и изобрести все что угодно, как компьютер? Но ведь это
значит, что такое решение нельзя будет запатентовать! В таком решении не
будет know how! Поскольку теперь решение можно построить по объективным
законам и правилам, то роль "субъективного фактора", то есть человека, сведена
к нулю! Где же здесь творчество?
Пришлось сказать о том, что методика не заменяет знаний. Что модели
"рационального интеллекта" не заменяют талант. Что решение проблем
зависит еще от мотивации, настроения и предпочтений конкретного человека, то
есть от всего того, что называют "эмоциональным интеллектом".
И конечно, сказать о том, что ТРИЗ помогает развивать талант, что знания и
талант применяются с помощью ТРИЗ радикально эффективнее. Поэтому в этой
книге основное место отводится моделям "рационального мышления", к которым
относится большинство методов ТРИЗ.
Важность хорошей техники, как результат обучения по правильной методике,
пока можно лучше иллюстрировать на примерах из других сфер.
Посмотрите на боксеров братьев Виталия и Владимира Кличко. Вот стандарт
организации боя:
- правильная, можно сказать, "красивая" классическая стойка,
- отличное тактическое движение по рингу,
- отличная защита прежде всего с помощью маневра, а потом уже блоков,
- отличное чувство правильной дистанции - как для защиты, так и для атаки,
- тщательная подготовка решающей атаки,
- эффективный завершающий удар.
Такими были олимпийские чемпионы Кассиус Клей и Валерий Попенченко -
кумиры моей боксерской юности. При этом Попенченко, как и братья Кличко,
обладал точными нокаутирующими ударами с обеих рук. Такой бокс за
последние 10 лет показали не только братья Кличко, но и другие боксеры русской
школы, а также немецкие боксеры Маске, Оттке и многие другие. Всех
перечислить очень трудно. Спустя 10 лет после 1996 года, когда Владимир стал
первым пост-советским Олимпийским чемпионом в супертяжелом весе, весь
пьедестал мирового профессионального бокса в этой самой престижной
категории оказался занят теми, кто вырос из экс-советской школы, ставшей
своего рода глобальной школой Russian Modern Boxing.
24 О дисциплине творчества и стандартизации знаний
Новые чемпионы принесли эффективное спортивное мышление вместо грубой
силы, вместо топтания "бегемотов-тяжеловесов" в устаревшем
профессиональном мировом боксе. На конференции Всемирной Организации Бокса в
Форт-Лодердейле, США, в ноябре 2008 года Владимир был удостоен звания
"Суперчемпион-2008".
Откуда это пришло? Это пришло из так называемой "советской" школы бокса -
это был стандарт де-факто на всей территории бывшего Советского Союза.
Теперь говорят: из "русского" бокса.
Правильное обучение правильному боксу! Выращивание элиты на основе
стандартной стартовой техники!
Новые чемпионы глобального профессионального бокса по многим категориям, а
главное - в тяжелых, самых престижных, весах - изначально воспитывались
тренерами на основе стандартов "русской" школы!
А теперь вспомним высказывание выдающегося русского композитора и
пианиста Сергея Рахманинова: если я не играю один день, я это замечаю: если
я не играю два дня - это замечают мои близкие; если я не играю три дня - это
замечают все!
И это говорил великий пианист! Это означает, что непрерывный стандартный
тренинг необходим даже мастеру. Мастер, переставший тренироваться,
неизбежно теряет часть своего мастерства. Значит, тренировка нужна на
протяжении всей активной деятельности мастера.
Действительно, тогда, когда нужно быть мобилизованным и
концентрированным в решающий момент, уже поздно спрашивать себя, а все
ли ты сделал, что мог и обязан был сделать, до этого момента.
Эта философия лежит в фундаменте тренинга в восточных единоборствах.
Эта философия "правильных стандартных стартовых элементов",
тренируемых всю жизнь (!), лежит в фундаменте всемирно известной "русской"
балетной школы и "русского" фигурного катания на льду, театральной школы
Станиславского и кино Эйзенштейна, "русской" музыкальной культуры и хоккея...
Когда полвека назад русские хоккеисты впервые стали побеждать канадцев и
американцев, это было сенсацией. Когда они в течение нескольких чемпионатов
мира и Олимпийских игр становились победителями, у них стали учиться. О
результатах учебы я еще скажу в конце своего предисловия.
Понятно, что профессиональное мастерство требует многих и многих
тренировок, повторения простых и более сложных упражнений. В любом виде
деятельности освоение инструментария этой деятельности меняет самого
человека, его образ мышления.
А изменение образа мышления и формирование эффективного мышления (в
своей профессиональной сфере) и является признаком мастерства.
Основатель ТРИЗ Генрих Альтшуллер писал7: "Каждый инструмент оказывает
обратное действие на человека, использующего этот инструмент. ТРИЗ -
7 Альтшуллер Г.С: Активизация человеческого фактора в учебно-воспитательном процессе. -
М.: Знание, 1987
Предисловие автора
25
инструмент для тонких, дерзких, высокоорганизованных мысленных операций.
Решение одной задачи еще не меняет стиля мышления. Но в ходе занятий
решаются десятки, сотни задач. Постепенно мышление перестраивается." И мир
начал изучать ТРИЗ.
Школа ТРИЗ означает развитие творческой личности.
И теперь вспомним некоторые высказывания основателя ТРИЗ о возможности
развития управляемого творчества:
- изобретательские задачи издавна решались перебором вариантов (А если
сделать так?..), и этот процесс оказался зависящим от множества случайных и
трудноучитываемых факторов, т.е. практически и в самом деле был
неуправляемым. Необходимо было перейти к иной технологии, дающей ту же
продукцию - изобретения, но при другом процессе производства - управляемом,
хорошо организованном, эффективном8;
- суть ТРИЗ в том, что она принципиально меняет технологию производства
новых технических идей. Вместо перебора вариантов ТРИЗ предлагает
мыслительные действия, опирающиеся на знание законов развития технических
систем. Мир творчества становится неограниченно управляемым и потому может
быть неограниченно расширен. Творческая революция по своему значению, по-
видимому, не уступает революциям научной, технической, космической9;
- в научно-техническом мировоззрении все меняется - незыблемым остается
лишь представление о неуправляемости творческого процесса. Более того,
считается, что и в будущем - через сто или тысячу лет - сохранятся те же
особенности творчества. Сила старых представлений о природе творчества
колоссальна. Поэтому так трудно увидеть то, что, казалось бы, должно само
бросаться в глаза: технические системы развиваются по определенным законам,
которые можно познать и применить для создания новой технологии
творчества10;
- основная концепция плохой школы: готовить учеников к запоминанию
материала. В хорошей школе готовят понимающих материал, умеющих им
оперировать. И лишь отдельные Учителя (нет еще такой массовой супершколы)
могут, или хотя бы понимают необходимость этого и стараются, готовить
учеников к сотворению нового материала.11
При этом основатель ТРИЗ поднимает роль таланта на высоту, не доступную при
старом подходе к творчеству лишь как к случайному процессу, так или иначе
сводящемуся к перебору вариантов и к брейнстормингу:
- алгоритм не отменяет необходимости думать, он лишь управляет
процессом мышления, предохраняя от ошибок и заставляя совершать
необычные - талантливые - мыслительные операции.12
8 Альтшуллер Г.С.: Творчество как точная наука. - М.: Советское радио, 1979
9 Альтшуллер Г.С.: Найти идею. - Новосибирск: Наука, 1986
10 там же.
11 Альтшуллер ПС, Верткин И.М.: Как стать гением. Жизненная стратегия творческой
личности. - Минск: Беларусь, 1994
12 Альтшуллер Г.С.: Творчество как точная наука. - М.: Советское радио, 1979
26 О дисциплине творчества и стандартизации знаний
Итак, может ли быть стандартная организация творческого процесса? Я готов
ответить утвердительно. Тогда, что же такое стандарт? Что такое дисциплина
мышления?
Стандарт - это экономия сил там, где нужен правильный "автоматизм",
чтобы освободить место для творческого мышления.
Стандарт - это усиление мышления испытанными методами концентрации,
осмотрительного маневра и смелого конструктивного действия.
Стандарт - это стремление к цели по самой эффективной траектории с
минимальными затратами энергии.
"Стандарт" хорошо известен инжинирингу. Весь инжиниринг прочно стоит именно
на стандарте - от теории "допусков и калибров", введенной Ф.Тейлором как раз
100 лет назад в 1905 году в США, до теорий качества типа Шесть Сигма и ей
подобных. Кстати, Ф.Тейлор с его "алгоритмом" PDCA: Plan - планировать, Do -
делать, Check - проверять и Act - действовать, вполне может быть назван и как
самый ранний предшественник самой Шесть Сигма™.
Соединяя понятия "стандарт" и "качество" применительно к теории творчества, к
теории изобретения, можно сказать, что победить должны именно они, повторим,
- "стандарт" и "качество".
Действительно, что мы могли понять из трех приведенных, столь разных,
примеров: отличный боксер + замечательный пианист + изобретатель, писатель,
учитель, основатель ТРИЗ?
Первое: путь к выдающимся результатам начинается с правильной и
стандартной (!) организации стартового обучения.
Второе: элита вырастает из массового старта при правильном обучении.
Третье: профессиональный рост продолжается на основе постоянного
самотренинга, само-контроля и само-дисциплины "до" и "на"уровне мастера.
Природа являет миру немало выдающихся талантов, подающих большие
надежды, но известно, что неправильное стартовое воспитание может не дать
таланту раскрыться или даже погубить талант.
Начиная работу над книгой, я использовал собственный опыт обучения основам
ТРИЗ более 3 тысяч специалистов в разных странах, а также свой студенческий
и преподавательский опыт в моей "альма-матер". Этот опыт впитал глубокую
системную организацию преподаваемых предметов, преемственность опыта и
мастерства.
В моей "альма-матер" - Минском радиотехническом институте (теперь -
университет14), где я учился и работал в общей сложности более 20 лет,
действовала высокоэффективная система со строгой дисциплиной посещения
всех без исключения занятий, со строгой системой контроля выполнения учебных
заданий, с обязательными многократными практиками на реальных
предприятиях, с широким привлечением студентов к научно-техническим
проектам, с поощрением изобретательского творчества студентов.
13 см. "алгоритм" DMAIC в методологии Шесть Сигма: Define, Measure, Analyze, Improve and Control
14 Белорусский Государственный Университет Информатики и Радиоэлектроники
Предисловие автора 27__
Таким я знал Московский государственный технический университет им.
Н.Э.Баумана15, где я обучался на курсах повышения квалификации и со
специалистами которого много лет занимался совместными исследованиями по
созданию специализированных вычислительных устройств и систем.
Мощная система обучения, усиленная армейской дисциплиной, действовала в
Военно-Инженерной Космической Академии имени А.Ф.Можайского16 в Санкт-
Петербурге, со специалистами которого я работал почти 10 лет как эксперт и со-
разработчик математических и технических средств многоуровневого и
многоаспектного моделирования крупномасштабных динамических систем и их
компонентов. Здесь вместе интегрировались системный анализ, высококлассный
инжиниринг, тончайшая прикладная математика, психология моделей
В.А.Лефевра17, искусственный интеллект для распознавания ситуаций от многих
советских школ, начиная с Д.А.Поспелова18, динамическое разрешение
конфликтов по Д.С.Конторову19, управление развитием систем, и... ТРИЗ,
применяемая автором этой книги, насколько это было возможно.
Такими были все известные мне высшие учебные заведения в Минске, Москве,
Санкт-Петербурге, Киеве, Харькове, Риге, Таллине, Таганроге, Екатеринбурге,
Иркутске, Новосибирске, Владивостоке, вообще говоря, - везде.
Такой же мощный потенциал был аккумулирован и культивирован в десятках
отраслевых исследовательских институтов, с которыми мне довелось работать.
Выдающиеся результаты вырастали на основе высокой профессиональной
культуры и строгой исполнительской дисциплины, регулируемой стандартными,
одинаковыми по всей стране, требованиями к выполнению и оценке работы -
исследовательской, инженерной, преподавательской.
4. О технологии обучения в Модерн ТРИЗ
ТРИЗ создает таланты. Так надо ли говорить, что ТРИЗ заслуживает не менее
того, чего достиг "русский" бокс в профессиональном мире, то есть получить
глобальное признание и распространение.
Но разница с боксом состоит, в частности, в том, что чемпионы приходят и
уходят, а ТРИЗ будет всегда, потому что она развивается!
Для этого необходимо обеспечить:
- экстрагирование и применение стандартных моделей,
- доступность ТРИЗ массовому пользователю через продвижение учебников,
софтвера и тренингов на основе стандартного моделирования!
- возможность накопления опыта решения реальных проблем и моделирования
известных решений (реинвентинга) на основе стандартных моделей,
- возможность обмена опытом между пользователями на основе глобального,
региональных и отраслевых банков (пулов) стандартных примеров - образцов
15 ранее Московское Высшее техническое училище имени Н.Э.Баумана
16 ранее Академия имела другие названия
17 Лефевр B.A. - основатель теории рефлексивного управления, в настоящее время (2007)
иследователь Калифорнийского университета, Ирвин
18 Поспелов Д.А. - выдающийся российский ученый в области искусственного интеллекта
19 Конторов Д.С. - выдающийся российский ученый-системотехник
28 О дисциплине творчества и стандартизации знаний
эффективных решений на основе реинвентинга в формате Мета-Алгоритма
Изобретения,
- возможность постоянного само-тренинга в ТРИЗ-моделировании для многих
тысяч участников Modern TRIZ Pool,
- ознакомление и обучение учителей, профессоров, менеджеров основам
стандартной Модерн ТРИЗ, чтобы они могли интегрировать модели ТРИЗ в свою
практику, в учебные и тренинговые дисциплины.
Тогда ТРИЗ действительно станет и Модерн ТРИЗ, и "массовой" ТРИЗ, или,
сокращенно и обобщенно, МТРИЗ20. Именно для этого 4 года назад мы
стартовали проект Academy International for Modern TRIZ (AIMTRIZ)2\ Его целью
является организация массового ТРИЗ-образования на основе изучения
первичных фундаментальных моделей. Стартовой программой под общим
названием Нетрудная ТРИЗ*2 является двухуровневый пакет для быстрого
формирования правильной начальной техники работы с моделями противоречий.
Первый (вводный) уровень представлен курсом EASyTRIZ™Junior™ с
сертификацией на уровень МТРИЗ Юниор, предназначенным для всех, кто
только начинает знакомиться с ТРИЗ. Следует отметить, что есть также еще
один уровень, являющийся вводным и ориентированный на старшеклассников -
см. мою книгу "Азбука ТРИЗ".
Второй (профессионально-ориентированный) уровень представлен курсом
EASyTRIZ™Practician™ с сертификацией на уровень МТРИЗ Практик, дающим
надежную методическую и практическую платформу для последующей
самостоятельной работы в любой прикладной области.
Книга, которую Вы держите в руках, является обязательным минимумом для
понимания технологии в соответствии с программой Нетрудная ТРИЗ для
сертификации как на уровень МТРИЗ Юниор, так и на уровень МТРИЗ Практик.
5. Теория - это еще не все
В завершение предисловия я напомню Вам одну историю, которая подтверждает
важность стандартного обучения и мощной тренировки, но и напоминает о том,
что во всяком деле немаловажную роль играют также мотивация, упорство и
воля к достижению цели.
При подготовке американской национальной сборной по хоккею к
Олимпиаде'1980 в Лейк-Плэсид, США, тренером был назначен Герб Брукс23.
Тренер сказал своим парням следующее: вы думаете, что можете выиграть
только талантом... Джентльмены, вы недостаточно талантливы, чтобы
побеждать только талантом.
Вдумайтесь, он сказал это выдающимся американским игрокам, отобранным для
того, чтобы стать одной командой, братством, семьей!
поскольку первые буквы в словах "модерн" и "массовый" совпадают, то в названии будущего
"состояния" МТРИЗ достаточно оставить только одну букву "М" (написание на английском:
MTRIZ)
21 www.modern-triz-academy.com
22 наш специальный бренд-логотип на английском: EASyTRIZ
23 Герберт Брукс (Herbert Brooks, 1937-2003) - выдающийся американский тренер по хоккею на льду
Предисловие автора
29
Для увеличения стартовой скорости и развития скоростной выносливости игроков
он изобрел метод, который впоследствии получил нарицательное имя "герби" (от
собственного сокращенного имени тренера: Herbie - на англ.).
Кратко его суть состояла в том, чтобы во время тренировок стартовать от
красной линии своих ворот и бежать изо всех сил сначала до ближайшей синей
линии на своей половине площадки, резко остановиться и так же бежать назад;
потом остановиться и без передышки бежать до средней красной линии - и
назад до линии своих ворот; потом развернуться и без передышки бежать до
синей линии на половине противника - и назад; наконец, бежать до красной
линии ворот противника через всю площадку - и назад!
И так сотни раз!
60 м
красная линия
ворот
средняя
красная линия
синяя
линия
красная линия
ворот
Спросите себя, способны ли Вы к такой муштре?!
Если нет, то, может быть, и эта книга не для Вас, и Вам нужно найти себе
занятие попроще.
Если да, то будьте уверены, что Нетрудная ТРИЗ действительно не трудна для
тех, кто хочет и может упорно работать.
Герб Брукс убеждал Олимпийский Комитет США при своем назначении:
американцы должны изменить свой стиль игры и адаптировать смешанный
стиль канадцев и русских!
В полуфинальном матче с непобедимой (!) командой СССР его парни победили.
В полуфинальном матче с непобедимой (!) командой СССР его парни победили
(4:3). Многие помнят этот матч как финальный. Потому что этот матч запомнился
больше, чем финальный, хотя и не менее драматичный, матч США - Финляндия
(4:2). Сборная США по хоккею стала Чемпионом Олимпиады 1980.
Герб Брукс написал в своих мемуарах24: мы были быстрой, креативной
командой, которая сыграла исключительно дисциплинированно... без
шайбы.
Так делалась победа до игры\ И только затем - во время игры\
24 www.herbbrooksfoundation.com
30 О дисциплине творчества и стандартизации знаний
Этот матч стал выдающимся спортивным событием потому, что показал, на что
способны личность и команда при мощной правильной тренировке,
помноженной на целеустремленность и волю.
Я помню этот матч...
Личность и команды, понимающие и применяющие Модерн ТРИЗ, способны
достичь многого.
Учебная программа EASyTRIZ призвана стать прологом к успеху для каждого, кто
хочет успеха, кто готов пройти через "МТРИЗ-герби" и подготовить себя к борьбе
за успех.
Успеха Вам.
Михаил Орлов
Берлин, 23.02.2009
P.S. Я вспомнил еще одно особо важное для меня высказывание Герберта
Брукса: Give the Game Back to the Kids.
Это высказывание очень созвучно одной моей давней мечте - чтобы обучение
основам ТРИЗ начиналось как можно раньше, даже в детском возрасте.
Чтобы это обучение было для ребенка и подростка увлекательной игрой и
захватывающим исследованием, радостным познанием мира. Чтобы эти радость
и увлеченность продолжились на всю жизнь.
Я знаю, что выдающиеся педагоги ТРИЗ есть, и в первую очередь, в России. И
это мой сигнал дружеской солидарности всем коллегам по движению ТРИЗ -
делать больше для детей, прийти в семьи, детские сады, школы.
Эти слова Герберт Брукс сказал уже после того, как он привел свою команду к
Олимпийской победе. Он мечтал снова вернуть Игру детям, вернуть радость
Игры, а не губить Игру "молохами" безудержной меркантильности, равно как и
бездумного "фэнства".
И завершу этот пост-скриптум также словами Брукса, только подразумевая, что
эти слова относятся не к хоккею, а к ТРИЗ:
II отвага быть необычным, быть бескомпромиссным, быть
II инновативным, быть сверх-подготовленным, стать сверх-
II результативным через тяжелую работу и упорство, отвага мечтать,
II не бояться неудач, уважать других - учеников и учителей. Быть
II непреклонным, непокорным, противоречащим и упорно работающим -
■I и все это с большой любовью к людям, играющим и помогающим.
Конструктивная технология обучения
Предлагаемая технология обучения основам современной ТРИЗ, или в
брэндовом варианте - Модерн ТРИЗ, сформировалась примерно за 10 лет
работы, начиная с 1995 года, над разными по сложности вопросами в ТРИЗ.
Например: что такое "изобретательский прием" (модель трансформации), что
такое противоречие и можно ли более точно и универсально определить тип
противоречия, как построить самый простой и в то же время конструктивный
"алгоритм изобретения", как обучать быстро и правильно с формированием
надежного практического навыка решения новых задач.
Технология конструктивного - системно-организованного, функционально-
достоверного и стандартизованного - обучения разработана автором впервые
в истории ТРИЗ. Понимание того, что обучающий, а равно и обучаемый,
работают по правильной и эффективной технологии, в кратчайший срок ведущей
к формированию неиспорченного практического навыка, создает уверенность в
методе и ускоряет формирование умения правильно работать по ТРИЗ.
К этому можно добавить, что за 6 последних лет к 2010 году по этой технологии
уже обучены несколько тысяч человек в разных странах, в разных аудиториях как
по составу, так и по количеству участников, представляющих разные
специальности и разные позиции в структурах предприятий и учреждений, даже в
правительствах и структурах государственного управления, имеющих разный
возраст и разные интересы.
И уже более 3 лет расширяется ассоциация партнеров для глобального
распространения дистанционного обучения основам Модерн ТРИЗ. Растет и
число обучаемых буквально по всему глобусу (см. www.modern-triz-academy.com
и www.easytriz.com).
А теперь ответ на часто задаваемый вопрос: в чем конкретно состоят главные
отличия Вашей "конструктивной технологии" обучения основам ТРИЗ, и почему
вообще Вы называете Ваш подход (назовем его так) технологией?
Мой ответ заключается в следующем.
Конструктивная технология обучения основам Модерн ТРИЗ основана на 5
радикально-инновационных парадигмах:
I. Парадигма "Артефакт": эксплицитно (явно) постулируется неограниченное
поле обучения на любых артефактах, а не только на технических патентах,
а также по любым информационным источникам, содержащим эффективные
идеи и решения.
Главное по цели: изучение перехода любого артефакта от состояния "было" к
состоянию "стало" с разрешением (устранением) системных противоречий,
имевшихся в состоянии "было".
Главное в методике: воспроизведение, реконструкция, повторение процесса
создания эффективной идеи через сравнение "конструкций" артефакта-прототипа
и артефакта-результата с аналогичным функциональным назначением.
раздел предназначен в основном для преподавателей средней и высшей школы, знакомящихся с
ТРИЗ, а также для последователей Модерн ТРИЗ, применяющих МТРИЗ самостоятельно или
являющихся партнерами МТРИЗ Академии
32
Конструктивная технология обучения
Эта парадигма обобщает и закрепляет как методическую аксиому уже
имеющийся опыт исследования инновационных изменений не только в
технической, но и во внетехнических сферах, например, в маркетинге и
менеджменте, в дизайне и искусстве (в любых видах), в военных операциях и
бизнесе, в образовании и политике. Ограничений на сферы применения не видно.
II. Парадигма "Экстрагирование11: структурирование и использование
исследовательского метода выявления моделей трансформаций
(творческих, изобретательских способов генерации идей) и противоречий
(причин для создания изменений, инноваций, изобретений) в качестве
метода интенсивного обучения.
III. Парадигма "Реинвентинг": организация эффективного обучения на основе
моделирования полного цикла создания (изобретения) конструктивной
идеи при переходе известного артефакта от состояния "было" (прототип) к
состоянию "стало" (результат) с целью ускоренного формирования
правильного практического навыка генерации новых идей.
Экстрагирование и реинвентинг безусловно являются пионерскими методами в
составе конструктивной технологии обучения систематическому творчеству в
целом, и в развиваемом автором направлении Модерн ТРИЗ - в частности.
IV. Парадигма "Мета-Алгоритм Изобретения Т-Р-И-3 (МАИ Т-Р-И-3)":
стандартизация обучения и последующего процесса генерации идей на
основе четырехэтапного Алгоритма Решения Изобретательских задач (АРИЗ)
в составе этапов Тренд - Редукция - Изобретение - Зуминг, или
сокращенно, Т-Р-И-3.
Создание системно-организованной стандартизованной методики для
моделирования перехода (трансформации) известного артефакта-прототипа от
состояния "было" к известному артефакту-результату или, можно сказать, к
артефакту-наследнику, в состоянии "стало", - есть радикальный шаг для
обеспечения воспроизводимости и эффективности обучения.
Именно из такого моделирования вырастает навык эффективной генерации
идей для изобретения новой идеи с целью разрешения имеющихся системных
противоречий в некотором существующем артефакте, требующем
усовершенствования. Этот артефакт становится прототипом с состоянием "есть".
И требуется изобрести принцип и "конструкцию" артефакта-результата с
состоянием "надо", имеющим новые требуемые свойства и не имеющим
противоречий, присущих прототипу.
V. Парадигма26 "Усилитель интеллекта": технология массового базового
обучения как реализация двух процессов -
1) реализация всех парадигм в двух- или трехуровневой структуре,
обеспеченных дистанционным обучением, книгами и софтвером на каждом
уровне, а именно:
- базовый уровень для школьников и студентов МТРИЗ Ученик на основе
книги "Азбука ТРИЗ" и софтвера EASyTRIZ™ Apprentice™,
в честь выдающегося польского писателя, философа-футуролога Станислава Лема (1921-2006),
автора футурологической работы "Сумма технологии" (мной использовано название одного из
разделов этой работы - М.О.), а также романов "Солярис", "Возвращение со звёзд" и др.
Авторский дайджест книги 33_
- базовый уровень для специалистов МТРИЗ Юниор на основе книги
"Нетрудная ТРИЗ" и софтвера EASyTRIZ™ Junor™,
- продвинутый уровень МТРИЗ Практик с дополнением предыдущих книг
работой автора "Основы классической ТРИЗ" и с использованием софтвера
EASyTRIZ™ Practician™;
2) организация накопления и трансфера примеров экстрагирования и
реинвентинга в стандартном формате МАИ Т-Р-И-3 для аккумулирования
инновационного и изобретательского опыта с целью использования этого
опыта для обучения нового поколения инноваторов и для разработки новых
моделей трансформации.
Конструктивная технология имеет неограниченные
перспективы дальнейшего функционального развития.
Она имеет надежную теоретическую платформу,
которая также готовится к опубликованию и
предопределяет будущую эффективную реализацию
(индивидуальный инструментальный софтвер, банки
ТРИЗ-знаний и сетевые системы). При этом будущая
технология в свою очередь приведет к развитию ТРИЗ.
На это указывает и этого требует разрабатываемая
теоретическая платформа Модерн ТРИЗ.
В качестве небольшого иллюстрирующего примера
рассмотрим два артефакта из сферы, которая
немедленно возвращает мою память в мою юность и в
первый опыт по созданию собственных
изобретательских идей.
Пример Т1. Это - KOH-I-NOOR!
Это загадочное название известно, конечно, немалому
числу любителей порисовать хорошим карандашом!
Да, это пример именно о карандашах чешской
компании27 KOH-I-NOOR, которыми когда-то 17-летний
автор начал свою трудовую деятельность в качестве
техника-конструктора на одном из новых в то время
предприятий будущей электронной промышленности.
Производство простого карандаша началось в 1802
году, а механического - в 1890-м, почти через 100 лет.
Артефакт-прототип имеет тот функциональный
недостаток, что его надо постоянно заострять для
рисования тонких линий. Понятно, что при этом
затрачивается время, и большое количество грифеля
попадает в отходы.
фабрика по производству карандашей с мировым брендом KOH-I-NOOR была основана
изобретателем графитно-глиняного стержня, пригодного для промышленного производства, Йозефом
Хардтмутом (Josef Hardtmuth) в 1790 году в Вене, с 1848 года производство продолжается в Чехии;
название переводится с персидского как "Гора света" и является производным от названия
крупнейшего (на то время) индийского алмаза с многовековой драматической историей
KOH-I-NOOR HARDTMUTH
WOftUWn» ©UAUTy SlWOi 17*0
Рис. Т1. Простой
и механический
карандаши
KOH-I-NOOR
34
Конструктивная технология обучения
А на производство корпуса карандаша расходуется ценная порода дерева - кедр.
Не вдаваясь в детали, можно сказать, что артефакт-наследник позволяет
проводить тонкие линии непрерывно, так как сам грифель имеет требуемый
диаметр. Кроме того, запас грифельных стержней внутри механического
карандаша намного превышает ресурс грифеля одного простого карандаша.
Понятно, что корпус механического карандаша может служить много лет, и
отсутствует использование какой-либо древесины.
Нас интересует: какие проблемы решает появление нового принципа и новой
конструкции? Какие креативные модели объективно присутствуют в этих столь
известных и распространенных объектах?
Ограничимся рассмотрением только одной проблемы, присущей простому
карандашу - необходимость заострения грифеля.
Можно сказать, что концепция и функциональные свойства простого карандаша
содержат следующие противоречия:
Заострение
грифеля
э\
у
^^
<с
\
а/
Заострение
грифеля
Ь)
у
*у
<С
^\.
адаптация к нужной толщине
линии
затраты времени
адаптация к нужной толщине
линии
потеря материала
►
►
чтобы проводить тонкую линию заданной
толщины
на операцию заострения грифеля
чтобы проводить тонкую линию заданной
толщины
при заострении грифеля
Рис. Т2. Примеры стандартного противоречия
Заметим, что в любом объекте можно выделить подобные противоречивые
свойства, поэтому тип противоречия с двумя разными противоречивыми
свойствами можно вполне назвать стандартным, то есть присутствующим во
всех ситуациях и артефактах как "шаблон", как "стандарт".
Можно, однако, обострить конфликт путем формулировки иного противоречия:
Грифель
должен быть острым
чтобы проводить тонкую линию заданной
толщины
не должен быть острым
чтобы не тратить время и материал
Рис. ТЗ. Пример радикального противоречия
Действительно, в любой ситуации имеются две возможности: "быть" или "не
быть" (острым), "иметь" или "не иметь" (свойство "острый"). Каждая возможность
ведет к диаметрально противоположным, несовместимым (на первый взгляд)
результатам. Это - радикальное противоречие, причина, корень проблемы.
Авторский дайджест книги 35_
В новом механическом карандаше реализована такая техническая идея: сделать
тонкие грифельные стержни нужного размера, поместить их в камеру внутри
карандаша, выдвигать стержень из карандаша на нужную длину для работы, а
израсходованный стержень заменять новым из внутренней камеры. По
использовании всех стержней загрузить в камеру новую партию стержней.
Здесь, независимо от воли авторов, то есть объективно (!), присутствует ряд
доминирующих (принципиально важных) моделей трансформации, названия
которых (по ТРИЗ) отражают их конструктивное содержание:
- "сделать заранее" - стержни "заострены" заранее на определенный размер и
заранее положены в камеру для будущей замены,
- "дробление" - разделение карандаша на части (корпус и стержень - отдельно,
при этом стержень разделен на несколько частей),
- "замена механической среды" - конструкция-прототип, представленная как
монолитный неразъемный стержень, заменена системой, имеющей специальные
структуру, механизм и движущиеся части,
- "динамизация" - грифельный стержень сделан подвижным, появился механизм
перемещения стержня и фиксации в рабочем положении, и т.п.,
- "наоборот" - не заострять грифель!
- "отброс и регенерация частей" - замена стержней и пополнение их запаса,
- "матрешка" - использование внутренней камеры для запасных стержней.
Не считая такого общего недостатка, как потеря остатка стержня, результат
такой: 0-потери грифеля и, практически, 0-потери времени! Идеальный результат!
Рассмотренные действия отражают содержание таких операций, как выбор
артефактов, экстрагирование моделей трансформации и противоречий. Эти
операции упрощенно представляют в действии парадигмы I и II.
Теперь, когда экстрагированы модели трансформации и устраненные
противоречия, весь процесс изобретения механического карандаша можно
представить четырьмя крупными этапами:
Этап 1. Тренд. Нужно выявить недостатки в артефакте-прототипе и определить
направление (тренд) будущих изменений. Например, как сделать, чтобы грифель
не надо было заострять? Это, как минимум, указание цели усовершенствования.
Этап 2. Редукция. Установить причины проблемы в виде противоречий (см.
выше). Становится ясно, что только устранение противоречий позволит достичь
поставленную цель. Действительно, если не надо будет заострять грифель, то и
не будет потерь времени и материала! Идеальный желаемый результат!
Этап 3. Изобретение. Ключевая идея: заранее сделать грифельный стержень с
нужным диаметром, необходимым для работы! При этом создать такую
конструкцию карандаша, чтобы стержень можно было выдвигать по мере
израсходования и заменять новым стержнем из некоторого запаса.
Этап 4. Зуминг. Теперь, по аналогии с изменением фокуса и масштаба в фото-
или кинокамере, нужно проанализировать результат с разных позиций и уровней
рассмотрения. Например, на уровне рабочего органа: стержень не надо
заострять! На уровне карандаша: исходные противоречия устранены. На уровне
производства: гораздо проще производить отдельно механический корпус и
36 Конструктивная технология обучения
стержни. На уровне пользователя: экономия времени, гарантия размера линии,
дешевле, чем при постоянной покупке простых карандашей. На уровне экологии:
нет расходования ценного дерева.
Из первых букв в названиях этих этапов и формируется аббревиатура ТРИЗ, или
Т-Р-И-3. А эти четыре этапа и составляют МАИ Т-Р-И-3.
Рассмотренные действия по МАИ Т-Р-И-3 отражают упрощенно операции на
основе парадигм III и IV.
Такие, только более точные и подробные, описания и являются стандартными
примерами в Модерн ТРИЗ и создают эмпирическую основу для развиваемого
банка знаний МТРИЗ, для всей технологии, метафорически названной как
"Усилитель интеллекта".
Задача ТРИЗ состояла и состоит в том, чтобы научиться применять такие модели
сознательно (по воле авторов!), целенаправленно и эффективно. Задача Модерн
ТРИЗ состоит в том, чтобы обеспечить массовое изучение основ ТРИЗ,
стандартное и эффективное применение моделей ТРИЗ, непрерывно
совершенствовать сами модели ТРИЗ и развить общесистемную и
математическую платформы для представления теории ТРИЗ.
А в результате будет создано продвинутое информационное и технологическое
обеспечение Модерн ТРИЗ, обеспечивающее дальнейшее "саморазвитие" теории
и технологии, а главное - массовое практическое применение.
Рассмотренные задачи и процессы отражают в действии парадигму V
развиваемой технологии. Изученная для начала по этой книге, эта технология
может успешно воспроизводиться и применяться всеми практиками Модерн
ТРИЗ: тренерами, учителями, любыми прикладными специалистами, и,
разумеется, старшеклассниками и студентами.
Эффективность технологии
хорошо иллюстрируется
следующим примером: по
окончании двухдневного
семинара в Харбине, Китай,
с 1000 участниками все
сданные работы с
индивидуальным (!) реинвентингом
не имели ошибок! За 2 дня!
Дистанционное обучение
еще более эффективно, так
как обучаемые выполняют
значительно больше
практических заданий. Причем
большинство
сертификационных работ выполняется
по своей профессии.
В заключение этого раздела автор приглашает всех желающих к сотрудничеству
в развитии ТРИЗ и к кооперации в распространении ТРИЗ, в обеспечении
массового обучения и применения ТРИЗ.
Рис. Т4. В зале 1000 участников тренинга!
ЧАСТЬ 1. ПРИНЦИПЫ ТРИЗ
Когда я обдумывал основные вехи теории,
развития теории, опять-таки возникло
сомнение... обычное человеческое сомнение:
если это так важно, то почему так много
умных людей на протяжении многих веков не
заметили этого и не сделали этого без тебя?
Что, тебе лучше видно? 28
Генрих Альтшуллер
Артур Борцов, генеральный директор
российской компании GEFCO, Москва -
крупнейшего логистического оператора в
России, инициатор и участник
сертификационных тренинг-курсов Модерн ТРИЗ для
менеджмента и ведущих прикладных
специалистов компании: Михаил, мне нравится
название "Нетрудная ТРИЗ" - и на русском, и на
английском, и на французском. А как Вы
смотрите на дополнение* - "для специалистов
нового поколения"? Ваш тренинг и эта книга
предназначены для практиков нового поколения,
для нового мышления.
Генрих Кохе, специалист компании VW,
Ганновер: Модерн ТРИЗ позволяет быстро
"поднять" молодых специалистов на уровень
опытных, а опытных - сделать "молодыми" и
инициативными. Преимущество Модерн ТРИЗ -
в аккумулировании, селекции и передаче опыта
на основе стандартного реинвентинга.
28
по книге: Альтшуллер ПС, Верткин И.М. Как стать гением: Жизненная стратегия творческой
личности. - Минск: Беларусь, 1994
в итоге, предложение Артура Борцова, которому я рассказал о работе над этой книгой во время
семинара летом 2009 года, сделало его соавтором ее полного названия
ТЕМА 1. ИСХОДНЫЕ КОНЦЕПТЫ
1.1. Противоречие
PRIMUS INTER PARES
Первый среди равных (лат.)
1.1.1. Изобретательская проблема
Понятие "противоречие" является фундаментальным и центральным концептом
ТРИЗ. Другим важнейшим концептом является "модель трансформации".
Противоречие усматривается в несовместимости некоторых свойств, в их
несогласованности, а то и в противодействии назначению системы.
Определение
"Изобретательская
проблема"
Дополнение 1 к
определению.
Дополнение 2 к
определению.
Изобретательская проблема (задача) - проблема,
содержащая противоречие в виде несовместимости
требований и-или свойств, вызванных неравномерным
развитием частей системы или данной системы и ее
окружения, и не имеющая очевидных удовлетворительных
методов и средств разрешения в данной проблемной
ситуации.
Разрешение проблемного противоречия требует применения
специальных креативных моделей и методов для
конструктивной реорганизации имеющихся
профессиональных знаний и~или для привлечения новых знаний с
целью синтеза эффективной идеи.
Разрешение противоречия является необходимым условием
устранения изобретательской проблемы.
Пример 1.1. Исходная проблема в задаче Р1. Звезды Московского Кремля.
По замыслу архитекторов Звезды Московского Кремля должны быть большими.
Однако при размахе лучей в 5 метров звезда имеет большую парусность, то есть
площадь поверхности, находящуюся под воздействием ветра. Большая
парусность ведет к тому, что сильный ветер при фронтальном давлении может
сломать конструкцию звезды или опору и сбросить звезду с башни. Высота
башен находится на уровне 60-70 метров.
Звезда имеет большой вес - около полутора тонн. Усиление конструкции
дополнительными элементами для повышения прочности заведомо ведет к росту
веса, что нежелательно.
Исходную проблему коротко можно выразить в таком виде: конструкция звезды
должна выдерживать весьма сильный ветер, но не известно, как это сделать. Это
- генеральное противоречие, общей "рамкой" которого обычно является вопрос
"Что можно предпринять для...?"
Действительно, на момент возникновения архитектурного замысла у
проектировщиков Кремлевских Звезд не было готового ответа на этот вопрос.
1. Исходные концепты
39
Пример 1.2. Уточнение проблемы в задаче Р1. Звезды Московского Кремля.
Ключом к решению проблемы является более детальное определение
противоречий исходной проблемной ситуации.
В данном случае: звезда должна иметь большие размеры и, как следствие,
большую площадь, чтобы ее было далеко видно, но это ведет к большой
парусности, что снижает устойчивость к сильному ветру, а значит, снижает
надежность конструкции. Это - типичное, стандартное противоречие, когда
один фактор (обычно ставится первым) является целью усовершенствования и
должен быть улучшен, а второй фактор либо ухудшается (при изменении первого
фактора), либо мешает достичь цели решения. И то и другое недопустимо и
должно быть предотвращено.
Исходное противоречие можно также обострить в следующем виде: звезда
должна и не должна быть большой - по разным причинам! Это - радикальное
противоречие, когда несовместимые, точнее, прямо противоположные
требования, предъявляются к одному и тому же свойству.
1.1.2. Генеральное противоречие
Генеральное
противоречие
Генеральное противоречие (от англ. general - общий,
обобщенный, главный, наиболее общего характера,
наиболее широко распространенный; в классической ТРИЗ
это противоречие называется административным) -
системное требование, отражающее лишь общую
потребность либо в достижении некоторого свойства или
состояния, либо в устранении препятствия для требуемого
функционирования системы.
Задача 1.3. "Умная" калитка (начало). Совсем недалеко от центральных
районов на юго-западе Берлина находится опытный сельскохозяйственный
участок Свободного Университета (Freie Universitat Berlin) - примерно 20 гектаров
земли, на которой выращивают картофель, пшеницу, клубнику (!), капусту и много
чего еще. На участке есть небольшие отдельные площадки, обнесенные
незаметной, но прочной проволокой, с небольшими строениями на этих
площадках для овец, лошадей, свиней, коров. Настоящий "естественный"
деревенский уголок с грунтовыми дорогами и тропками, с обочинами и
дикорастущими кустами и травами, даже с небольшим болотом с хором лягушек
по вечерам. Очень популярное у многих берлинцев место! Вход - свободный.
Кстати, в Германии таких мест в "естественном" состоянии почти нет - везде
асфальтовые, или выложенные плиткой, ухоженные дороги и дорожки - к
каждому дому, к каждому коровнику. Этакие театрально-сказочные уголки
единения жилых домов с Природой. И непременно - с ухоженными цветниками у
домов. Везде цветы, много цветов - самых разных, и еще - стриженые зеленые
газоны, кусты, деревья!
Вот вспомнил о чистоте и цветах и не могу удержаться, чтобы не показать один
"не относящийся к делу" пример. Впрочем, и здесь рассмотрим "генеральное
противоречие", или еще лучше - поставим его в заголовок примера.
40
Часть 1. Принципы ТРИЗ
Рис. 1.1. Нет слов...
Пример 1.4. Генеральное противоречие: как соблюдать чистоту?
Ну не потрясение ли это (рис. 1.1) - увидеть на
бескрайнем лугу в горах столбик с указателем, что, мол,
просим Вас убирать за своими собачками, посетившими
этот луг, чтобы люди могли спокойно ходить и лежать на
этом лугу! А под указателем приделан ящичек, из
которого можно достать полиэтиленовый пакет, чтобы
убрать за Вашим любимцем. А рядом вкопан "сундук",
крышка которого придавлена тяжелым кирпичом, чтобы
ветер не открыл этот ящик, куда Вы можете бросить
пакет с его содержимым.
Конечно, решение указанного здесь генерального
противоречия состоит не только и не столько в том,
чтобы "поставить сундук", "приготовить пакеты" и
"вывесить вежливое объявление". Решение состоит в
том, чтобы заранее - с детства - воспитать людей... в
чистоте и привычке к чистоте. И, к сожалению, не все
оказываются к этому приучены.
Задача 1.3. "Умная" калитка (продолжение). Вернемся к опытному участку
Свободного Университета. Ведь может так случиться, что какое-нибудь особенно
любопытное животное сбежит каким-то чудом со своей площадки. А поскольку
калитки для людей при входах на опытный участок могут остаться незакрытыми,
то животное может попасть на улицу в поток машин, а еще рядом - линия метро
(U-Bahn), выходящая на поверхность.
Что можно предпринять? - вот оно, генеральное противоречие!
Можно поставить пружину на калитку - неплохо. Можно приделать трос и груз -
тоже хорошо. Можно вообще поставить специальный механизм, но тогда это
будет как-то совсем не "по-деревенски". А вот нельзя ли сделать такую "умную"
калитку, которая бы САМА закрывалась, и которую животное уж точно не могло
бы открыть?
Рассмотрим исходную ситуацию немного подробнее (рис.
1.2): обычно калитка висит на петлях (шарнирах) на
небольшом столбе, и, закрываясь, должна бы
остановиться у другого столба. Но калитка висит
вертикально и без внешнего воздействия может
остановиться в любом промежуточном положении между
х ,,*т . состоянием "открыто" и состоянием "закрыто".
Очевидно, что генеральное противоречие не содержит
указания на способ решения проблемы, который и на
самом деле не известен.
Так что, вопрос "Как сделать простую самозакрывающуюся калитку?" остается.
Задача 1.5. "Умная" платформа. В вакуумной камере производится
соединение двух больших листов стекла размером почти 2 на 2 метра. Листы очень
тонкие - тоньше 1 мм. Листы находятся в горизонтальном положении. Робот с
почти 100 "пальцами-присосками" укладывает первый лист на нижнюю
металлическую платформу, потом хватает второй лист, переворачивает и
Щ.*injPr i-
Рис. 1.2.
1. Исходные концепты
41
подносит под верхнюю платформу. Верхняя платформа должна "перехватить" и
удерживать этот лист. Робот убирает свои "щупальца" из камеры, и камера
закрывается. Когда-то платформы держали листы "присасыванием": в
платформах были отверстия и каналы, из которых откачивался воздух до
давления, более низкого, чем остаточное давление в камере.
Здесь следует уточнить ситуацию (рис. 1.3).
Лист должен быть прижат к платформе
равномерно по всей площади. Затем верхняя
платформа идет вниз (показано стрелкой),
пока расстояние между листами не станет
около 100 микрон. Потом нижняя платформа
позиционируется в плоскости (две тонкие
стрелки) до совпадения определенных меток
на обоих листах. И тогда верхний лист
прижимается к нижнему. Листы склеиваются, так
как на верхнем листе нанесен эпоксидный
клей по контуру будущих мониторов (а на
нижнем - поля жидких кристаллов).
Для окончательного прессования камера разгерметизируется, и атмосферное
давление "дожимает" листы в единую монолитную конструкцию. Так производят
экраны для компьютеров и телевизоров на жидких кристаллах по одной из
технологий. Полученный монолитный лист разрезается на отдельные мониторы.
Генеральное противоречие: как удержать верхний лист, если в камере должен
быть установлен глубокий вакуум (то есть воздух будет откачан, и держать листы
"присасыванием" станет невозможно)?
Задача 1.6. Фокусы и "иллюзионы". Вот простая задача29: три стакана стоят
на столе на расстоянии, превышающем длину столового ножа (рис. 1.4).
Надо (генеральное противоречие!) на стаканах
соорудить "мост" из этих ножей, такой, чтобы
"муравей" мог переходить со стакана на стакан,
и чтобы мост мог выдержать, например, стакан
с водой, поставленный на него.
Задача носит игровой характер, а это означает,
что для такой задачи всегда имеется, как
минимум, одно решение. Вообще, для разгадки
любых фокусов и "иллюзионов" я напомню
один из очень важных тезисов системного
анализа в ТРИЗ: раз явление существует, то
для его реализации имеются все необходимые
ресурсы.
Это относится и к головоломкам, однако головоломки могут иметь единственное
решение с очень тонким, плохо распознаваемым, секретом. Здесь надо знать. И
разгадать, значит - переизобрести, решение иногда невозможно! (Вы согласны?)
задачу опубликовал в 1913 выдающийся российский педагог Яков Исидорович Перельман (1882-
1942); известный психолог и тренер Эдвард де Боно (р. 1933) разработал серию поучительных
вариантов этой игры в 1960-х.
Рис. 1.3. Проблема: как удержать
лист стекла под верхней
платформой в вакууме?
Рис. 1.4. Проблема: как
построить из ножей "мост",
связывающий эти стаканы.
42
Часть 1. Принципы ТРИЗ
1.1.3. Стандартное противоречие
Стандартное
противоречие
(1)
Стандартное
противоречие
(2)
Стандартное противоречие {standard contradiction - англ.;
в классической ТРИЗ: техническое противоречие) - бинарная
(двухфакторная) модель, отражающая несовместимые
требования к двум различным функциональным свойствам
конструкта (или разных конструктов).
Стандартное противоречие - двухфакторная модель, в
которой один из факторов соответствует и содействует главной
полезной функции системы (позитивный тренд-фактор, или
плюс-фактор), а другой фактор не соответствует или
противодействует этой функции (негативный проблем-фактор,
или минус-фактор).
Рис. 1.5. "Инновационные"
средства уборки листвы!
Задача 1.7. "Короткие руки". При уборке
осенней листвы возникает такая проблема:
чтобы перенести листву из кучи в
компостную яму, приходится применять
какие-то "сложные" устройства - тележки,
большие лопаты или вилы, которые иногда
отсутствуют в хозяйстве. А просто руками
захватить много листвы не удается - руки
"коротки"!
Видимо, по этой причине "уборщики",
показанные на картинке 1.5, применили
совсем уж необычные средства!
Представим стандартное противоречие (СП) в разных формах записи.
1 вариант (текст). Уборка листвы требует перемещения большого количества
"материала", но применяемые средства сложны и неудобны.
2 вариант (формула). Уборка листвы ► много материала VS сложные средства.
В этом варианте использован значок ►, который понимается здесь как
"моделирование" ситуации (процесса, состояния, действия, объекта и т.п.) в виде
противоречия и который, если нравится, может быть заменен любым другим
условным знаком. Знак "VS" представляет собой сокращение от латинского (и
английского) versus - против, по отношению к, в сравнении с.
3 вариант (графический).
Все три варианта представляют
неформальное стандартное
противоречие, называемое так
потому, что оно не использует
никаких моделей ТРИЗ.
Говорят также: неформальное противоречие не редуцировано к моделям ТРИЗ.
Возможны и другие варианты, дело не в этом. А дело в том, что из описания
исходной проблемной ситуации выделены "главные" конфликтующие свойства
(требования, состояния, действия и т.д.).
Уборка
листвы
плюс >^
| >
\
минус '
много материала
сложные средства
1. Исходные концепты
43
Задача 1.8. Длинноват канатик!
1 ^й$7"%
f.
Рис. 1.6. Швартовка в Ки-Уэст (Key West, Florida)
Эти снимки я сделал в октябре 2006 года при
подходе нашего круизного лайнера "Majesty Of The
Seas" к острову Ки-Уэст, самой южной точке США и
штата Флорида, куда многократно возвращался и где
прожил немало лет Эрнест Хэмингуэй3 .
' -:.^^^ -■■■v5 "
v*%^
*^Чв&*'* ■
*•*" *гА
Я с волнением стремился к встрече с
домом Хэмингуэя, одного из двух
писателей, которыми я особенно увлекался
в юности - Хэмингуэй и Джек Лондон31. В
год, когда мне исполнилось 18, я выиграл
чемпионат Минска по боксу в первом
среднем весе и набрал недостававшие
пункты для получения первого спортивного
разряда (дальше шли кандидат в мастера
и мастер спорта, чего мне уже не удалось
достичь, так как решил отдать все время
работе и учебе - я тогда учился на
вечернем факультете).
Оба писателя увлекались боксом и написали немало замечательных историй,
связанных с боксом. И вот теперь я приближался к встрече, о которой когда-то, в
моей юности, не мог даже и мечтать.
Но - к делу! При швартовке надо доставить несколько канатов (один из них
указан стрелкой) с высоты примерно в 20 метров на причал. Именно этим и
занимаются трое матросов (в круге) на рис. 1.6, а, Ь. Но возникает противоречие:
Рис. 1.7. Судно пришвартовано
(высота от уровня воды до верхней
палубы - около 60 метров)
Эрнест Хэмингуэй (Ernest Miller Hemingway, 1899-1961) - известный американский писатель,
лауреат Нобелевской премии 1954 года, автор произведений "Прощай, оружие", "По ком звонит
колокол", "Старик и море" и многих других
1 Джек Лондон (Jack London, 1876-1916) - известный американский писатель, автор произведений
"Морской волк", "Мартин Иден" и многочисленных рассказов о мужестве, верности, воле к жизни и к
победе, в частности - из моих любимых: "Белый клык", "Кусок мяса", "Мексиканец", "Мужество
женщины", "Любовь к жизни"
44
Часть 1. Принципы ТРИЗ
Канат ► длинный VS тяжелый, не хватает сил раскачать его,
особенно сверху, чтобы добросить до причала
Здесь вся прикладываемая энергия поглощается канатом! Вспомнили задачку с
тонкими веревками в детском саду из книги автора "Азбука ТРИЗ"?!
Задача 1.9. На пути к новой автомобильной эре: электромобиль. Множество
моделей электромобилей предложено за те 100 с лишним лет, когда появились
самые первые электромобили, ставившие когда-то рекорды скорости,
превышавшие скорости первых автомобилей с двигателями внутреннего
сгорания! Знаете ли Вы об этом удивительном факте?
Однако и по сей день основной проблемой остается низкая эффективность
бортового аккумулятора электроэнергии, его большой вес и потери энергии.
Стандартные противоречия - возможные варианты:
Электромобиль ► время передвижения без перезарядки VS затраты энергии;
Электромобиль ► время передвижения без перезарядки VS
излишне тяжелый из-за большого веса аккумулятора;
Электромобиль ► время передвижения без перезарядки VS
потери энергии при любой остановке, например, на
перекрестке, если двигатель остается включенным.
Задача 1.10. Назад - в будущее! Известно, что корабли затрачивают огромное
количество топлива при длительных океанских переходах и должны "возить" с
собой необходимое количество топлива вместо полезного груза. Причем, чем
больше скорость, тем больше расход топлива. Понятно, что при этом интенсивно
загрязняется окружающая среда - воды океана.
плюс
Стандартное противоречие
(действительно "стандартное"
для всех видов транспорта):
Океанский
лайнер
скорость, расстояние
минус
большой расход энергии
Задача 1.11. Куда хочу - туда и верчу! В разделе 2.4.
Невидимое - в очевидном при рассмотрении Проблемы 26
было сказано, что скутер Honda U3-X имеет возможность
передвигаться в любом направлении! Это надо понимать
буквально: для смены направления движения можно
остановиться и поехать, например, под углом 90° к
предыдущему направлению движения, не... поворачивая
колеса по направлению движения! Как это может быть?
В известных скутерах-прототипах такая смена направления
движения явно ухудшает удобство эксплуатации, так как
приходится выполнять цирковые по ловкости наклоны тела,
чтобы заставить рулевое или основное колесо двигаться по
переходной закругленной траектории.
В отличие от прототипов, в скутере Honda U3-X смена направления движения
происходит при легком наклоне тела в нужную сторону (рис. 1.8)!
Рис. 1.8.
1. Исходные концепты
45
Возникает такое неформальное стандартное противоречие:
Колесо
ПЛЮС ^
>
........л S
IVMIiyL/
любое направление
неудобно поворачивать
Нетрудно видеть, что во всех приведенных ситуациях между собой конфликтуют
два разных свойства (рис. 1.9):
1-универсальность
\
Колесо должно двигаться в
но,
любом направлении,
смена направления требует ^неудобных действий.
/
2- неудобство пользования
Рис. 1.9. Стандартное противоречие для обычных скутеров-прототипов при повороте.
Аналогичное заключение можно сделать для любого стандартного противоречия,
например, для модели "швартовочного каната" (рис. 1.10):
Швартовочный канат должен быть (длинным, J
но,
чтобы добросить или раскачать его, Сне хватает энергии.
2 - затраты энергии
Рис. 1.10. Стандартное противоречие для каната.
Рис. 1.11. Эти домики - не
скворечники, а почтовые
ящики
Задача 1.12. "Умный" почтовый ящик. У частных домов установлены почтовые
ящики (рис. 1.11). Это - Лонг Айленд, Нью-Йорк. И это очень традиционно для
Америки. Как сделать, чтобы можно было узнать, есть ли почта в ящике, не
выходя из дома?
Стандартное противоречие постройте сами. В скором будущем Вам самим будет
интересно многократно упражняться в построении подобных моделей
конфликтных ситуаций.
И все же пересмотрите этот короткий раздел внимательно, сравните Ваши
версии с авторскими - может быть Ваши покажутся Вам более точными, более
близкими к содержанию реальных конфликтов в описанных ситуациях, к
противоречиям в приведенных артефактах-прототипах.
Напишите мне о Ваших моделях.
46
Часть 1. Принципы ТРИЗ
1.1.4. Радикальное противоречие
Радикальное
противоречие
(1)
Радикальное
противоречие
(2)
Радикальное противоречие (от англ. radical - коренной,
радикальный, решительный, действенный; в классической
ТРИЗ: физическое противоречие) - совокупность двух
противоположно направленных и взаимноисключающих
системных требований к одному и тому же свойству.
Радикальное противоречие - бинарная (двухфакторная)
модель, в которой первый фактор отражает одно требование
(условно: плюс-фактор), а второй фактор - второе требование
(условно: минус-фактор), такие, что оба фактора представляют
одно и то же свойство одного и того же конструкта
(компонента, ресурса, функции, действия, состояния и т.п.),
однако являются несовместимыми.
Задача 1.13. Площадка для парковки. Большие участки для парковки
автомобилей, например, около выставочных центров, нередко выглядят очень
удручающе - огромные, серые, бетонные или асфальтовые поля. Куда приятнее
и полезнее были бы травяные поля, да еще с деревьями! Но тяжелые
автомобили раздавят траву и грунт, в результате чего эти участки превратятся в
грязные пустыри, поросшие кое-где сорняком.
Генеральное противоречие: как можно улучшить вид участков для парковки
автомобилей?
Стандартное противоречие: участки должны иметь прочное покрытие над
грунтом, но из-за этого участки имеют плохой вид, перегреваются, и с них плохо
удаляется вода, так что иногда с сухими ногами до автомобиля не дойти.
Радикальное противоречие: участок должен быть бетонным, чтобы
выдерживать вес автомобилей, и не должен быть бетонным (или: должен быть
травяным), чтобы иметь красивый вид, не перегреваться и хорошо удалять воду.
Графически этот конфликт можно представить следующим образом:
конструкт
свойства-факторы
должно быть
бетонным
не должно быть
бетонным
• *ч
1 S
| S
комментарий
для прочности,
но это некрасиво
травяным-для
красоты, но это
непрочно
Формула радикального противоречия (варианты):
"бетонный" VS "не-бетонный",
"травяной" VS "не-травяной",
"прочный" VS "не-прочный",
"красивый" VS "не-красивый".
Примечание. Если Вы нашли и без ТРИЗ или знали эффективное известное
решение, то представьте его с помощью моделей ТРИЗ.
1. Исходные концепты
47
••SC^v^ .
Задача 1.14. Мост на судоходной реке. Радикальное противоречие: мост
должен быть, чтобы соединить берега для пешеходов и транспорта, и моста не
должно быть, чтобы суда с высокими мачтами или палубами могли проходить по
реке. (См. примечание к предыдущей задаче)
Задача 1.15. Реклама на автобусе. На первый взгляд, не позавидуешь
пассажирам этого автобуса, на котором нарисован целый самолет (рис. 1.12)!
Окна "замазаны"! Наверное, пассажирам ничего не видно?!
Действительно, противоречие:
реклама должна быть на
автобусе, особенно в таком
впечатляющем виде - по улице
катится самолет, опираясь
стойками шасси прямо на колеса
автобуса! - и не должна быть,
так как пассажирам невозможно
любоваться видами из окна
автобуса? Кто же хочет ездить
"внутри чемодана"?! Рис. 1.12. "Гибрид" самолета с автобусом!
Так что, решайте сами: Вы хотите смотреть вокруг через самолетный
иллюминатор (в лучшем случае) или через большие окна автобуса?
Задача 1.16. Удобная подножка автобуса. Как сделать, чтобы пассажирам
было удобно выходить из автобуса и входить в него, особенно с тяжелыми
вещами или с детской коляской? Ведь не поднимать же везде площадку на
уровень пола автобуса?!
конструкт
Радикальное противоречие:
• У^"ф^$$$$ъ-
свойства-факторы
должна быть
высоко
должна быть
низко
J S
комментарий
чтобы не ухудшать
движение автобуса
чтобы вход и выход
пассажиров были
удобнее
Формула: подножка должна быть "высокой" VS "низкой", или
подножка ► "высокая" VS "низкая".
Задача 1.17. Как в сказке! Вы, конечно, помните, как сообразительная (можно
сказать, изобретательная) девушка решила задачу-требование короля "явиться к
нему не одетой и не голой, не верхом и не в повозке, не путем, а все же
дорогою"?
А ведь она разрешила целый комплекс радикальных противоречий!
Постройте для них формулы и графические модели.
Задача 1.18. Помнить вечно. Что может быть символом памяти, или тем более
"вечной памяти"? Ведь, пока мы помним людей, то эти люди продолжают жить в
нашей памяти. Пока поколения помнят свою семью, историю, родину, то они
48
Часть 1. Принципы ТРИЗ
живы в новых поколениях. Так сохраняется и передается память об идентичности
нации, семьи, религии. Отказ от памяти означает изменение идентичности.
Монументы ветшают и разрушаются. А память может сохраняться вечно, пока
живы носители памяти и пока они передают по наследству то, что необходимо
помнить. Итак, что может быть самым "адекватным" символом вечной памяти?
Неформальное радикальное противоречие: символ не может (не должен - по
законам Природы,) быть вечным, так как любой "физический объект" со
временем разрушается, и должен быть вечным, чтобы напоминать о том, о чем
нельзя забывать.
Более формально: символ ► "вечный" VS "не-вечный".
Рис. 1.13. Здесь каждому
есть место под солнцем!
Задача 1.19. Лежаки. Снова - к морю-
океану! А вот так загорают на палубе Star
Princess (фото автора: Майами, 2007) -
сотни лежаков (рис. 1.13) каждое утро
расставляются для пассажиров на палубе,
а вечером убираются. Но, как и куда? Ведь,
как видно, лежаки занимают много места!
Возникает радикальное противоречие:
лежаки ► "много места"-для использования
VS "мало места" -для хранения.
Как разрешить это противоречие?
Задача 1.20. Мойщик стекла. Вот, казалось бы, простая задача: как вымыть
оконное стекло, если окно не открывается так, чтобы можно было достать
снаружи до любой точки стекла? Конечно, можно сделать специальную штангу, с
изгибом, например. Однако возникает другая проблема: штанга может стать
слишком сложной.
Отсюда - генеральное противоречие: что можно предпринять, чтобы вымыть
(постоянно мыть) окно с наружной стороны?
Можно построить стандартное противоречие:
штанга позволяет мыть окно изнутри и снаружи,
но устройство штанги может стать сложным.
Или перейти к радикальному противоречию:
штанга должна быть снаружи окна (чтобы мыть наружное стекло) и
не должна быть снаружи (поскольку для этого нет физической
возможности).
В двух последних вариантах более точно указаны конкретные препятствия,
мешающие реализовать основную функцию штанги для выполнения главной
полезной функции всей операции - вымыть стекло (с обеих сторон окна).
Для наглядности эти модели удобно представить графически (рис. 1.14).
И вот здесь для снятия психологического стереотипа рекомендуется заменить
слово "штанга" на некое условное название для будущей конструкции, например,
1. Исходные концепты
49
"мойщик". Таким образом, окончательно формулируется тренд поиска идеи
решения: нужен такой "мойщик", который может мыть окна изнутри и, главное,
снаружи и был бы не очень сложен!
Плюс
Штанга для
мойки окна
а)
Минус
Функциональное
требование / состояние
должна быть
универсальной
специальное
устройство
Функциональная
цель/ помеха
для мойки стекол окна
изнутри и снаружи
усложнение
конструкции
Штанга для
мойки окна
Ь)
должна
быть
ДЛИННии
>
\
коро
1 I4UVI
*ч
S
X
S
для мойки больших
стекол
чтобы оказаться
снаружи окна
Рис. 1.14. Графическое представление неформальных
стандартного (а) и радикального (Ь) противоречий для
Примера 1.19. Мойщик стекла.
Задача 1.21. Ракеты конструктора32 В.П. Макеева. В начале 1960-х при
развертывании строительства атомных подводных лодок (АПЛ) выяснилось, что
для установки более мощных ракет требуются лодки немыслимого размера.
Конечно, как и ранее, ракеты можно
было бы транспортировать в
горизонтальном положении (рис. 1.15), а перед
стартом поворачивать и устанавливать
на пусковой позиции в вертикальное
положение. Но это вело к длительной
предстартовой подготовке и в
принципе не годилось для старта из
подводного положения, что исключало
залповый старт.
Длина первой одноступенчатой ракеты морского базирования 11ФМ - чуть
больше 10 метров. И дальность полета - менее 200 км. Пунктирная линия на
рисунке условно отделяет двигатель ракеты (1) от топливного бака (2).
Для полета на 2-3 тысячи км и доставки большего груза нужны были уже
двухступенчатые ракеты. Однако при традиционной конструкции расчетная
длина ракеты получалась в 16 и более метров, и ракета не помещалась в
существующие АПЛ.
Рис. 1.15. Ракета 11ФМ (1950-е)
■ Виктор Петрович Макеев (1924-1985) - выдающийся советский ракетостроитель, создатель
советской школы морского ракетостроения
50
Часть 1. Принципы ТРИЗ
свойства-факторы
комментарии
конструкт
Радикальное противоречие
относительно ракеты:
Ракета
должна
быть
большой
не-большой
>ь
S
для доставки более
весомого фуза
для установки на
АПЛ в вертикальном
положении
Радикальное противоречие
относительно АПЛ:
АПЛ
должна
быть
И
N
большой
не-большой
для вертикальной
установки ракет на
АПЛ
чтобы не ухудшать
скорость,
энергопотребление и
"видимость" АПЛ
Какое решение примите Вы как "главнокомандующий": строить невиданную в то
время по высоте подлодку или ухудшать параметры ракеты?
Задача 1.22. Время не властно! Храм в Филэ, Египет был построен примерно в
3 веке до н.э. и служил культу богини Изиды, религии фараонов. В 6 веке н.э.
христиане превратили этот храм в церковь.
Вопрос: что бы Вы сделали, чтобы попытаться сохранить красоту росписей
храма для потомков в надежде, что когда-либо справедливость восстановится?
Радикальное
противоречие:
конструкт
Росписи
храма
/
\
свойства-факторы
должны быть
заменены
христианскими
должны быть
сохранены
комментарий
христиане победили и
решили замазать росписи
известкой, а поверх нанести
свои символы
для потомков
Задача 1.23. Искусство и ремесло льда. Во время моего очередного семинара
в Харбине, Китай в феврале 2008 года мой переводчик и большой друг Сун
Сяндун (которого я называл русским именем Алексей по установившейся
практике коммуникации с переводчиками и, соответственно, по его предложению)
как-то вечером пригласил меня на знаменитый ледовый фестиваль.
На площади в квадратный километр были выстроены изо льда сотни настоящих
произведений искусства, созданных скульпторами из многих стран. Высились и
светились цветными огнями лондонский Тауэр Бридж, Собор Парижской
Богоматери, подобие афинского Акрополя, мечеть, православная церковь и
многое другое (рис. 1.16 - посмотрите в цвете на сайте www.easytriz.com).
Ледяные скульптуры выстроены из больших ледяных блоков, "кирпичей",
размером примерно 25 х 25 х 50 см и весом под 30 кг. "Кирпичей" должно быть
много - сотни тысяч! Но каждый скульптор, даже группа, не сможет сделать
нужное количество блоков, скажем, для строительства "Акрополя"!
Как организована эта грандиозная стройка? Что изобрели организаторы и
участники?
1. Исходные концепты
51
,--•
&
г -W- ■■■
■£**
«t
^*;::
?т-
><4? ■
1.
V- t
w*--
"Иг J
v.,- *
Рис. 1.16. Харбинский фестиваль ледовых скульптур - скажем так, в миниатюре!
Радикальное противоречие:
"кирпичи" ► "много" - примерно 1,5 миллиона VS "мало" - скульпторы не могут
напилить где-то 10-20 тысяч кирпичей даже для своего относительно небольшого
строения за короткий срок, скажем, за неделю, да еще и построить скульптуру.
1.2. Трансформации
1.2.1. Пирамида трансформаций
ТРИЗ продолжает развиваться. Сегодня - это все еще теоретический
background*, эмпирическое основание, прото-теория. Еще предстоит пройти
неблизкий и непростой путь к созданию в Модерн ТРИЗ своей "алгебры", своей
системологии и, может быть, "системогенетики" и своей "нанотехнологии".
Впереди - увлекательный поиск, ценностно- и целе-ориентированный синтез.
Модерн ТРИЗ сегодня также все еще опирается на прото-модели, которые ждут
своего структурирования, алгоритмизации, расширения и развития.
В первом приближении модели33 ТРИЗ можно представить в единой структуре
как "пирамиду" (рис. 1.17).
Сверхинтуитивный
(прогностический)
Изобретательские
модели
Логико-
интуитивный
(ассоциативный)
Уровни
креативности
Функционально-
структурный
Функционально-
физический
Рис. 1.17. Пирамида ТРИЗ-моделей трансформации
background - с англ.: подоплека, предпосылка, база, истоки, корни, первоисточник
33 "Основы классической ТРИЗ", разделы "Класические навигаторы изобретения А-студии"
"Стратегия изобретения" и "Искусство изобретения"
52 Часть 1. Принципы ТРИЗ
Общий принцип формирования этой пирамиды состоит в том, что "нижние"
модели могут рассматриваться как детализация "верхних". "Верхние", в свою
очередь, могут рассматриваться как мета-модели, "оболочки", для "нижних".
Рядом с пирамидой приведены "названия" этих уровней с точки зрения роли
логики (левополушарного), интуиции (правополушарного) и "сверх-интуиции"
(опираясь на работы Симонова П.В.34) и их взаимодействия, доминирующих при
работе с определенными типами моделей.
Эту пирамиду по всем уровням пронизывают три системообразующие сущности,
которые интегрируют "пирамиду" в единое целое и которые мы планируем ввести
на более высоких ступенях обучения в Модерн ТРИЗ.
Эти понятия целесообразно ввести после создания достаточно большого, по
численности и качественному разнообразию, сообщества теоретиков-
последователей и пользователей-практиков.
Здесь же отметим, что наиболее простыми для понимания и применения
являются специализированные модели, к изучению которых мы и переходим.
1.2.2. Специализированные трансформации
Здесь мы рассмотрим сугубо эмпирическую сторону понимания понятий
"трансформация" и "модель трансформации". Алгоритм извлечения моделей из
артефактов рассматривается в разделе "Экстрагирование".
Задача 1.24. Увидеть невидимое в очевидном (начало). Что общего между
системой страхования здоровья, "ремнем безопасности" в автомобиле, и
предохранителем, установленным в квартире и защищающем все
электроустановки и электропроводку в случае короткого замыкания или перегрузки?
Давайте изучим главную полезную функцию (ГПФ) каждой из систем и
рассмотрим, что принципиально важного и креативного внесено в ГПФ по
сравнению с системами, которые не имеют такой функции.
Пример 1.25. Система страхования. Предположим, некто N не платит
сравнительно небольшой годовой или ежемесячный страховой взнос и не
является участником-партнером в такой системе. Но вот так случилось, что N
потребовалось специальное длительное лечение. В этом случае для
восстановления здоровья N должен искать денежную сумму,
непланировавшуюся в расходах. Понятно, что N все непредвиденные расходы
должен оплатить сам. А если нужной суммы нет?
Итак, в рассмотренном случае ГПФ - страхование здоровья. Именно эта функция
не была использована N.
Рассмотрим противоположную ситуацию, когда N является участником-
партнером страховой системы. Всю требуемую сумму он получил бы от системы
страхования! Предположим, что в год N должен платить по 3000 евро, а лечение
требует 60000 евро и не может быть отложено или заменено, скажем,
витаминным курсом. Таким образом, все участники-партнеры, внося
34 академик Симонов Павел Васильевич (1926-2002) - выдающийся российский нейрофизиолог,
биофизик и психолог, основатель потребностно-информационного подхода в исследовании
поведения и творчества
1. Исходные концепты
53
относительно небольшую сумму, создают значительный запас средств на тот
случай, если кому-то из них потребуется особенно значительная денежная
помощь.
Действительно, страхование - удивительно ценное изобретение!
Пример 1.26. Ремень безопасности. Известно, что применение ремня
безопасности спасает огромное количество жизней при несчастных случаях на
дороге - человек устал, не заметил льда или не успел среагировать на внезапно
появившееся животное. И также в той войне, которую ведет против себя и других
каждая безответственная личность, нарушающая правила дорожного движения.
А ведь каждый пункт этих правил написан кровью. И что же? См. информацию в
Задаче Р4.
Так что "ремень безопасности" - очень полезное изобретение! ГПФ "ремня
безопасности" - помочь человеку выжить в опасной непредвиденной ситуации,
которая, к сожалению, может произойти, причем неважно по чьей - не по его или
по его (увы!) - вине.
Пример 1.27. Предохранитель от короткого замыкания или перегрузки.
Короткое замыкание - это когда провода, находящиеся под напряжением,
оказались в непосредственном контакте. Это ведет к возникновению
электрического разряда, перегреву и возгоранию изолирующей оплетки проводов
и окружающих предметов. При перегрузке по сети может произойти возгорание
от перегрева либо повреждение электрических устройств.
Система предохранителей в доме немедленно отключает подачу тока и
прерывает разряд при коротком замыкании или при превышении допустимой
суммарной нагрузки. После устранения проблемы предохранитель снова
устанавливается пользователем в рабочее состояние.
Это изобретение спасло несчетное количество устройств, жилья и жизней.
Итак, вопрос "знатокам": сформулируйте креативную модель, которая является
одной и той же во всех этих трех ситуациях!
Задача 1.24. Увидеть невидимое в очевидном (решение). Все три
проблемные ситуации в примерах 1.25 - 1.27 относятся к потенциально
возможным будущим событиям. ГПФ заранее предусматривает определенные
меры на случай наступления таких негативных событий.
Все прямо по русской пословице: знал бы, где упадешь, там соломки постелил
бы! Или подушку подложил бы, почему нет?! Так вот, креативная модель,
использованная во всех трех системах, называется в ТРИЗ "Заранее
подложенная подушка"! В ТРИЗ эта модель представлена следующим образом:
Заранее
подложенная
подушка
Компенсировать относительно невысокую надежность объекта
заранее подготовленными аварийными средствами.
"Специализированный" принцип, лежащий в основе этой модели, полезно
вспомнить для поиска эффективных решений тогда, когда надо заранее
предусмотреть какие-то средства на нежелательный, но потенциально возможный
случай. Аналогично определяются и все другие "специализированные" модели.
54
Часть 1. Принципы ТРИЗ
Понятно, что техническая реализация этого принципа во всех трех системах
совершенно разная:
- запас денежных средств в системе страхования;
- "ремень безопасности", срабатывающий при определенном ускорении
перемещения тела (попробуйте резко наклониться вперед даже в стоящем
автомобиле, когда Вы пристегнуты ремнем, и он должен сработать и не дать Вам
двигаться дальше вперед!);
- предохранитель, срабатывающий на увеличение силы тока, протекающего
через него.
А теперь рассмотрим, чем отличаются креативные решения в этих ситуациях и
артефактах.
Пример 1.28 (дополнение). Система страхования. Здесь применен креативный
принцип, который в ТРИЗ называется "дробление".
Дробление
а) Разделить объект на независимые части;
с) Увеличить степень дробления (измельчения) объекта.
Понятно, что общая страховая помощь в случае наступления страхового события
разделена между участниками страховой ассоциации на небольшие доли-
взносы.
Пример 1.29 (дополнение). Ремень безопасности. Здесь применено несколько
дополнительных креативных моделей, одной из которых является "посредник".
Посредник
a) Использовать промежуточный объект, переносящий или
передающий действие;
b) На время присоединить к объекту другой (легкоудаляемый)
объект.
Здесь, фактически, прямо описывается все, что реализовано как "творческий
прием" в изобретении "ремень безопасности".
Пример 1.30 (дополнение). Предохранитель от короткого замыкания или
перегрузки. Для примера здесь можно показать несколько (даже не все!)
моделей трансформации, составляющих "творческий портрет" этого, казалось
бы, совсем простого решения.
Копирование
а) Вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, неудобного
или хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые
копии;
Действительно, предохранитель - это как бы выключатель, который сам
отключает ток при определенных условиях. Предохранитель копирует и прямо
реализует функцию выключателя.
1. Исходные концепты
55
Дешевая
недолговечность
взамен дорогой
долговечности
Заменить дорогой объект набором дешевых объектов,
поступившись при этом некоторыми качествами (например,
долговечностью).
Раньше, а во многих системах и теперь, очень простые по конструкции и
недорогие предохранители выполнялись из легкоплавкого материала -
разрушаемыми и невосстанавливаеыми. Так что проводящая проволока в
предохранителе плавилась и разрывалась при превышении током величины,
достаточной для разрушения проволоки.
Обратить вред в
пользу
а) Использовать вредные факторы (в частности, вредное
воздействие среды) для получения положительного эффекта;
Здесь слишком большой ток, который мог бы повредить электроустановкам в
доме, САМ прерывает себе путь, разрушая мост-предохранитель.
Минимальная первичная задача обучения и самообучения основам ТРИЗ
состоит в том, чтобы научиться видеть неочевидное - видеть модели
трансформации - в любом артефакте, в любой ситуации, где произошли
или могут произойти позитивные (а иногда и негативные) изменения.
Приведем еще несколько примеров.
Задача 1.18. Лежаки (решение).
Решение радикального противоречия для
этой задачи состоит в особой конструкции
лежаков, позволяющей плотно вставлять
их друг в друга (рис. 1.18). В результате
лежаки занимают минимально возможное
место!
Рис. 1.18. Пирамида лежаков!
у®Щ1^Я№!^Ж"£
■■■'■■■'■/''■■y-vb^i-.
Пример 1.28. От деревянной указки - к металлической. Деревянная указка
обычно делается длиной около 1-1,5 м (рис. 1.19).
**^*^t&wthd^teJ3>ZZ2!%
Рис. 1.19. Деревянная указка
Сформулируем следующее
радикальное противоречие:
конструкт
свойства-факторы
должна быть
длинной
*ч
S
комментарии
для работы
должна быть
короткой
для ношения в
портфеле или
даже кармане
Решение проблемы: металлическая указка с телескопической конструкцией (рис.
1.20). Такая указка также раздвигается до 1-1,5 м, но в сжатом виде ее можно
положить в портфель или даже в карман пиджака.
56
Часть 1. Принципы ТРИЗ
Рис. 1.20. Металлическая телескопическая (раздвижная) указка
Здесь присутствуют две ведущие, доминирующие, трансформации. Мы пока
укажем только одну из них: сделать объект из нескольких частей, вложенных
одна в другую! Вы уже заметили сходство по принципу решения с задачей о
лежаках?
Пример 1.29. Башня для стрельбы. Это военно-
техническое решение35 нас интересует только со
стороны объективно реализованной здесь креативной
модели (рис. 1.21). Мы не ставим и не обсуждаем здесь
вопросы о его функциональности и эффективности.
" ~^«^Л .'/...-
■;'' Ж*-,
'• ^О-
£. .-^Й!С«
Рис. 1.21. Поднимающаяся башня для стрельбы... нет, не из лука, а ракетами!
По мнению производителей, одно из применений башни усматривается в борьбе
с танками противника с помощью самонаводящихся ракет. При этом
предполагается, что башня может быть скрытно доставлена к месту действий,
например, в лесу или на пересеченной местности, внезапно вырасти до боевого
положения и атаковать неприятеля.
Мачта башни сделана в виде
телескопической конструкции. Итак, мы
имеем уже три артефакта с одинаковой
ключевой идеей разрешения основного
противоречия "быть большим" VS
"быть малым" - с помощью схожего
подхода в виде модели'
трансформации, названной в ТРИЗ
"матрешкой".
Рис. 1.22. А вот и сама матрешка!
Матрешка
a) Один объект размещен внутри другого объекта, который в
свою очередь находится внутри третьего и т.д.;
b) Один объект проходит сквозь полость в другом объекте.
MSLP Missile Stand Lifting Platform - система противотанковой борьбы датской компании Falck
Schmidt Defence Systems
1. Исходные концепты
57
^ЩлЩ^{Ш::-ШШ^Ш^^^^^Ш
У*"у>"
■ < \;
" -• у ■» - '■*
'.'■С.->:\
•?7^4
Рассмотрим еще несколько примеров.
Задача 1.13. Мост на судоходной реке (решение).
Одно из известных решений состоит в том, что мост
делается разводным, подъемным (рис. 1.23). То
есть, конструкция перестала быть статичной, так как
в ней появился динамический компонент.
При этом, на одном интервале времени (большом)
мост "закрыт" и работает по своей главной полезной
функции - связать берега для пешеходов и
транспорта, а на другом интервале времени (малом) рис. 1.23. Дворцовый мост
мост "открыт" для прохода высоких судов. в Санкт-Петербурге.
Пример 1.30. Бомбардировщики36 В-1 и Ту-22МЗ. В свое время перед
конструкторами реактивных самолетов стояли такие противоречия:
Стандартное противоречие
неформальная модель
плюс
комментарии
большая
скорость
Реактивный
самолет
надо увеличить
большой размах
крыльев
минус '
Радикальное противоречие
свойства-факторы
растет
сопротивление
движению
комментарии
Размах
крыльев
реактивныого
самолета
для крейсерского
полета
большой
для взлета и
посадки
Решение-изобретение: применение крыльев с
изменяемой стреловидностью!
На рис. 1.24,а машина В-1 заходит на посадку,
и поэтому крылья раскрыты.
На рис. 1.24,Ь машина В-1 находится в
скоростном полете, и поэтому крылья прижаты к фезю-
ляжу.
Схема изменения стреловидности машины Ту-
22МЗ представлена на рис. 1.25.
©
Рис. 1.24. В-1-единственная на
сегодня (2010) боевая машина в
США с крыльями изменяемой
стреловидности.
5 машина В-1 Lancer компании Rockwell International находится на вооружении в военно-воздушных
силах США с 1986 года; машина Ty-22M3 (Backfire-C) компании ОКБ им. А.Н.Туполева находилась в
проектировании с 1974 г.; на вооружении в военно-воздушных силах России - с 1984 г.
(официально - с 1989)
58
Часть 1. Принципы ТРИЗ
ТУ-22МЗ
Рис. 1.25. Переменная стреловидность
крыльев самолета Ту-22МЗ
Пример 1.31. Штурмовик37
Су-24.
В 1960-е годы перед
конструкторорами Особого
Конструкторского Бюро под
руководством38 П.О. Сухого
была поставлена задача
создать многоцелевую
реактивную машину, которая бы
удовлетворяла совершенно
противоречивым
требованиям в виде следующего
стандартного противоречия:
неформальная модель
комментарий
плюс
Реактивный
самолет
Л
минус
полет на низкой
высоте
большая
скорость
>«,
S
для незаметного подлета к цели
"под радарами" и бомбардировки
фронтовых целей
для полета к оперативному
пространству и функций
истребителя
Рис. 1.26. Фронтовой бомбардировщик Су-24
с крыльями изменяемой стреловидности.
Рис. 1.27. Три положения
крыльев самолета Су-24
37 машина Су-24 (Fencer) советско-российской компании "Сухой" находится на вооружении в военно-
воздушных силах России с 1975 года; производство прекращено с 1993 года
38 Павел Осипович Сухой (1895-1975) - выдающийся советский авиаконструктор, один из основателей
советской реактивной и сверхзвуковой авиации
1. Исходные концепты
59
Ключевой принцип ТРИЗ, лежащий в основе решения в примерах 1.13, 1.30 и
1.31, называется "динамизацией".
Динамизация
a) Характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться
так, чтобы быть оптимальными на каждом шаге работы;
b) Объект разделить на части, способные перемещаться
относительно друг друга;
c) Если объект неподвижен, сделать его подвижным,
перемещающимся.
И в завершение "трансформируем" раздвижную указку, чтобы показать действие
других моделей трансформации.
Пример 1.32. От раздвижной указки - к лазерной. Пусть нас интересует указка
длиной, скажем, в 3-5 метров. Понятно, что деревянная указка такой длины, если
и могла бы быть изготовлена, то была бы весьма тяжелой.
Стандартное противоречие для этого случая:
■ ?-<:?'■ ?V::
конструкт
Деревянная
указка
плюс
К
минус
свойства-факторы
должна быть
длинной
растет вес
>
комментарий
для работы с большой
дистанции в 3-15 метров
Для этой проблемы ТРИЗ предлагает решение на основе модели
"антивес", хотя для расстояний до 2-4 метров можно было бы
использовать составную (я видел когда-то такие указки в одном
военном училище - составные, многозвенные, как удочка) или
раздвижную указку на основе модели "динамизация".
;^- ■::..:■ %}
mm
Далее, для требуемой дистанции и раздвижная
сталкивается со стандартным противоречием:
указка
свойства-факторы
комментарий
конструкт
Раздвижная
телескопическая указка
плюс
К
минус
должна быть
длинной
нежесткость,
"разболтанность"
для работы с большой
дистанции в 3-15 метров
требуется большая
точность в сопряжении
частей
Для решения такого противоречия из арсенала ТРИЗ лучше Рис. 1.28.
всего подходит модель "замена механической среды" - а) Лазерная
заменить механическую схему оптической. И теперь в указка
аудиториях широко применяются лазерные указки - "пойнтеры"
(рис. 1.28).
Специализированные модели трансформации составляют первоначальный в
изучении и самый первый по времени появления инструментарий ТРИЗ.
60
Часть 1. Принципы ТРИЗ
1.3. Оперативная зона
Оперативная Зона (03) также является одним из фундаментальных понятий
ТРИЗ.
Образно говоря, 03 является гипоцентром проблемы, в отличие от эпицентра
проблемы, которым можно обозначить внешние проявления проблемы,
представляемые, в частности, в форме противоречий (рис. 1.29).
ЭПИЦЕНТР (ПРОБЛЕМНАЯ СИТУАЦИЯ)
ГИПОЦЕНТР (ОПЕРАТИВНАЯ ЗОНА)
Рис. 1.29. Эпицентр и гипоцентр проблемы
Действительно, землетрясение начинается именно в гипоцентре из-за сдвигов
или других изменений в земной коре на некоторой глубине. Эпицентр
определяется как область проявления глубинных изменений на поверхности
Земли. Иными словами, "невидимые" процессы, происходящие в гипоцентре,
являются причиной "видимых", наблюдаемых проблем (разрушений и других
катастрофических последствий) в эпицентре.
Понятно, что если гипоцентр находится у поверхности (Земли), то эпицентр и
гипоцентр могут совпадать. То же относится и к техническим системам, и к
организационным, и к любым другим.
При анализе проблемной ситуации, согласно ТРИЗ, формулируются модели
проблемы (или нескольких проблем) в виде противоречий. Проблемы (в любом
представлении), конфликты, противоречия - это то, что находится на
поверхности, в "эпицентре".
А что является причиной противоречий? Какие глубинные процессы создают
проблемы, конфликты, противоречия? Какие элементы являются "инициаторами"
или участвуют в этих глубинных процессах?
Ответы на эти вопросы нужно искать в оперативной зоне - в "гипоцентре"
проблемной ситуации.
Формальное определение 03 дает лишь некоторое минимальное представление
об этом понятии, так как для освоения этого понятия требуется немалый
практический опыт. И все же на последующих примерах мы рассмотрим
ситуации, для которых выявление 03 является относительно простым и
интуитивно понятным. При этом в простых примерах можно считать, что
гипоцентр и эпицентр практически совпадают, так как противоречия
непосредственно представляют конфликт свойств элементов 03.
1. Исходные концепты
61
Определение
"Оперативная
зона"
Оперативная зона (03) - совокупность компонентов
системы и, иногда, системного окружения,
непосредственно связанных с противоречием.
03 представляется некоторой функционально-структурной моделью, отражающей
состав, связи и взаимодействия элементов в определенной системе (языке)
моделирования.
"Бритва Оккама"
- дополнение 1 к
определению 03
03 состоит из элементов, необходимых и достаточных
для полного описания процессов (а равно, причин и
последствий), ведущих к противоречиям.
Условие необходимости устанавливает требование, согласно которому 03 состоит из
элементов, исключение хотя бы одного из которых приводит к невозможности полного
описания процессов (а равно, причин и последствий), ведущих к противоречиям.
Такое описание 03 является априори неизбыточным, следовательно, минимально
сложным.
"Гипоцентр
проблемы"
-дополнение 2 к
определению 03
Для достаточно сложных систем при определении 03, то
есть при поиске местонахождения (локация) и
построении структуры 03 (моделирование), нередко
требуется строить нескольких промежуточных моделей,
для каждой из которых оказывается возможным (или
необходимым) найти еще более "глубокую" 03.
При наличии нескольких последовательно связанных между собой 03 любая из них
может рассматриваться как эпицентр для более "глубокой" 03, которая будет
гипоцентром для предыдущей, более "поверхностной".
Любая 03 может иметь в качестве ее эпицентра переформулированные модели
противоречий, относящиеся только к процессам и последствиям, происходящим в этой
03. Эти противоречия отражают требования от вышестоящей 03 к более "глубокой".
Самая "глубокая" 03 может быть определена как первичный 03-гипоцентр всей
системы, всей проблемной ситуации, конкретной рассматриваемой проблемы,
конфликта, системного противоречия.
"Динамизация
03"
-дополнение 3 к
определению 03
Построение цепочки оперативных зон, а равно и
функционально-структурной модели любой 03, можно
рассматривать как динамический процесс не только в
глубину в соответствии с определением "гипоцентра
проблемы", но и в "ширину", результат которого зависит
от состава и источника ресурсов, вовлекаемых в модель.
Модель 03 может иметь существенно различные состав, структуру и процессы в
зависимости от выбранных аспектов анализа, важнейшими из которых являются виды
ресурсов, по которым происходит основной анализ, и характер цели изменения,
определяемый Функциональной Идеальной Моделью.
62
Часть 1. Принципы ТРИЗ
Пример 1.33. Оперативная Зона в конструкции Звезд Московского Кремля.
В соответствии с описанием проблемной ситуации напомним стандартное и
радикальное противоречия:
Стандартное противоречие: звезда должна иметь большую площадь
поверхности, чтобы в ней можно было разместить много ламп, благодаря чему
звезда будет хорошо видна даже ночью, однако это ведет к большой парусности,
что снижает надежность конструкции при сильном ветре.
Здесь два конфликтующих свойства: площадь (неподвижного объекта) и
надежность. Такой конфликт стандартно присутствует практически во всех
проблемных ситуациях: что-то требуется усилить, развить, при этом другой
аспект, свойство, ухудшается. Возникает общий тренд (направление к цели и
собственно цель) синтеза решения как необходимость улучшить первое свойство
(плюс-фактор) и, как минимум, не ухудшить второе свойство (минус-фактор).
Радикальное противоречие строится также достаточно просто - это конфликт
требований к одному и тому же аспекту (фактор, параметр, элемент): площадь
должна быть большой (чтобы в конструкции можно было разместить много ламп
по всей площади) и должна быть небольшой (в идеале - нулевой, чтобы ветер не
мог создать большого давления на такую "нулевую" площадь). Здесь элементом
является вся фронтальная поверхность звезды. А противонаправленные
требования (достижение разных значений параметра, а значит и разных свойств)
предъявлены к фактору "площадь" этой поверхности: должна быть большой и
небольшой. Параметром здесь является измеряемая величина площади
поверхности.
Эти противоречия в "неформальном виде" можно представить в таблице (рис.
1.30).
Оперативная Зона: здесь к 03 можно уверенно отнести всю конструкцию, так
что гипоцентр и эпицентр (при таком упрощенном описании) совпадают. При этом
03 содержит следующие элементы: собственно звезда и опора звезды в виде
острой вершины (шпиля) башни. Упрощенно можно сказать, что проблема 03
состоит в том, что при сильном фронтальном ветре создается большое давление
на звезду, и звезда, или опора, или место соединения звезды с опорой, могут
сломаться.
Надо так изменить состав элементов конструкции или устройство одного или
нескольких элементов, чтобы устранить имеющиеся противоречия.
Проблема в Примере Р1. Звезды
Московского Кремля
Звезда большого размера на
высокой башне может быть
повреждена при сильном ветре.
Стандартное противоречие
(+)-фактор
Большая площадь
поверхности, чтобы
была далеко видна
(-)-фактор
Большая парусность и
низкая надежность при
сильном ветре
Радикальное противоречие: должна иметь -
большую площадь,
чтобы разместить
много ламп
малую площадь, чтобы
быть устойчивой к
сильному ветру
Рис. 1.30. Противоречия оперативной зоны для звезды
1. Исходные концепты
63
1.4. Изобретение
Как следует из определения, "изобретательской" в ТРИЗ была названа
проблема, эффективное (приемлемое) решение которой нужно изобрести,
поскольку очевидные решения неудовлетворительны, либо вовсе отсутствуют.
Именно появление противоречий в развитии всех без исключения систем создает
проблемы и проблемные ситуации. Устранение противоречий осуществляется
изобретением эффективных идей, изменяющих систему в принципе действия и-
или в конструкции. Такое конструктивное изменение ведет к достижению нового
качества системы, к формированию совокупности свойств, не содержащих
прежней проблемы и противоречий.
Определение
"Изобретение"
Свойство
"Эффективность
идеи"
-"системное"
дополнение 1
к определению
Изобретение (изобретательская идея, изобретательское
решение) - идея, устраняющая противоречие и,
соответственно, проблему, содержащую это противоречие.
Идея эффективна, если обладает следующими свойствами:
1. устраняет проблему, тормозившую развитие системы;
2. создает объект с новыми свойствами, отвечающими
требованиям вышестоящих систем;
3. открывает возможность дальнейшего развития системы
и-или окружающих систем;
4. как правило, решает проблему минимально возможными
средствами (ресурсами);
5. требует минимально возможных изменений в самой
системе или в окружающих системах.
Характеристика эффективности идеи в соответствии с дополнением 1 является,
по существу, комплексом важнейших требований к качеству изобретательской
идеи.
Рассмотрим понятие "изобретение" на самом первом из наших бенчмарк-
изобретений Звезд Московского Кремля.
Пример 1.34. Звезды Московского Кремля. Секрет изобретения!
В отсутствие системы для изобретения решения, такой, как ТРИЗ, остается
рассчитывать только на профессиональные знания и талант проектировщиков. И
для Кремлевской Звезды этот талант создал удивительное решение! Решение,
на котором сегодня мы учимся изобретать.
Ключевая идея решения - сделать звезду... флюгером (рис. 1.31)! Для этого ось
опоры смещена относительно оси симметрии звезды так, чтобы одна часть
звезды имела большую площадь, чем другая. И тогда сильный ветер должен
совершать полезную работу, поворачивая звезду так, чтобы она становилась
именно "боком" - короткими лучами вперед - к ветру. И чем сильнее ветер, тем
более устойчиво звезда занимает "правильное" - самое безопасное -
положение! Так что здесь можно говорить о том, что вредное воздействие
превратилось в полезное. А это и есть один из способов создания изобретений в
ТРИЗ. Как и принцип асимметрии, примененный фактически в изобретении
звезды-флюгера.
64
Часть 1. Принципы ТРИЗ
А теперь мы рассмотрим это решение так, как будто оно и было сделано по
ТРИЗ. Такое моделирование называется в Модерн ТРИЗ реинвентингом.
Реинвентинг является основой обучения изобретательному мышлению для
решения любых проблем аналогичной или даже большей сложности.
J^^^g;;J^^fc^j|
Рис. 1.32. Вы не забыли,
как выглядит и как
работает флюгер?
смещение оси!
а) фронтальный вид Ь) вид с обратной стороны под углом
Рис. 1.31. Идеальное решение - конструкция САМА защищает себя!
Пример 1.35. Реинвентинг Звезд Московского Кремля по ТРИЗ.
Для решения подобных противоречий ТРИЗ имеет целый арсенал из 40 моделей,
таких, например, как "сделать наоборот", "копирование", "динамизация" и так
далее. А для выбора моделей, подходящих для данной ситуации и для данного
противоречия, применяется специальная таблица39 - А-матрица40.
Для решения рассматриваемой проблемы в А-матрице используюся два фактора
из стандартного противоречия: первый фактор соответствует позитивной цели
решения задачи - звезда должна иметь большую площадь, чему соответствует
плюс-вход А-матрицы с номером 18. Площадь неподвижного объекта] второй
фактор соответствует минус-входу 04. Надежность, так как именно надежность
звезды ухудшается с ростом размеров и площади звезды.
В А-матрице на пересечении строки 18 и столбца 04 находится клетка, в которой
записаны номера моделей трансформации - 01, 09, 17 и 24, которые
статистически часто встречались на практике при решении противоречия,
представленного факторами 18 и 04, что записывается как 18 VS 04.
Тогда для создания идеи нужно посмотреть описания этих моделей в
специальном Ас-каталоге и попробовать интерпретировать их применительно к
решению данной проблемы. Наибольшим "креативным" потенциалом для
рассматриваемого случая обладает навигатор 24 Асимметрия, а) перейти от
) Орлов M.A. Первичные инструменты ТРИЗ-М.: СОЛОН-Пресс, 2010, раздел 16. А-матрица и
раздел 17. Ас-каталог; далее книга указывается как "Первичные инструменты ТРИЗ";
см. также: Орлов M.A. Основы классической ТРИЗ-ЬЛ.: СОЛОН-Пресс, 2010, 4-е изд.; далее книга
указывается как "Основы классической ТРИЗ"
) название А-матрица, а также А-каталог, были предложены в честь Г.С. Альтшуллера автором этой
книги в его первом учебном пособии - очерке ТРИЗ по работам Генриха Сауловича Альтшуллера:
Орлов M.A., Широков A.M. Противоречие. Изобретение. Развитие. Избранные страницы
классической ТРИЗ. - Минск: Институт Современных Знаний, 2001. - 210 с.
1. Исходные концепты
65
симметричной формы объекта к несимметричной. Объективно присутствует
также навигатор 07 Динамизация: с) если объект неподвижен, сделать его
подвижным, перемещающимся. Применение этих моделей трансформации ведет
к идее этого удивительного решения: выполнить звезду в виде "флюгера" (рис.
1.32)!
Проверка решения показывает, что все противоречия устранены! При этом
конструкция не усложняется, и возникает "внеплановый" полезный эффект -
большая экономия энергии, так как ветер сам выполняет полезную работу,
поворачивая звезду в самое безопасное положение. Поэтому здесь объективно
реализована также модель 21 Обратить вред в пользу.
И теперь можно дополнить краткую форму описания задачи, представленную на
рис. 1.30, более полной, представляющей уже решение этой задачи (рис. 1.33).
Проблема в Примере 1.1. Звезды
Московского Кремля
Стандартное противоречие
(+)-фактор
(-)-фактор
Звезда большого размера на
высокой башне может быть
повреждена при сильном ветре.
Большая площадь
поверхности, чтобы
была далеко видна
Большая парусность и
низкая надежность при
сильном ветре
Радикальное противоречие: должна иметь -
большую площадь,
чтобы разместить
много ламп
малую площадь, чтобы
быть устойчивой к
сильному ветру
Время: 1936
Решение: звезды выполнены в
виде флюгера. Ось вращения (ось
опоры) смещена относительно оси
симметрии звезды.
Модели ТРИЗ: "Асимметрия",
"Динамизация", "Обратить вред в
пользу", "Копирование"
Рис. 1.33. Краткое представление решения задачи
Р1. Звезды Московского Кремля
Реинвентинг данного изобретения представлен на стандартном бланке (для
работы в классе без софтвера EASyTRIZ™) и приведен на рис. 1.34.
Дополнительные примеры аналогичного применения моделей динамизации и
асимметрии приведены на рис. 1.35-1.37 (здесь все фото сделаны автором).
Итак, Вы познакомились с первоначальными концептами ТРИЗ: противоречие,
модель трансформации, оперативная зона и собственно изобретение.
Теперь мы постепенно приступим к детальному освоению этих и других понятий
ТРИЗ. При этом, как Вы, очевидно, заметили, мы будем максимально опираться
на реальные артефакты. Такие практические примеры, как Звезды Московского
Кремля (рис. 1.34), в основном и будут сопровождать весь этот курс.
Успеха Вам и, наверное, все же определенного упорства в освоении этой
"нетрудной" ТРИЗ!
66
Часть 1. Принципы ТРИЗ
ТРЕНД
Основные Звезды Московского Кремля имеют большой размер - более 5 метров в
высоту. Вес звезды -1 тонна и более. При этом они имеют большую площадь, а значит
и парусность. Поэтому при сильном ветре имеется опасность сброса звезды со шпиля
башни. ПРОБЛЕМА: как сделать конструкцию звезды надежной, устойчивой против
сильного ветра?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, вместе с имеющимися или изменяемыми ресурсами и без усложнения
объекта или внесения негативных свойств, гарантирует получение ИКР
[ звезда надежно устойчива при сильном ветре ].
Стандартное (техническое) противоречие
/э
и
Звезда
Большие
размер и
площадь
Факторы
Навигаторы
18. Площадь
неподвижного
объекта
Q
Низкая
надежность
04. Надежность
01. Изменение агрег. состояния
09 Изменение окраски.
17. Примен. композ. материалов
24. Асимметрия
Дополнительно:
07. Динамизация
Радикальное (физическое) противоречие
должна быть большой.
чтобы ее было видно
издалека
&
должна быть небольшой.
чтобы ветер не мог
сбросить ее с башни
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Ключевая модель: 24 Асимметрия - а) Перейти от симметричной формы объекта к
несимметричной. Что напоминает "несимметричная звезда"? Флюгер! Сделать звезду
флюгером! Явно присутствует модель 07 Динамизация.
ЗУМИНГ
Противоречия устранены? -Да. - -t-.
Сверх-эффекты: ветер САМ устанавливает звезду "по ветру". Объективно, здесь
присутствует прием "21 Обратить вред в пользу": поскольку, чем сильнее ветер, тем
лучше он держит звезду наименьшим сечением "поперек" воздушного потока, а
наибольшим - "вдоль". Конструкция упрощается. Энергия не потребляется.
Негативные эффекты: нет
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Для упрощения конструкции и
снижения затрат энергии,
Звезды Московского Кремля
выполнены со смещением оси
вращения относительно оси
симметрии в соответствии с
навигатором 24 Асимметрия,
при этом реализуется также
модель 07 Динамизация.
смещение оси!
Рис. 1.34. Изобретение Кремлевских Звезд
1. Исходные концепты
67
Рис. 1.35. Вращение звезды на Боровицкой башне Московского Кремля
IfS^' Шй1Р
■,**'■
i-7
**\W****
Рис. 1.36. Вращение герба на башне Исторического музея
в Москве со стороны Александровского сада
•:--:>-• ' •• • ' -• -:V--•''.• ^^.:^ii»v:-->- -.JKC.:-*:-.*< ' .=%siS
■:i,--:-.;-7-="--.*.r ^^^^^Щ
tlfT'
а) вид утром со стороны Дворцовой b) вид вечером со стороны фонтана напротив
площади; фонтан здесь слева главного входа; Дворцовая площадь - справа
Рис. 1.37. Вращение флюгера-кораблика на шпиле
здания Адмиралтейства в Санкт-Петербурге
(два положения флюгера при разных направлениях ветра)
68
Часть 1. Принципы ТРИЗ
ТЕМА 2. КРАСНАЯ НИТЬ ПОБЕДЫ
2.1. Алгоритмы творчества
Случилось так, что, прежде чем покинуть Крит, Дедал41 вручил Ариадне
волшебный клубок ниток и научил ее, как входить и выходить из лабиринта.
Она должна была открыть дверь и привязать свободный конец нити к дверной
притолоке, клубок покатится впереди нее, становясь с каждым шагом все
меньше, и приведет по хитрым поворотам и переходам к внутреннему
помещению, где обитает Минотавр. Этот клубок Ариадна отдала Тесею и
наказала ему следовать за клубком, пока тот не приведет его к спящему
чудовищу... Обратную дорогу он найдет, сматывая нить в клубок.42
Третьим фундаментальным концептом ТРИЗ является Алгоритм Решения
Изобретательских Задач (АРИЗ). Это - нить Ариадны, красная нить победы,
указывающая путь в лабиринте - путь к решению проблемы.
Целью ТРИЗ является создание эффективных моделей для изобретения
эффективных идей. Решение проблем с противоречиями требует особых
надпрофессиональных творческих знаний и мастерства, предоставляемых
сегодня в интегрированном виде - в концепции, теоретических моделях и
практико-ориентированной технологии - только в ТРИЗ.
Без разрешения противоречий невозможно развитие систем (продукции,
технологий, организаций, разрешение любых конфликтов). Поэтому проблемы,
определяемые противоречиями развития, всегда являются вызовом (англ.:
challenge) для творческого ума, для инженеров и менеджеров, требуют полной
мобилизации знаний и творческих способностей, особой психологической
концентрации.
Применение ТРИЗ может быть иллюстрировано следующим образом (рис. 2.1).
Исходная проблемная ситуация состоит в том, что в артефакт-прототип
требуется внести развивающее изменение, но при этом возникает определенное
противоречие. Например, нужно построить большую звезду и установить ее на
высокой башне, но звезда имеет большую парусность и может упасть с башни
при сильном ветре. Противоречие - это модель проблемы в предельно сжатом
виде. Можно сказать также, что описание проблемы сведено (редуцировано) к
форме противоречия.
Затем надо установить цель - Идеальный Конечный Результат (ИКР) и
сформулировать определенную Функциональную Идеальную Модель (ФИМ -
одну или несколько), которая установит направление движения (мета-тренд) к
ИКР. Например, ИКР: звезда должна быть большой и надежной. А для этого надо
реализовать такую ФИМ: пусть звезда САМА взаимодействует с ветром так,
чтобы всегда устанавливаться "боком" по ветру!
41 персонажи древнегреческой мифологии: Дедал - художник, инженер и изобретатель, изобрел, в
частности, крылья, на которых бежал вместе с сыном Икаром из плена, при этом Икар погиб, не
послушавшись отца и поднявшись слишком высоко, то есть ближе к Солнцу; Минотавр -
получеловек-полубык на острове Крит, которому приносили в жертву юношей и девушек; Тесей -
одним из его подвигов была победа над Минотавром; Ариадна -дочь критского царя, которая
помогла Тесею совершить его подвиг и выйти из лабиринта с помощью клубка из красной нити
42 цитируется по книге: Роберт Грейвс Мифы Древней Греции- M.: Прогресс, 1992
2. Красная нить победы
69
ФИМ-
мета-тренд
а ртефа кт-п рототи п
-состояние "есть"
ИКР - цель
новый артефакт -
состояние"будет"
модели трансформации
(пути)
промежуточное решение
проблема
(противоречие)
Рис. 2.1. Решение задачи по ТРИЗ
Затем нужно выбрать модели трансформации - конкретные пути к цели. Для
разных вариантов формулирования приведенного выше противоречия ТРИЗ
дает такие модели трансформации, как динамизация, асимметрия, копирование,
превратить вред в пользу и некоторые другие.
И вот теперь предстоит пройти эти пути - один или несколько - и изобрести
конкретные решения, изменяя ресурсы артефакта-прототипа по направлению к
новому - целевому - артефакту, отвечающему требуемому ИКР. Здесь вступают
в действие воображение, талант ассоциативного мышления, опыт, знания,
характер человека. При этом, следуя "подсказкам" от ТРИЗ как навигаторам
мышления, появление идеи копирования флюгера кажется уже вполне логичным
и предсказуемым!
конечно, оценить идею,
И в заключение процесса генерации решения надо,
проверить ее на реализуемость и эффективность.
Таким образом, изобретение по ТРИЗ - это путь (рис. 2.2) от имеющегося
состояния артефакта "есть" к будущему состоянию "должно быть" или "надо" с
помощью моделей трансформации, играющих роль навигаторов мышления.
ИЗОБРЕТЕНИЕ
ЕСТЬ
■W НАДО J
Рис. 2.2. Изобретение как переход системы
от состояния "есть" к состоянию "будет"
Более подробно процесс изобретения может быть описан с помощью следующей
схемы (рис. 2.3).
70
Часть 1. Принципы ТРИЗ
£.
7) г
JL
wmsmmm
Ш^т$ы
артефакта в
состоянии
Свойства
артефакта в
состоянии
шш
Конструкция
артефакта
"есть"
~:->&*&&~: ■£■:
3. Переход в
конструкции
Конструкция
артефакта
"будет"
Простоанйво.констру|ЩИ1*^^
ПРОТОТИП
- состояние
системы
"есть"
1. Переход
во времени
ЦЕЛЬ
- состояние
системы
•••._. ******
надо
Рис. 2.3. Процесс изобретения как совокупность переходов системы
Процесс любого изобретения содержит три перехода:
1) переход во времени, такой, при котором прототип, соответствующий
состоянию "есть", изменяется в целевом направлении (в соответствии с заданной
тенденцией, трендом) к состоянию "надо"; тренд задается растущими
потребностями и ограничивается имеющимися ресурсами, включая
информационный ресурс - сумму знаний, для создания нового артефакта;
2) переход в свойствах, при котором в состоянии "есть" в прототипе всегда
присутствуют противоречия, которые надо разрешить, а в состоянии "надо", или
"будет", противоречий прототипа нет;
3) переход в конструкции, при котором в состоянии "есть" существующая
конструкция-прототип полностью определяет все ее свойства (отображение
"Конструкция —> Свойства", или К-С), а для состояния "будет" требуется создать
новую, неизвестную еще, конструкцию-цель, которая отвечала бы требуемым
свойствам "надо", то есть противоположно направленному отображению С-К, то
есть "Свойства —> Конструкция".
■ Изобретение с точки зрения технической реализации - это есть переход
в конструкции. Изобретение с точки зрения системного развития - это
есть три перехода: в свойствах, в конструкции и во времени.
Практическая реализация таких переходе (трансформаций) исходной системы
обеспечивается АРИЗ-ами. Модерн ТРИЗ предлагает для этой цели самый
простой вариант АРИЗ (рис. 2.4) в форме так называемого43 Мета-Алгоритма
43 см. в частности: "Основы классической ТРИЗ", раздел 7.2. Мета-Алгоритм Изобретения
2. Красная нить победы
71
Изобретения (МАИ Т-Р-И-3) и в более инструментальной форме44 СТАРТ
(START: Simplest TRIZ Algorithm of Resourceful Thinking) - см. далее раздел 6.
Ренвентинг.
ПРОБЛЕМА
Рис. 2.4. Мета-Алгоритм Изобретения Т-Р-И-3
МАИ Т-Р-И-3 является методической схемой, содержащей практические ТРИЗ-
инструкции для перехода от состояния "есть" некоторой усовершенствуемой
системы к состоянию "надо". МАИ Т-Р-И-3 имеет алгоритмический вид и потому
является самым компактным современным АРИЗ-ом, "свернутым", фактически, к
формату самого первого АРИЗ-а в истории ТРИЗ (рис. 2.5).
Первый АРИЗ был опубликован в первой статье45 Г.Альтшуллера и Р.Шапиро
еще в 1956 году. АРИЗ-1956 имел трехфазовую схему и стал первым
"алгоритмом изобретения" на основе моделей противоречий и моделей их
разрешения. АРИЗ-1956 стал также ядром для роста будущей ТРИЗ.
Главное отличие АРИЗа как мета-навигатора мышления от других подобных
схем и теорий состояло в его инструментальности и конструктивности.
Инструментальность означает, что три основные фазы АРИЗ-1956 -
аналитическая, оперативная и синтетическая - с самого начала были
наполнены первыми моделями и рекомендациями для практического изменения
(трансформации) любых объектов, что и обеспечивало для АРИЗ-1956 его
целенаправленность и результативность, то есть конструктивность.
ТРИЗ выросла из АРИЗ-1956 в направлении мощной ключевой идеи - выявления
и сопоставления определенному типу противоречия (и, шире, определенному
типу конфликта) соответствующего набора адекватных и эффективных моделей
трансформаций. Эта идея еще не была сформулирована в АРИЗ-1956, но вскоре
стала естественным логическим открытием, придающим моделям ТРИЗ
закономерное сходство с моделями физики, математики и вообще любой науки.
"Первичные инструменты ТРИЗ", раздел 3. Алгоритм МАИ Т-Р-И-3 и 9. Алгоритм СТАРТ Т-Р-И-3, а
также "Азбука ТРИЗ", раздел 3.1. Мета-Алгоритм Изобретения (МАИ) Т-Р-И-3
"О психологии изобретательского творчества", журнал "Вопросы психологии", 6, Москва, 1956;
соавторы Генрих Саулович Альтшуллер (1926-1998) и Рафаил Борисович Шапиро (1926-1993)
72
Часть 1. Принципы ТРИЗ
Объект в
состоянии
"есть"
Объект в
k состоянии
"должно
быть"
АРИЗ-1956
для создания изобретательских решений
на основе устранения противоречия
АНАЛИТИЧЕСКАЯ
СТАДИЯ
Анализ исходной
постановки
проблемы;
. выявление основного
звена и основного
противоречия;
выявление
непосредственных
причин
существования
противоречия
ОПЕРАТИВНАЯ
СТАДИЯ
Поиск и применение
преобразований для
устранения
противоречия через
изменение причин,
создающих это
противоречие;
опора на аналоги и
приемы из
изобретательской
практики
СИНТЕТИЧЕСКАЯ
СТАДИЯ
Введение изменений
в систему, в
сопредельные
системы, в методы
применения
системы,
проверка
применимости идеи
для решения других
технических
проблем;
оценка изобретения I
Рис. 2.5. Первый мета-алгоритм изобретения АРИЗ-1956
С годами АРИЗ изменялся и усложнялся, а в версиях АРИЗ-1985 и более поздних
превратился в громоздкую схему, насчитывающую десятки шагов и
промежуточных рекомендаций.
Изучение АРИЗ-1985 и других подобных версий практически невозможно
для начинающих из-за необходимости владеть предварительно хотя бы
фундаментальными моделями и начальными инструментальными
методами ТРИЗ. Генрих Альтшуллер также отмечал, что АРИЗ рассчитан
на уровень мастера.
Для стартового массового применения необходимы более простые версии АРИЗ
- специализированные, например, по уровню подготовки обучаемых и
пользователей или даже по языку предметной области и приложения. Поэтому
опыт преподавания ТРИЗ и привел к таким простым схемам, как МАИ Т-Р-И-3 и
другим, которые и были разработаны в Модерн ТРИЗ.
Вы уже видели результат применения МАИ Т-Р-И-3 в предыдущем разделе (см.
рис. 1.33) для реинвентинга изобретения Кремлевских Звезд. Но дело в том, что
по МАИ Т-Р-И-3 возможно создание любых новых изобретений.
Это объясняется тем, что в любом процессе генерации идеи для решения
проблемы всегда и неизменно присутствуют следующие четыре шага:
1) исследование исходной проблемной ситуации (Тренд);
2) построение как можно более простой модели проблемы (Редукция);
3) собственно создание эффективной идеи (Изобретение);
4) рассмотрение идей в разном масштабе и окружении для оценки
эффективности (Зуминг).
2. Красная нить победы
73
Представим эту схему в развернутом виде (рис. 2.6).
Названия этапов на этой схеме связаны также с
терминами, имеющими более широкий смысл, чем
использованные в предыдущем примере. Читатели
могут самостоятельно найти общее и отличия в
каждой из этих пар названий. Поэтому на схеме
фактически совмещены два варианта мета-
алгоритма: МАИ Т-Р-И-3 и МАИ Д-Р-Т-В (от
"Диагностика - Реформация - Трансформация -
Верификация").
Еще раз отметим также, что часть "мета" указывает
на максимально абстрактный и обобщающий
уровень МАИ, определяющий только лишь самые
крупные шаги по решению проблемы и не
содержащий конкретных моделей и инструкций для
каждого шага. Однако сами эти шаги являются
обязательными и закономерными при решении
любой проблемы и создании любого изобретения.
При наполнении каждого шага МАИ конкретными моделями и рекомендациями
происходит функциональное развертывание МАИ и преобразование его в
определенный практический алгоритм изобретения. И в любом практическом
алгоритме присутствуют все четыре главных шага МАИ:
[ 1 ДИАГНОСТИКА
Тренд ||
I2 РЕФОРМАЦИЯ
Редукция 1
I
[ 3 ТРАНСФОРМАЦИЯ
Изобретение |
4 ВЕРИФ1
1КАЦИЯ
Зуминг
Рис. 2.6. Основные
этапы МАИ
Определение
"Мета-Алгоритм
Изобретения"
Утверждение 1
Утверждение 2
Мета-Алгоритм Изобретения (МАИ) - стандартная
фундаментальная модель для организации процесса создания
изобретения (и шире - любой творческой идеи) на основе
четырехкомпонентной структуры, включающей:
диагностику (тренд),
реформацию (редукцию),
трансформацию (изобретение) и
верификацию (зуминг),
как необходимые и достаточные этапы процесса решения любой
проблемы.
Для любого артефакта и любого изобретения (из бесконечного
множества артефактов и изобретений) может быть выполнен
реинвентинг на основе МАИ.
Любое изобретение может быть создано на основе МАИ.
Фундаментальная ценность МАИ состоит в том, что с его помощью можно просто
и наглядно понять главные стадии решения проблем по ТРИЗ с одного взгляда и
одного урока. МАИ, дополненный инструментальным арсеналом ТРИЗ,
становится эффективным навигатором изобретательного мышления даже для
начинающих. МАИ эффективен как на учебных, так и на реальных практических
задачах.
АРИЗ является главным "навигатором" при решении проблем с помощью ТРИЗ.
Это показано также на схеме (рис. 2.7), отражающей структуру классической
ТРИЗ. И в заключение этого раздела приведем развернутое определение ТРИЗ
(рис. 2.8) и ключевые тезисы из работ основателей ТРИЗ.
74
Часть 1. Принципы ТРИЗ
Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ)
:! '
МОДЕЛИ ПРОБЛЕМНОЙ СИТУАЦИИ
Противоречия.
Оперативная зона и оперативное время.
Экторы: индуктор (инструмент) и рецептор
(деталь). Идеальное решение. Ресурсы.
ЗАКОНЫ И ТРЕНДЫ
Законы и тренды развития и организации
систем. Многоэкранная схема.
Функционально-стоимостной анализ.
Мини-и макси-задачи.
ТРАНСФОРМАЦИИ
Фундаментальные трансформации (принципы).
Специализированные трансформации (приемы).
Стандартные трансформации (стандарты).
Базовые трансформации (эффекты).
ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДДЕРЖКА
Идеальный Конечный Результат.
Метод Размерность-Время-Стоимость.
Метод прямых и фантастических аналогий.
Метод Маленьких Фигурок.
Рис. 2.7. Структура классической ТРИЗ
Определение
ТРИЗ
Эмпирическая
методология
- дополнение 1 к
определению
Конструктивная
методология
-дополнение 2 к
определению
Качественная
методология
-дополнение 3 к
определению
Универсальная
методология
-дополнение 4 к
определению
Теория Решения Изобретательских Задач (ТРИЗ) -
эмпирическая, конструктивная, качественная, универсальная
методология генерации эффективных идей и разрешения
проблем на основе моделей противоречий и методов их
разрешения, экстрагированных из известных примеров
эффективных решений.
ТРИЗ является эмпирической методологией, постулирующей
возможность разрешения любого противоречия на основе
моделей и методов, экстрагированных из множества примеров
эффективных решений.
ТРИЗ является конструктивной методологией, поскольку
содержит практически воспроизводимые модели и методы,
позволяющие изобретать новые эффективные решения и
обучать процессу, моделям и методам создания эффективных
идей.
ТРИЗ является качественной методологией, поскольку ее
модели и методы имеют характер рекомендаций, основанных на
подобии качественных (в отличие от количественных) свойств
моделей для преобразуемых или вновь создаваемых объектов, и
не основанных на строгой математической аксиоматике и на
математических правилах вывода следствия (решения) из
некоторых исходных данных.
ТРИЗ имеет тенденцию стать универсальной
"надпрофессиональной" методологией изобретательной
генерации идей и разрешения проблем для любой прикладной
области, в которой эффективность применения ТРИЗ может быть
ограничена только недостатком базовых научных знаний для этой
области.
Рис. 2.8. Развернутое определение ТРИЗ.
2. Красная нить победы
75
В статье "О психологии изобретательского творчества" Г.Альшуллер и Р.Шапиро
сформулировали три основных момента, необходимых для решения задачи:
1. Постановка задачи и определение противоречия, которое мешает
решению задачи обычными, уже известными в технике путями.
2. Устранение причины противоречия с целью достижения нового - более
высокого - технического эффекта.
3. Приведение других элементов системы и окружения в соответствие с
измененным элементом.
В дальнейшем Г.Альтшуллер развил следующие принципы решения
изобретательских задач:
1. Ключ к решению проблем - выявление и устранение системного
противоречия!
2. "Изобретательских задач - бесчисленное множество, а типов
системных противоречий сравнительно немного. Существуют типичные
системные противоречия и существуют типовые приемы их устранения46".
Методы решения проблем (приемы) могут быть выявлены на основе
анализа сильных изобретений.
3. Стратегия и тактика направленного решения проблем должны
опираться на закономерности развития технических систем.
Системотехническим фундаментом ТРИЗ является следующее положение:
Системная
платформа
Технические системы развиваются по определенным
законам, которые можно познать и применить для создания
новой технологии творчества... превратив в точную науку
развития технических систем47.
И еще одно положение чрезвычайно важно для правильного понимания ТРИЗ:
Психологическая
платформа
Методика изобретательства строится не только на
закономерностях развития техники и обобщении опыта
изобретателей.
Методика учитывает и психические особенности человека.
Она исходит из того, что... способности есть у каждого
человека. Методика помогает их развить и правильно
использовать48.
Направленные поиски отнюдь не исключают интуицию.
Напротив, упорядочение мышления создает "настройку",
благоприятную для проявления интуиции49.
46 Альтшуллер Г.С. Как научиться изобретать. - Тамбов, Тамб. книжное изд-во, 1961
47 Альтшуллер Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. -
Новосибирск, Изд. Наука, 1986 (есть новейшие переиздания)
48 составлено автором (М.О.) по работе: Альтшуллер Г.С. Как научиться изобретать. -Тамбов,
Тамб. книжное изд-во, 1961.
49 Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. - Москва, Изд. Московский рабочий, 1973.
76
Часть 1. Принципы ТРИЗ
2.2. Ноосферы творчества*
Своеобразие психологии изобретательского творчества
как научной дисциплины заключается в необходимости
одновременно учитывать объективные закономерности
технического развития и субъективные, психологические
факторы.
Генрих Альтшуллер и Рафаил Шапиро
1956 ^
В этом разделе рассмотрим кратко модели, объясняющие некоторые ключевые
механизмы креативного мышления.
Обобщая выводы ряда психологов и нейрофизиологов и придерживаясь, прежде
всего, учения П.В.Симонова51, можно предложить следующую модель
"ответственности" определенных отделов мозга за процессы и результаты
создания идей (рис. 2.9).
Сверх-интуиция
как талант,
ассоциация, изобретение
Фронтальные,
лобные доли
Знание,
логика, '
элементы
I Левое Т"
\ полушарие \
7 APTE- 1
1 ФАКТ J
И Правое I
/ полушариеу
Интуиция как
инстинкт,
стереотип,целое
Рис. 2.9. "Топологическая" модель творческого мозга
Креативность человека можно представить состоящей из двух компонентов -
инстинктивного и интуитивного, опирающихся на конкретные знания.
Инстинкт - это есть навыки, автоматизмы, врожденные или приобретенные
в процессе обучения. Набор креативных моделей, врожденных и
приобретенных в процессе обычного опыта и образования,
относительно узок и носит очень общий характер, являющийся
основой брейнсторминга и включающий такие процедуры, как:
увеличить-уменьшить, объединить-разъединить, сделать по
аналогии (копирование, подражание), использовать посредника,
этот параграф не входит в сертификацию, однако имеет весьма серьезное практическое значение
50 Альтшуллер ПС, Шапиро Р.Б.: О психологии изобретательского творчества. - Москва: журнал
Вопросы психологии, 6, 1956
51 Симонов П.В. Созидающий мозг. Нейробиологические основы творчества - М., Наука, 1993.
2. Красная нить победы
77
скомбинировать, перекомпоновать, вставить внутрь, вытащить
наружу, заменить часть или целое, даже сделать наоборот и тому
подобные.
Сверх- - это есть талант изобретения нового. Конечно, это врожденное
интуиция качество. Но вот можно ли его тренировать? Можно ли усилить
талант знанием определенных моделей и методов создания
эффективных идей? ТРИЗ отвечает позитивно на эти вопросы.
ТРИЗ радикально расширяет творческий инструментарий
человека и указывает стратегии поиска эффективных решений,
которые практически отсутствуют или слабо инструментованы в
иных теориях творчества.
Артефакт - понимается здесь как "искусственный объект", то есть объект,
созданный, либо измененный, либо изучаемый человеком.
Причем это может быть объект материальной природы,
например, вода, автомобиль, компьютер, либо "нематериальной
природы", например, мысли, зафиксированные письменно или
высказанные устно, либо еще только находящиеся в голове
индивидуума.
Далее нам понадобится термин "ноосфера".
Ноосфера - здесь обобщенно понимается52 как "сфера разума". Первая
часть слова "ноо" происходит от греческого "vou^" - разум.
Термин применим к понятиям разного масштаба. Например, этим понятием по концепции
В.И.Вернадского закрепляется признание нового периода в эволюции Земли,
определяемого участием в этой эволюции разумной человеческой цивилизации,
сопоставимой с XX века по мощности с природными силами. Два предыдущих периода
определяются как геосфера и биосфера.
Ноосфера может пониматься также как глобальная совокупность всех знаний цивилизации.
А отсюда остается один небольшой шаг до применения этого термина к любому артефакту,
как к носителю аккумулированных и материализованных в нем конкретных знаний, которые
являются частью более общей глобальной, или даже космической, ноосферы.
Введем теперь понятие "ноосфера артефакта" как для обозначения всей
совокупности знаний, реализованных в любом артефакте, так и для обозначения
специализированных сфер, составляющих "ноосферу артефакта" и
принадлежащих определенным специфическим областям знаний.
Определение
"Ноосфера
артефакта"
Дополнение 1 к
определению
Дополнение 2 к
определению
Ноосфера артефакта - совокупность знаний,
аккумулированных и материализованных в некотором
артефакте.
Ноосфера артефакта - совокупность специализированных
"сфер", составляющих "ноосферу артефакта" и относящихся к
определенным специфическим областям знаний.
Ноосфера артефакта органически связана с множеством
специализированных "сфер" обобщенной ноосферы всей
цивилизации (самого крупного артефакта на Земле).
Термин появился и закрепился в научной практике после работ выдающегося российского
естествоиспытателя и мыслителя-энциклопедиста Владимира Ивановича Вернадского (1863-1945).
78
Часть 1. Принципы ТРИЗ
Ноосфера всей цивилизации состоит из сложно-связанного множества
"специализированных" ноосферных структур. Ноосфера каждого артефакта
связана со многими такими структурами.
Это и функциональные назначения, и процессно-временные структуры
(отношения), и пространственно-материально-энергетические структуры
(отношения), и потребительские предпочтения, и, наконец, знания "внутри"
каждого артефакта - знания коллективные, накопленные историей цивилизации,
однако носимые сравнительно ограниченным количеством индивидуумов,
владеющих именно этими знаниями в каждой специализированной ноосфере.
На основе этих определений процесс генерации идеи (решения) можно
представить следующим образом.
Для создания концепции нового артефакта или для подготовки решения о
модернизации артефакта можно выделить главные ноосферные аспекты и
отношения, ключевые для изобретения идеи решения.
В генерации идеи участвуют как минимум следующие три "функционально-
специализированные" ноосферы:
- прикладная сфера,
- креативная сфера,
- психологическая сфера.
К пониманию содержания и объема каждой сферы мы придем методом анализа
"от обратного". Покажем сначала, что при генерации идеи человек должен
преодолеть три фундаментальных ментальных "барьера" (рис. 2.10):
о
МЕНТАЛЬНЫЕ БАРЬЕРЫ
С=) ( ИДЕЯ J
КОГНИТИВНЫЕ
Недостаток
знаний и опыта
в конкретной
профессиональной
сфере и в новой
проблемной
ситуации
КРЕАТИВНЫЕ
Недостаток
знания
креативных
методов и
отсутствие
навыка их
применения
в новых
ситуациях
ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ
Недостаток
мотивации и
навыка
психологической
адаптации и
концентрации
для прорыва
барьеров и
достижения цели
Рис. 2.10. Ментальные барьеры проблемной ситуации
- когнитивный (познавательный): отсутствие нужных прикладных
(специализированных, профессиональных) знаний и-или прочных навыков их применения в
новых ситуациях,
2. Красная нить победы 79__
- креативный (творческий): отсутствие знания методов и-или прочных навыков
решения проблем,
- психологический: отсутствие достаточной мотивации и мобилизации для
решения конкретной проблемы.
Характеристика когнитивного "барьера":
1. ЗНАНИЕ НЕЗАМЕНИМО (условие необходимости): отсутствие конкретного
знания о методах изменения объекта для достижения некоторой желаемой цели
в большинстве ситуаций невозможно компенсировать какими-либо иными
средствами и возможностями;
2. ЗНАНИЕ НЕПОЛНО (условие не-достаточности): наличие сколь угодно полных
знаний о методах преобразования объектов данной прикладной сферы не
гарантирует "простого" логического обнаружения (генерации) эффективной идеи
для разрешения проблемной ситуации по крайней мере из-за присутствия в
любой такой ситуации двух других указанных "барьеров".
Характеристика креативного "барьера":
1. ТВОРЧЕСТВО НЕЗАМЕНИМО (условие необходимости): отсутствие
конкретного знания о методах генерации творческих идей для достижения
некоторой желаемой цели в сложных запутанных ситуациях, содержащих
острые "неразрешимые" противоречия, [почти] невозможно компенсировать
какими-либо иными средствами и возможностями;
2. МОТИВИРОВАННОСТЬ ТВОРЧЕСТВА (условие не-достаточности): наличие
знаний и навыков генерации творческих идей не гарантирует "автоматического"
синтеза эффективной идеи для разрешения конкретной проблемной ситуации по
крайней мере при недостаточной мотивации и волевых усилиях, то есть из-за
присутствия психологического "барьера".
Примечание: слово "почти" в скобках (выше и далее) означает, что в некоторых
относительно простых ситуациях и при некоторых особых
условиях имели место "озарения" и "усмотрение" идеи решения.
Воспроизвести такие условия повторно не представляется
возможным на практике.
Характеристика психологического "барьера":
1. ДОМИНАНТА МОТИВАЦИИ (условие необходимости): отсутствие стремления
к цели невозможно компенсировать какими-либо иными средствами и
возможностями;
2. ВООРУЖЕННОСТЬ ДОМИНАНТЫ (условие достаточности):
- наличие знаний и навыков креативного моделирования и генерации идей
повышает уверенность и мотивированность личности для изобретения
эффективных решений;
- наличие знаний и навыков психологического самоуправления повышает
устойчивость и успешность личности для формирования эффективной идеи в
ситуациях с "неразрешимыми" проблемами.
80
Часть 1. Принципы ТРИЗ
Преодоление всех указанных "барьеров" требует предварительного
приобретения знаний и навыков в "трех сферах творческого мастерства",
участвующих в успешном решении сложных проблем (рис. 2.11).
Решение проблемы упрощенно можно описать следующим образом.
/ ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ \
/ "ВВЕРХ" у>^~ ^"vJf "ВНИЗ" \ ^** ^ч,
k / /I КРЕАТИВНАЯ/\ \ k /
С) / \^ ^/ \ С> ( ИДЕЯ
КОГНИТИВНАЯ
СФЕРА
Рис. 2.11. Три сферы творческого мастерства
Движение "вверх":
- получение первичной информации о проблемной ситуации (когнитивная сфера);
- попытки преобразовать проблемную ситуацию привычными средствами
(креативная сфера);
- эмоциональная оценка ситуации и первых попыток ее разрешения
(психологическая сфера).
Движение "вниз":
- дополнительная мобилизация психологических ресурсов: усиление внимания,
активизация памяти и концентрации, интенсификация ассоциативного
мышления, увеличение волевых усилий (психологическая сфера);
- активизация эффективных креативных инструментов (креативная сфера);
- активизация и поиск более широких прикладных знаний, синтез новых знаний
(когнитивная сфера).
Творческое мастерство в трех указанных сферах метафорически соответствует
известной триаде:
Знать + Уметь + Хотеть.
Кстати, эта триада лаконично и достаточно точно представляет также идеальный
конечный результат любого процесса обучения. Для достижения такого
конечного результата необходимо:
1. ЗНАНИЕ: непрерывно совершенствовать общие и специализированные
знания и навыки в избранной профессиональной сфере,
2. УМЕНИЕ: непрерывно совершенствовать знания и навыки творческого
решения проблем и генерации эффективных идей,
3. МОТИВАЦИЯ: непрерывно совершенствовать знания и навыки самоконтроля
и самоуправления для мобилизации психологических ресурсов личности в
нужный момент и в нужном месте, то есть в ситуации "здесь-и-сейчас".
2. Красная нить победы
81
Для успешного решения проблемной ситуации полезно понимать причины,
делающие ситуацию сложной-для-решателя, и научиться, по крайней мере,
определять доминирующую сферу для синтеза идеи.
Так, если нет нужных прикладных знаний, то проблема может оказаться очень
сложной, требующей проведения дополнительных исследований для изучения
процессов и-или материалов в системе, свойства которой необходимо улучшить,
но неизвестно, как это можно сделать с точки зрения имеющихся прикладных
знаний. Например, как повысить коэффициент полезного действия солнечных
батарей, как устранить транспортные пробки в городах и автомагистралях, как
продлить жизнь человека, скажем, до 200 лет, как передавать мысли на
расстояние, и т.п. -читатели могут продолжить перечень самостоятельно.
Если не хватает креативных знаний и навыков, то многое можно улучшить при
изучении креативных техник, прежде всего - ТРИЗ, в сочетании с методами
развития ассоциативного мышления, памяти, внимания и концентрации,
художественного вкуса, и так далее.
Наконец, если доминирует психологический барьер, например, негативные
стереотипы мышления и неадекватное отношение к проблемной ситуации, то
можно радикально мобилизовать психологические ресурсы личности при
предварительном тренинге и освоении хотя бы основных техник
самомобилизации, например, на основе нейро-лингвистического
программирования.
ТРИЗ создает мощную поддержку на всех трех уровнях, но прежде всего,
разумеется, на креативном (рис. 2.12).
ТВОРЧЕСТВО
КАК ЕДИНСТВО ТРЕХ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ
НООСФЕР АРТЕФАКТА
ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ СФЕРА
(мотивация, предпочтения)
КРЕАТИВНАЯ СФЕРА
(творческие методы)
КОГНИТИВНАЯ СФЕРА
(прикладные методы)
Знать
Рис. 2.12. ТРИЗ как интегральная теория и методология творчества
Понятно, что создание идеи еще не означает ее реализацию на практике. Здесь
предполагается лишь, что идея выдержала верификацию моделированием,
расчетную оценку и другие виды проверки. Однако следут помнить, что даже
82
Часть 1. Принципы ТРИЗ
самые блестящие идеи совсем не просто доходят до реализации. Тому немало
причин.
Обобщенной причиной является сопротивление больших систем (например,
общества в целом через свои конкретные структуры - фирмы, многие
бюрократические учреждения, рынки и т.п.) изменениям, несмотря на
повсеместные призывы к инновациям и на модные заверения едва ли не любой
компании в приверженности инновационной культуре.
Такое сопротивление есть проявление одного из фундаментальных законов
больших систем - закона самосохранения (через сохранение достигнутого
состояния). Известное выражение "Лучшее - враг хорошего" упрощенно, но, к
сожалению, объективно отражает прагматику производства и рынка: новое ведет
к риску неизвестных последствий после изменений, к затратам на
переустройство, часто к переделу рынков, и т.д. Причем проблемы для
отдельного изобретателя часто начинаются уже с попытки запатентовать
интересную идею.
В целом, для реализации творческой идеи нужна активизация как минимум еще
двух "сфер":
- ресурсы: изыскание финансов, материалов, технологий и т.д. для практической
реализации новой идеи,
- деятельность: организация поддержки и воплощения идеи в реально
существующий артефакт, продвижение созданного объекта к потенциальному
пользователю, возврат инвестиций, получение прибыли и-или других выигрышей.
Поэтому для изобретателя-практика творческое мастерство должно быть
дополнено диадой:
Иметь (ресурсы, возможности) + Делать.
Кстати, эта диада лаконично и достаточно точно представляет идеальный
конечный результат любого процесса "производства".
Причем, для реализации идеи, то есть для изыскания необходимых ресурсов и
возможностей, а также для организации "производства", также нужно обладать
талантами, относящимися к первым трем сферам, но применительно к этапу
практической реализации:
- нужно знать (где и что), уметь (как) и хотеть (зачем) найти ресурсы и создать
возможности,
- нужно знать, уметь и хотеть "делать", то есть "стремиться" практически
осуществить свою идею.
Символически полный цикл создания и реализации идеи можно представить
цепочкой характеристических глаголов:
Знать + Уметь + Хотеть + Иметь + Делать.
В завершение теоретического очерка приведем пример53, иллюстрирующий
декомпозицию исходной проблемной ситуации на первые три "сферы".
И.Ильф, Е.Петров: Двенадцать стульев. Золотой теленок. - М.: Худож. лит., 1979.
См. в "Двенадцать стульев": "Глава XXIII. Авессалом Владимирович Изнуренков" с окончанием
эпизода в "Глава XXV. Разговор с голым инженером"
2. Красная нить победы
83
Пример 2.1. Урок из ошибки инженера Эрнеста Павловича Щукина. Полный
текст примера, а лучше в формате реинвентинга, Вы можете составить сами,
если хотите.
"""~ uww*h \
UlJia.-- «Й:Ы,;:;:;
' эРнест
Яавло|
■ На *>стничн^ Чре*ил падая";;-----
"?*7*?Р»лась. Язь"*«>м/
Однообразный шум продолжался.
Инженер задержал дыхание.
Тогда он разобрал, что шум этот
производит плещущая вода. Она,
очевидно, бежала изо всех кранов
квартиры. Эрнест Павлович чуть
не заревел.
: Положение бы™~уж7сно7~|Гм"~
шевелящейся
> голый
l-".ой.и^^7ы;гес^е мь"»-й
Рис. 2.13. Проблемная ситуация
Читатели уже, конечно, догадались, как решить эту проблему на будущее. Мы
также приведем один пример54: надо купить или приготовить заранее небольшой
шнур и сделать петли на его концах так, чтобы можно было надевать этот шнур
на ручки двери (рис. 2.14), когда Вы ненадолго выходите из квартиры.
Основной путь ТРИЗ-решения показан на рис. 2.14 темными стрелками.
Обратите внимание, что даже при наличии подходящих моделей ТРИЗ требуется
воображение, чтобы изобрести конкретную конструкцию для решения проблемы.
Причем конкретные решения могут быть очень разными в зависимости от
используемых ресурсов: вкладыш в паз на раме двери, чтобы язык замка не мог
пройти в паз; клин под дверь, чтобы она не могла двигаться, и т.п. Придумайте
сами интересные решения.
Но обратите внимание также и на то, что, скорее всего, приведенные модели
ТРИЗ объективно и все вместе будут присутствовать и участвовать в
большинстве Ваших решений.
И последнее: для решения этой задачи (и разумеется, других) в ТРИЗ имеются и
другие типы моделей, изучение которых выходит за рамки данной книги.
При решении реальных задач следует определять причины трудностей и
преодолевать их соответствующими средствами. ТРИЗ предназначена в первую
очередь для преодоления креативного барьера (рис. 2.10) и не может заменить
конкретные знания или компенсировать недостаток терпения и воли.
54 рисунок артефакта из журнала "Die moderne Frau"; www.moderne-frau.de
84
Часть 1. Принципы ТРИЗ
Поэтому всегда надо проявлять осмотрительность и настойчивость с тем, чтобы
проверить, достаточно ли информации о задаче и достаточно ли (хотя бы
потенциально) ресурсов для решения задачи (см. рис. 2.10).
Психологическая сфера
Оценка опасности повторения подобных ситуаций, :
мотиватор действий для предотвращения проблемной !
ситуации. |
Креативная сфера
Инстинктивные
"модели"
Участвуют в решении в виде
"целей" 1) препятствовать
движению двери и 2) не дать
сработать задвижке замка.
ТРИЗ
модели
Объективно
реализованы модели
"Посредник" и "Сделать
заранее".
Прикладная сфера
Участвует в виде несложного выбора шнура достаточной длины и прочности и для выбора
I способа закрепления на двери.
■
Рис. 2.14. Реинвентинг накидки из шнура для предотвращения
захлопывания двери
В заключение рассмотрим еще одно дополнение к определению понятия
"изобретение", приведенному выше в разделе 1.4. Изобретение.
Феномен
"Исчезновение
чуда"-
"психологическое"
дополнение 2
к определению
"Изобретение"
Изобретательская идея:
1. не очевидна до ее открытия;
2. воспринимается как необыкновенное и яркое явление
при ее возникновении - феномен "чудо";
3. воспринимается как обычное и простое явление после ее
объяснения.
Понимание особенностей эмоционального восприятия идеи в соответствии с
дополнением 2 предупреждает, а следовательно, защищает в какой-то мере
изобретателя от двух опасностей:
1) завышенная (очень редко - заниженная) оценка найденной идеи самим
автором; это нередко ведет к тому, что автор слишком упорно защищает только
свою, иногда, слабую идею, не восприимчив к объективной критике и даже к
дружеским рекомендациям. Следует помнить, что объективные оценки
появляются только после практической реализации идеи, после реального
экспериментирования;
2. Красная нить победы 85_
2) заниженная (очень редко - завышенная) оценка идеи окружающими
(обществом); это явление встречается еще чаще, чем первое, и требует от
автора именно упорства и стойкости в отстаивании и продвижении своей идеи.
Разумеется, и в этом случае убедительной оценкой было бы успешное
применение идеи на практике.
В заключение остается напомнить здесь одну известную притчу66, которая, может
быть, поможет хоть немного сбалансировать оба подхода:
"Господи, дай мне спокойствие, чтобы принять то, что я не могу изменить,
дай мне мужества изменить то, что я могу изменить, и дай мне мудрости,
чтобы отличить одно от другого".
И совсем в заключение искренне рекомендую найти и прочитать книгу66 Генриха
Альтшуллера и Игоря Верткина "Как стать гением". Нелегкая для чтения, может
быть, не слишком оптимистическая, но определенно, правдивая, и уже этим
ценная для того, чтобы каждый из нас нашел лучшее для себя решение
дилеммы, содержащейся в приведенной выше цитате.
Всего доброго Вам!
ЗАДАЧИ-ЭТЮДЫ - ДЛЯ ИНТЕРЕСА И ДЛЯ ПОЛЬЗЫ
Задача 2.2. Метро в Берлине: как зайти в вагон или выйти из него?
В метро в Москве или Минске двери открываются все сразу по команде
машиниста. А вот в Берлине или Париже пассажиры сами открывают двери для
того, чтобы войти в вагон или выйти из него на остановке. Для этого надо
повернуть ручку или нажать кнопку на двери (рис. 2.15). Зачем это сделано, и
какие креативные модели, включая модели ТРИЗ, объективно присутствуют в
такой системе по сравнению с "централизованным" открыванием дверей?
Рис. 2.15. Ручка (а) и кнопка (Ь) для открывания двери в вагоне метро
мой (М.О.) пер. с англ. для "Lord grant me the serenity to accept the things I cannot change, the courage
to change the things I can, and the wisdom to know the difference." - Quotations from Saint Francis of
Assisi (1181-1226), an Italian and the Roman Catholic monk who founded the Franciscan Order of friars
Альтшуллер ПС, Верткин И.М. Как стать гением. Жизненная стратегия творческой личности. -
Минск: Беларусь, 1994
86
Часть 1. Принципы ТРИЗ
«эдк
Рис. 2.16. Крышка
с секретом
шттлёшш*^
Рис. 2.17.
Это - вентилятор!
Не верите?
Рис. 2.18. Свеча с
"само-опускающимся"
абажуром
Задача 2.3. Крышка для емкости с моющей
жидкостью.
В пластиковой бутылке находится жидкость для мытья
стеклянной посуды. Эта бутылка стоит обычно на кухне
около мойки. Жидкость из бутылки нельзя принимать
внутрь. Сделать эту бутылку недоступной для ребенка
трудно, т.к. иногда бутылка может оказаться
неспрятанной. Понятно, что ребенок может достать эту
бутылку и почти наверняка попробует пить из нее.
Чтобы защитить ребенка от такого случая, колпачок
(крышка) в бутылке имеет простой секрет. Как Вы можете
видеть на рис. 2.16, внизу крышки имеется "зуб" (и с
другой стороны тоже), который упирается в выступ на
горлышке бутылки так, что крышку невозможно
провернуть.
Не зная секрета, даже не всякий взрослый откроет эту
бутылку. Как снять крышку?
Задача 2.4. Вентилятор без пропеллерных лезвий!
Джеймс Дайсон (www.dyson.co.uk), знаменитый
изобретатель пылесоса с особым способом извлечения
пыли и мелкого мусора из струи воздуха, втянутого
внутрь пылесоса, придумал новый гаджет: вентилятор
без лопастей (рис. 2.17). Эффект от сильного потока
воздуха, идущего из этой круглой рамки, не имеющей
никакого "пропеллера", просто потрясающий!
Правда, вскоре Вы рассмотрите очень узкую щель по
окружности внутренней поверхности на "входе"
вентилятора ("вход" расположен на меньшем диаметре,
находящемся на снимке дальше от нас). Но откуда
берется сплошной поток воздуха на "выходе" этой рамки,
обращенном к нам?
Задача 2.5. Свеча горела на столе, свеча горела...
Стихи Бориса Пастернака67 пришли мне на память, когда
однажды вечером мы беседовали в доме под
Ганновером у моего друга Генриха, работавшего на VW.
И хотя во время разговора я долго смотрел на свечу, не
сразу заметил странную вещь: несмотря на то, что свеча
стала уже совсем небольшой, свет из-под матового
абажура не попадал в глаза (рис. 2.18). Маленький
абажур явно переместился вниз! Я заглянул под абажур
и понял, как это устроено.
Так как же двигался абажур, прикрывая свет свечи?
Борис Леонидович Пастернак (1890-1960) - видный русский поэт, писатель и переводчик на русский
язык произведений Шекспира, Гёте и Шиллера, лауреат Нобелевской премии по литературе (1958);
в названии задачи процитирована строка стихотворения из романа "Доктор Живаго"
2. Красная нить победы
87
Задача 2.6. Мяч для гольфа.
У меня на рабочем столе лежит мяч для гольфа (рис. 2.19), напоминая о том, что
во всяком, даже в таком маленьком артефакте аккумулирован опыт нескольких
(иногда, очень многих!) поколений, эмпирическим путем
достигших такого ^$Ш^Шт^ совершенства, какого
Природа достигала ^^^в^^и^ миллионы лет.
И ведь человек смог
вовать этот артефакт,
физические эффекты,
Путем проб и ошибок,
объяснения этим
через тысячи и
найти оптимальные
как и для многих других
уровня произведений искусства -
Рис. 2.19
непрерывно совершенст-
смог заметить ключевые
ведущие к совершенству,
не зная теории и
эффектам, человек смог
миллионы экспериментов
параметры для этого мяча,
артефактов, довести их до
"state-of-the-art".
При ударе опытного игрока этот мяч летит на 200-300 метров (!) почти точно по
прямой линии - в два раза дальше, чем гладкие мячи, и намного дальше, чем
архаичные деревянные, гуттаперчевые (найдите в словарях или в интернет-
энциклопедиях значение этого слова) и другие мячи! Почему?
Здорово, конечно! Но стоит ли и далее идти методом "проб-и-ошибок", даже если
и назвать его методом "проб-и-удач" - ведь его низкая эффективность от этого
не изменится!
Задача 2.7. "Магический Кран".
Этот кран58 (рис. 2.20) успешно
развлекает туристов в Аквапарке
на Тенерифе - самом большом из
испанских Канарских островов.
В разных городах и странах
известно немало таких
динамических скульптур.
Вопрос: как Вы сделали бы
подобный "иллюзион"?
Задача 2.8. BRT.
Рис. 2.20. Струя... без источника
Надземное метро (рис. 2.21) в некоторых крупных городах мира исторически
развивалось параллельно с подземным. Однако возможности обоих типов метро
в этих городах полностью исчерпаны. В часы пик входы и выходы в метро опасны
для людей, например, в Москве, так как люди движутся в недопустимой давке.
Строить новые ветки метро невозможно. Это очень дорого, и в любом случае их
не может быть много для разных направлений. В то же время улицы
сверхбольших городов переполнены автомобилями. Что можно предпринять?
58 не спешите узнать разгадку на сайте http://sobrecadiz.eom/2008/07/11/el-parque-acuatico-aqualand-
bahia-de-cadiz или на других сайтах; специалисты ТРИЗ говорят: раз явление существует, значит, для
его реализации есть все ресурсы - надо просто сообразить, где они находятся и как работают
88
Часть 1. Принципы ТРИЗ
Рис. 2.21. Вокзал и фрагмент линии надземного метро в Берлине
(S-Bahnhof Friedrichstrasse, Berlin)
Задача 2.9. Автобус - троллейбус - трамвай - ?
Известна высокая эффективность наземного общественного транспорта (рис.
2.22), такого, как автобусы, троллейбусы и трамваи, обладающие большой
вместимостью. Однако переполненность городских улиц автомобилями сводит к
нулю эти преимущества из-за потери скорости, причем создать выделенные
полосы для автобусов или трамваев невозможно. Что можно предпринять?
Рис. 2.22. Троллейбус (а) и трамвай (Ь) 4-го поколения с
информационным обменом с пассажирами
(предприятие БЕЛКОММУНМАШ, Минск, Беларусь)
РЕКОМЕНДАЦИЯ Проанализируйте с самого начала, чего Вам не хватает для
решения в каждом из этих примеров: знаний о материалах и
конструкциях, о физико-технических эффектах, простой
сообразительности или, может быть, любознательности, чтобы
изучить, как устроены эти артефакты.
Запишите свои мысли и впечатления, разделите их на категории:
1) конкретные прикладные знания;
2) креативные знания и умения;
3) психологические аспекты - удивление, интерес, желание
узнать больше, желание самим открыть секрет, другие эмоции.
3. ПРОСТОЕ - В СЛОЖНОМ: ТАКИЕ РАЗНЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
3.1. Большое - через малое
Все это началось в январе 1965 года.
Меня, 17-летнего студента Минского политехникума по специальности
"Контрольно-измерительные инструменты и приборы", перевели для дипломной
практики с Минского моторного завода, где я уже проработал полгода слесарем,
токарем и фрезеровщиком в самом "универсальном" цехе - ремонтно-
механическом, на новое предприятие - специальное конструкторское бюро с
незамысловатым названием - п/я 19, что означало "Предприятие почтовый ящик
19".
Как оказалось, этот "ящик" - так просторечиво его называли сотрудники, да и
всезнающие горожане, - размещался за колючей проволокой в старых складах
бывшего шинного завода и находился под круглосуточной вооруженной охраной.
Была снежная зима. И когда под порывы ветра со снегом меня первый раз
провели по железной наружной лестнице под крышу на второй этаж, очень
трудно было поверить, что сразу за тяжелой дверью в теплом большом зале с
отличным освещением находились ряды конструкторских кульманов59, на
которых чертили и у которых беседовали молодые люди.
А внизу в цехах работали такие мастера, что без преувеличения им не составило
бы труда "подковать блоху" покруче Левши по Лескову60. Потому что их
микроскопы были намного сильнее "мелкоскопа" уважаемого умельца Левши.
Предприятие п/я 19 было пионером-разработчиком первых советских
полуавтоматических установок для первых советских технологических линий
для сборки первых советских электронных микросхем. И практически все
процессы велись под сильными микроскопами, в которые были видны
мельчайшие детали на кристаллах кремния, соединенные тонкой золотой
проволокой диаметром в 40 и даже 20 микрон - тоньше человеческого волоса.
К этому времени я уже имел кое-какое представление о том, что такое
изобретение, по первой прочитанной книге на эту тему автора Генриха
Сауловича Альтшуллера, которая называлась "Как научиться изобретать".
Мне рекомендовал приобрести ее еще в 1963 году классный руководитель нашей
техникумовской группы Станислав Антонович Бальцевич. Он преподавал курсы
по получению и обработке металлов, а также теорию станков и инструментов.
И еще, после занятий и даже вечерами, он играл с некоторыми из нас в шахматы
и при этом расспрашивал о наших интересах и учил жить. Как-то раз я сказал,
что хочу создавать "что-нибудь небывалое и невиданное", а он в ответ рассказал
мне об этой маленькой книжечке. Он УЖЕ ЗНАЛ о ней!
огромная чертежная доска с регулируемыми наклоном и высотой
Лесков Николай Семенович (1831-1895) - русский писатель; рассказ о Левше был написан в 1881 г.
90 Часть 1. Принципы ТРИЗ
t Г
+1 •>.> \t
Я бережно храню эту немного потрепан-
>'*^*iy -*f ную и подклеенную книжечку (рис. 3.1), в
которую вклеены также две странички с
попыткой моего первого изобретения "по
ТРИЗ" (хотя такого названия тогда еще не
^^ было). А на обложке как раз изображен
чертежный станок - кульман. Чертили
t 3 Р*"*ТЬ обычно великолепными карандашами КОН-
**: ~" щ I-NOOR на листах сияюще-белой плотной
f -.* ?%, бумаги61, так называемого "ватмана".
ь ^ j!tr^^ j*r Так вот' вскоре в "ящике" мне поручили
- -; 'Vt^C*^ г- усовершенствовать узел62 отрезания
>4?.^^^ |! золотой проволоки после приваривания
*■ * Щ '$£} ^-1 , проволоки к выводу микросхемы (рис. 3.2).
'Щ ^ Рис. 3.1. Первая книга Г.С. Альтшуллера, 1961
(в собрании М. Орлова с 1963)
Пример 3.1. Как отрезать "золотой волосок"? Или: старый опыт- решение
"копированием" и "по аналогии".
В корпусе 1 (длиной примерно 15 мм) установлен кремниевый кристалл 2
электронной микросхемы. Вывод 3 корпуса должен быть соединен с контактной
площадкой 4 кристалла с помощью золотой проволоки 5. Корпус микросхемы
нагрет так, что проволока, после сильного прижатия к выводу, прочно
соединяется (сваривается) с выводом. То же самое происходит в месте
присоединения проволоки к контактной площадке. Сочетание высокой
температуры (сотни градусов) и значительного давления дало название этому
виду сварки - термокомпрессионная.
с)
Рис. 3.2. Соединение вывода микросхемы с контактной
площадкой на кристалле с помощью золотой проволоки
После приварки проволоки к контактной площадке, проволоку надо отрезать в
месте, указанном стрелкой 6 (рис. 3.2.с).
Для отрезания проволоки я разработал полуавтоматические ножницы (рис. 3.3)
длиной около 2 см, которые были затем доработаны опытными специалистами и
изготовлены. Эти ножницы неплохо резали проволоку диаметром 40 микрон, но
стали плохо работать, когда появилась проволока в 20 микрон.
этот всемирно известный сорт бумаги был изобретен около 1750 г. английским кожевенным
мастером Джеймсом Ватманом (James Whatman)
62 для специалистов: здесь и далее все примеры адаптированы с целью обучения основам ТРИЗ
3. Простое - в сложном
91
Недостатки: 1) тонкая проволочка часто не перерезалась, а прогибалась между
лезвиями ножниц (рис. З.З.с), так как из-за нагрева ножниц требуемое расстояние
d между лезвиями нарушалось; 2) операция отрезания занимала довольно много
времени и требовала очень точного позиционирования ножниц; 3) общим
недостатком было то, что после отрезания оставался довольно длинный
"хвостик", который мог привести к коротким замыканиям при установке крышки и
в процессе герметизации корпуса. На рисунке 2.3 длина нарисованных ножниц в
два раза больше настоящих, а диаметр проволоки увеличен многократно.
а) й Ь) с)
Рис. 3.3. Отрезание "золотого волоска"... "мини-ножницами"
Возникло множество противоречий (рис. 3.4):
Плюс
Ножницы
1 минус
2 минус
3 минус
4 минус
5 минус
ь
W
ь
W
ь
.W
ь
W
ь
W
ь
W
должны перерезать проволоку в 20-40 микрон
тонкая проволока сгибается, а не перерезается
расстояние между лезвиями увеличивается при
нагреве
тратится много времени на отрезание
трудно точно позиционировать лезвия под
инструментом подачи проволоки
остаются длинные "хвостики"
Рис. 3.4. Противоречия при отрезании тонкого "золотого волоска"
Как устранить эти противоречия? Продолжать "совершенствовать" ножницы?
Задача 3.2. Инстинкт умельца (пример для приверженцев синектики!).
Как-то к конструкторам подошел один из "Левшей" и сказал: а что тут резать,
давайте просто отрывать! Ведь проволока довольно сильно передавлена
инструментом после приварки, значить можно попробовать просто отрывать!
92
Часть 1. Принципы ТРИЗ
вид "сбоку'
Ь V <*:?=# «Л ,-riJy ■:. У4?- ■■l.
вид "сверху"
а^У£Ж|ШШД>1й^
"тонкое" место
^
Рис. 3.5. Противоречия при отрезании
тонкого "золотого волоска"
Действительно, проволока в месте
сварки имеет вид "лепешки", от
которой, точнее, от тонкого "перешейка"
отходит к инструменту новый отрезок
проволоки (рис. 3.5).
Известно ведь по русской пословице,
что где тонко, там и рвется\
Попробовали прижать проволоку на
выходе инструмента и дернуть -
работает!
Но тут появилось новое противоречие!
Дело в том, что устройство (рис. 3.6) подачи проволоки представляет собой
прозрачный пластмассовый корпус 1, в котором находится катушка 2 с
проволокой, как в швейной машине. Конец проволоки 5 проходит сквозь
отверстие в корпусе, далее - сквозь иглу 4, которая, собственно, и является
инструментом, прижимающим проволоку к месту сварки.
А катушка с проволокой висит и вращается на "воздушном подшипнике"! Ось 3,
на которую надевается катушка, имеет множество радиальных отверстий (эта
область в увеличенном масштабе показана слева на рисунке), через которые
непрерывно подается воздух (показан стрелками). Этот воздух равномерно давит
на внутреннюю поверхность катушки и держит ее на весу. При вращении катушка
практически не имеет трения! Это и есть принцип работы воздушного
подшипника. "Толщина" подшипника около 100 микрон.
Но в этом плюсе скрывался новый минус! Возникло стандартное противоречие
(рис. 3.7): при отрывании проволока просто разматывалась из катушки и не
отрывалась от места сварки! Нечем было тормозить катушку!
100 мкм
Рис. 3.6. Узел подачи проволоки вместе с
инструментом прижатия проволоки к месту сварки
Отрывание
проволоки
плюс
мин
w
^
/с
быстро и "просто"
усложняется конструкция, т.к. нечем
тормозить проволоку
Рис. 3.7. Противоречие в узле подачи проволоки при операции отрывания
3. Простое - в сложном
93
Предложите идею создания "тормоза", следуя требованиям
ЗАДАЧА! "идеального решения" по ТРИЗ: в оперативной зоне "ничего" не
меняется, а катушка надежно тормозится на оперативное время -
на короткий интервал отрывания проволоки!
Вскоре в нашем секторе (так называется небольшая группа специалистов,
работающая над одной общей тематикой) эту проблему решили - научились
надежно тормозить катушку!
И тут проблема появилась в другом месте (рис. 3.8)! Иногда возникали
повреждения приварки и отрыв контактной площадки от кристалла вместе с
проволокой! Так что торможение оказалось даже слишком сильным!
плюс
Отрывание
проволоки
надежное натягивание проволоки при
хорошем торможении катушки
минус
отрыв проволоки от контактной площадки
или контактной площадки от кристалла
Рис. 3.8. Основное противоречие метода отрыва проволоки
Пример 3.3. "Дотягивание" неидеального решения - новые проблемы.
Для улучшения ситуации стали делать специальные формы игл - с "клювами":
чтобы "передавливать" проволоку после сварки почти полностью.
Упрощенное описание нового решения
состоит в следующем.
После второй сварки инструмент
отъезжал немного в сторрну, выходя за
пределы контактной площадки,
поворачивался так, чтобы "клюв"
выступал вниз, и опускался,
передавливая проволоку сразу за
местом сварки.
Но тут появились новые дефекты, т.к.
увеличение длины "клюва" стало
мешать полному прижатию проволоки
при второй, да и при первой, сварке.
Место второй
сварки
Место
передавливай ия проволоки
"клювом"
Рис. 3.9. Передавливание проволоки
"клювом" перед отрывом
Радикальное противоречие приведено на рис. 3.10:
Должен быть
"Клюв" на
игле
для передавливания проволоки
Не должен быть
т.к. мешает прижимать проволоку
к месту сварки
Рис. 3.10. Противоречие "клюва"
94 Часть 1. Принципы ТРИЗ
Пример 3.4. Плохое решение стало хорошим.
Появилась ультразвуковая термокомпрессионная сварка. Для этого инструменту
(игле) придавалось колебание с небольшой амплитудой на частоте более 20
килогерц. Стало возможно отрывать проволоку без передавливания ее "клювом".
Игла упростилась, однако с уменьшением размеров контактных площадок снова
появился дефект отрыва контактной площадки от кристалла вместе с
отрываемой приваренной проволокой (см. противоречие на рис. 3.10).
Должна быть
Контактная
площадка
W
' ►
небольшой
большой
V.
S
>
по требованиям новых кристаллов
чтобы площадка не отрывалась
Должна быть
Рис. 3.10. Противоречие "контактной площадки"
Пример 3.5. Сильное решение - смена принципа.
Была предложена идея пережигать проволоку импульсом тока. Иглу разделили
на две части (рис. 3.11), изолированные друг от друга внутри по всей длине, за
исключением окончания (изоляция показана темными полосками).
Рис. 3.11. Метод отделения проволоки с помощью
расплавления при электрическом разряде
При подаче электрического напряджения на обе части иглы, между этими
частями возникает электрический разряд, проходящий также через золотую
проволоку (рис. 3.11а). Проволока легко расплавляется и перерывается! А на
конце проволоки образуется "шарик" (рис. 3.11Ь), который не дает проволочке
втянуться внутрь иглы и дает большую площадь контакта при следующей сварке.
То есть здесь выявились сразу два неожиданных позитивных "сверхэффекта"!
Действительно, признаком очень хорошего решения часто является
возникновение неожиданных дополнительных преимуществ!
Однако вскоре появились новые проблемы (рис. 3.12). Иглы стали делать тоньше
и тоньше, потому что уменьшались размеры контактных площадок на
кристаллах. Но иглы стали быстро изнашиваться (перегорать) при разряде тока.
Электрический разряд
плюс
МИН}
—*
/с
хорошо помогает отделять проволоку от
места сварки
разрушает рабочий орган - иглы
Рис. 3.12. Противоречие пережигания электроразрядом
3. Простое - в сложном
95
Пример 3.6. Революционная смена принципа!
Радикальные проблемы разрешились радикальным образом: было предложено
соединение контактных площадок методом "паука"! При этом все контактные
площадки присоединяются в высокопроизводительной операции сразу ко всем
выводам без промежуточной золотой проволоки (рис. 3.13а) - красивое решение!
а)
I; : v ДУ-.>" М'1
I 1 I I I I
Рис. 3.13. Соединение контактов кристалла с выводами корпуса микросхемы
Неудобством было то, что выводы находились вверху корпуса на уровне
кристалла. И было найдено простое и эффективное решение - метод
"перевернутого кристалла" (рис. 3.1 ЗЬ). По ТРИЗ это - креативный метод
"сделать наоборот". Красивое решение: хорошо настроенному автомату все
равно, как устанавливать кристалл - вверх контактными площадками или вниз!
Возможно, что нетерпеливые читатели скажут, что это все - не гениальные
изобретения! Они не оказали большого влияния на развитие цивилизации! Нам
бы что-нибудь глобальное, а лучше - космическое! Хорошо, смотрите для этого
два следующих раздела.
А пока я расскажу вот о чем: на известной Международной промышленной
ярмарке в немецком городе Лейпциг в 1965 году Республика Беларусь получила
небывалый "урожай" золотых медалей - 5! Из них 3 медали получили разработки
"почтового ящика 19", представленного, разумеется, на выставке под другим
названием!
Я с большой признательностью вспоминаю здесь первого руководителя63 этого
п/я 19 - Илью Михайловича Глазкова, выдающегося организатора нашего
коллектива. Первое, что предпринял Илья Михайлович, будучи назначен в 1962
году на должность руководителя, это поездки в несколько стран на различные
выставки. Он привез много рекламных буклетов, собрал молодежь и сказал: мы
должны сделать не хуже, но если можно, то и лучше! И уже через 3 года Лейпциг
отметил первые машины серии "Контакт" выдающимися наградами.
И я никогда не забывал моих ближайших коллег и наставников, которые
создавали это: Валерий Семенович Галков, Геннадий Павлович Кузьмичев,
Виталий Трофимович Кулешов, Александр Данилович Киселев. А ведь им было
по 25-28 лет! А еще - 33-летнего начальника нашего отдела Евгения
Евгеньевича Онегина, впоследствии генерального директора корпорации
ПЛАНАР, выросшей из небольшого п/я 19.
1 Илья Михайлович Глазков (1922-1996) - видный государственный деятель Республики Беларусь,
заместитель Председателя Совета Министров в 1974-1982 гг.
96 Часть 1. Принципы ТРИЗ
А теперь обратите внимание вот на что: основные принципы и даже
конструкции "сборочных" машин почти не изменились за прошедшие 40
лет (эти строки пишутся в декабре 2009)! Конечно, появились другие
способы сварки: микроплазменная, лазерная, электронно-лучевая,
диффузионная, "холодные" без разогрева всей микросхемы...
Подобные машины участвуют в сборке сотен миллионов микросхем
ежегодно во всем мире!
Вот и судите сами - это "маленькие" или "большие" изобретения? И как
"большое" начиналось с "малого", прошло через сотни изобретений и тысячи
небольших инноваций, прожило уже почти полстолетия и продолжает работать!
3.2. Невероятное - в привычном
Есть нечто более сильное, чем все на свете
армии: это идея, время которой пришло.64
Виктор Гюго
Что может быть более привычного и даже скучного, чем железнодорожный
рельс, а также стальное колесо железнодорожного состава, катящееся по
рельсу? Разве что автомобильное колесо, катящееся по бетонной скоростной
магистрали или по пыльной и многострадальной проселочной дороге.
А теперь укажем с самого начало на пять (по оценке автора) революций колеса в
истории цивилизации:
1-я революция (6000 лет назад, Шумерское государство в Месопотамии):
собственно изобретение колеса -деревянного, потом - железного и т.п.;
2-я революция (5000 лет назад, Египет; 4000 лет назад - Европа): изобретение
пары "колесо - искусственная дорога" (деревянная, каменная);
3-я революция (500 лет назад, рудники Англии, Ирландии, России): изобретение
пары "чугунное колесо - чугунный литой рельс";
4-я революция (160 лет назад65, Роберт Томсон): изобретение пары
"пневматическое колесо - дорога" (грунтовая, каменная, бетонная и др.);
5-я революция (30 лет назад - конец 1970-х, Анатолий Юницкий): изобретение66
пары "стальное колесо - стальной струнный рельс".
Точнее, А. Юницкий
ИЗОБРЕЛ ПРИНЦИПИАЛЬНО НОВУЮ... ДОРОГУ !!!
Чугунный рельс, как искусственная дорога принципиально нового вида, не имел
аналога в Природе! Рельс-струна Анатолия Юницкого имеет аналоги в технике и
Природе - например, канаты или паутина - однако это не полные аналоги, так
как его устройство и качества удивительны и революционны!
64 Виктор Мари Гюго (1802-1885) - известный французский писатель, поэт и драматург
65 Роберт Вильям Томсон (1822-1873) - шотландский изобретатель идеи пневматической шины,
запатентованной им в 1846-47 гг.
66 Анатолий Эдуардович Юницкий (р. 1949) - изобретатель струнного транспорта для наземного и
околопланетного применения; www.stt21.ru
Ш
I
<
S
S
I
ш
3. Простое - в сложном
97
Говорят: подумаешь, изобрели велосипед или колесо! Что тут может быть такого
особенного, невероятного?
Пример 3.7. Атомобильная цивилизация (решение для примера Р4)
Давайте рассмотрим главные противоречия колесной пары "колесо - дорога"
(рис. 3.14).
Автомобильное
колесо
плюс
' *>
минус
"мягкое" и комфортабельное
низкий коэффициент полезного действия из-за большого
пятна контакта с дорогой по причине эластичности,
ведущей к несоответствию "идеальному кругу"
а) стандартное противоречие
Должно быть
Автомобильное
колесо
Должно б
w
ыть
под большим
давлением
под низким
давлением
чтобы обеспечить большую скорость
за счет минимального пятна контакта
с дорогой
чтобы обеспечивать надежное
сцепление с "гладкой" дорогой за
счет большего пятна контакта
Ь) радикальное противоречие
Рис. 3.14. Основные противоречия автомобильного пневматического колеса
В итоге профиль дороги и низкая эффективность пары "колесо - дорога" не
позволяют обеспечить повсеместно скорости хотя бы на уровне 150 - 200 км/час.
На трассе Берлин - Мюнхен средняя скорость при очень неплохом трафике (т.е.
при отсутствии пробок или строек) едва составит 120 км/час! Вот и весь прогресс!
И добраться от Берлина до Мюнхена за 7 часов очень не просто, и это именно
зависит от того, как повезет с пробками, ремонтами дороги и стройками!
А еще автомобиль - главный загрязнитель окружающей среды и главный
"легитимный" убийца, уносящий в год на планете 1500000 жизней и делающих
инвалидами около 5 миллионов человек!
Выводы. 1. Массовое перемещение людей и перемещение грузов на
расстояния более чем на несколько сотен километров, должны быть
реализованы на ином виде транспорта, чем автомобильный!
2. Движение в городах, условия и масштабы парковки в перспективе
должны быть радикально изменены!
А теперь рассмотрим радикальную проблему железнодорожной пары "стальное
колесо - стальной рельс" (рис. 3.15).
Должен быть
Железнодорожный рельс
ровным
чтобы обеспечить большую скорость и
"мягкость" движения
Должен быть
неровным
т.к. физически - это статическая балка,
обладающая эластичностью и прогибаю-
щася (под большой концентрированной
нагрузкой) с малым радиусом
Рис. 3.15. Радикальное противоречие "стального рельса"
98 Часть 1. Принципы ТРИЗ
Малый радиус прогиба означает, что железнодорожное колесо катится не по
"идеально" ровному пути, а все время как бы выбирается из ямы - из прогнутого
рельса! И так - для всех нескольких десятков или сотен колес поезда! Понятно,
что при этом тратится колоссальная энергия на преодоление такого
непрерывного сопротивления! Чудовищный перерасход энергии! То есть пара
"стальное колесо - стальной рельс" также имеет невысокий коэффициент
полезного действия!
В итоге, скорость железнодорожного состава не может быть обеспечена без
особых усложнений на уровне 200 - 300 км/час. При этом стоимость
строительства такой железной дороги чрезмерно велика!
А теперь я расскажу об одном удивительно простом изобретении с невероятной
эффективностью! Это - новый планетарный транспорт будущего!
Суть изобретения Анатолия Юницкого - в принципиально новом устройстве
рельса (рис. 3.16).
Рис. 3.16. Конструкция рельса-струны
В соответствии с ТРИЗ-моделью "Матрешка" - по названию знаменитой русской
игрушки - в новом рельсе встроены десятки и сотни проволок, натянутых каждая
как струна, а все вместе - как единая мощная и идеально прямая струна!
На рис. 3.17 показаны относительные радиусы "прогиба" автодорожного полотна:
RaM = 1, принятый за единицу; рельса высокоскоростной железнодорожной
дороги Ржд = 3 и рельса-струны Юницкого Rpc =10.
Рис. 3.17. Жесткость и ровность пути Юницкого в 10 раз лучше,
чем у автодорожного полотна, и в 3 раза лучше, чем у рельса
высокоскоростной железной дороги
3. Простое - в сложном 99
Вторая доминирующая ТРИЗ-модель, реализованная де-факто здесь - "Переход
в другое измерение", причем во всех смыслах! Технически это означает подъем
всей транспортной структуры над землей (рис. 3.18) на определенной высоте так,
чтобы было меньше уклонов и подъемов; так, чтобы обеспечить прямизну пути
на десятках и сотнях километров; так, чтобы полет в юнибусах с созерцанием
красот Природы доставлял удовольствие!
Ь) скоростной транспорт, органичный в любом "ландшафте"
Рис. 3.18. Примеры из инженерных проектов Анатолия Юницкого
Действительно, для наземного транспорта больше нет свободной земли,
особенно в городах. А это значит, что дальнейшее развитие - исторически-
эволюционное! - мыслимо только с переходом на "второй этаж", с
использованием координаты высоты, - поднятие транспортной структуры над
поверхностью земли. "Исправляя" заодно "дефекты" этой поверхности -
неровности рельефа.
И все же секрет изобретения - в физико-технических свойствах струны! Эти
свойства радикально отличаются от свойств балки, лежащей на своих концах.
Балка имеет намного больший прогиб при прочих равных условиях!
В итоге, скорость движения транспортных модулей Юницкого (юнибусов) может
быть обеспечена без особых усложнений на уровне 200 - 500 км/час.
100 Часть 1. Принципы ТРИЗ
Струна - это "умная" система, самовосстанавливающаяся и обладающая
ш исключительной - предельной! - ровностью и прямизной вдоль пути.
< Поэтому, изобретение Юницкого означает последнюю революцию в
S развитии пары "колесо - рельс": его изобретение не может быть
I превзойдено и улучшено, разве что только в материалах! Но не в
m принципе действия!
При этом, как и всякое сильное изобретение, Струнный Транспорт Юницкого
(СТЮ), обладает выдающимися сверх-эффектами:
экономия энергии (в пересчете на топливо) по сравнению с
автомобилем - в 20 раз!
экономия энергии по сравнению с железнодорожным транспортом - в
4 раза!
стоимость строительства СТЮ меньше стоимости автомобильной
дороги такой же протяженности - в 20-30 раз!
стоимость строительства СТЮ меньше стоимости железной дороги
такой же протяженности - в 10-15 раз!
стоимость транспортировки людей или грузов меньше в 10 и более
раз!
И наконец, но не в последнюю очередь, о чрезвычайно перспективных
системообразующих свойствах СТЮ.
Известно крылатое выражение: государства вырастали вдоль дорог.
СТЮ позволяет связать любую страну высокоскоростным, комфортным, самым
безопасным и надежным видом транспорта. СТЮ позволяет связать континенты
и страны, например, Европу и Японию, Китай и Юго-Восточную Азию, Африку,
обе Америки, даже Европу и Америку и т.п. Поэтому СТЮ - общепланетарный
транспорт (см. пример на рис. 3.19).
<
со
1-
о
ш
3
>
S
s
ш
о.
с
ш
-0
S
0ч
>
>
>
>
>
Рис. 3.19. Евро-азиатский транспортный интернет СТЮ
3. Простое - в сложном 1_01_
Об СТЮ можно рассказывать без конца. И все же строительство СТЮ еще не
начато. СТЮ ждет своих инвесторов и государственных лидеров с глобальным и
историческим масштабом мышления, с мощной политической волей.
И совсем уж напоследок - "назад-в-будущее": о новых старых ценностях жизни
на планете.
В прошлом веке государства стремительно, как знаменитая шагреневая кожа67,
стали стягиваться в города, в гигантские метрополии размером в миллионы
жителей! "Бесприродное" существование большинства стало погоней за
вещизмом, а понятия морали и достоинства стали сокращаться так же, как,
сокращался магический талисман, сделанный из шагреневой кожи и подаренный
старым лавочником главному персонажу романа Оноре де Бальзака.
Гигантские просторы многих стран, а особенно, России - безлюдны! Урбанизация
- жуткое слово! Человек удалился от Природы. И поэтому, в частности, человек
разучился ценить и воспринимать Природу.
СТЮ делает невероятное: создает условия для обратного массового движения к
Природе, в Природу - из городов! Движение к прекрасным условиям жизни и
труда, благодаря новой стратегии и концепции организации новых поселений в
самых лучших местах страны и планеты! Потому что, благодаря СТЮ, исчезают
расстояния. И становится незачем укорачивать свою жизнь в городских
метрополиях, если можно жить по современным меркам очень далеко от крупных
городов, и достигать центров этих городов за минуты, а не часы - без пробок, без
нервов, без уничтожения Природы.
Иллюстрация к новой системообразующей концепции68 формирования
"линейных" поселений вдоль оптимально спланированных сетей СТЮ показана
на рис. 3.20. Вдоль трасс СТЮ, в пределах пешеходной доступности, благодаря
экологической чистоте транспортной инфраструктуры и бесшумности движения
юнибусов, могут быть построены компактные города, гармонично вписанные в
окружающую природную среду.
Это будут точки роста рационально организованного общества. Это окажется
просто выгодным, ибо жизнь в нормальных природных и социальных условиях
станет для человека более важной, чем обладание той или другой вещью. Так
будут заложены начала новой цивилизации на Земле, живущей в единении с
Природой, а не в противоборстве с ней.
А теперь вот о чем - о трудной судьбе первооткрывателей и первопроходцев.
"Новая достойная цель69, как правило, опережает свою эпоху настолько, что
зачастую воспринимается окружающими как еретическая. Жизнь в творчестве
начинается не с лавровых венков. Надо уметь бороться, уметь воевать.
Творческая личность не сворачивает с избранного пути достойного творчества.
Не позволяет чувство долга. Цандер70 называл это долгом перед
человечеством"
"Шагреневая кожа" (фр. La Peau бе Chagrin), 1830-1831) - роман Оноре де Бальзака (1799-1850) -
знаменитого французского писателя
см. "СТЮ в вопросах и ответах" на www.stt21.ru/tabid/67/Default.aspx
составлено по книге: Альтшуллер Г.С, Верткин И.М. Как стать гением. - Минск: Беларусь, 1994
Фридрих Артурович Цандер (1887-1933) - российский ученый и изобретатель, один из пионеров
ракетной техники, опубликовавший свою первую работу по будущим космическим полетам в 21 год
в 1908 году!; его личным девизом был призыв "Вперед, на Марс!"
102
Часть 1. Принципы ТРИЗ
Рис. 3.20. Исходная точка системного роста новой цивилизации
Анатолий Юницкий уже 30 лет служит своему долгу перед человечеством и не
только мечтает увидеть свой транспорт в действии, но и упорно трудится для
этого. И все же... непонимание, непонимание, непонимание - еретик).
Отношение политиков, чиновников и даже инвесторов к пионерам не меняется во
всей истории цивилизации.
"Известно71, что клад легче искать под фонарем, ведь там светло, а не в темном
и непроходимом лесу. Чуть более 100 лет назад, когда по улицам уже бегали
первые автомобили, верил же муниципалитет Лондона анализу перспектив
развития транспорта в городе, сделанному специально созданной для этого
комиссией: через 100 лет (т.е. в наши дни - А/О. и М.О.), в Лондоне будет 2
миллиона жителей и 4 миллиона лошадей; конюшен будет больше, чем жилых
домов; все окрестные земли будут засеяны травой, овсом, но земель и корма
лошадям всё равно будет недостаточно; а слой навоза будет достигать местами
полуметровой толщины.
Сегодняшние прогнозы на 50-100 лет вперёд примерно такие же, если в
указанном анализе заменить термины: лошадь на автомобиль, конюшня на
гараж, овёс на бензин, земля на асфальт, а навоз - на выхлопные газы. И там и
здесь специалисты и эксперты допускают одну и ту же ошибку - 110 лет назад
никто не воспринял первый простенький и непрезентабельный автомобиль,
который затем изменил мир в XX веке, как сегодня никто не замечает первый
простенький и непрезентабельный концепт СТЮ, построенный в г. Озёры
Московской области в 2001 году, который еще сильнее изменит мир в XXI веке,
сделав его более безопасным, экологичным и комфортным."
Но время строить транспортный интернет Юницкого пришло!
71 см. "СТЮ в вопросах и ответах" на www.stt21.ru/tabid/67/Default.aspx
3. Простое - в сложном
103
3.3. Невозможное - возможно
Это изобретение - Анатолия Юницкого! - очень большое во всех смыслах! Оно
чрезвычайно простое по идее, невероятно сложное для реализации,
исключительно эффективное и фантастически красивое!
А еще - в нем очень нуждается наша человеческая цивилизация. А это значит,
что человечество способно осуществить его! Так было всегда, когда возникала
новая цель для человечества.
Пример 3.8. Космическая цивилизация (решение для примера Р5)
- Вы утверждаете, что человек может поднять себя за
волосы?
- Обязательно! Мыслящий человек просто обязан время
от времени это делать.
Барон фон Мюнхгаузен
Это высказывание знаменитого барона72 фон
Мюнхгаузена, донесенное к нам актером Олегом
Янковским, стало незабываемым афоризмом для
многих из тех, кто смотрел этот фильм73 и поверил в
правдивость рассказанной там истории (рис. 3.21).
Рис. 3.21. Одна из обложек диска с
фильмом "Тот самый Мюнхгаузен"
Одной из таких особенно "невозможных"
историй была байка барона о том, как он
сам вытащил себя из болота вместе с
лошадью... за волосы, за собственную
косичку! Впрочем, кто знает - возможно
это или невозможно?! Ведь посвятил же
художник74 целую картину (рис. 3.22)
этому событию!
Ну, а тому, кто посмел бы научно-
доказательно спорить с ним, барон
сказал73 бы: "Я понял, в чем ваша беда:
вы слишком серьезны. Но умное лицо -
это еще не признак ума, господа. Все
глупости на земле делаются именно с
этим выражением лица".
72 Карл Фридрих Иероним фон Мюнхгаузен (нем. Karl Friedrich Hieronymus Freiherr von Munchhausen,
1720-1797) - немецкий барон, потомок древнего нижнесаксонского рода Мюнхгаузенов, ротмистр
русской службы, историческое лицо и литературный персонаж. Имя Мюнхгаузена стало
нарицательным как обозначение человека, рассказывающего невероятные истории.
73 замечательный фильм "Тот самый Мюнхгаузен", 1979: режиссер Марк Анатольевич Захаров (р.
1933) - российский режиссёр театра и кино; Григорий Израилевич Горин (1940-2000) - российский
драматург, писатель-сатирик; Олег Иванович Янковский (1944-2009) - российский актер театра и
кино, исполнитель главной роли в фильме
74
Теодор Хоземанн (1807-1875) - известный немецкий художник и карикатурист
Рис. 3.22. "Свидетельство" возможности
содеянного бароном фон Мюнхгаузеном
104 Часть 1. Принципы ТРИЗ
"А теперь, внимание - вопрос к знатокам"75:
существует ли на Земле практически осуществимая
идея антигравитационного двигателя и движителя?
Напомним некоторые определения (подборка из разных энциклопедий):
1) двигатель - устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в
механическую энергию; например, электромотор преобразует электрическую
энергию во вращение вала;
2) движитель - устройство, преобразующее энергию двигателя либо внешнего
источника в полезную работу по перемещению транспортного средства;
например:
■ колесо - автомобили, локомотивы, велосипеды и т. д.;
■ гусеница - гусеничные трактора, танки, некоторые типы вездеходов;
■ шнек - шнеко-роторные машины, некоторые типы вездеходов (шнеко-ротор-
ный вездеход);
■ конечности - у шагающих механизмов: андроиды, экзоскелеты, шагающие
экскаваторы;
■ жгутик - основной движитель микроорганизмов и сперматозоидов высших
животных;
■ винт (пропеллер) - самолёты, дирижабли, суда на воздушной подушке;
■ гребной винт, судовой крыльчатый движитель - суда и корабли;
■ водомётный движитель (струя воды) - небольшие суда;
■ парус - парусные суда;
■ электрический ракетный движитель (поток ионов) - космические аппараты,
ионные источники;
■ реактивный движитель (струя газа)- самолёты, ракеты.
Ну, а теперь, когда знатоки бросились для начала делить антигравитационные
двигатели и движители на истинные и "неистинные", упростим их брейнсторминг
подсказкой: знают ли они систему, которая после передачи ей некоторого
количества энергии сама подняла бы себя в космос вместе с грузом?
Вы думаете, что это - снаряд, выстреленный76 "из пушки на Луну"? Нет - снаряд
не является движителем!
Гораздо эффективнее, конечно, материал кейворит77, "экранирующий"
гравитацию и служащий антигравитационным двигателем и движителем! Но, к
сожалению, секрет этого материала после первого полета на Луну в 1899 году
команды из трех англичан был утрачен!
Так что же делать? Кто знает правильный ответ?
75 знаменитое вступление перед оглашением вопроса телезрителя команде знатоков в знаменитом на
протяжении уже нескольких десятков лет- с 4 сентября 1975 года! - российском игровом
интеллектуальном телевизионном клубе "Что? Где? Когда?"
76 Жюль Габриэль Берн (1828-1905) - выдающийся французский писатель, автор произведений
приключенческой литературы и научной фантастики, предсказавший множество невозможных
изобретений, осуществившихся к настоящему времени; в частности автор романа "С Земли на
Луну", 1865
77 история первого полета на Луну представлена в романе "Первые люди на Луне", 1901,
выдающегося британского писателя и публициста Герберта Уэллса (1866-1946)
3. Простое - в сложном
105
А теперь, внимание - правильный ответ (кстати, тоже знаменитая реприза клуба
"Что? Где? Когда?"):
это - планетарно-космическая транспортная система Юницкого.
Представьте себе ажурную эстакаду, охватывающую кольцом с
окружностью чуть больше 40000 километров весь земной шар по экватору.
На этой эстакаде установлена вакуумированная труба, в которой
_. размещены система линейных электродвигателей и ротор, безопорно
подвешенный в трубе в магнитных полях.
В роторе "толщиной" менее полуметра размещен полезный груз -
миллионы тонн. Ротор заключен в жаропрочную оболочку.
Линейные двигатели постепенно, за несколько дней или недель, разгоняют
ротор до первой космической скорости - 10 км в секунду. Труба
раскрывается, и ротор, освобожденный от магнитных удерживающих
полей, сам взлетает вверх и через несколько десятков минут выходит в
ближний космос на высоту 300 км!
При этом ротор расширяется (рис. 3.23а) - сначала за счет упругих свойств
материала (фаза 1), а затем за счет специальных телескопических систем
(фаза 2).
И уже если систему разгона ротора определить как "антигравитационный"
двигатель, то удивительным движителем на основе центробежного
принципа действия будет сам ротор. Именно динамизированный (ТРИЗ!)
ротор и выносит сам себя на орбиту Земли вместе с грузом, словно барон
Мюнхгаузен вытаскивает сам себя из болота вместе с лошадью!
о
о
О
со
о
о
X
о
о
О
со
о
X
Фаза1
Фаза 2
Ь)
:'^: *¥'**••
-• X: \ -«■- *■<?.
*\&ЗЦ:? "
\
WJ !
Рис. 3.23. Планетарно-космическая
транспортная система Юницкого:
a) фазы вывода ротора на орбиту -
вид с одного из полюсов;
b) кольца космической околоземной
цивилизации.
По этой же схеме в ближний космос может подниматься и оболочка, внутри
которой размещён раскрученный вокруг планеты ротор. Внутри оболочки или на
внешней подвеске могут быть размещены пассажирские салоны суммарной
вместимостью в миллионы пассажиров и-или грузовые отсеки на миллионы тонн
грузов!
Понятно, что эстакада, ротор и космическая индустриально-жилая
инфраструктура могут быть реализованы только на основе СТЮ, рассмотренной
в предыдущем разделе! При этом эстакада, благодаря особым свойствам СТЮ,
будет проложена даже через 3 океана!
106 Часть 1. Принципы ТРИЗ
Для этого нужно всего лишь... разоружить планету! И гигантские средства,
направляемые на убийство и войны, инвестировать в будущее планеты.
Задача 3.9. Удлинение кольца Юницкого.
А теперь - задача (с уловкой):
на Землю наброшено кольцо так, что снизу (рис.
3.24) оно лежит на Земле, а сверху отодвинуто от
Земли на полметра для того, чтобы между
Землей и кольцом мог проползти не очень
полный человек.
Вопрос 1: какова длина окружности этого кольца
и насколько оно длиннее окружности Земли,
принимаемой здесь в 40000 километров?
Вопрос 2: на сколько процентов удлинится
окружность кольца Юницкого на высоте 300 км
над планетой?
Задача 3.10. Самостабилизация формы кольца Юницкого.
Посмотрите на этого славного парня из основанного им вместе с коллегами
"разъездной" группы Circus Cowboys (Цирковые Ковбои), раскручивающего
американское лассо для рекламы на своем веб-сайте78 своего циркового номера.
Его лассо само устанавливается в достаточно правильную окружность даже при
неравномерном импульсном разгоне этого "кольца".
Само-стабилизация кольца Юницкого намного равномернее. Почему?
Задача 3.11. Как формируются несколько колец Юницкого?
Подсказка-шутка: посмотрите видео-презентацию на указанном в сноске сайте -
отлично видно, как работает лассо-кольцо. Отсюда - один шаг до...
Рис. 3.24
http://www.circuscowboy.com/en/company/artists/sherrif-scott.shtml
3. Простое - в сложном 1_07_
Послесловие79 к двум последним разделам:
в 2009 году исполнилось 120 лет со дня рождения Игоря Сикорского80,
авиаконструктора, создавшего в России первый в мире многомоторный
бомбардировщик, а в Америке - первый вертолёт. Вскоре после эмиграции у
Сикорского остались последние 20 долларов. Будучи в Чикаго, он "инвестировал"
последние деньги очень удачно - купил билет на концерт Сергея Рахманинова81.
После концерта двое русских эмигрантов разговорились. Рахманинов спросил,
сколько конструктору необходимо на открытие своего дела. Тот сказал: 500
долларов. Рахманинов полез в карман, извлек пачку денег - весь гонорар за
концерт- и протянул ему. Там было 5 тысяч, большие по тем временам деньги...
В вертолёт Сикорского в Америке никто не верил. Более того, в 30-е годы XX
века, через 30 лет после его первых неудачных экспериментов с прототипом
вертолёта в Киеве, большинство инженеров считали, что принятая им схема с
одним несущим и одним рулевым винтом никогда не будет работать. Сикорскому
удалось доказать обратное - и с середины прошлого века по этой схеме,
впоследствии во всём мире названной классической, летают 90% всех
вертолётов. И все президенты США летают только на таких вертолётах.
Выводы "экспертов" относительно чего-либо нового - на то оно и новое! -
слишком часто ошибочны. В противном случае они были бы самыми успешными
и самыми богатыми людьми, так как знали бы завтрашний день и понимали бы,
куда нужно вкладывать свою энергию и деньги, чтобы быть успешными и много
зарабатывать. Весь исторический опыт свидетельствует об обратном —
зарабатывают много и успешны только те, кто вкладывает деньги в такие
проекты, куда и "эксперты" и'"специалисты" не вложили бы и копейки.
Чтобы убедиться в сказанном, достаточно прочесть изложенные ниже некоторые
наиболее "интересные" прогнозы экспертов и специалистов за последние 150
лет. Они искренне верили в свою правоту.
Прогнозы:
- думаю, что на мировом рынке мы найдем спрос только для пяти компьютеров
(Thomas Watson — директор компании IBM, 1943);
- но что... может быть полезного в этой штуке? (вопрос на обсуждении создания
микрочипа в Advanced Computing Systems Division of IBM, 1968);
- ни у кого не может возникнуть необходимость иметь компьютер в своем доме
(Ken Olson - основатель и президент корпорации Digital Equipment Corp., 1977);
- такое устройство, как телефон, имеет слишком много недостатков, чтобы
рассматривать его, как средство связи. Поэтому, считаю, что данное изобретение
не имеет никакой ценности (Из обсуждений в компании Western Union, 1876);
- да кого, к чертям, интересуют разговоры актеров? (реакция Н.М. Warner,
сооснователя Warner Brothers, на использование звука в кинематографе, 1927);
цитируется с изменениями по "СТЮ в вопросах и ответах" на www.stt21.ru/tabid/67/Default.aspx
80 Игорь Иванович Сикорский (1889-1972) - русский и американский ученый-авиаконструктор,
выдающийся создатель самолетов и вертолетов; в 1914 году установил два мировых рекорда
скорости на своем биплане С-6: 111 км/час с двумя пассажирами на борту и 106 км/час с пятью
пассажирами; эмигрировал в США в 1919 году
81 Сергей Васильевич Рахманинов (1873-1943) - выдающийся русский композитор, пианист и
дирижер; эмигрировал в США в 1917 году в Европу, а в 1918 году - в США
108
Часть 1. Принципы ТРИЗ
- эта музыкальная коробка без проводов не может иметь никакой коммерческой
ценности. Кто будет оплачивать послания, не предназначенные для какой-то
частной персоны? (партнёры ассоциации David Sarnoff в ответ на его
предложение инвестировать проект создания радиокомпании, 1920);
- нам не нравится их звук и, вообще, гитара - это вчерашний день (Decca
Recording Co., отклонившая запись альбома группы the Beatles, 1962);
- летающие машины, весом тяжелее воздуха, невозможны! (Lord Kelvin -
президент Королевского Общества - Royal Society, 1895);
- профессор Годдард не понимает отношений между действием и реакцией, ему
не известно, что для реакции нужны условия, более подходящие, чем вакуум.
Похоже, профессор испытывает острый недостаток в элементарных знаниях,
которые преподаются еще в средней школе (статья в New York Times о
революционной работе82 Роберта Годдарда на тему создания ракеты, 1921);
- самолеты - интересные игрушки, но никакой
военной ценности они не представляют
(Marechal Ferdinand Foch, профессор, Ecole
Superieure de Guerre);
- бурение земли в поисках нефти? Вы имеете
в виду, что надо сверлить землю для того,
чтобы найти нефть? Вы сошли с ума! (ответ
на проект Edwin L. Drake, 1859);
- все, что могло быть изобретено, уже
изобрели (Charles H. Duell, специальный
уполномоченный американского Бюро
Патентов, 1899);
- теория Луи Пастера о микробах - смешная
фантазия (Pierre Pachet, профессор
университета Тулузы, 1872);
- живот, грудь и мозг всегда будут закрыты
для вторжения мудрого и гуманного хирурга
(Sir John Eric Ericksen, британский врач,
назначенный главным хирургом королевы
Виктории, 1873);
- 640 килобайт должно быть достаточно для
каждого пользователя (Билл Гейтс,
основатель компании Microsoft, 1981).
Струнные системы Юницкого не являются историческим исключением.
Действительно, в новом деле подлинным экспертом и специалистом может быть
только его Создатель. Но он еще должен быть Борцом83 - за свое понимание
чувства долга перед человечеством.
И все же дай Бог каждому из них встретить в своей судьбе своего Рахманинова.
Рис. 3.26. Первая монография
А.Э.Юницкого, 1995, подаренная
им тогда же автору этой книги;
тираж - 50 (!) экз.
Роберт Годдард (1882-1945) - выдающийся американский учёный, один из пионеров современной
ракетной техники
83 Альтшуллер ПС, Верткин И.М. Как стать гением. - Минск: Беларусь, 1994
3. Простое - в сложном 709
3.4. Невидимое - в очевидном
Однажды один огорченный жизнью человек сетовал мне: "Мы - потребители.
Артефакты слишком привычны нам. Мы не видим в артефактах творение таланта
и труда. Мы смотрим на артефакты только как на вещи. Увы, так корова
бесконечно прожевывает свое сено или траву, вместе с разными там полевыми
цветочками, и ей незачем видеть. Ей незачем думать. Ее цель - жевать,
поскольку она - представитель подотряда жвачных. Так и мы жуем жвачку и
потребляем вещи, не артефакты". Грустно, но как я думаю, относится не ко всем
нам.
И все же мы говорим здесь о позитивном, о прогрессе. А прогресс - это как
минимум отделение и отдаление человека от животного. Мы всматриваемся в
вещи как в артефакты, чтобы открыть в них изобретения ума и результаты
умения. Интересно, что в русском языке оба этих слова однокоренные, что не
так, например, в английском или немецком. Вот и ТРИЗ предлагает и ум - как
способность эффективно мыслить, и умение - как способность делать что-
нибудь, приобретенную знанием, опытом84.
А сейчас - к велосипедам! Ибо, что может быть привычнее (рис. 3.27) среди
окружающих нас очевидных вещей-артефактов!
Рис. 3.27. Основные компоненты современного велосипеда
Нас интересует история развития велосипеда. На протяжении более 200 лет
понемногу вырастал артефакт, который сегодня признан самым массовым
транспортным средством (без крыши и кабины, правда) в истории цивилизации.
Мы увидим невидимое - участие и движение творческой мысли, преодоление
неразрешимых противоречий, создание решений, меняющих судьбу этого
артефакта. Именно ТРИЗ откроет нам историю и секреты развития этого
удивительного устройства, возможности которого для дальнейшего развития и
эволюции, по моему мнению, еще далеко не исчерпаны.
В очевидном мы увидим то, о чем непосвященный даже не догадывается.
84 по "Словарю русского языка" С.И.Ожегова
85http://ru.wikipedia.org/wiki/0aiir:Bicycle_diagram-ru.svg
88 об иллюстрациях: 1) автор благодарит всех владельцев иллюстраций, представленных в этой
книге; 2) примеры адаптированы в учебных целях.
110
Часть 1. Принципы ТРИЗ
История открывается двумя примерами, которые хоть и оказались на поверку
мифами, все же прожили уже так долго, что с ними уже жаль расставаться, как с
интересной сказкой. Поэтому они приведены здесь (рис. 3.28) в виде примеров
проблемы под "нулевым" номером.
Изучение всех примеров требует, как минимум, двойного их просмотра и
прочтения: первый раз - для ознакомления собственно с историческими
фактами, с противоречиями, которые были преодолены в каждом примере через
изобретение нового решения, и второй раз - когда Вы уже изучите всю эту книгу
и освоите все модели трансформации, описанные в окнах "ТРИЗ".
U проблема
Ускорить передвижение человека
по земле, используя силу его
мышц. Однако что взять за
прототип: колесницу? Телегу?
Время: 1500?
Решение: в Музее Изобретений
Корейского Центра Обучения
Изобретательству есть вот такой
деревянный макет "байка" да
Винчи!
ТРИЗ: Копирование, Посредник,
Объединение, Динамизация
Время: 1790 ?
Решение: Граф Сиврак (Франция)
изобрел двухколесный самокат с
деревянной рамой и без руля (одна
из боковин на рисунке условно
снята)
ТРИЗ: Копирование, Объединение
Стандартное противоречие
(+)-факторы
Рост скорость-
уменьшение затрат
энергии
(-)-факторы
Большой вес известных
экипажей с двумя,
тремя и четырьмя
колесами
Ш^^^^Х^"^ '"^^'i;*-^ |
\£^ I
Рис. 3.28. Кто изобрел эту славную лошадку, радующую детей и в нашем XXI веке?!
Во втором прочтении Вам откроется - со всей полнотой и прагматической
красотой - то, что было невидимым или не полностью понятным для Вас при
первом прочтении.
Я уверен, что Вам вспомнится Ваш опыт работы с картинками "Магическое
Зрение", и Вы обнаружите практически полную аналогию с ними: именно через
знание моделей трансформации - ТРИЗ-навигаторов креативного мышления!
- только и может быть в полной мере понята и эффективность собственно
творческих методов, и эффективность, а также красота, решений, всякий раз так
изменявших эту систему - велосипед, чтобы шаг за шагом привести ее к тому
виду, в котором она для нас привычна и очевидна.
А чтобы разглядывание примеров с самого начала не показалось Вам пресным
делом, предварим его правдоподобной историей (рис. 3.29) о том, как могло
произойти гениальное изобретение графа де Сиврака.
3. Простое - в сложном
111
Легенда о графе де Сивраке
1. Сидел как-то граф на берегу с удочкой. Смотрит, катится колесо от телеги.
Катится и не падает. Подумал граф: вот бы покататься на колесе. Но тут
возникло противоречие - а как ехать на колесе?
Пришел граф в свой замок после рыбалки, и не покидает его идея проехаться
верхом на колесе. Пошел к конюшне, взял колесо, стал на его ось обеими
ногами с двух сторон, за столб держится, боится ехать. Потом толкнулся да как
брякнется! Хорошо, что на сено попал!
Да, долго на колесе не проедешь. К тому же, подумал граф, у телеги больше
колес, и потому на ней можно ехать сидя! Значит, надо взять два колеса и
соединить их, но не так, как у двуколки - на одной оси, а друг за другом. Тогда
посередине можно и сиденье приладить.
Придумано - сделано.
Сделал граф себе такую лошадку о двух колесах и катается. Себе в
удовольствие, людям на потеху. Толкается ногами, разгон берет. А потом еще
и ноги поднимет да катится себе, не падает! Просто чудо какое-то! На колесе
едет и не падает! Тут и дворовые мастеровые вскоре для своих чад таких
лошадок понаделали. Из других графств люди понаехали на изобретение
посмотреть и себе такое же чудо на свой манер смастерить.
А графу вскоре надоело трястись да падать с такого коня, потому как не хочет
конь поворачивать, куда ездоку надо, и граф забыл про него, и пошел снова
заниматься рыбалкой.
2. Эх, не знал граф ТРИЗ-законов развития систем, а то такое мог бы
придумать! И самокат, и скейт-борд, и даже одноколесный велик, а еще всякое
управление к своим лошадкам!
А еще он записал бы свой метод изобретения как особенный творческий
прием, например, под названием "копирование", "объединение" и даже
"местное качество". И тогда мог бы учить этим приемам своих потомков.
Кто знает, насколько дальше и быстрее продвинулась бы тогда цивилизация!
Рис. 3.29. Правдивая история о графе Сивраке, слышанная как-то
бароном Мюнхгаузеном в поздние годы его жизни (пункт 1) и
дополненная историческим комментарием автора (М.О., пункт 2)
Вы и сами можете составить такие же истории для любого из приведенных далее
примеров, если захотите. Буду рад, если Вы пришлете их мне.
А еще эти примеры содержат способ для составления задач на выполнение
реинвентинга про любые другие артефакты.
Желаю Вам интересного чтения!
А после завершения просмотра следующих 66 примеров Вас ждут Части 2-4 этой
книги - детальное изучение инструментария "Нетрудной ТРИЗ".
Успеха Вам!
112
Часть 1. Принципы ТРИЗ
Приложение к Теме 3: очерк истории развития велосипеда в картинках,
исторических фактах, противоречиях и изобретательских решениях.
Читайте, думайте!
01
проблема
Стандартное противоречие
(+)-факторы
(-)-факторы
Трудно поворачивать и избегать
препятствий на "беговой машине"
де Сиврака
Улучшить управление
на поворотах
Жесткое соединение
всех элементов
конструкции
Время: 1817
Решение: Карл Драйс изобрел
"беговую машину" с управлением
при помощи поворотного переднего
колеса (Германия)
ТРИЗ: Дробление, Динамизация,
Местное качество
02
проблема
Стандартное противоречие
(+)-факторы
(-)-факторы
Движение при отталкивании ногами
от земли получается медленным,
неудобным и требует больших
затрат энергии
Повысить удобство
движения; уменьшить
затраты энергии;
увеличить скорость
Отсутствие передачи
энергии от человека на
колеса
Время: 1839
Решение: Кирпатрик Макмиллан
создает привод на заднее колесо
через систему рычагов от
качающихся педалей, что давало
выигрыш в силе (Англия)
ТРИЗ: Наоборот, Периодическое
действие, Посредник
Время: 1850-1870
Решение: Пьер Лаллман
(Франция, США), Пьер Мишо (Франция),
Филип Фишер (Германия) изобрели
независимо педали, соединенные с
передним колесом.
Рождение названия "велосипед" -
от франц. velocipede, от лат. velox -
быстрый и pes - нога, стопа.
ТРИЗ: Посредник, Копирование,
Местное качество, Асимметрия
3. Простое - в сложном
113
03 проблема
С ростом диаметра колес
увеличивается сложность
остановки при торможении ногами
о землю или упором в педали
Время: около 1845
Решение: применение ручного
тормоза с воздействием на колесо
ТРИЗ: Заранее подложенная
подушка, Местное качество,
Посредник, Копирование
Стандартное противоречие
(+)-факторы
Рост скорости
(-)-факторы
Отсутствие передачи
энергии от человека на
колеса для остановки
^ш^и^ни
04 проблема
С ростом диаметра колес
увеличиваются затраты энергии на
их вращение
Время: около 1845
Решение: установка подшипников
на осях колес
ТРИЗ: Сфероидальность,
Местное качество, Посредник
Стандартное противоречие
(+)-факторы
Рост скорости
(-)-факторы
Увеличение трения в
осях
т о
"i^^^|j=t|k;:A:::--
врем*
\\f ЦГ"^ ГО
la
05
проблема
Стандартное противоречие
(+)-факторы
(-)-факторы
С ростом скорости увеличивается
тряска при наездах на камешки и
ветки
Рост скорости
Сильные удары
деревянных колес, иногда
обтянутых
металлическим обручем.
Время: 1)1845; 2) 1847
Решение: 1) шотландец Р.Томпсон
изготовил первые литые резиновые
шины (Англия); 2) лорд Лорэн
изобрел надувные шины, которые
были очень дорогими, и о них
забыли (Англия).
ТРИЗ: Посредник, Местное
качество, Изменение агрегатного
состояния, Копирование
No. 6.104.-
Е. W. THOMSON.
OABEIAOE *HEEL, &c.
Patented May 8. 1847.
*&А
114
Часть 1. Принципы ТРИЗ
06
проблема
Стандартное противоречие
(+)-факторы
(-)-факторы
Большие размеры и детали
большой толщины для
обеспечения достаточной прочности
деревянных велосипедов приводят
к большому весу
Время: 1870
Решение: Джеймс Старлей на
фирме Coventry Machine Company
(Англия) выпускает первый
цельнометаллический велосипед и
колеса с проволочными спицами
ТРИЗ: Дробление, Замена
механической среды
Рост прочности
Рост веса
i""fti
07 проблема
Дальнейший рост диаметров колес
невозможен, и рост скорости
останавливается
Время: около 1879
Решение: Гарри Лоусон
изобретает цепную передачу с
разными диаметрами ведущего и
ведомого зубчатых колес.
ТРИЗ: Асимметрия, Посредник,
Местное качество
Стандартное противоречие
(+)-факторы
Рост скорости
(-)-факторы
Ограничение роста
размеров колес
0^т
хщр/
4 \Д^г
08
проблема
Стандартное противоречие
(+)-факторы
(-)-факторы
С ростом скорости увеличиваются
шум и тряска при наездах на
камешки и ветки
Рост скорости
Удары металлических
колес
Время: 1888, см. 1847
Решение: ветеринар Джон Данлоп
изобретает надувную шину
(Англия)
ТРИЗ: Изменение агрегатного
состояния, Посредник,
Использование пневмоконструкций
3. Простое - в сложном
115
09 проблема
При разгоне с горы велосипедист
терял педали и без опоры для ног
легко мог упасть (некоторые
машины имели подножки);
торможение упором ног в педали
вело к падениям и травмам
Время: 1898
Решение: фирма "Фихтель и Закс"
(Германия) запатентовала
велосипедную втулку "Торпедо" с
механизмом свободного хода (1) и
встроенной тормозной системой (2)
ТРИЗ: Дробление, Матрешка,
Непрерывность полезного
действия
Стандартное противоречие
(+)-факторы
Возможность
отдыхать и не вращать
педали; возможность
тормозить колесо
более сильными
мышцами ног
(-)-факторы
Постоянная жесткая
связь педалей с колесом
через передачу
D 2)
щ^/ ЩР
10 проблема
Применение в армии
Время: конец XXI века
Решение: выпуск складных
велосипедов (Германия)
ТРИЗ: Дробление, Динамизация,
Местное качество, Копирование
Стандартное i
(+)-факторы
Возможность
переносить велосипед
«■■■ щ-
противоречие
(-)-факторы
Неудобно из-за большой
длины велосипеда
'^шшттжтш '
ш ' ■■*• гч ■"■" ■ ш&
11 проблема
Применение в армии на
бездорожье
Время: начало XX века
Решение: подпружиненные колеса
ТРИЗ: Копирование, Динамизация,
Местное качество
Стандартное противоречие
(+)-факторы
Уменьшение тряски
(-)-факторы
Жесткая связь колес с
рамой
Щ s'-iL.
116
Часть 1. Принципы ТРИЗ
12
проблема
Стандартное противоречие
(+)-факторы
(-)-факторы
Применение в армии
Повышение
надежности и экономия
дефицитной резины
Надувные шины, легко
повреждающиеся об
острые камни, стекло
и т.п.
Время: 1915
Решение: изобретение безшинного
колеса из двух концентрических
ободьев, связанных друг с другом
через множество радиально
действующих пружинок.
ТРИЗ: Матрешка, Динамизация,
Предварительное антидействие
13 проблема
Цепь ненадежна при загрязнении и
спадает со звездочек
Время: конец XIX - начало XX века
Решение: изобретение втулки на
основе планетарного механизма.
ТРИЗ: Матрешка, Переход в
другое измерение
Стандартное противоречие
(+)-факторы
Защита
переключателя цепи от загрязнения
(-)-факторы
Полная защита не
обеспечивается
Современный вид
14
проблема
Стандартное противоречие
(+)-факторы
(-)-факторы
Спортивные состязания
потребовали оптимизации
распределения сил
Переменная нагрузка
Неизменное
передаточное число
Время: 1950-е
Решение: многоступенчатая
переключаемая передача
t
$И£*.....
ТРИЗ: Дробление, Копирование,
Местное качество
*:1 .'-Т*
4%S
О
о
ш
"D
CD
s
CD
X
X
СГ
St
3. Простое - в сложном
117
15
проблема
Стандартное противоречие
(+)-факторы
(-)-факторы
В многоскоростной передаче цепь
часто падала
Цепь должна быть в
зацеплении только в
одной паре колес
Трудно подобрать
диаметры, чтобы
длина цепи была
неизменной
Время: 1950-е
Решение: изобретение механизма
натяжения цепи
ТРИЗ: Местное качество,
Самообслуживание, Посредник
О
о
го
"О
о
s
о
X
16 проблема
Цепь шумит и ржавеет
Время: 1984
Решение: фирма "Континенталь
Гумми-Верке" создала
синтетический зубчатый ремень
ТРИЗ: Изменение агрегатного
состояния объекта, Копирование,
Наоборот, Местное качество,
Переход в другое измерение
Стандартное противоречие
(+)-факторы
Смазывать цепь
(-)-факторы
Смазка пачкает одежду
Современ
^^^^^^^Я
IjF^ ГО
* Современный ^
вариант
17 проблема
Неэффективное использование
усилия ног
Время: ?
Решение: изобретение ведущего
зубчатого колеса эллиптической
формы.
ТРИЗ: Асимметрия, Копирование,
Непрерывность полезного
действия, Местное качество
Стандартное противоречие
(+)-факторы
Минимальное усилие
создается в верхней
точке педали, а
максимальное в
горизонтальном
положении
(-)-факторы
Неизменное плечо тяги
цепи из-за постоянного
диаметра ведущей
звездочки
[ _***ч. I
*' ~ *———■ ~*
l^&_ **gf и
118
Часть 1. Принципы ТРИЗ
18 проблема
Зажимы для туфель на педалях
опасны при необходимости быстро
покинуть машину
Время: 1985
Решение: фирма "Лук" выпустила
педаль с зажимом наподобие
зажима слаломной лыжи (Франция)
ТРИЗ: Универсальность, Заранее
подложенная подушка, Посредник
Радикальное противоречие
1-е требование
Зажимы помогают
тянуть педаль при
подъеме ноги
2-е требование
Зажимы затрудняют
освобождение ноги
Ш^^^й
19 проблема
Повышение надежности и
уменьшение веса колес
Время: конец 80-х
Решение: сплошных дисковые
колеса из углеродного волокна.
Колеса с 4 и даже с 3
карбонатными "спицами".
ТРИЗ: Применение
композиционных материалов
Стандартное i
(+)-факторы
Колеса должны быть
легкими
противоречие
(-)-факторы
Спицы трудны в
регулировке, много
весят и легко
деформируются
ш
20
проблема
Стандартное противоречие
(+)-факторы
(-)-факторы
Уменьшение веса конструкции в
целом
Велосипед должен
быть легким
Возникает опасность
снижения прочности
Время: 90-е годы XX века
Решение: литые сплошные
магниевые рамы. Рамы из
углеродного и керамического
волокна. Алюминиевые склеенные
рамы.
ТРИЗ: Применение
композиционных материалов
3. Простое - в сложном
119
21
проблема
Радикальное противоречие
(+)-факторы
(-)-факторы
Недостатки цепи: загрязняется,
спадает, рвется; многоступенчатая
передача имеет большой вес
Цепь должна быть для
передачи мощности на
колесо-движитель
Цепь не должна быть,
т.к. она загрязняется и
легко спадает
Время: конец XIX века
Решение: применен кардан и
конические зубчатые передачи;
исключено загрязнение и
обеспечена надежная передача
ТРИЗ: Вынесение, Копирование,
Местное качество, Наоборот,
Переход в другое измерение,
Сфероидальность, Матрешка
о
о
го
"О
CD
CD
X
X
Е
22 проблема
Цепь (а также кардан и т.п.) имеет
лишний вес и потери на трение
Время: многократные попытки
Решение: спираль эволюции! -
олимпийский чемпион предложил
"инверсный" байк Мишо - Лаллма-
на - Фишера! А ведь он знает толк
в педалях!
ТРИЗ: идеальное ТРИЗ-решение:
трансмиссия предельно свернута!
Местное качество, Наоборот
Стандартное противоречие
(+)-факторы
Надо повысить
эффективность передачи
(-)-факторы
Трансмиссия имеет
много звеньев
Joey Ruiter &
StudioDesign con
cept
23 п
роблема
Стандартное противоречие
(+)-факторы
(-)-факторы
Многим нравится самокат, но на
нам неудобно сидеть! Что можно
придумать?
Отталкиваться
ногами для движения
Большая нагрузка на
ноги в положении стоя
Время: 2008
Решение: большой сюрприз
эволюции! - это ведь "байк" графа
де Сиврака и барона Драйза!
Действительно, без цепи!
vr:V..:..^.:,Av<
^/...&£*3.--
W
... •» -it.
■Mi
"О
ш
О
ТРИЗ: объединение
альтернативных систем (скутер и байк) с
частичным свертыванием +
Наоборот, Местное качество
шШ
&Л:аМ
о Я s 2 5°
<Ь~ ... .
ш
5^ ш _.
< О-
л 81! g з »
w ^ ;—
g ш Е
CD
120
Часть 1. Принципы ТРИЗ
24
проблема
Стандартное противоречие
(+)-факторы
(-)-факторы
Большой вес и большие размеры,
неудобно переносить и хранить
Удобство переноски и
хранения
Большой вес и большие
размеры
Время: 1978
Решение: разработка складных
велосипедов продолжалась в
Германии
ТРИЗ: Дробление, Динамизация,
Местное качество, Копирование
„Чл-5 ч ;ФЛЛ
Время: 2008
Решение: модель "Акробат"
удивительно просто реализует
идею "Матрешки" - спрятать всю
конструкцию между колес, ведь так
свернутый байк удобно катить!
ТРИЗ: Дробление, Динамизация,
Местное качество, Копирование,
Наоборот, Переход в другое
измерение, Матрешка
Contortionist by Dominic Hargreaves
Время: 2008
Решение: выпускник Королевского
колледжа искусств (RCA), Лондон,
создал "очевидное-невероятное" -
складное колесо!
ТРИЗ: Дробление, Динамизация
Duncan Fitzsimmons
Время: 2009
Решение: мексиканский дизайнер
Виктор Алеман также предложил
невероятный байк, у которого
вообще все компоненты
разбираются на небольшие части,
собираемые затем в "матрешку"!
ТРИЗ: Дробление, Динамизация,
Матрешка
<jf*
С7
Я)
О.
3. Простое - в сложном
121
25
проблема
Стандартное противоречие
(+)-факторы
(-)-факторы
Большие размеры, неудобно
переносить и хранить
Удобство переноски и
хранения
Большие размеры
Время: 2008
Решение: уменьшение размеров
колес, радикальное изменение
формы рамы вместо традиционной
i;
*
ТРИЗ: Дробление, Динамизация,
Местное качество, Копирование,
Наоборот, Переход в другое
измерение, Матрешка
V.
§
**■ =
ш (л
5- -I
* 73
ш Р
3 >
Время: 2008
т
i
Решение: дальнейшее
уменьшение размера колес (почти до колес
самоката), при этом модель "Гений"
оснащена электромотором.
Г
ТРИЗ: Дробление, Динамизация,
Местное качество, Копирование,
Наоборот, Замена механической
среды
6
га
of'
о д;
z *-
-п*<
О)
si
О С '
О" О)
S CD
Ш N
So
^z
3
Время: 2009
Решение: этот "Кузнечик" также
ломает привычное представление
о дизайне и функциональности.
Так что, перефразируя известный
тезис, можно сказать, что
велосипед неисчерпаем как... атом!
' i .^;:ШШ11 it
8 5?
< ш
о! ел
° -S
*"> ^
О) CD
cf о-
(Л *<
ТРИЗ: Дробление, Динамизация,
Сфероидальность
122
Часть 1. Принципы ТРИЗ
26
проблема
Стандартное противоречие
(+)-факторы
(-)-факторы
Цепь есть самый "отсталый"
системный компонент в велосипеде!
Надо повысить
эффективность передачи
Трансмиссия имеет
много звеньев
Время: 1869
Решение: решение - гениальное
по изобретательской мысли! Кто
знает, может быть, впереди еще
переход к "хорошо забытому"
старому?! - см. дальше.
ТРИЗ: по своему, идеальное ТРИЗ-
решение: система свернута в
рабочий орган! + Копирование,
Наоборот, Местное качество,
Матрешка
дз
о
с
(Л 9
(Л S.
CD О
Ш Э
с о
о %
cd *<
Время: 2008
^щ^щ.^,
Решение: история повторяется на
новом уровне развития!
Цепь, правда, есть, но маленькая!
ТРИЗ: идеальное ТРИЗ-решение:
трансмиссия существенно
свернута! + Копирование,
Местное качество, Матрешка
2
о
f I
СО
CD
Время: 2008
Решение: и здесь нет цепи! Колеса
этого "велосипеда" соединены
гибкой рамой-трансформером,
которой можно придать весьма
причудливые формы.
ТРИЗ: Наоборот (весьма
радикально!), Местное качество,
Динамизация и просто чувство
юмора
| 3
< CD
< —i
SC о*
П> *<
«В (л
о я>
& о
о О
О W
3 о
ш
с
2
3. Простое - в сложном
123
27 проблема
На подъемах трудно крутить
педали даже на низких передачах;
людям с ослабленным здоровьем
| трудно долго ездить на велосипеде
Время: начиная с 1990-х
Решение: изобретение
электровелосипедов с аккумуляторами и
электродвигателями
ТРИЗ: Замена механической
среды, Вынесение, Местное
качество, Копирование,
Частичное или избыточное
действие, Отброс и регенерация
| частей, Посредник, Объединение
Время: 2009
Решение: проект мотор-колеса
разработан в "лаборатории
чувствительного города" Карло
Ратти (Carlo Ratti) - MIT SENSEable
City Lab.
ТРИЗ: тренд - идеализация и
свертывание!
Время: 2009
Решение: свертывать!
Один из авторов, как видно, был не
в силах расстаться с одним
"лишним" колесом.
Зато другие не церемонились - и
вот в результате имеем, не знаю,
как назвать эти аппараты: то ли
облегченный мотоцикл, то ли
сверх-тяжелый байк.
Ну, а педали крутить, увы, не
получится ввиду их полного
отсутствия.
Зато гироскопов тут вкупе с
электронными мозгами - сразу по
несколько штук, уж будьте
уверены...
ТРИЗ: свертывание! + Замена
механической среды, Наоборот,
Матрешка... и другие
Стандартное противоречие
(+)-факторы
Преодолевать
подъемы; повысить
продолжительность
поездки
(-)-факторы
Нет подходящих
передач; не хватает
мощности мышц
Современный Eiectrobike Pi
Copenhagen ШШ Ы
Wheel by Carlo S-.f- "
Ratti- Ш% *™..'
MIT SENSEable fV\^ \ I b^&^w
NOAH by ШшШ&. X-
Andrei Franca ^ЩКЩшЬ> % ,
RYNO Motors7""
. ^шмк J1
ir..
Bombardier
EMBRIO Щ|
124
Часть 1. Принципы ТРИЗ
28
проблема
Стандартное противоречие
(+)-факторы
(-)-факторы
Применение композитных
материалов уменьшает вес велосипеда,
но делает его дорогим
Вес подвижного
объекта
Сложная конструкция,
состоящая из многих
компонентов
Время: 2008
Решение: эта поразительная идея
по лаконичности почти сравнима с
исходной предельной концепцией
"байка" в виде "колеса с педалями"!
ТРИЗ: свертывание + Наоборот,
Матрешка
Время: 2009
Решение: австралийский
изобретатель Майкл Дженкинс
(Michael Jenkins) изобрел еще одну
концепцию "ног-колес" (фактически,
самоката)
Wheelskates by
Michael Jenkins
ТРИЗ: свертывание + Дробление,
Вынесение, Динамизация,
Наоборот, Местное качество,
Копирование
Время: 2009
Решение: можно стоять , а можно
сидеть! То ли байк, то ли скутер...
Вот уж точно, Segway Дина
Кеймена многим не дает покоя!
И, конечно, гироскопы и
процессоры - информационный
ресурс, так что даже думать не
надо!
CD
О
3
ТРИЗ: свертывание - до рабочего
органа, до "последнего", правда,
двойного колеса!
J1
Время: 2008
Решение: "тягач"! А ведь если к
этому скутеру добавить седло, то
получится "байк", правда, и тут
педали-то отрезаны.
COOL RIDER
ТРИЗ: Дробление, Вынесение,
Местное качество, Наоборот,
Переход в другое измерение,
Посредник (!), Матрешка
3. Простое - в сложном
125
29
проблема
Стандартное противоречие
(+)-факторы
(-)-факторы
Большой вес и малая
энерговооруженность современного байка
Увеличение емкости
аккумуляторов
Большой вес
Время: 2006
Решение: а это - просто шутка, т.к.
это не байк, а самокат (скутер)!
Но мы можем сказать здесь, что
это - "свернутый" байк графа
Сиврака! К нему бы электромотор!
ТРИЗ: свертывание - до рабочего
органа, до "последнего" колеса!
ш
со
о"
cd
CD
Время: начиная с 1990-х
Решение: а это - замечательное
хобби очень серьезного инженера и
предпринимателя из Силиконовой
Долины (Trevor Blackwell). Вот
только педалей нет!
ТРИЗ: жестокое свертывание,
если смотреть от настоящего
байка, либо развертывание, если
прототипом взять моноцикл!
"О
о
о
с
СЛ
О.
CD
СЛ
СО*
3
СЛ
о
о
Время: 2009
Решение: изобретение "почти"
моноколесного байка с
электроприводом - здорово! Особенно
эффектно смотрится в анимации!
/
^
ТРИЗ: тренд - частичное
свертывание к одному рабочему колесу!
CD
"О
<
Ж
CD
ГО
Время: 2008
Решение: что-то вроде "камикадзе
в торпеде" - это изобретение
вызывает интерес и споры.
ТРИЗ: свертывание + Наоборот,
Переход в другое измерение +
фантазия.
Впрочем, мой учитель Станислав
Антонович Бальцевич говорил нам:
нет предела человеческой фантазии,
как нет предела и глупости! И затем
цитировал по этому поводу великого
Эйнштейна.
(Внимание: вторая часть высказывания
моего учителя не относится к оценке
этого примера)
-^йаийй&яйкжаг^^
У»Г
- /
CD ™-
-* с
$1
<^
о Н
Q. О
3
CD
Вот смотрите: стоять - плохо, сидеть - хорошо, а
лежать - еще лучше, и потому есть рикамбент
(recumbent)! Казалось бы, чего ж еще?!
Так что наша идея проста - смотрите на альтернативы
и... делайте свое!
126 Часть 1. Принципы ТРИЗ
30 проблема
И правда: нелегко научиться езде
на велосипеде, а также не просто
| ехать на одном колесе...
Время: 2009
Решение: колесо Gyrowheel от
компании Gyrobike выпускников
Dartmouth College, США, создает
повышенную устойчивость байка,
| что помогает при обучении детей.
ТРИЗ: Замена механической
среды, Вынесение, Копирование,
| Местное качество, Матрешка
Время: 2009
Решение: благодаря гироскопам
байк-скутер "сам" стоит на месте, а
еще имеет возможность "всенапра-
вленного" движения благодаря
| особой конструкции колеса!
ТРИЗ: свертывание! + Дробление,
Самообслуживание, Обратная
| связь, Универсальность
Время: начиная с 1990-х
Решение: изобретатель Thomas
Gordon видит такого робота на
Марсе или Луне. Катится САМ -
прямо по ТРИЗ. Но вот встанет ли
[он САМ, если упадет?
ТРИЗ: Замена механической
среды, Вынесение, Местное
качество, Копирование,
Стандартное противоречие
(+)-факторы
Удобство,
безопасность
(-)-факторы
Ненадежность,
неустойчивость
Gyrobike with Gyrowheel
^^^^^^^^^^Й Carnegie Mellon
^^^W^^^^^^^B University's
ИНГ«^-->й^^^^^И Robotics Institute
^^^^^^^^^^^И www.ri.cmu.edu
31 проблема
Эргономичность, эффективность и
дизайн велосипеда будут
совершенствоваться. Каким образом?
Время: 2009
Решение: дизайн-концепт этого
гибрида предложен чемпионом
Олимпийских Игр 1992 года
(осталось сделать миниатюрные
аккумулятор и электродвигатель,
да и педальную передачу)
ТРИЗ: тренд - идеализация!
Стандартное противоречие
(+)-факторы
Комфортабельность,
безопасность,
удобство эксплуатации
(-)-факторы
Вес, размеры
Chris Boardman &
SkySports Design
concept
\ ■.'::!;'v:.:.:;S::::::: jj|{j:!:'i:
ll^^SL^^»
^Щ^шш^!.^
3. Простое - в сложном
127
И, наконец, в доказательство того, что
велосипед неисчерпаем, как атом,
приведем несколько примеров иных
идей, не получивших большой
известности и популярности. Но эти
примеры имеют значительную
познавательную и эстетическую
ценность, так что оставить их вне книги
означало бы обеднить знания и
впечатления уважаемых читателей.
Я не комментирую эти иллюстрации, а
призываю Вас, если они Вам понравятся,
выполнить экстрагирование и
реинвентинг для этих примеров.
Еще хотел бы обратить Ваше внимание
на то, что некоторые иллюстрации
относятся к направлению фантастики и
изобразительного творчества стимпанк
(steampunk*), в котором я усматриваю
ностальгию о несостоявшемся, о
пропущенных поколениях в технике и
социуме. Конечно, не все из них были бы
нужны, и не все симпатичны. Но здесь
есть немало пространства для
воображения.
. *-"v -:*:!-"-=>Ш5
»fr
«^^"^«ГЧ'-чде'.ДО j
'http://en.wikipedia.org/wiki/Steampunk
128
Часть 1. Принципы ТРИЗ
Главная проблема ■
не заснуть!
Жаль, что нельзя еще длиннее сделать - трудно будет поворачивать!
V.
#Г-. Л.- -
^ *%£» *^7»v>l v:-
-*^
. ч:=^^ж.^.:: • чаевод
Все прямо по ТРИЗ:
если нельзя длиннее
- можно "круглее"!
3. Простое - в сложном
129
ЩЩ% По воздуху!
http://www.bluespace.ru/about.html
см. пример 12.17
I
>44f..
£'£6«*
ВИ."-;"л*5ЙЧьЗ
Под водой!
По воде!
По земле или по воде!
130
Часть 1. Принципы ТРИЗ
По земле и по воде!
Чем не автомобиль?!
Ну что ж, если все
предыдущее Вас не
впечатлило, то может
быть, это "чудо
фантазии" вызовет
позитивные эмоции,
хотя бы удивление,
если уж не изумление?
www.gizmag.com
—— BBL-'ijH е .; > * "t
ЧАСТЬ 2. ПЕРВИЧНЫЕ
МОДЕЛИ ТРИЗ
Стандартный минимум
для сертификации
на уровень МТРИЗ Юниор
Старый фонд -
это и хорошо, и плохо.
Хорошо - потому что
не надо начинать с нуля.
А плохо - потому что
старый фонд построен
по старой системе...
Исследование и состоит как раз в том,
чтобы создать новую концепцию.
А она не может быть построена
на старой организации материала.
Чтобы старый фонд засветил по-новому,
заиграл яркими красками,
его и "огранить" надо иначе:
нужен новый принцип организации материала!87
Генрих Альтшуллер
Сеонг-Хьен /О, профессор AJOU University,
Сувон, Южная Корея: Мы увидели
обновленную ТРИЗ на лекциях и семинарах
профессора Орлова, проведенных в Республике
Корея для специалистов SAMSUNG и других
предприятий, для профессоров и студентов
ряда университетов.
87 Альтшуллер Г.С, Верткин И.М.: Как стать гением. Жизненная стратегия творческой
личности. - Минск: Беларусь, 1994 (курсив в конце цитаты мой - М.О.)
ТЕМА 4. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ: ВЫЯВЛЕНИЕ ТРИЗ-МОДЕЛЕЙ
4.1. Экстрагирование моделей трансформации
Итак, пусть мы изучаем некоторый артефакт88 как результат изобретения. То
есть, этот артефакт уже существует и известен нам и в свойствах, и в
конструкции.
Тогда процесс изобретения этого артефакта - это переход от некоторого
предыдущего исходного состояния "было" к новому состоянию "стало" при той же
Главной Полезной Функции (ГПФ, иногда - при измененной, реже - с
принципиально новой), определяющей назначение артефакта.
Исходный артефакт-прототип - это объект, который "был", состояние
артефакта "было", которое затем улучшалось, трансформировалось.
Новый артефакт-результат - это объект, которым "стал" прототип, состояние
артефакта "стало", которое появилось в результате трансформации.
При этом понятно, что оба объекта могут продолжать существовать физически и
применяться на практике, например, весельная и парусная лодки, парусная и
моторная лодки.
Рис. 4.1. К методу "Экстрагирование"
Состояние "было" всегда предшествует состоянию "стало", и оба они относятся к
прошедшим событиям в историческом времени.
Мы всегда рассматриваем два уже существующих артефакта, один из которых
принимается за прототип, поскольку он был создан раньше второго
артефакта, который принимается за результат, поскольку он был создан позже
первого и на основе первого.
направление Модерн ТРИЗ, развиваемое автором этой книги с начала 1990-х, расширило
эмпирическую базу выявления эффективных моделей трансформации, постулируя объективное
присутствие креативных моделей в любых артефактах, в любых инновационных решениях и идеях;
в то же время описания патентов являются наиболее систематизированным источником для
выявления технико-ориентированных креативных моделей (по определению Г.САльтшуллера)
Тема 4. Экстрагирование: выявление ТРИЗ-моделей 133
При экстрагировании нас интересует выявление креативных моделей
трансформации (рис. 4.1), которые объективно присутствуют в конструкционных
трансформациях прототипа для перехода к результату (см. разделение на
уровни моделей в разделе 2.2. Ноосфера, рис. 2.10 и 2.11).
Определение метода
"Экстрагирование"
Экстрагирование - извлечение ТРИЗ-моделей
трансформации из любых артефактов и из любых
информационных источников, описывающих инновационные
идеи и объекты.
Различают две основные процедуры экстрагирования:
1) Экстрагирование-1 - выявление всех объективных моделей трансформации,
полностью или частично присутствующих в переходе от прототипа к артефакту;
2) Экстрагирован ие-2 - выявление доминирующих трансформаций, необходимых
для перехода от прототипа к артефакту и связываемых с определенными
устраненными противоречиями.
В этом разделе мы рассматриваем примеры Экстрагирования-1, а в следующем
- Экстрагирования-2.
При выполнении процедуры Экстрагирование-1 следует различать две ситуации:
1) когда выявленная модель имеется в Ас-каталоге89, что и требуется отразить
как результат исследования;
2) когда выявленная модель отсутствует в Ас-каталоге и является по мнению
студента новой; в этом случае требуется определить эту модель в обобщенном
виде и прислать ее описание автору этой книги в Модерн ТРИЗ Академию90 для
исследования и классификации.
Прежде всего вспомним, что мы уже фактически использовали процедуру
экстрагирования в разделе 1.2.2. Специализированные трансформации!
Действительно, мы извлекали из артефактов информацию не только об их
технической реализации, но и - прежде всего - о креативных моделях,
объективно присутствующих в этих артефактах. А это и есть экстрагирование!
Итак, рассмотрим примеры. Сначала приведем примеры в специальном
формате, отражающем три сферы моделирования артефакта, как это было
показано на рис. 2.13.
Затем рассмотрим выполнение экстрагирования в стандартной
"бескомпьютерной" форме. В последующих примерах используются только эти
формы. Разумеется, форма с аналогичной стандартной структурой используется
и в софтвере EASyTRIZ™ всех уровней.
Пример 4.1. Образец рационального порядка! В нашем дворе в мои детские
годы в начале 1950-х появился бывший немецкий военнопленный, неплохо
говоривший по-русски и отработавший немало лет на стройках в Минске. Он по
каким-то причинам не уехал в Германию, а остался здесь работать слесарем и
сантехником в домоуправлении. Как-то он пришел и к нам что-то
отремонтировать на кухне.
"Первичные инструменты ТРИЗ", раздел 17. Ас-каталог
90 www.modern-triz-academy.com
134
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
И вот тогда-то я увидел удивительный волшебный ящик, который особенным,
непостижимым для меня, образом мгновенно раскрывался, а после работы также
мгновенно закрывался. В раскрытом виде он становился, как мне казалось,
огромным, со многими ящичками, наполненными сверкающими инструментами и
детальками, так нужными мастеру. А потом все это исчезало как бы в одном
большом ящике с какими-то "ребрами" по бокам. И именно на этих "планках-
ребрах" все ящички взлетали вверх и разлетались на стороны, когда все это
раскрывалось для работы!
И однажды, после начала моей работы в Германии, я увидел точно такой же
ящик (рис. 4.2) для инструментов! Он уже не показался мне таким большим, как в
детстве. Но вот его удобство и великолепное устройство я оценил по-
достоинству, и он служит мне уже более 15 лет. Кстати, такой инструментальный
ящик уже почти не встречается в строительных магазинах - дизайн и конструкции
поменялись, и традиция уходит! К тому же новые металлические ящики легче.
j Психологическая сфера (мотив, потребность) j
j Неудобство использования многих коробок, отдельных ящиков и сумок для носимых j
I инструментов и деталей, стремление к удобству и порядку. Как улучшить ситуацию? j
! .^/5Й|| .. Креативная сфера (идеальный результат, изменение) |
Модели ТРИЗ (трансформации) I j
Дробление, Вынесение, Динамиза- I j
ция, Копирование, Местное качест- I i
во, Переход в другое измерение, I |
Универсальность, Объединение, в I j
целом - этакая Матрешка, наполнен- I !
ная инструментами и деталями I |
Прикладная сфера (дизайн, конструкция) "^^^жйР^
Инструментальный ящик выполнен в виде носимой складной многосекционной
конструкции, состоящей из нескольких ящиков-секций, раздвигаемых одним
движением в раскрытое состояние и так же легко закрываемых для переноски в виде
цельного прямоугольного ящика.
Рис. 4.2. Традиционный немецкий инструментальный ящик
Трудно выделить какую-то одну модель здесь, настолько все они нужны и служат
главной полезной функции - все максимально упорядочить и сделать легко
обозримым и доступным. Все же тот, кто это придумал, был большим мастером
на выдумку. А чего стоит идея очень эффективного подъемного механизма-
Инстинктивные "модели"
(цель, ИКР)
Все самые необходимые
инструменты и детали всегда
должны быть под рукой и в
определенном порядке!
Ш£4ф
f
Тема 4. Экстрагирование: выявление ТРИЗ-моделей
135
параллелограмма! И ручки, которые устроены так, что когда держишь ящик, то
вместе с действием параллелограмма они не дают ящику раскрыться!
Пример 4.2. Образец многофункциональной "идеальности"! Как-то во время
очередной поездки в Китай я обратил внимание на бутылку пива с действительно
многофункциональной пробкой-крышкой. Вечером я приготовил пример, который
затем показывал на семинарах к явному удовольствию участников, потому что
они легко справлялись с выполнением экстрагирования и реинвентинга для этого
артефакта - им явно помогало хорошее знакомство с объектом (рис. 4.3)!
Психологическая сфера (мотив, потребность)
Известные металлические пробки с "ребрами", плотно охватывающими горлышко
бутылки, трудно открыть без специального "открывателя". Как улучшить ситуацию?
*$т*~
Креативная сфера (идеальный результат, изменение)
Инстинктивные "модели"
(цель, ИКР)
Стремление к минимализму и
идеальному результату: пусть
пробка САМА помогает снять
ее с бутылки!
Модели ТРИЗ (трансформации)
Реализованы модели: Изменение
агрегатного состояния объекта,
Динамизация, Наоборот, Местное
качество, Универсальность,
Использование гибких оболочек и тонких
пленок, Асимметрия, Матрешка
Прикладная сфера (дизайн, конструкция)
Пробка выполнена в виде завальцованной крышки из алюминия и снабжена кольцом,
за которое можно потянуть и надорвать крышку сверху по заранее нанесенным
линиям, расширяющимся по направлению отрыва. Крышка снабжена эластичной
пленкой-уплотнителем, приклеенным внутри крышки так, что при повторном
надевании крышки на горлышко, пленка достаточно плотно закрывает бутылку. При
этом крышка держится на бутылке за счет пружинящих свойств материала и за счет
вхождения обвальцованного канта крышки в круговую бороздку на горлышке.
Рис. 4.3. Этот "Дракон" заранее приготовил все необходимое для
тех, кому нужно срочно отпробовать содержимое этой бутылки.
Для комменатрия я выбрал только одну модель трансформации - "заранее
подложенная подушка": эта крышка действительно особенно хороша на тот
драматический случай, когда очень неплохо было бы выпить пива или
"лимонада", а открыть бутылку нечем! Вот такая проблемная ситуация! Я
надеюсь, что Вы понимаете всех "страдальцев", которые оказывались иногда в
такой проблемной ситуации из-за старых "неснимаемых" пробок-крышек?!
136
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
И еще: напишите и пришлите нам Ваше обоснование объективности присутствия
каждой модели в этом изделии!
Пример 4.3. Образец "идеального" удобства! Летом 2009 года мы ехали на
семинар во Владимирский государственный университет, и нам посчастливилось
увидеть и испытать замечательное изобретательное решение - трубочку-
соломинку, заранее помещенную в бутылку с напитком (рис. 4.4) и всплывающую
выше края горлышка после отвинчивания пробки-крышки!
Психологическая сфера (мотив, потребность)
Чтобы пить сок или напиток из бутылки в качающемся поезде, хороша бы соломинка.
Но она не всегда под рукой даже у проводника. Как улучшить ситуацию?
Креативная сфера (идеальный результат, изменение)
Инстинктивные "модели"
(цель, ИКР)
Стремление к минимализму и
идеальному результату: пусть
соломинка САМА всегда
находится "при бутылке"!
f \
Модели ТРИЗ (трансформации)
Реализованы модели:
Предварительное действие, Вынесение,
Динамизация, Наоборот, Местное
качество, Заранее подложенная
подушка, Антивес, Матрешка,
Экви потенциальность
Прикладная сфера (дизайн, конструкция)
Соломинка сделана из материала, имеющего удельный вес меньше удельного веса
воды, и помещена заранее... в бутылку. После открытия бутылки соломинка просто
всплывает и САМА появляется над горлышком бутылки!
Рис. 4.4. Просто, элегантно, занимательно, эффективно!
Ну что можно еще добавить к подрисуночной подписи? Разве, что-нибудь в целях
курса обучения? Так и сделаем.
Понятно, что артефактом-прототипом должна быть выбрана любая бутылка без
соломинки внутри. Тогда по сравнению с прототипом в артефакте-наследнике
нетрудно обнаружить объективное присутствие таких моделей трансформации:
1) наоборот: не пользователь ищет соломинку, а соломинка САМА идет к
пользователю!
Тема 4. Экстрагирование: выявление ТРИЗ-моделей 137_
2) предварительное действие: заранее расставить объекты так, чтобы они могли
вступить в действие с наиболее удобного места и без затрат времени на
доставку - комментарий не нужен!
3) вынесение - нужное свойство "Соломинка, явись!" явно реализовано!
4) эквипотенциальность - не просто "явиться", а выше горлышка!
5) динамизация - соломинка САМА перемещается в пространстве!
6) местное качество - соломинка расположена в наиболее удобном месте;
7) заранее подложенная подушка - да-да, смотрите предыдущие примеры!
8) антивес - соломинка САМА всплывает по закону Архимеда;
9) матрешка - соломинка вставлена внутрь бутылки строго по этой модели!
В сущности, нашей целью было показать возможность и наглядные примеры
экстрагирования моделей трансформации из самых обычных артефактов,
окружающих нас.
А теперь покажем стандартные формы и их содержание для Вашей будущей, как
искренне желает Вам автор, самостоятельной работы в течение многих-многих
лет - Вам предстоит играть ТРИЗ-этюды так же, как Рахманинов играл свои
этюды на рояле, как профессиональный шахматист играет тысячи шахматных
этюдов, как мастера единоборств тренируют свое тело, интуицию и волю.
Пример 4.4. "Черный ящик" для каждого автомобиля91. Кратко, ГПФ "черного
ящика": фиксировать объективную информацию о режиме движения
транспортного средства. "Черный ящик" не горит, не тонет, неуничтожаем и
автоматически подает сигнал о своем местонахождении в течение длительного
времени.
Предположим, что каждый автомобиль снабжен "черным ящиком", имеющим
ГПФ: фиксировать основные параметры скорости, изменения скорости,
пройденного пути, скажем, в течение месяца, и видеозапись окружения во время
движения автомобиля перед ним и за ним. Могут регистрироваться также
координаты и время местонахождения автомобиля. Видеозапись хранится на
последние несколько часов. Никакие данные не могут быть изменены или
удалены пользователем без нарушения правил применения "черного ящика".
Доступ ко всем данным "черного ящика" может иметь только милиция при
определенных условиях, а к некоторым данным - также и страховые компании.
Преимущества оснащения автомобилей "черным ящиком": объективный
контроль и регистрация режима движения транспортного средства сделает
невозможным искажение или сокрытие условий движения и дорожной ситуации,
что создает эффективное дисциплинирующее воздействие на всех водителей.
Давайте рассмотрим креативные модели (рис. 4.5), реализованные в этом
"черном ящике". Эти модели объективно присутствуют в каждой функции, в
каждом техническом решении артефакта по сравнению с его прототипом.
В данном случае, "прототипом" могут служить разве что показания свидетелей,
либо данные измерений на месте аварии, то есть, фактически, косвенные
данные, а не прямое измерение параметров движения транспортного средства.
О какой точности здесь можно говорить?
эта идея уже давно "носится в воздухе", точнее в инете; интересно, когда она станет стандартом?
138 Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
Итак, прототип: отсутствие регистрации данных о движении автомобиля и по
объективной дорожной обстановке вокруг него.
В таблице на рис. 4.5 двумя плюсами маркированы модели, которые очень
важны для ГПФ "черного ящика", а одним плюсом - участвующие частично, либо
трудно определяемые. Модели, отвеченные двумы плюсами, назовем
доминирующими. Модели, отмеченные одним плюсом - дополнительными.
Ранг
++
++
++
++
+
++
+
+
+
+
Nr
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Навигатор
Изменение агрегатного
состояния
Предварительное действие
Дробление
Замена механической среды
Вынесение
Использование
механических колебаний
Динамизация
Периодическое действие
Изменение окраски
Копирование
Наоборот
Местное качество
Дешевая недолговечность
вместо дорогой
долговечности
Использование пневмо - и
гидроконструкций
Отброс и регенерация частей
Частичное или избыточное
действие
Применение
композиционных материалов
Посредник
Переход в другое измерение
Универсальность
Обоснование
"Черный ящик" установлен заранее.
Запись разделяется автоматически на
перекрывающиеся фрагменты
Грубые измерения по месту аварии заменены на
точные измерения сенсорами.
В систему внесено свойство точного и полного
измерения и регистрации условий движения.
Последующая запись сменяет предыдущую
Данные движения измеряются объективно точными
датчиками и копируются в память "черного ящика".
Копирование конструкции и опыта авиационных и
других "черных ящиков". I
Не свидетели и не эксперты фиксируют условия
аварии, а "сам" автомобиль. I
Все измерения производятся в реальных условиях
движения и там, где возникли инциденты.
Устаревшие записи удаляются, и на их место
заносятся новые записи.
Записи в основном избыточны, однако становятся
критически необходимыми при инцидентах.
"Черный ящик" - посредник между автомобилем и
окружением. Еще: дисциплинирует водителя.
Безусловно, "черный ящик" - универсальный,
многофункциональный регистратор.
Рис. 4.5 (начало). Результаты процедуры Экстрагирование-1
для артефакта "черный ящик" автомобиля
Тема 4. Экстрагирование: выявление ТРИЗ-моделей
139
+
++
++
+
++
+
+
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Обратить вред в пользу
Сфероидальность
Применение инертной среды
Асимметрия
Использование гибких
оболочек и тонких пленок
Применение фазовых
переходов
Применение теплового
расширения
Заранее подложенная
подушка
Самообслуживание
Применение сильных
окислителей
Применение пористых
материалов
Антивес
Проскок
Матрешка
Объединение
Обратная связь
Эквипотенциальность
Однородность
П ред ва рител ьн ое
антидействие
Непрерывность полезного
действия
Сложность и предположительно достаточно
высокая стоимость "черного ящика" и новой
инфраструктуры для его применения, включая
создание законодательной и технической базы -
это минимальный и несоизмеримо малый "вред" по
сравннению с "пользой" от спасения сотен тысяч
жизней, а также от экономии страховых компаний и
государственных служб при радикальном снижении
аварийности на дорогах.
Должна быть обеспечена круговая запись
дорожной обстановки.
Безусловно присутствует в решении, так как
заранее создаются техническая возможность для
точного описания условия инцидента.
Автомобиль "сам" дисциплинирует водителя и
других водителей, о чем на автомобиле,
оснащенном "черным ящиком", должен быть
установлен предупреждающий маркер (наклейка).
Может быть организована обратная связь со
службой контроля дорожного даижения при
нарушении условий движения водителем.
Автомобиль с "черным ящиком" и маркером
создает активное противодействие нарушителям
правил движения, так как фиксирует их движение.
Действует непрерывно даже на стоянке, например,
фиксирует время между интервалами движения. J
Рис. 4.5 (окончание). Результаты процедуры Экстрагирование-1
для артефакта "черный ящик" автомобиля
Таким образом, выявлено 7 доминирующих креативных моделей и 10
дополнительных моделей. Таков творческий "потенциал" этого несуществующего
пока артефакта.
140
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
Рассмотрим еще два примера, чтобы увидеть выполнение процедуры
Экстрагирование-1 в разных вариантах.
Шй/.Ж-
Пример 4.5. Пластмассовая бутылка для воды.
Тяжелая двухлитровая бутылка (рис. 4.6) для воды имеет
две глубокие впадины (по одной с каждой стороны).
ГПФ впадин: уменьшить размер бутылки в поперечнике в
месте захвата и создать препятствия - стенки по краям
впадин, - в которые будут упираться пальцы, находящиеся
внутри впадин и удерживающие бутылку, если бутылка
начнет скользить.
Прототипом является, разумеется, любая бутылка, не
имеющая такой детали.
Экстрагирование-1 дает следующие результаты (рис. 4.7;
приведены только доминирующие модели):
впадина
(имеется с обеих сторон)
Рис. 4.6. Артефакт "бутылка для воды"
^!УЗД*?;
++
++
++
++
++
++
++
05
11
12
18
19
21
34
Вынесение
Наоборот
Местное качество
Посредник
Переход в другое измерение
Обратить вред в пользу
Матрешка
Внесено нужное свойство - "держалка" для
бутылки, но не ручка.
Не ручка (выпуклость), а углубление (впадина).
Впадина сделана примерно в области центра
тяжести бутылки, наполненной водой.
Впадина является посредником между пальцами и
бутылкой.
"Держалка" убрана внутрь корпуса бутылки.
Некоторое усложнение конструкции создает
позитивный результат: повышает жесткость
бутылки - она не деформируется при держании!
См. 19
Рис. 4.7. Доминирующие модели Экстрагирования-1 для артефакта "бутылка воды"
Пример 4.6. Рукавица для снятия горячей кастрюли с кухонной плиты.
На стене в кухне около плиты (рис. 4.8) висят .^ш^ж^&^ж-^^ з-. *&&?■&%
рукавица и "накладки", или "хваталки", - все
из толстой ткани, чтобы можно было брать
горячие кастрюли и сковороды прямо с
плиты.
Прототипом является, разумеется, любая
ткань, не имеющая такого красивого
"товарного" вида.
Экстрагирование-1 показано на рис. 4.9.
Рис. 4.8. Рукавица и накладки у
плиты на кухне.
Тема 4. Экстрагирование: выявление ТРИЗ-моделей
141
++
++
++
02
18
34
Предварительное действие
Посредник
Матрешка
Вспомогательные средства заготовлены заранее.
Все эти "хваталки" служат посредниками между
рукой и горячей посудой.
Рукавица сделана и работает по принципу
"матрешки"!
Рис. 4.9. Доминирующие модели Экстрагирования-1 для
артефактов "рукавичка и накладки у плиты на кухне".
Пример-задача 4.7. Мышка прячет USB-коннектор в "карман".
Компьютерная мышка (рис. 4.10), имеет USB-приемник-передачик (коннектор),
который прячется в специальном кармане снизу корпуса мышки.
Рис. 4.10. Компьютерная мышка с убирающимся
USB-коннектором.
Коннектор служит также выключателем. Так, при вытягивании коннектора из
кармана, мышка включается (горит сигнальный диод - рис. 4.10,а), а при
возвращении в карман (обведен прямоугольником на рис. 4.10,с) - выключается
(диод погас - рис. 4.10,с).
На рис. 4.10,Ь мышка показана в рабочем состоянии при беспроводной работе с
ноутбуком.
Выполните Экстрагирование-1 самостоятельно. В качестве прототипа возьмите
проводную мышку.
4.2. Экстрагирование противоречий
Процедура Экстрагирование-2 проводится для доминирующих моделей
трансформации, найденных по процедуре Экстрагирование-1.
Для каждой или для группы доминирующих моделей определяется противоречие
(стандартное и-или радикальное), которое было устранено этой моделью в
прототипе.
142 Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
Пример 4.8. Экстрагирование-2 для примера 4.5. Пластмассовая бутылка
для воды.
В качестве прототипа можно взять любую бутылку, не имеющую впадины-
кармана. При этом, следует сократить, если возможно, число доминирующих
моделей до минимума, оставив одну-две самые важные.
Например, можно считать, что в артефакте-результате устранены следующие
противоречия, имевшиеся в прототипе (рис. 4.11):
++
++
++
05
12
18
Вынесение
Местное
качество
Посредник
Стандартное противоречие: "держалка" должна быть, чтобы
держать тяжелую бутылку, но это, возможно, приведет к
усложнению конструкции артефакта.
Радикальное противоречие 1: "держалка" должна быть, чтобы
держать тяжелую бутылку примерно посередине (в области центра
тяжести), и "держалка" не должна быть, так как установка ручки
посередине бутылки сделает ее неудобной при упаковке и
транспортировке.
Радикальное противоречие 2: "держалка" должна быть, чтобы
держать тяжелую бутылку, и "держалка" не должна быть, так как это
усложнит конструкцию и затруднит создание упаковок по нескольку
бутылок для транспортировки. J
Рис. 4.11. Результаты Экстрагирования-2 для артефакта "бутылка воды".
Выбор количества, "содержания" и типов противоречий зависит от целей
исследования. Например, для учебных целей можно потренироваться в
составлении большого количества разных моделей противоречий. Для
реинвентинга будет достаточно одного стандартного и одного радикального
противоречия. Для практической работы с целью развития какого-нибудь
прототипа также может понадобиться исследовать противоречия более полно, в
нескольких вариантах.
Пример 4.9. Экстрагирование-2 для примера 4.6. Рукавица для снятия
горячей кастрюли с кухонной плиты.
В качестве прототипа можно взять любой воображаемый "кусок ткани" - уголок
фартука, салфетку, полотенце и т.п. - нередко случайно попадающий под руку,
если вообще "попадает", конечно.
Ведь кастрюлю-то надо снимать!
++
18
Посредник
Радикальное противоречие: "хваталка" должна быть, чтобы взять
горячий предмет (кастрюлю), и "хваталка" не должна быть, так как...
ее просто "никогда не бывает на месте", даже просто куска ткани.
Рис. 4.12. Результаты Экстрагирования-2 для артефактов
"рукавица и накладки у плиты на кухне".
Тема 4. Экстрагирование: выявление ТРИЗ-моделей
143
САМО-ТРЕНИНГ
Задача 4.10. Гаечный ключ со
сменными головками.
Выполните Экстрагирование-1 для
конструкции гаечного накидного
ключа со сменными головками.
Особенностью ключа является то,
что головки намагничиваются и не
спадают с ключа (рис. 4.13,а) при
снятии с детали (гайки, винта,
свечи зажигания и т.п.).
Постройте радикальное
противоречие для одной-двух доминирующих
моделей трансформации.
Задача 4.11. "Составной" гаечный ключ.
Рис. 4.13. Накидной ключ
с двумя сменными головками
в рабочем состоянии (а)
и в упаковке (Ь)
Выполните Экстрагирование-1 для конструкции гаечного
накидного ключа, конструкция которого состоит из трех
звеньев (рис. 4.14), подвижных друг относительно друга,
а одно из звеньев представляет собой сдвоенную
рабочую головку на два разных размера гайки (или
винта).
При этом меньшая головка ключа вставлена в большую
и подпружинена, чтобы постоянно находиться в рабочем
положении. При работе с деталями большего размера
меньшая головка просто вдавливается в корпус большей
головки и не мешает откручивать (закручивать) деталь
большего размера.
Далее, чтобы ручка ключа на
падала самопроизвольно, на нее
надета пружинная
поддерживающая оболочка-опора в виде конуса,
не мешающая работать с ключом
под различными углами, чтобы
добраться до труднодоступных
деталей - гайки или винта.
а)
Выполните
вание-2".
также "Экстрагиро-
Рис. 4.15. Раздвижной гаечный ключ
Рис. 4.14. Накидной ключ с двумя рабочими
головками (а) и подвижной рукояткой (Ь)
Задача 4.12. Раздвижной
гаечный ключ.
Выполните Экстрагирование-
1 и Экстрагирование-2 для
конструкции раздвижного
гаечного ключа, показанного
на рис. 4.15.
144
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
92 ,
Задача 4.13. Как Микеланджело ваял своего "Давида
Рис. 4.16.
Глиняная модель
в чаше с молоком
Известно, что во времена Микеланджело, как, впрочем, и
задолго до этого времени, мастера делали глиняные
модели будущих скульптур. Модели опускали в чашу с
водой (рис. 4.16), чтобы видеть контур скульптуры в том
месте, с которого мастер должен продолжить свою работу,
оставленную накануне. По мере продвижения работы
уровень воды понижался. Чтобы лучше видеть контур
модели, воду подкрашивали, или пользовались молоком,
которое, правда, приходилось часто менять на свежее.
Эту технику применял и великий Микеланджело, создавая
из мрамора своего 5-метрового "Царя Давида".
Выполните Экстрагирование-1 и Экстрагирование-2 для
такой технологии создания скульптуры.
Задача 4.14. Живопись на стекле и росписной витраж.
Картины, написанные маслом на стекле с обратной
стороны, обладают удивительной рельефностью и яркостью. Эту
технику применяют также для создания витражей93.
Техника нанесения картины не проста: сначала создается
эскиз, потом - контурный эскиз, потом начинается создание
картины на стекле таким образом, что первым наносится
тот слой, который на картине должен быть виден на
переднем плане, потом тот - который будет виден на
втором плане, и так далее. А на готовую картину (рис. 4.17)
смотрят с той стороны стекла, на которой нет краски!
Выполните Экстрагирование-1 и Экстрагирование-2 для
такой технологии создания картины и витражей.
'*%■- 'ФЪШ,
**'•*'£-.. ^^ЩШВ&
же
ШШШ^тШШШШ
Рис. 4.17. Картина
на стекле23 (масло; с
обратной стороны)
; -V'?;3- Ш§|?
Задача 4.15. Изобретение
живописной шутки!
^'^йй Выполните оба
экстрагирования для веселого диптиха
. (рис. 4.18) итальянского мас-
"$}}£ тера Джузеппе Арчимбольдо
Щ (Giuseppe Arcimboldo, 1527-
■Щ\ 1593). Переверните книгу и
Ф*--%%?'& .*' посмотрите еще раз!
Рис. 4.18. Диптих "Метаморфизм"
- фото сделано автором
в Лувре, Париж, 2002 г.
Микеланджело Буонарроти (1475—1564) - итальянский скульптор, живописец, архитектор, поэт,
мыслитель. Один из величайших мастеров эпохи Ренессанса. "Давид" - мрамор, 1501—1504.
Флоренция, Академия изящных искусств.
* см. www.icompass.ru/compas/vitrages
ТЕМА 5. ОПЕРАТИВНЫЕ РЕСУРСЫ: СТРОИТЬ РЕШЕНИЕ ТАК И ЗДЕСЬ!
В этом разделе рассматривается группа понятий, которые трудно назвать
"нетрудными". Однако знакомство с ними, хотя бы в основных чертах,
необходимо для программ подготовки на уровень МТРИЗ Юниор и МТРИЗ
Практик.
Новые понятия относятся к так называемым оперативным ресурсам (ОР)
оперативной зоны.
Определение
"Оперативные
ресурсы"
Дополнение "Бритва
Оккама для ОР"
Оперативные ресурсы (ОР) - реально присутствующие и-
или предполагаемые, системо-технические и физико-
технические составляющие 03, минимально необходимые
для решения проблемы, так что отсутствие в модели хотя бы
одного из ОР радикально ухудшает возможности для
решения проблемы или делает решение проблемы
невозможным.
ОР включают ресурсы, минимально необходимые для
моделирования 03.
К важнейшим ОР относятся: ключевые "действующие лица" 03, или экторы -
индукторы и рецепторы, ресурсы (потенциально, всех видов) и
функциональные идеальные модели (ФИМ), включая идеальный конечный
результат (ИКР).
5.1. Индукторы и рецепторы
Прежде всего, рассмотрим элементы 03, активно участвующие в проблемной
ситуации и являющиеся носителями конфликтных процессов и их результатов -
"актеры", или экторы (с англ. - actor). Всех экторов можно условно разделить
на две категории. Одни являются инициаторами воздействий, а другие -
"получателями" этих воздействий.
Определение
"Экторы"
Определение
"Индуктор"
Определение
"Рецептор"
Определение
"Главный рецептор"
Экторы - основные элементы 03, активно участвующие в
проблемной ситуации и являющиеся носителями процессов в
03, ведущих к возникновению конкретных противоречивых
свойств.
Индуктор - эктор, создающий воздействие на другой эктор
(рецептор) в виде передачи энергии, информации или
вещества и инициирующий изменение или действие
рецептора.
Рецептор - эктор, воспринимающий воздействие индуктора и
изменяющийся или приходящий в действие под этим
воздействием.
Главный рецептор - "продукт", "главное изделие" 03. Если
03 и есть вся система, то главный рецептор есть "продукт"
этой системы.
146 Часть 2. Первичные модели ТРИЗ
II Важность этого определения состоит в том, что, согласно ТРИЗ,
изменению подвергаются, как правило, индукторы, непосредственно
| взаимодействующие с главным рецептором (см. дальше раздел 5.4).
Строение 03 можно представить различными графическими схемами. Наиболее
простой является функционально-структурная схема, отражающая собственно
элементы 03 и функциональные связи между этими элементами
(информационные или физические воздействия различной природы, например,
передачу вещества, механическое или электро-магнитное воздействие, и т.п.)
«Один и тот же элемент в одном взаимодействии (в цепочке, контуре)
может быть индуктором, а в другом - рецептором.
Рассмотрим функционально-структурную модель 03 к Задаче 1.3.
Пример 5.1. Построение функционально-структурной модели 03 для задачи
1.3. "Умная" калитка.
Качественное (неформальное, "не-математическое") описание этой задачи
можно представить еще раз следующим образом.
Проблема: дверца калитки может приводиться в движение разными способами,
например, пружиной.
Тогда 03 можно представить состоящей из следующих элементов (рис. 5.1):
дверца; первый столбик с шарнирными креплениями дверцы к этому столбику;
пружина, которая прикреплена одним концом к первому столбику, а другим - к
дверце"; второй столбик, служащий упором-ограничителем. Столбики вместе
образуют несущую конструкцию калитки.
"Роли" элементов обозначены первыми буквами от слов индуктор (И) и рецептор
(Р). При необходимости может быть введена индексация для И и Р. Воздействия
элементов друг на друга обозначены функциональными действиями (держать,
тянуть и т.п.).
Главный рецептор - дверца. При открывании дверца растягивает пружину,
запасая в ней энергию. После того, как дверцу отпускают, пружина тянет дверцу
в сторону второго столбика. В конце движения дверца должна быть прижата ко
второму столбику. В итоге второй столбик останавливает движение дверцы, при
этом дверца ударяет этот столбик.
растягивать
I Столбике I
| шарниром |
Несущая
конструкция
I Столбик- I
I ограничитель |
р?
; держать
;и р1
ps
'
Пружина
тянуть
И 9
останавливать
ударять
И
Дверца
калитки
;
^Р
И
Рис. 5.1. Структура 03 для задачи 1.3. "Умная" калитка
5. Оперативные ресурсы
147
Главный индуктор здесь - пружина. Ее главная полезная функция - тянуть
дверцу, фактически, закрывать дверцу. Однако предположим, что "заказчик"
требует минимизировать "систему" и устранить пружину! Можно ли это сделать?
Ответ в общем виде: нужно изменить индуктор... "столбик" (!?)
Аналогично рассмотрим функционально-структурную модель проблемной
ситуации для задачи 1.7. "Короткие руки".
Пример 5.2. Построение функционально-структурной модели 03 для задачи
1.7. "Короткие руки".
Напомним суть проблемы: трудно захватить большой объем опавшей листвы,
чтобы быстрее убрать всю кучу.
Главная полезная функция индуктора "руки": держать листву.
03 состоит из двух элементов (рис. 5.2): листва, руки.
Руки
держать
Листва
Рис. 5.2. Структура 03 для задачи 1.7. "Короткие руки"
Пунктирная линия обозначает здесь неэффективное действие - не удается
захватить много листвы. В этом и состоит проблема "коротких" рук. А применять
"сложные" инструменты запрещено - надо придумать (на будущее, разумеется)
что-то другое.
Ответ в общем виде: нужно изменить индуктор "руки" (!?)
Пример 5.3. Построение функционально-структурной модели 03 для задачи
1.12. Почтовый ящик.
Суть проблемы: как определить, выглянув из окна, есть ли почта в почтовом
ящике, который находится недалеко от дома?
Главная полезная функция ящика - хранить пришедшую почту.
03 также состоит из двух элементов (рис. 5.3): ящик, человек.
Человек
<>>
Ящик
хранить
Рис. 5.3. Структура 03 для задачи 1.12. Почтовый ящик
Человек смотрит из окна, однако из окна не видно, что в ящике что-то
содержится. Ящик-то непрозрачный. Так что линия с вопросом означает,
фактически, отсутствие нужного действия, либо отсутствие любого действия.
Ответ в общем виде: нужно изменить индуктор "ящик" (!?)
148
Часть 2. Первичные модели ТРИЗ
Пример 5.4. Построение функционально-структурной модели 03 для задачи
1.13. Площадка для парковки.
Суть проблемы: как сделать, чтобы автостоянки, особенно, очень большие - у
выставок и стадионов, выглядели бы лучше, чем серые безжизненные поля?!
Главная полезная функция автостоянки - держать автомобили. Однако, мы
потребовали дополнить ГПФ важным свойством - "не огорчать" человека.
03 состоит из трех элементов (рис. 5.4): автостоянка, автомобиль, человек.
перегревать
перегревать !
р! и Г IP
намачивать
V/
Автомобиль
и ;
i
держать
Гр и
овреждать
■"1
Автостоянка
огорчать
L ^
И Р
, "l восстанавливать
\>'
Человек
И
<-
Рис. 5.4. Структура 03 для задачи 1.13. Площадка для парковки
Нетрудно понять, что общий ответ: изменить индуктор "автостоянка" (!?)
Пример 5.5. Построение функционально-структурной модели 03 для задачи
1.20. Мойщик стекла.
Напомним суть проблемы: иногда очень трудно вымыть оконное стекло с двух
сторон, так как окно не открывается на нужную величину.
03 состоит из трех элементов (рис. 5.5): стекло, рука, "мойщик".
противодействовать = не пускать
р !
Рука
держать
И Р
Мойщик
мыть
и р"
■ И
Стекло
Рис. 5.5. Структура 03 для задачи 1.12. Почтовый ящик
Главный рецептор - стекло. Главным индуктором является моющая губка или
тряпка. Назовем такой инструмент "мойщиком".
Главная полезная функция "мойщика" - мыть стекло. Но "мойщик" не может
оказаться в некоторых местах стекла, потому что руки не достают до удаленных
краев окна снаружи, а применение сложных "штанг-держалок" неэффективно. На
рецептор "руки" оказывает негативное действие индуктор "стекло".
Ответ в общем виде: нужно изменить индуктор "мойщик" (!?) Это так, поскольку
изменять главный рецептор "стекло" запрещено (по умолчанию).
Каждая система, каждый элемент системы, а значит, и каждый изменяемый
(предположительно) индуктор, имеют присущую им организацию, содержащую
все ресурсы, необходимые для их существования.
5. Оперативные ресурсы 149
Решение проблем осуществляется изменением (трансформацией) ресурсов ОЗ.
Причем нередко описание и анализ ресурсов могут приводить к созданию идеи
решения.
5.2. Ресурсное моделирование
Определение и классификация ресурсов приведены в нижеследующих таблицах.
Определение
"Ресурсы"
Системотехнические
ресурсы
-дополнение 1 к
определению
"Ресурсы"
Ресурсы - совокупность материальных и нематериальных
(модельных) составляющих организации артефакта94 как
целостного системного объекта.
Системотехнические ресурсы - совокупность системо-
определяющих, системо-образующих и системо-реализующих
составляющих артефакта.
К системо-определяющим составляющим относятся модели, задающие назначение и
эффективность артефакта.
К системо-образующим составляющим относятся все компоненты системной организации
артефакта: функциональный состав, процессные представления, структурные представления, а
также, разумеется, обеспечивающие их материальные и нематериальные составляющие,
например, конструкция и знания (информация), в частности - идеи, особенно, концептуальные
идеи.
К системо-реализующим составляющим относится прежде всего целостная конструкция
артефакта, определяющая все его процессы и функционирование, реальное взаимодействие с
окружающими артефактами.
Физико-технические
ресурсы
-дополнение 2 к
определению
"Ресурсы"
Физико-технические ресурсы - совокупность
системообразующих и системо-реализующих составляющих
артефакта, заключенных в его конструкции.
Конструкция определяет физическую реализацию артефакта в пространстве-времени-материале,
а также все процессы взаимодействия конструкции с материалами, энергией и информацией как
внутри конструкции, так в обмене с окружающими артефактами.
Ресурсы 03
-дополнение 3 к
определению
"Ресурсы"
Ресурсы 03 (оперативные ресурсы) - совокупность
системо-определяющих, системо-образующих и системо-
реализующих составляющих артефакта, заключенных в 03.
Известная классификационная таблица (рис. 5.6) разделяет ресурсы на 8 видов,
объединенных в две большие группы - системо-технические и физико-
технические. Предпочтительно выбирать ресурс с крайним левым значением
любого свойства из числа приведенных в таблице на рис. 5.7.
94 здесь, благодаря расширенному представлению, под артефактом понимается любое целостное
системное образование (как материальное, так и нематериальное) - конструкция, информация,
процесс, явление, художественное произведение любого вида и т.п.
150
Часть 2. Первичные модели ТРИЗ
Одним из важнейших тезисов ТРИЗ является следующий: при изменении
артефакта по любому из ресурсов следует иметь в виду, что происходят
изменения и во всех других ресурсах этого артефакта, а возможно и в
ресурсах окружающих артефактов.
| СИСТЕМО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ
СИСТЕМНЫЕ
Относящиеся к
общесистемным
свойствам
Назначение системы,
эффективность,
производительность,
надежность, живучесть,
безопасность,
долговечность и другие
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
Относящиеся к
передаче сигналов,
несущих сообщения
Полнота данных,
точность,
достоверность,
помехоустойчивость, методы и
эффективность
измерения, управления,
кодирования, и т.п.
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ
Относящиеся к
созданию функций
Главная полезная
функция,
вспомогательные функции,
негативные функции,
описание принципа
действия
(функциональная модель)
СТРУКТУРНЫЕ
Относящиеся к
составу объекта
Перечень компонентов
и связей между
компонентами, виды
структур (линейные,
разветвляющиеся,
параллельные, замкнутые и
т.п.) |
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ
Относящиеся к
геометрическим
свойствам
Форма объекта,
размеры объекта -
длина, ширина, высота,
диаметр и т.д.,
особенности формы - наличие
пустот, наличие
выступов и т.д.
ВРЕМЕННЫЕ
Относящиеся к
оценкам времени
Частота событий,
длительность интервалов
времени, величина
запаздывания /
опережения.
Оперативное время
(OB): интервал
существования
проблемной ситуации.
МАТЕРИАЛЬНЫЕ
Относящиеся к
свойствам материалов
Химический состав,
физические свойства,
специальные
инженерно-технические
свойства
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ
Относящиеся к
свойствам энергии и
ее проявлений
Виды применяемой и
учитываемой энергии,
включая механические
силы,
гравитационные, тепловые,
электро-магнитные и
т.д., способы
использования
энергии и т.п.
Рис. 5.6. Классификация ресурсов 03
Свойства
ресурса
Ценность:
бесплатный -* недорогой -* дорогой
Качество:
вредный -* нейтральный -* полезный
Количество:
неограниченный -+ достаточный -♦ недостаточный
Готовность к применению:
готовый -* изменяемый -* создаваемый
Рис. 5.7. Шкала значений свойств для выбора ресурсов
при решении проблемы
5. Оперативные ресурсы 151
Успех решения проблемы определяется именно ресурсами, вовлеченными в
анализ и изменение 03, в синтез идеи решения. Соответственно и "размер" 03
(количество и состав элементов и связей) прямо зависит от учитываемых
ресурсов.
Как уже отмечалось, иногда успешное решение проблемы появляется уже при
достаточно тщательном анализе ресурсов, при правильном их учете и
структурировании. В таких случаях построение моделей противоречий служит
лишь для уточнения постановки проблемы, для упрощения описания
(редуцирование) исходной проблемной ситуации.
Здесь же мы рассмотрим практические примеры и комментарии к решениям с
точки зрения трансформации ресурсов, участвующих в решениях.
Пример 5.6. Ресурсы 03 для задачи 1.3. "Умная калитка". Итак, после анализа
исходной ситуации (см. Пример 5.1) было установлено, что 03 состоит из трех
элементов: несущая конструкция из двух столбиков, пружина, дверца калитки.
Несмотря на простоту "системы", ее элементы обладают достаточно
разнообразными свойствами, каждое 'из которых относится к определенному
виду ресурса.
Рассмотрим ресурсы исходной проблемной ситуации (рис. 5.8).
Системо-технические
Физико-технические
Системные
Информационные
Функциональные
Структурные
Пространственные
Временные
Материальные
Энергетические
Системная цель: калитка должна закрываться САМА.
Следует использовать какой-то физико-технический или
геометрический эффект.
Дверца калитки должна приводиться в движение так, чтобы
доходить до столбика-ограничителя и находиться около этого
столбика в прижатом состоянии (то есть, закрываться).
Дверца калитки закреплена на первом столбике с помощью
шарнира. Второй столбик-ограничитель служит для остановки
дверцы при закрывании. По условию задачи пружина и другие
"сложные" элементы должны быть исключены!
Потенциально имеется возможность изменения формы и-или
расположения элементов 03 в пространстве.
ОВ: после открывания дверцы и до закрытия, то есть на время
движения дверцы калитки.
Материал столбиков и дверцы - дерево.
Нужен источник энергии для закрывания дверцы калитки. Из
доступных сил присутствует только вес дверцы (сила гравитации).
Рис. 5.8. Характеристика ресурсов 03 для задачи "Умная калитка"
Представленные выше свойства и требования образуют вместе ресурсный
"портрет" проблемной ситуации.
Решение практически однозначно диктуется присутствием единственного
источника энергии - веса дверцы калитки. Остается только понять, как этот вес
можно использовать.
152 Часть 2. Первичные модели ТРИЗ
Рис. 5.9. Действительно, "умная" калитка!
Для амортизации удара на столбике-ограничителе может быть установлена
резиновая прокладка (можно рассмотреть на снимках).
И чтобы завершить весь рассказ о калитке, следует указать, что на этом проходе
установлены две калитки (рис. 5.9, с): у одной, которая показана на переднем
плане, дверца наклонена для движения в сторону участка, а на другой - на
заднем плане - дверца закрывается в сторону прохода (см. стрелки). Почему
нужны две калитки? И еще: почему обе дверцы наклонены и закрываются внутрь
прохода, а не наружу? "Туманная" подсказка: в информационном ресурсе учтено
взаимодействие системы "участок" с окружающими системами.
Пример 5.7. Ресурсы ОЗ для задачи 1.12. "Умный" почтовый ящик. Из всех
ресурсов (рис. 5.10 и 5.11) следует обратить внимание на следующие три:
функциональный - надо создать и передать "сигнал"; энергетический - нужен
источник энергии, чтобы создать "сигнал"; пространственный - возможно
изменение формы ящика, что может служить реализацией "сигнала".
Системо-технические
Системные
Информационные
Функциональные
Структурные
Системная цель: дистанционное информирование пользователя о
наличии в ящике новой почты.
Ящик имеет два состояния - без почты и с почтой. Второе
состояние должно быть определенно известно пользователю,
например, при взгляде на ящик из окна.
Передача определенного сигнала пользователю. Ящик должен
САМ информировать пользователя о том, что в нем появилась
новая почта.
Создать сигнальную связь между индуктором "ящик" и рецептором
"пользователь".
.1 — .. .
Рис. 5.10. Системо-технические ресурсы 03 для задачи "Умный почтовый ящик"
5. Оперативные ресурсы
153
Физико-технические
Пространственные
Временные
Материальные
Энергетические
1) учесть достаточно большое расстояние между ящиком и домом;
2) имеется потенциальная возможность внести изменения в форму
и-или расположение ящика.
ОВ: время с момента закладки новой почты до момента
обнаружения пользователем нового состояния ящика.
Возможно внесение некоторых деталей, требующих затрат
материала на их изготовление.
Для создания "сигнала" ящик должен получить определенное
энергетическое воздействие.
Рис. 5.11. Физико-технические ресурсы 03 для задачи "Умный почтовый ящик"
Отсюда очень простое и все же
изобретательское решение (рис.
5.12): при наличии новой почты на
ящике поднимается деревянный
рычажок в виде "флажка" -
использование пространственного
ресурса, фактически, изменение
формы.
При закладке почты этот "флажок"
поднимает почтальон. После
изъятия почты из ящика пользователь
опускает "флажок". Источник энергии Рис. 5.12. Сигнальный флажок
- человек. "умного" почтового ящика
Пример 5.8. Ресурсы ОЗ для
задачи 1.13. Площадка для
парковки. Вы можете выполнить
анализ ресурсов по аналогии с
предыдущими примерами.
Доминирующим ресурсом для создания
решения почти однозначно является
пространственный ресурс с участием
структурного (рис. 5.13).
Посмотрите снимки с аналогичным
решением, которые я сделал в 2009
году у одного из фонтанов
Всероссийского выставочного центра
в Москве (ранее - Выставка
достижений народного хозяйства, ВДНХ;
рис. 5.14).
Рис. 5.13. Автостоянки с комбинированным
бетонно-травяным покрытием в Северо-
Восточном лесном университете (а) и научно-
промышленном технопарке (Ь) в Харбине, Китай
154
Часть 2. Первичные модели ТРИЗ
Рис. 5.14. Дорожка к фонтану с комбинированным
проволочно-травяным покрытием
Часть пространства имеет одно
системное свойство - быть
твердым, прочным для удержания
автомобилей, носителем которого
является основной несущий
материал, а именно, бетон (рис.
5.13) или проволока (рис. 5.14), а
другая часть пространства имеет
оппозиционное свойство - быть
дружественным Природе,
эстетически гармоничным, носителем
которого является трава,
растущая в ячейках основного
несущего материала.
Присмотритесь вокруг, и Вы найдете немало подобных примеров, на которых
можно тренировать свою наблюдательность и, разумеется, изобретательность.
Пример 5.9. Как совместить несовместимое? Вот папа и мама уложили
ребенка в кроватку (рис. 5.15,а), надеясь провести время со своими родителями
или друзьями в соседней комнате (рис. 5.15,Ь). Но ребенок проснулся или так и
не уснул, и хорошо, если он спокойно лежит и о чем-то, наверное, мечтает, как на
рис. 5.15,с. Хуже, если он плачет, а еще хуже, если упадет с кроватки. Знакомая
картина и знакомые тревоги родителей? Действительно, трудно совместить
отдых с тревогой о ребенке.
Рис. 5.15. Родители хотят провести немного времени с близкими людьми,
а чего хочет ребенок, несмотря на то, что ему сейчас положено спать?
Радикальное противоречие: родители должны быть рядом с ребенком, чтобы
наблюдать за ним, и должны быть далеко от ребенка, чтобы встретиться с
друзьями.
Доминирующий негативный ресурс: пространственный - стены, и даже просто
расстояние. Негативный результат: прерванная визуальная и аудиальная
коммуникация - информационный ресурс ослаблен или вовсе отсутствует.
Системное требование: ввести функцию визуального и аудиального наблюдения.
Решение, конечно, весьма простое (с учетом возможностей современных
технологий) и эффективное - использовать специальную видеокамеру и
видеомонитор для беспроводной удаленной связи с ребенком (см. на рис. 5.16
вариант от немецкой компании ENOX World GmbH из Гамбурга).
5. Оперативные ресурсы
155
Рис. 5.16. Элементы
системы Baby Watch
Итак, в систему введен информационный ресурс в
виде контура визуальной и аудиальной связи для
реализации новой функции "дистанционное
наблюдение за ребенком". В трансформации
системы участвуют также все другие ресурсы:
структурный - новые элементы и связи,
пространственный - эффективное размещение,
материальный - все это надо изготовить, и,
разумеется, энергетический - элементы надо
снабжать энергией. А система в целом приобрела
новое качество: постоянное наблюдение за
ребенком, где бы родители ни находились по
всему дому.
К этому можно добавить, что при наличии датчика
влажности легко определить момент, когда надо
сменить памперсы. А при наличии сенсора
температуры тела, нетрудно, как можно раньше,
заметить возможное недомогание ребенка.
Так что, тревог у современных молодых родителей (на начало XXI века) должно
быть поменьше, чем это было у их родителей.
Пример 5.10. В школу - по отпечаткам пальцев! Известны системы для
идентификации личности по отпечаткам пальцев, например, для пропуска
определенных, известных системе, людей в определенное пространство -
секретный отдел, банк и т.п.
И вот теперь (февраль 2010) исследователи Владимирского государственного
университета тестируют такую пропускную систему (рис. 5.17) в Промышленно-
коммерческом лицее.
Они работают также над системами
трекинга (отслеживания)
местонахождения любого человека, например,
ребенка, с помощью системы
определения глобальных координат -
это можно рассматривать как
продолжение предыдущего примера. А при
наличии тревожной кнопки ребенок
может подать сигнал о том, что ему
нужна какая-то помощь.
Рис. 5.17. Нажми на кнопку
- получишь результат!
Позитивные качества такой системы и других методов обеспечения коллективной
и индивидуальной безопасности следует отличать от того, что является системой
тотального манипулирования личностью, описанной в романе96 Джорджа
Оруэлла "1984" и заклейменной фразой "Big Brother is watching you".
Информационный ресурс вообще становится ключевым аспектом для решений
конца XX и начала XXI веков.
из текста одного из хитов 1991 года техно-поп группы "Технология"; фото с сайта www.vesti.ru
96 Джордж Оруэлл (1903-1950) - известный английский писатель и публицист, автор выдающихся
произведений "Скотный двор" (Animal Farm, 1945) и "1984" (Nineteen Eighty-Four, 1949)
156
Часть 2. Первичные модели ТРИЗ
5.3. Идеальное моделирование
Nusquam per novus est perficio 97
Cicero
5.3.1. Идеальный конечный результат по Бартини
При решении поставленной задачи необходимо установить
сколь возможно компактную факторгруппу сильной связи,
определить факторы, которые играют решающую роль в
рассматриваемом вопросе,
отделив все второстепенные элементы.
После этого надо сформулировать наиболее контрастное
противоречие "ИЛИ - ИЛИ", противоположность,
исключающую решение задачи.
Решение задачи надо искать в логической композиции98
тождества противоположностей... "И - И"
Роберт Бартини
Понятие Идеальный Конечный Результат (ИКР) также входит в множество
ключевых концептов ТРИЗ. Как это открыли весьма отдаленные от нас
цивилизации и как это отражено непосредственно в приведенной выше максиме
Цицерона, ничто новое не [рождается] совершенным. И тогда начинается
борьба за совершенствование того, что должно стать совершенным.
Обобщенно говоря, эта борьба вечная и не прекращается никогда, что мы
подробнее рассмотрим позже в разделе 9. Модели развития систем.
С чего начинается эта борьба? Она начинается с выявления несовместимых,
конфликтующих факторов - свойств и требований. Основных, разумеется.
Затем формулируется противоречие, например, стандартное. Оно констатирует,
что для решения этого конфликта имеющимися материальными ресурсами и
традиционными методами (что тоже является ресурсом - информационным)
приходится выбирать между двух факторов - либо плюс в одном и минус в
другом, либо наоборот. Мы уже моделировали стандартное противоречие, да и
радикальное, в разделе 1.1. Противоречие.
А что нам надо на самом деле? А ведь нам надо, чтобы оба фактора оказались в
наилучшем для них диапазоне! И именно для этого нужно изобрести новое
конструкционное решение. Вспомнили рисунок 2.3?
Так вот, иногда путь к решению может появиться уже только при таком
изменении противоречия, при котором оно превращается в свой антипод - в ИКР.
В сущности, это и есть метод Р.Л.Бартини, содержащийся в эпиграфе, для
начала решения проблемы: указать такое сочетание факторов и их значений,
которое одно только и требуется для идеального ожидаемого результата.
Марк Туллий Цицерон (лат. Marcus Tullius Cicero; 106-43 до н. э.) -древнеримский политик,
философ и оратор; часто цитируемая версия перевода с лат.: Ни одно изобретение не может
сразу стать совершенным; англ.: Nothing quite new is perfect
Роберт Люд огович (Людвигович) Бартини (1897-1974)-выдающийся авиаконструктор-изобретатель
в советское время, физик-математик, философ, писатель; цит. по книге: Чутко И. Э. Красные
самолеты. - M.: Политиздат, 1978
5. Оперативные ресурсы
157
Формула для перехода от противоречия к ИКР по Бартини представлена на рис.
5.18:
ЕСТЬ: tpi VS 1F2 = ПРОБЛЕМА
ДОЛЖНО
БЫТЬ:
|F1 & |F2 = ИКР
Рис. 5.18. Формула перехода от противоречия к ИКР по Бартини
Или, используя англоязычную модель, хорошо известную в менеджменте:
WIN & WIN = ПОБЕДА & ПОБЕДА = ИКР
Этот переход можно показать также как обязательный переход в свойствах
системы по рис. 2.3 по направлению (тренду) к ИКР (рис. 5.19).
Пространство конструкций
ПРОТОТИП
-состояние
системы
"есть"
1. Переход
во времени
ЦЕЛЬ
■ состояние
системы
надо
Рис. 5.19. Схема перехода от противоречия к ИКР по Бартини
Пример 5.11. Шасси самолета Сталь-6. В начале 1930-х годов лучшие
самолеты мира имели скорость на уровне 300 км в час. Была поставлена задача
увеличить эту скорость на 150%. Именно Бартини решил эту задачу. Одна из
проблем заключалась в большом лобовом сопротивлении, возникающем из-за
плохой обтекаемости летательных аппаратов воздухом. Так, шасси с колесами
представляли собой жесткую стойку, в лучшем случае прикрываемую
обтекателем. А ведь обтекатель увеличивает (немного, но увеличивает) вес
машины. Был известен прототип с подгибающимся, но не прячущимся, шасси.
158
Часть 2. Первичные модели ТРИЗ
Итак, известная для всех прототипов формула противоречия была такой:
Шасси с колесами ► перемещение по земле VS торможение в вохдухе.
А машина Сталь-6, которую в 1930 году было поручено разработать конструктору
Роберту Бартини, была им усовершенствована на основе трансформации
стандартного противоречия в ИКР:
Шасси с колесами ► перемещение по земле & отсутствие (!) в воздухе.
ИКР: "Ноль-торможение" в воздухе! Колес-то не должно быть в воздухе, они там
не нужны!
Так родилась машина Сталь-6 с
единственным шасси (рис. 5.19) под
фюзеляжем при опорных (тоже
убираемых!) стойках на концах
крыльев и с небольшим "костылем"
на хвосте! Шасси полностью
убиралось после взлета в фюзеляж!
Впервые в мире!
И машина в 1933 году установила
Рис. 5.19. Сталь-6 мировой рекорд скорости в 420 км в
-www.airwar.ru ЧЭС.
Пример 5.12. Сталь самолета Сталь-6. Рекордная скорость самолета Сталь-6
была получена не только и даже не столько из-за новой конструкции шасси,
сколько из-за ряда других инноваций, никем в мире ранее не применявшихся.
Вес самолета входит в "факторгруппу сильной связи" одним из критически
важных факторов. Для Стали-6 нужно было соединить сваркой тонкие листы
хромомолибденовой и нержавеющей стали, дающих то, что сегодня мы относим
к композиционным материалам. Но как удалось сварить такие стали, если они
требуют "радикально" разных условий сварки?
99 г-
Радикальное противоречие заключалось в следующем : требовалось
"объединить в одной сварной конструкции лучшие свойства разных сталей -
прочность, пластичность, стойкость против коррозии и т. д. Наивыгоднейшую
комбинацию свойств давали хромомолибденовая и нержавеющая стали.
Но сваривать их надо было по-разному. Нержавеющую - быстро, коротким
электрическим "ударом" большой силы, иначе, если процесс чуть-чуть
затягивался, из капли расплава успевали выпасть некоторые вещества,
делающие сталь нержавеющей, и в сварном шве она становилась обычной.
А хромомолибденовую надо было, наоборот, варить медленно, слабым током,
дающим относительно низкую температуру, иначе перегретая сварная точка,
быстро охлаждаясь на воздухе, перекаливалась, делалась хрупкой и шов рвался.
Противоположные требования делали эти режимы сварки несовместимыми".
Формула радикального противоречия сводилась к следующему:
Ток ► | (большой) для нержавейки VS \ (малый) для хромомолибдена
Чутко И. Э. Красные самолеты. - M.: Политиздат, 1978.
5. Оперативные ресурсы 159
Решение Бартини и инженера СМ. Попова (цит. по И.Э.Чутко99): сначала давали
сильный, но такой короткий ток, при котором из нержавеющей стали вещества не
выпадали, а хромомолибденовая сталь не успевала перегреться. Затем снижали
ток до получения температуры, при которой продолжалось "доваривание"
хромомолибденовой стали. И в итоге нержавеющая и хромомолибденовая стали
сваривались без внедрения в эту технологию каких-либо открытий.
Регулирование процесса, своевременные смены режимов были переданы
автоматике (человек с этим не справился бы), протекали они в сотые доли
секунды, так что на вид и на слух ничего особенного в этой сварке не было.
Формула победного ИКР для решения:
Ток ► | большой и краткий по времени - для нержавейки
& | небольшой и продолжительный по времени -для хромомолибдена
ц Этим примером мы считаем уместным еще раз подчеркнуть важность
II понимания, обучения через тренинг и использования ноосферной модели
II творчества (см. раздел 2.2. Ноосферы творчества).
II Выделим в этом примере уровни знания и умения в создании эффективных
II идей:
II 1) прикладной уровень - все необходимые знания по сварке имелись, но не
|| были эффективно применены в ситуации "здесь-и-сейчас" для новых
|| требований;
|| 2) креативный уровень - нужно было использовать временной ресурс и
|| разделить противоречивые свойства во времени: первое свойство
|| реализуется на одном интервале времени, а второе - на другом;
|| 3) и наконец, но не самый маловажный, психологический уровень - как об
|| этом пишет И.Э.Чутко: "Разумеется, тупик был преодолен главным образом
|| не технический, поскольку в самолете Сталь-6 была использована в
■I основном уже имевшаяся техника, а психологический".
Прямым развитием в 1934 году стал проект машины Сталь-8 "с максимальной
скоростью 630 километров в час, то есть с новым, еще большим скачком
скорости - в целых 200 километров!" По разным причинам она не была
построена, а "скоростей 630-650 километров в час наши серийные истребители
достигли лишь в 1939-1940 годах" - цит. по И.Э.Чутко".
Пример 5.13. Сталь-7: "чайка" из стали. После успеха машины Сталь-6 была
поставлена задача разработать машину для дальних перелетов, может быть
даже для кругосветного полета. Для этого надо было установить спереди второе
шасси, увеличить грузоподъемность машины и повысить управляемость при
посадке и взлете. Но для всего этого надо было также снижать собственный вес
машины, что было нелегкой задачей, учитывая сложности, которые возрастали с
ростом размеров: способ крепления крыльев к фюзеляжу, появление новых
шасси, необходимость установки двух моторов и размещения их на крыльях. Вес
нарастал быстрее ожидаемого роста скорости и грузоподъемности.
Это - целый комплекс "неразрешимых" стандартных и радикальных
противоречий! И Р. Бартини предложил новую машину, которая стала
действительно "чайкой" из стали-в буквальном смысле (рис. 5.20 и 5.21)!
160
Часть 2. Первичные модели ТРИЗ
W-образное крыло - "обратная
чайка" - "САМО" обеспечило
удобное крепление двигателей и
шасси в месте излома крыла!
Также впервые было применено
"треугольное" сечение фюзеляжа -
расширенный книзу овал, что
позволило создать наилучшие
условия для перехода фюзеляжа в
крылья (рис. 5.21 -
бомбардировщик Ер-2, построенный на
основе машины Сталь-7).
Рис. 5.21. Бомбардировщик Ер-2 на основе машины Сталь-7
Сверху виден фонарь асимметрично размещенного места летчика. Ист.: www.airwar.ru
В 1936 году машина Сталь-7 демонстрировалась на Международной выставке в
Париже, а в августе 1939 года установила мировой рекорд скорости 405 км в час
при перелете по треугольнику Москва - Свердловск - Севастополь - Москва
протяженностью 5068 км за 12,5 ч.
Кругосветный полет не состоялся - началась Вторая мировая война.
Бомбардировщики Ер-2 участвовали в бомбардировках фашистской столицы в
августе-сентябре 1941 года, пролетая дистанцию от Москвы до Берлина и
обратно без посадки.
Пример 5.14. Проект Р: кривая идеальности и "альбатрос". Первый в мире
самолет с треугольным монопланом - крылом высокой стреловидности -
предложил в 1933 году воронежский конструктор А.С.Москалев (1904-1982). И его
проекты Сигма и Стрела (рис. 5.22) также можно рассматривать как
"прародетелей" всех будущих самолетов с "дельта-крылом" в мире.
Рис. 5.20. Сталь-7
- www.airwar.ru
Рис. 5.22. Моноплан Стрела
www.airwar.ru
5. Оперативные ресурсы
161
Однако когда в самое тяжелое для СССР время в 1942 году была поставлена
задача проектирования сверхзвуковых истребителей и бомбардировщиков, то к
этому времени уже для многих специалистов в разных странах было ясно, что
обычное крыло не будет эффективным при преодолении сверхзвукового барьера
и для полета на сверхзвуковых скоростях.
Ориентировочным расчетным показателем растущей конфликтности для
будущих сверхзвуковых машин стало соотношение посадочной и крейсерской
скоростей.
Для дозвуковых машин это соотношение равно примерно 3-5. Но с ростом
максимальной скорости до значений, скажем, на уровне 2000 км в час и
обеспечении посадочной скорости, желательно, на уровне 200 км в час,
соотношение становится уже равным 10. И это не предел, причем непростой
проблемой для высокоскоростных машин как раз и становится получение
"невысокой" посадочной скорости.
Стандартные противоречия, которые при этом возникали, состоят (упрощенно) в
следующем:
конструкт
Крыло большой
стреловидности и
малой площади
плюс
минус
свойства-факторы
| скорость крейсерского полета
I проблемы с посадкой по скорости
(слишком большая) и управляемости
(избыточная поперечная устойчивость)
конструкт
свойства-фа кторы
Крыло малой
стреловидности и
большой площади
| дальность и экономичность полета
I скорость крейсерского полета
минус
Для преодоления этих острых конфликтов впервые в истории авиации Бартини
предложил в проекте "Р" 1942 года (!) для сверхзвукового одноместного
истребителя крыло переменной стреловидности (крыло Бартини), основанное,
фактически, на применении метода "И-И" - здесь реализована "идеальная
кривая", опирающаяся в буквальном смысле на правила аэродинамики: каждая
часть крыла должна работать в наилучшем для нее режиме, а именно, большая
стреловидность целесообразна в непосредственной близости к фюзеляжу, а
малая - на значительном расстоянии от фюзеляжа!
Уже в 1950-е годы это крыло Роберт Бартини использовал в других своих
проектах, например, в проекте сверхзвукового дальнего стратегического
бомбардировщика А-57 (рис. 5.23). Дальность полета - до 15000 км, высота
полета - 18-23 км, скорость до 2500 км в час. Особенность самолета -
гидросамолет-амфибия, то есть вместо наземного аэродрома его место
"парковки" - водная поверхность.
В это же время аналогичное крыло развивал А.С.Москалев. А в скором будущем
крылья этого типа появятся у сверхзвуковых пассажирских машин - советского
ТУЧ44 и англо-французского Конкорд (рис. 5.24).
162 Часть 2. Первичные модели ТРИЗ
Рис. 5.23. Проект А-57 конструктора Бартини
Машина напоминает в сечении контуры парящего альбатроса
Рис. 5.24. Развитие крыла Бартини: а) ТУ-144 (1968); Ь) Конкорд (1969)
Обратите внимание на радикально разную компоновку двигателей
Пример 5.15. Экранопланы и экранолеты. В 1960-е годы Роберт Бартини
выполнил анализ системных границ возможных типов самолетов по основным
факторам: дальность, грузоподъемность и скорость. Его выводы были
фундаментальными и пророческими, хотя и остаются нереализованными до
настоящего времени. Как, впрочем, и многие другие из его пионерских идей.
Опираясь на фактический материал по работе" Чутко И.Э., приведем здесь
только то, что нужно100 для демонстрации метода И-И.
С физико-математических позиций Р. Л. Бартини попробовал увидеть будущее
всего транспорта, не только авиационного. Он взял ключевые свойства средств
передвижения и сгруппировал их, свел к трем обобщенным. И выяснилось с
чрезвычайной наглядностью, что существующие виды транспорта заполняют
лишь ничтожную часть этого возможного в принципе объема, и что все они очень
далеки от идеала.
Бартини говорил: "Самолет хорошо летает, но плохо поднимается и садится,
вертолет хорошо поднимается и садится, но медленно летает. Есть ли выход из
этих противоречий? Есть. Выход - в такой конструкции корпуса летательного
аппарата, при которой достигается единство противоположностей - единство
таких функций, как функции крыла, фюзеляжа, оперения.
для упрощения текста прямое цитирование заменено или комбинируется с изложением
5. Оперативные ресурсы 163
Я полагаю, со временем под корпусом аппарата вместо шасси начнут
использовать аэродинамический экран. Образующаяся при этом воздушная
подушка сделает летательные аппараты будущего - экранолеты -
всеаэродромными или, если угодно, безаэродромными: они смогут садиться и
взлетать всюду... Все аэродромные и вертикально взлетающие аппараты
позволят транспорту сделать новый скачок.
По монорельсовым эстакадным дорогам с околозвуковыми и даже
сверхзвуковыми скоростями пойдут поезда, скользящие по высоконапорной
воздушной подушке. Таким способом будет осуществляться большая доля
трансконтинентальных перевозок.
Через океаны основной поток грузов будет переправляться не только
сверхзвуковыми самолетами, но и крупными (грузоподъемностью в тысячи тонн)
экранопланами-катамаранами".
Создание крупного самолета-амфибии вертикального взлета и посадки
позволило бы охватить транспортными операциями большую часть поверхности
Земли, включая вечные льды и пустыни, моря и океаны.
В 1960-х и начале 1970-х ряд моделей и образцов самолетов по идеям Бартини
был испытан (рис. 5.25 и 5.26).
Рис. 5.25. Экраноплан-авианосец СВВП-2500 Рис. 5.26. Экранолёт 14М1П
Модель для испытаний в бассейне Модификация вертикально-взлетающей
амсЬибии ВВА-14
Машина СВВП-2500 должна была быть размером больше футбольного поля и
иметь грузоподъемность в 2500 тонн, что позволяло использовать его как
летающий авианосец.
В те же и последующие годы выдающиеся проекты создавались также в
конструкторском бюро под руководством102 Р.Е.Алексеева (рис. 5.27 и 5.28).
Рис. 5.27. Экраноплан КМ Рис. 5.28. Экраноплан Лунь
Военно-десантное и спасательное судно, Ударный экраноплан-ракетоносец,
прозвище в НАТО - "Каспийский Монстр". прозвище в НАТО - "Убийца авианосцев".
Длина -100 м, взлетная масса - 544 тонны Длина - 73 м, скорость полета —500 км/час,
взлетная масса - 400 тонн
Георгий Михайлович Бериев (1903 - 1979) - известный авиаконструктор в советское время,
создатель ряда самолетов-амфибий; экранолёт 14М1П отрабатывался позже в бюро Г.М.Бериева
! Ростислав Евгеньевич Алексеев (1916 - 1980) - выдающийся конструктор-кораблестроитель в
советское время, создатель судов на подводных крыльях, экранопланов и экранолётов
164
Часть 2. Первичные модели ТРИЗ
5.3.2. Функциональное идеальное моделирование
Идеал - это путеводная звезда.
Без нее нет твердого направления...103
Л.Н.Толстой
II Процесс генерации идей на основе моделей и методов ТРИЗ является целе-
II управляемой системой, в которой цели и мета-тренды (общее направление и
II способ движения) к целям задают ИКР и ФИМ, а путь к цели строится на
|| основе моделей трансформации ТРИЗ. Схематически это было показано на
II рис. 2.1 в разделе 2.1. Алгоритмы творчества.
Здесь же мы рассмотрим собственно модели, помогающие перейти от
формулировки ИКР к будущему изменению конструкции системы - устройства
машины, плана маркетинговой кампании, функциональной структуры
организации, структуры межперсональных отношений и т.д.
Определение
"Идеальный
Конечный
Результат"
Определение
"Функциональная
Идеальная Модель11
Идеальный Конечный Результат (ИКР) - определение
цели развития артефакта в виде требуемого
функционального состояния или действия, наилучшим
(идеальным) образом отвечающего назначению артефакта.
Функциональная Идеальная Модель (ФИМ) - специально
организованное модельно-метафорическое описание
функционирования артефакта, ведущее к ИКР.
Начинающие обычно испытывают заметные трудности в формулировании ИКР.
Этому мешает психологическая инерция, сталкивающая человека назад к
прототипу, в то время, как целью является новый артефакт с новыми
свойствами, которые надо зафиксировать в виде ИКР.
Нетрудно видеть, что формулирование ИКР в виде модели И-И именно
переносит нас в пространство будущего решения, в то время как
формулирование исходного противоречия в формате ИЛИ-ИЛИ относится к
пространству прототипа.
Для ослабления психологической инерции при формулировании ИКР в ТРИЗ
выработаны и проверены практикой в течение нескольких десятилетий
следующие два правила:
1) не думать сначала о том, как именно и за счет чего (с помощью изменения
каких ресурсов) будет получено решение;
2) неизвестный ресурс или действие, необходимые для получения результата,
можно заместить временно метафорическим символом, например, Х-ресурс.
Напомним читателям основные ФИМ104.
1 Лев Николаевич Толстой (1828-1910) - великий русский писатель и мыслитель, просветитель,
общественный и религиозный деятель
"Основы классической ТРИЗ", раздел "8.2. Функциональное идеальное моделирование"
5. Оперативные ресурсы
165
Первый вариант - Макро-ФИМ:
Х-ресурс, абсолютно не усложняя систему и не вызывая негативных
эффектов, обеспечивает вместе с другими имеющимися ресурсами
получение
[ ИКР или требуемое функционирование ].
Второй вариант - Микро-ФИМ:
Х-ресурс в виде частиц вещества или энергии находится в
оперативной зоне и обеспечивает вместе с другими имеющимися
ресурсами получение
[ ИКР или требуемое функционирование ].
Третий вариант - Макси-ФИМ:
Оперативная зона сама обеспечивает получение
[ ИКР или требуемое функционирование ].
Следует отметить, что нередко правильно сформулированный ИКР вместе с
ФИМ сами ведут к нахождению идеи решения проблемы. Вы, несомненно,
увидели этот эффект в предыдущем разделе.
ФИМ, согласно ТРИЗ, становятся мета-трендом к трансформации системы, так
как устанавливают метафорический мост от ИКР непосредственно к искомому
решению (рис. 5.29).
JZ
2 С
JL
Пространство свойств
Пространство конструкций;
ПРОТОТИП
- состояние
системы
"есть"
1. Переход
во времени
ЦЕЛЬ
- состояние
системы
Н,|п -.л»
надо
Рис. 5.29. Схема перехода от ИКР к формированию результата -
сочетание ФИМ и Перехода в конструкции (3)
166
Часть 2. Первичные модели ТРИЗ
Согласно восточной притче, сколько бы Вам ни рассказывали о том, что такое
"сладкое", если Вы не пробовали этого сами, то из рассказанного не можете
понять, что же это на самом деле значит. Нужен практический опыт. Поэтому и
переходим к рассмотрению примеров.
Пример 5.16. Увидеть ИКР в звездах! Когда в начале 1950-х появилась
необходимость развития подводного флота стратегического назначения,
вооруженного баллистическими ракетами с ядерными боезарядами, одной из
фундаментальных проблем, которую пришлось решать новому уральскому
институту под руководством В.П.Макеева (см. 32), было обеспечение наведения
ракеты и боеголовок на цель.
Действительно, программа нацеливания - в любое время, по любой конечной
цели и по любому направлению! - должна непрерывно корректироваться из-за
того, что "место старта" - с подводной лодки - постоянно менялось в мировом
океане. А для корректировки программы необходимо было не только точно
определить собственное местонахождение лодки, но и пересчитать всю
программу пуска, а затем перенастроить аналоговые системы управления
полетом ракеты. Понятно, что при самых совершенных методах расчета
реализация такой программы требовала времени. Но можете ли Вы понять
сложность этой проблемы в отсутствие в то время высокопроизводительных
цифровых вычислительных машин? Думаю, что понять это не просто, поскольку
это как раз и есть рассказ про то, что такое "сладкое".
И добавьте к этому влияние качки при надводном, да и при подводном, старте, и
другие вредные факторы, то в любом случае можно понять, что обеспечить
точность полета к цели без корректировки полета, мягко говоря, трудно.
ИКР здесь понятен: точное обеспечение программы полета ракеты.
Запишем и ФИМ по первому варианту:
Х-ресурс, абсолютно не усложняя систему и не вызывая негативных
эффектов, обеспечивает вместе с другими имеющимися ресурсами
получение
[ точное обеспечение программы полета ].
И здесь для реализации перехода к новой конструкции (стрелка 3 на рис. 5.29) в
работу вступают знания: поскольку других ресурсов для управления полетом на
лодке, на море, на земле и на ракете нет, то что еще может выступить в качестве
достаточного ресурса для расчета и корректировки параметров полета?
Этим Х-ресурсом могут быть только звезды! И разумеется, создание и
применение новой системы управления полетом, включающей новую систему
астрокоррекции программы полета.
Ракету надо было научить ориентироваться по звездам, чтобы, после выхода за
пределы атмосферы, скорректировать дальнейший полет. Вот он, не известный
непрофессионалу, внеземной Х-ресурс, который предстояло вести в дело.
Ракета должна была стать более "умной", насыщенной новыми
информационными ресурсами для обнаружения и распознавания доступных
звезд-констант, удержания их в качестве навигационных ориентиров, вычисления
параметров динамического местоположения и ориентации ракеты относительно
звезд и относительно земли и осуществления окончательной корректировки
траектории полета.
5. Оперативные ресурсы 167
При максимальной дальности полета в 8000 км
отклонение от цели составило в итоге меньше 1
км при том, что без астроориентации отклонение
составляло 3-5 км.
Что касается требования "абсолютно не
сложнять систему", то в итоге конструкционная
сложность управляющей части ракеты по
сравнению со сложностью всех ее систем, и
даже со сложностью прежнего блока навигации,
изменилась действительно ненамного. Конечно,
более точно оценить это могут только Рис. 5.30. Астроориентация
профессионалы. ракеты Р-29
А наша задача состоит лишь в том, чтобы в этом примере рассмотреть
креативную сферу и объективно присутствующие креативные модели.
Подобно конструктору Макееву: рассмотреть в звездах ИКР!
Пример 5.17. Как Архимед помог Александрии через 2250 лет. В 280 году до
н.э. на острове Фарос около Александрии в Египте был полностью построен
Фаросский маяк, одно из 7 чудес света, имевший высоту почти в 150 метров и
посылавший свет на 70 миль благодаря системе зеркал, созданной
Архимедом105. Маяк украшала 7-метровая статуя Бога моря Посейдона.
Сама Александрия была основана Александром Македонским106, завоевавшим
Египет за 30 лет до начала строительства. Впоследствии Александрия
прославилась не только маяком, но и крупнейшей в мире библиотекой, которую
многократно посещал Архимед, и другими достопримечательностями.
Фаросский маяк, простоявший более 1600 лет, был разрушен землетрясением в
1375 году. А в 1993 году при расширении Александрийской гавани были
обнаружены обломки маяка и других сооружений Александрии. Более 200
больших и малых артефактов были подняты со дна моря.
Проблема: как поднять длинные и очень тяжелые колонны и статуи, чтобы они не
разрушились?
Запишем ИКР и ФИМ по первому варианту:
Х-ресурс, абсолютно не усложняя систему и не вызывая негативных
эффектов, обеспечивает вместе с другими имеющимися ресурсами
получение
[ равномерное усилие при поднятии колонны с морского дна ].
Нужно так закрепить колонну, чтобы ее поднятие наверх происходило с
распределением веса равномерно по длине колонны. Большие краны применить
нельзя из-за малой глубины гавани.
Нужен особый ресурс, создающий подъемную силу. Ну как тут не вспомнить о
законе Архимеда?!
105 Архимед (287-212 до н. э.) - древнегреческий математик, физик, механик и инженер из Сиракуз;
сделал множество открытий в геометрии; заложил основы механики, гидростатики; создатель
многих важных изобретений.
106 Александр Великий (Македонский, 356-323 до н.э.) - македонский царь, за которым в античности
закрепилась слава величайшего полководца
168
Часть 2. Первичные модели ТРИЗ
Рис. 5.30. По закону Архимеда
Аквалангисты опускали на дно мягкие надувные
понтоны и привязывали к ним поднимаемые
артефакты. Затем в понтоны равномерно
накачивался воздух, и они постепенно
поднимали артефакты на поверхность.
Поддерживаемые понтонами, артефакты
транспортировались к берегу, где уже можно
было применить платформы с мощными
кранами.
Рис.
5.31. А идеальный ли
этот пробочник?
Пример 5.18. "Идеальный" пробочник! Иногда трудно вытащить пробку,
материал которой крошится. Пробочник-штопор разрушает пробку как бурав, а
затем еще и ломает тянущим усилием. Что можно предпринять?
Нужен такой пробочник, который бы практически не повреждал пробку.
А еще лучше было бы, чтобы (в сочетании с
ФИМ по третьему варианту) пробка САМА
выходила из бутылки при небольшом усилии
того, кто открывает бутылку.
Запишем этот ИКР в ФИМ: Х-ресурс,
абсолютно не усложняя систему и не вызывая
негативных эффектов, обеспечивает вместе с
другими имеющимися ресурсами получение
[ малое повреждение пробки и облегченный
выход пробки из бутылки ].
Что может помочь пробке выйти из бутылки?
Повышенное давление воздуха внутри бутылки
между пробкой и жидкостью, обычно, вином.
Действительно, известны пробочники-шприцы, в которых в пробку (или между
пробкой и стеклом) вводится тонкая полая игла, через которую с помощью
поршня шприца закачивается воздух. Так что, материальным Х7-ресурсом здесь
служит воздух, а энергетическим Х8-ресурсом - энергия, прилагаемая для подачи
воздуха под пробку. Вроде бы замечательное решение!
А дискуссионно поставленный вопрос в подписи к рисунку 5.31 напоминает о том,
что при оснащении такого пробочника баллончиком со сжатым газом были
случаи, когда либо пробка выскакивала слишком резво, а вслед за ней
выплескивалось и вино, либо бутылка не выдерживала давления и лопалась.
Пример 5.19. Почему "светится" временная разметка на полотне дороги? На
время изменения направления движения по полосам при ремонте
автомагистрали можно нанести разделительные линии с помощью краски. Они
неплохо видны днем, но гораздо хуже - ночью, практически не видны в дождь и
быстро истираются колесами. А вот обращали ли Вы внимание на то, как в свете
фар нет-нет да и блеснет иногда маленький кусочек стекла на обочине, да и как
ярко блестят разные отражатели?
Попробуем применить ИКР и ФИМ по первому варианту.
5. Оперативные ресурсы 169
Пусть Х-ресурс, абсолютно не усложняя систему и не вызывая негативных
эффектов, обеспечивает вместе с другими имеющимися ресурсами
получение
[ярко освещенная полоса ].
Полоса должна стать более активным индуктором! Например, ярко светиться!
Но какой материал для этого может
быть применен и где взять энергию
для свечения? И это не должно
быть дорого!
Пример решения (рис. 5.32):
разделительная полоса
изготовляется в виде тонкой ленты, накле- - . 00 п
« м Рис. 5.32. Лента светится сама !
иваемои на дорожное полотно.
В ленту при ее изготовлении вплавлены стеклянные шарики размером в 3-4 мм,
полученные из отходов при изготовлении стекла, промышленного и бытового боя
стекла, попадавших раньше просто в мусор.
Луч света от фар проходит внутрь шарика и отражается от дальней полусферы,
попадая с достаточной интенсивностью на уровень лица водителя.
Пример 5.20. Указатель номера дома. Как сделать, чтобы
номер дома ночью был хорошо виден, даже если вдруг
пропало электричество в доме? Запишем ФИМ по второму
варианту:
Х-ресурс в виде частиц вещества или энергии находится в
оперативной зоне и обеспечивает вместе с другими
имеющимися ресурсами получение
[ автономное освещение номера дома ].
В соответствии с этой ФИМ требуется создать решение, в
котором все нужные материалы и запасы энергии ^ис" (
находились бы внутри 03 системы.
А вот и решение107: табло из экономичных свето-диодов, питаемое
аккумулятором, связанным с солнечной батареей (рис. 5.33). Запаса
однодневного заряда аккумулятора хватает на 150 часов непрерывной работы.
Х-ресурсы: Х7 - "умные" материалы и Х8 - неограниченная энергия солнца (см.
рис. 5.6 и 5.7 для выбора ресурсов).
Пример 5.21. Решение задачи 1.6. Фокусы и "иллюзионы". Запишем ИКР и
ФИМ по второму варианту, поскольку все, что необходимо для решения, в этом
случае определенно находится внутри 03:
Х-ресурс в виде частиц вещества или энергии находится в оперативной зоне и
обеспечивает вместе с другими имеющимися ресурсами получение
[ надежное соединение ножей в прочную конструкцию на стаканах ].
www.proidee.de
170
Часть 2. Первичные модели ТРИЗ
"Алгоритм" для сооружения "моста" (рис. 5.34) прост:
кладется первый нож, под него подводится второй нож,
создавая опору для первого, а под второй нож
подводится третий, создавая опору для второго, при
этом третий нож накладывается на первый так, что
первый нож становится опорой для третьего.
Все! Круг замкнулся!
Конечно, при сооружении "моста" Вы использовали
энергию рук, зато после того, как Вы отпустили ножи,
они держатся друг за друга за счет трения.
А вот когда Вы попробуете в следующий раз показать этот фокус по памяти
своим друзьям, то потренируйтесь предварительно до того уровня, когда Вы
сможете в любом варианте сооружать этот мост точно и быстро.
Почему нужен этот совет? А потому, что здесь есть несколько "хитростей"
(представьте себе, что даже в этой простой задаче есть два варианта решения, а
еще есть ошибочные "ходы"!), которые могут опровергнуть Вашу
самоуверенность повторить этот трюк без основательной тренировки. Откройте
их для себя и преодолейте сами!
А для развития этого трюка, а заодно и Ваших творческих способностей,
поработайте с другими предложениями108 Эдварда де Боно.
И наконец, рекомендация по теме книги: для успешной работы с ТРИЗ так же
мало прочитать очередную книжку, надо много и постоянно тренироваться.
Самотренинг откроет Вам много "хитростей", объяснить которые в книге не просто.
Пример 5.22. Бак с бензином для штурмовика. На самолетах 1930-х годов
применялся авиационный бензин. Однако пары этого бензина были
взрывоопасны при попадании пули в бензобак. Защита бензобака броней вела к
росту веса самолета. Что можно было сделать?
ФИМ: Х-ресурс в виде частиц вещества или энергии находится в оперативной
зоне и обеспечивает вместе с другими имеющимися ресурсами получение
[ отсутствие возможности для возгорания бензобака ].
Решение, исходя из "наличного" ресурса, присутствующего на самолете: по мере
забора бензина из бензобака, в освобождающееся пространство в бензобак
подавались охлажденные выхлопные газы от двигателя.
Пример 5.23. На разных скоростях это - разные машины! При построении
самолетов с переменной стреловидностью крыла, например, рассмотренного
ранее штурмовика СУ-24, стало ясно, что вместе с изменением положения
крыльев будет меняться центр тяжести машины! А это означает, что при разных
положениях крыла поведение самолета будет значительно отличаться.
Еще большая проблема возникла при построении сверхзвуковых машин, таких
как Ту-144 и Конкорд: на максимальных скоростях самолет удлинялся (!), а
смещение центра тяжести достигало 2 и более метров!
Боно Э. Развитие мышления: три пятидневных курса. - Мн.: "Попурри", 1997
Рис. 5.34.
"Мост для муравья"
5. Оперативные ресурсы
171
С\
ФИМ: Х-ресурс в виде частиц вещества или энергии находится в оперативной
зоне и обеспечивает вместе с другими имеющимися ресурсами получение
[ простая центровка самолета ].
Решение: исходя из большого количества "материального" ресурса,
присутствующего на самолете, для сохранения "правильного" расположения
центра тяжести самолета применено перераспределение топлива в системе
емкостей, размещенных в крыльях и в фюзеляже.
Пример 5.24. Решение задачи 2.4. Свеча горела на столе, свеча горела... Это
простое решение относится к одному из самых лучших инженерных решений,
когда все происходит как бы совсем без затрат энергии и избыточных
материалов, то есть САМО, и достигается минимальными изменениями.
Но сначала запишем "сказочное" требование:
оперативная зона сама обеспечивает получение ИКР
[ абажур перемещается САМ
по мере сгорания свечи ].
Оперативная зона здесь - верхушка свечи с горящим
фитилем. По мере сгорания свеча становится короче, и
вскоре яркий огонек выходит из-под абажура и режет
глаза.
В некоторых лампах (рис. 5.35) можно вручную
переместить абажур пониже и прикрыть огонек.
А теперь мы покажем, как работает "идеальный"
абажур вместе с "идеальной" свечой (рис. 5.36).
Рис. 5.35. Абажур с
ручным перемещением
"*ж/
©§ ©
Рис. 5.36. "Само-перемещающийся" абажур
Сначала на свечу надевается каркас (рис. 5.36,а). Затем на каркас надевается
абажур (Ь) - и вот вся конструкция в сборе (с). А для того, чтобы лучше был
виден каркас на верхушке свечи, а также место соединения абажура с каркасом,
на рис. 5.36,d показан стеклянный абажур.
172
Часть 2. Первичные модели ТРИЗ
Пример 5.25. Образец "идеального минимализма"! Это - решение бенчмарк-
задачи РЗ "Как избежать капель при наливании из бутылки?"
Как сделать, чтобы какая-то "штука" подходила к большому диапазону размеров
горлышек бутылок и была бы проста в изготовлении, хранении и в применении?
Или, что то же самое, согласно ФИМ по третьему варианту:
оперативная зона сама обеспечивает получение
[ универсальный прерыватель капель для многих бутылок ].
Великолепное "идеальное" решение содержится в европейском патенте 0560777.
Много лет назад я был просто потрясен "минимализмом" конструкции изделия
под зарегистрированной маркой "DropStop" (прерыватель капель - с англ.).
Запатентованное изделие состояло... из простой круглой (а затем и других форм)
пластины, которая САМА фиксируется в горлышке бутылки за счет пружинящих
свойств конструкции и материала (рис. 5.37).
Психологическая сфера (мотив, потребность)
Неудобство использования многих пробок с отсекателями капель в виде трубочек,
стремление к удобству и упрощению конструкцию. Как улучшить ситуацию?
Креативная сфера (идеальный результат, изменение)
Инстинктивные "модели"
(цель, ИКР)
Стремление к минимализму и
идеальному результату: пусть
трубочка САМА держится в
бутылке!
Модели ТРИЗ (трансформации)
Реализованы модели: Изменение
агрегатного состояния объекта,
Динамизация, Наоборот, Местное
качество, Универсальность,
Использование гибких оболочек и тонких
пленок, Самообслуживание
Прикладная сфера (дизайн, конструкция)
Прерыватель капель выполнен в виде пружинящей тонкой пластины, скручиваемой в
трубочку и вставляемой в горлышко бутылки. Трубочка САМА держится в горлышке в
бутылках разного размера. Пластина удобна для хранения и даже ношения в кармане.
■ ">* <*'■."'' * z^V^r^l ^~"^:"£!^?^Щ
-* >
Рис. 5.37. Образец свертывания конструкции и идеальности -
прерыватель капель "DropStop"
Прокомментируем несколько доминирующих моделей трансформации:
- эластичность, пружинящие свойства в соответствии с моделью изменения
агрегатного состояния;
5. Оперативные ресурсы 173
- динамизация для изменения формы и размеров с целью адаптации к горлышку
бутылки: характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так,
чтобы быть оптимальными на каждом шаге работы;
- неподвижная трубочка превратилась в пластину, которая становится
"трубочкой" при свертывании - реализован также принцип "наоборот": сделать
неподвижную часть объекта - подвижной;
- местное качество: каждая часть объекта должна находиться в условиях,
наиболее соответствующих ее работе - пластина "сама" занимает наилучшее
положение в горлышке.
С тех пор я использую эту полезную вещь как сувенир с нашими логотипами и как
"награду" для наиболее отличившихся на моих семинарах и тренингах.
Но вот вопрос: есть ли у этого "идеального" артефакта недостатки, и можно ли
его усовершенствовать? Ответ: да. И мои студенты делают это на наших
занятиях после формулирования противоречий, ИКР и ФИМ.
Пример 5.26. Гантели. Обычно гантели имеют круглые дискообразные или
шаровидные веса и рукоять. Цельнолитая гантель показана на рис. 5.38.
Такая гантель может иногда преподнести
неприятный сюрприз, накатившись на
пальцы ноги или свалившись со
стеллажа.
^■Ш№-^|
Неужели все гантели должны быть
такими "круглыми"? Или это некий
архаизм, идущий от копирования гирь? Рис- 5-38- Цельнолитая гантель
А нельзя ли сделать гантели в соответствии с ФИМ по третьему варианту:
оперативная зона сама обеспечивает получение
[ некатящаяся гантель ].
Кто-то, видимо, натерпелся от круглых гантелей, и реализовал приведенную
ФИМ с ее ИКР - сделал граненые гантели (рис. 5.39).
г~ч,
Рис. 5.39. Эти гантели не катятся САМИ по полу или с полки!
Пример 5.27. Ракета сама... висит в пусковой шахте! Первые ракеты на
подводной лодке подвешивались в шахте с помощью жестких растяжек. Из-за
этого шахта имела большой диаметр, а отсюда - и большие проблемы перед
пуском из-под воды, так как нужно было ждать заполнения всей шахты большим
количеством воды. При этом вес принимаемой воды был в сумме существенно
больше веса ракеты. При залповом старте это привело бы к большой перегрузке
лодки забортной водой.
174
Часть 2. Первичные модели ТРИЗ
С ростом диаметров ракет эта проблема становилась все более острой.
А нельзя ли сделать пусковую шахту в соответствии с ФИМ и ИКР по третьему
варианту: оперативная зона сама обеспечивает получение [ минимальный
диаметр и, соответственно, объем шахты ].
Уже сама постановка такого ИКР вполне могла вести к переосмыслению
конструкции шахты, а именно: минимальный диаметр шахты равен диаметру
ракеты! Но ведь еще надо разместить элементы крепления ракеты! А надо ли?
Не может ли ракета САМА достаточно плотно "сидеть в шахте"? Тогда можно
было бы построить почти "идеальную" шахту!
И такая задача была впервые решена уже в начале
1970-х для двухступенчатой ракеты Р-29 (рис.
5.40,а), созданной под руководством выдающегося
конструктора В.П.Макеева (см.32). Впервые были
использованы кольцевые амортизирующие
прокладки, установленные на стенках шахты и допускающие
многократное использование (рис. 5.40,Ь). Диаметр
шахты стал минимально возможным! Ракета длиной
13 м и диаметром в 1,8 м опиралась на дно шахты.
Стартовая масса ракеты - 33,3 т, забрасываемая
масса - 1100 кг, дальность доставки головных частей
- 8000 км.
Напомним, что ракета Р-29 была впервые в мире
оснащена системой астронавигации, а ее
наследница - ракета Р-29РМ оказалась самой
совершенной в мире по энергомассовой эффективности.
Показатели Р-29РМ: длина - 14,8 м, диаметр - 1,9 м,
стартовая масса - 40,3 т, забрасываемая масса -
2800 кг, дальность полета - 8300 км и отклонение -
менее 500 м!
■©.
&»&
Рис. 5.40.
Р-29
А через 10 лет коллектив В.П.Макеева передал
в эксплуатацию трехступенчатую ракету Р-39
"Синева": длина - 16 м, диаметр - 2,4 м,
стартовая масса - 90 т (!), забрасываемая
масса - 2550 кг, дальность полета головных
частей - 8000-10000 км.
Рис. 5.41.
Р-39
Особенностью этой ракеты было создание амортизационной
ракетно-стартовой системы, в которой ракета висит в шахте,
опираясь грибовидной верхней частью (рис. 5.41) на верхний
край шахты (символически показан штриховкой).
О чем говорят эти примеры? Прежде всего о том, что во всех окружающих нас
артефактах аккумулирован грандиозный креативный опыт. Это могут быть такие
простые предметы как абажур свечи, пробочник, гантели (что может быть проще
гантели?!), но и такие чрезвычайно сложные и высокоответственные технические
артефакты как авиационные системы и ракетные комплексы, тем более морского
базирования. Везде можно извлекать простые и не очень простые креативные
модели и превращать их в эффективные инструменты для решения новых задач.
5. Оперативные ресурсы 175
5.4. Схема трансформации 03
Процесс трансформации 03 (рис. 5.42) может быть описан следующим образом:
1) в 03 определяются индуктор и рецептор;
2) в 03 определяются противоречия, не позволяющие получить требуемые
свойства рецептора, либо отражающие иные проблемы в 03;
3) в 03 определяются доступные и необходимые дополнительные ресурсы;
4) для 03 формулируются ИКР и ФИМы;
5) выбираются модели трансформаций, при этом:
- трансформации применяются обычно к индуктору, к его собственным ресурсам,
а также к другим ресурсам, имеющимся и вносимым в 03;
- реализация трансформаций направлена на замещение противоречий
Идеальным Конечным Результатом, на уничтожение противоречий.
Рис. 5.42. Схема трансформации 03
Способ выбора трансформаций определяется либо видом противоречия, либо
видом ресурса, либо содержанием ИКР, также ведущим к выбору доминирующих
ресурсов, более всего "вовлекаемых" в трансформацию. Примеры таких выборов
мы уже видели в предыдущих разделах. Другие способы выбора и применения
моделей трансформации будут рассмотрены дальше.
Здесь нужно обратить внимание читателей на очень важное значение, которое
имеют выбор экторов и ресурсов 03, определение идеального конечного
результата и, разумеется, выбор моделей трансформации (рис. 5.43).
Этот сложный многоаспектный выбор может нацеливать на создание решений
существенно разных уровней. В ТРИЗ различаются пять уровней
изобретательских решений109. Понятно, что решения, начиная с третьего уровня
(III), могут радикально менять объект110. А это значит, что решение стратегически
пойдет по направлению "Макси-решение" - смена принципа функционирования,
а следовательно, и всей конструкции.
Альтшуллер Г.С., Верткин И.М.: Как стать гением. Жизненная стратегия творческой
личности. - Минск: Беларусь, 1994 (курсив в конце цитаты мой - M.O.)
"Основы классической ТРИЗ", разделы "3.2. Уровни изобретений" и "14.1. Развитие систем"
176
Часть 2. Первичные модели ТРИЗ
УРОВНИ ИЗОБРЕТЕНИЯ ПО НОВИЗНЕ
I I
Применены
средства,
которые прямо
предназначены
именнодля
этой цели;
использовано
готовое
решение для
готовой задачи.
II
Выбран один
из немногих
альтернативных вариантов
решения
задачи,
которая тоже
выбрана из
нескольких
вариантов.
Ill
Изменена
исходная
задача,
изменено
привычное
решение.
IV
Найдены новая
задача и новое
решение.
V I
Найдена новая
проблема,
открыт новый
принцип,
пригодный для
решения не
только этой, но
и других
проблем.
ИДЕАЛЬНЫЙ
КОНЕЧНЫЙ
РЕЗУЛЬТАТ
СТРАТЕГИИ:
МИНИ-и МАКСИ-
РЕШЕНИЯ
ТИЧЕСКИЕ
РИАЛЬНЫЕ
МЕННЫЕ
РАНСТВЕННЫЕ
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ
СТРУКТУРНЫЕ
ЦИОНАЛЬНЫЕ
МАЦИОННЫЕ
ТЕМНЫЕ
СИСТЕМО-ТЕХНИЧЕСКИЕ
РЕСУРСЫ ОПЕРАТИВНОЙ ЗОНЫ
Рис. 5.43. Связь основных системных аспектов трансформации 03
Однако очень многие заказчики заинтересованы в недорогом
усовершенствовании действующих технологий и продаваемой продукции, и предпочитают
решения по стратегии "Мини-решение" с минимальными изменениями в системе,
но с требуемым результатом.
Следует отметить, что оценка "степени радикальности" изменений зависит от
общего системного анализа решения.
Так мы видели, что при решении задачи о введении астронавигации в ракету Р-
29 (Пример 5.16. Увидеть ИКР в звездах!) было преодолено острое радикальное
противоречие: иметь и не иметь (по разным причинам) высокую точность
доставки полезного груза. Это решение привело к смене принципа корректировки
программы полета и введения вне атмосферы ориентации по звездам, то есть к
реализации решения на четвертом уровне по стратегии "Макси-решение"!
Решение задачи об установке ракеты Р-39 в шахте (Пример 5.27. Ракета сама...
висит в пусковой шахте!), с использованием собственного веса и опоры на край
шахты, при всей необычности его интеграции в конструкцию подводной лодки и
захватывающем впечатлении от большой технической сложности, можно отнести
- с точки зрения изобретательской новизны и сложности - ко второму уровню и к
стратегии "Мини-решение".
ТЕМА 6. РЕИНВЕНТИНГ:
ТРИЗ-МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Экстрагирование и реинвентинг на основе Мета-
Алгоритма Изобретения - это современный "ТРИЗ-
томограф" мышления изобретателей. Причем,
работающий как "машина времени": реинвентинг
позволяет исследовать творческое мышление
изобретателей из любых эпох и направлений!
Рувим Киссельман
доктор-инженер, изобретатель,
руководитель клуба ш изобретателей "SchOpfer"
("Творец"- нем.) из Бонна, организатор ежегодных
осенних семинаров автора в Немецком Музее Бонна112
6.1. Реинвентинг
Итак, пусть мы изучаем некоторый артефакт как результат изобретения. Этот
артефакт-результат в состоянии "есть" уже существует (рис. 6.1). Ему
соответствует некоторый артефакт-прототип, который предшествует артефакту-
результату во времени. В обоих артефактах заложен опыт их создания:
технический, креативный, психологический (мотивационный, эмоциональный).
ПРОШЛОЕ > БУДУЩЕЕ
. ИЗОБРЕТЕНИЕ I \ ИЗОБРЕТЕНИЕ ,
БЫЛО — Ц ЕСТЬ ) — Ц НАДО
\ / Т /
Артефакт- Артефакт- I Артефакт-
прототип результат цель
Рис. 6.1. Изобретения в движении времени
Вопрос состоит в следующем: как научиться изобретать?
Как создать новый артефакт-цель? Можно ли для этого использовать опыт
из ранее сделанных изобретений? Если можно, то как это сделать?
Ответ на эти вопросы дает технология реинвентинга, разработанная автором.
111 ассоциация клубов изобретателей, созданная ранее в Германии в рамках программы INSTI
(Innovationsstimulierung - государственная программа поддержки инновационного движения в
Германии; см. www.insti.de и www.erfinderclubs.de); ее продолжает программа SIGNO - Schutz von
Ideen fur die gewerbliche Nutzung (Защита Идей для промышленного Применения)
112 музей науки и техники в Бонне; www.deutsches-museum.de
178
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
Нам нужно организовать, а затем постоянно использовать, цикл "обучение -
применение", показанный на рис. 6.2. В этом цикле каждое новое изобретение,
равно как и ранее созданные артефакты, становится объектом изучения и
материалом для последующего обучения.
\
Артефакт- Артефакт-
прототип результат
УЖЕ'
СУЩЕСТВУЮТ
О
ОБУЧЕНИЕ
Ф
ЕЩЕ
НЕ СУЩЕСТВУЕТ
О
ПРИМЕНЕНИЕ
Рис. 6.2. Цикл "обучение - применение" в движении времени
Вот здесь-то нам и понадобится Мета-Алгоритм Изобретения (МАИ) Т-Р-И-3,
приведенный в разделе 2.1.
Моделирование процесса изобретения известных артефактов и составляет
сущность метода реинвентинга .
Определение метода
"Реинвентинг"
Дополнение 1
Реинвентинг - моделирование (реконструкция,
восстановление, воспроизведение) процесса изобретения.
ТРИЗ-реинвентинг - моделирование процесса
изобретения на основе моделей ТРИЗ.
Процесс полного реинвентинга представлен в укрупненном виде на рис. 6.3 и 6.5
и включает две стадии: предварительная - экстрагирование и основная -
собственно реинвентинг на основе МАИ Т-Р-И-3.
ПОЛНЫЙ РЕИНВЕНТИНГ
Экстрагирование
Реинвентинг в
формате МАИ Т-Р-И-3
Рис. 6.3. К определению понятия "Реинвентинг"
113 инвентинг (inventing- англ., процесс изобретения); реинвентинг (reinventing- англ., "повторное"
изобретение)
Тема 6. Реинвентинг
179
Мы уже знаем, что при исследовании некоторого интересующего нас артефакта-
результа мы, прежде всего, выбираем для него подходящий артефакт-прототип и
выполняем две процедуры по методу "Экстрагирование":
1) Экстрагирование-1 - для определения моделей трансформации, объективно
реализованных в артефакте-результате по отношению к артефакту-прототипу;
2) Экстрагирование-2 - для определения противоречий, объективно устраненных
в артефакте-результате по отношению к артефакту-прототипу. То есть, эти
противоречия БЫЛИ в прототипе, но ОТСУТСТВУЮТ в результате.
Цель
>
Нужно научиться моделировать на основе МАИ Т-Р-И-3 процесс
создания любых известных артефактов-результатов, а затем
применять этот опыт для создания новых изобретений (рис. 6.4).
Мета-Алгоритм Изобретения
Т-Р-И-3
ОБУЧЕНИЕ
4
Мета-Алгоритм Изобретения
Т-Р-И-3
О
ПРИМЕНЕНИЕ
Рис. 6.4. "Реинвентинг" на основе МАИ Т-Р-И-3
в цикле "обучение-применение"
(
S*~ ""^Проблема \ \
БЫЛО ]—
Артефа к
прототи
Тренд у Редукция у Изобретение
МАИ Т-Р-И-3
т- реинвентинг
п
ПРОШЛОЕ
^ 1
1
Идея/" N.
)зуминг V-Ц ЕСТЬ
Артефакт- |
результат
)
Рис. 6.5. Процедуры экстрагирования для реинвентинга
180 Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
Пример 6.1. Вытяжка над столом.
В Южной Корее очень популярны рестораны, где Вы сами готовите себе пищу из
всевозможных "материалов", заказанных Вами и принесенных официантом (рис.
б.б.а). Так, можно жарить мясо над углями (рис. б.б.Ь) прямо на столе!
Рис. 6.6. "Самообслуживание" по-корейски
Интересное изобретение! А теперь мы "изобретем" его заново!
Подготовительное моделирование: экстрагирование.
Экстрагирование-1 дает следующие модели (рис. 6.8).
Тема 6. Реинвентинг
181
+
++
+
++
++
++
+
+
02
05
07
12
14
18
19
35
Предварительное действие
Вынесение
Динамизация
Местное качество
Использование пневмо- и
гидроконструкций
Посредник
Переход в другое измерение
Объединение
Вход трубы заранее можно установить над столом
на любой нужной высоте.
Дым вынесен из зоны гриля.
Труба сделана перемещаемой вверх-вниз на тросе
(при монтаже всей системы). Труба в середине
сделана гофрированной, поэтому ее длина
значительно изменяется при установке над столом.
Труба может быть зафиксирована на нужном
уровне при работе и поднята высоко при уборке.
Выключатели и регуляторы установлены в удобном
месте на трубе.
Вытяжка работает как пневматический насос,
отбирающий воздух от жаровни.
Труба (и вся система) служит посредником между
столом и пространством вне ресторана.
Труба свисает сверху - экономия места.
Все трубы соединены с более толстыми трубами,
которые затем также объединены в одну систему.
Рис. 6.8. Результаты Экстрагирования-1 для артефакта "Вытяжка над столом"
Как результат Экстрагирования-2 выпишем одно стандартное противоречие и
одно радикальное (рис. 6.9).
++
++
++
++
++
02
05
07
12
18
Предварительное действие
Вынесение
Динамизация
Местное качество
Посредник
Стандартное противоречие: приготовление пищи
хотелось бы делать на гриле прямо за столом, но
тогда помещение ресторана будет задымлено.
Радикальное противоречие: дым должен быть
"далеко" от стола (от ресторана), чтобы можно
было нормально дышать, и дым должен быть
"близко" у стола (в ресторане), так как он долго
выветривается путем естественной вентиляции.
Рис. 6.9. Фрагмент Экстрагирования-2 для артефакта "Вытяжка над столом"
Основное моделирование: реинвентинг.
Приведем сокращенное описание одного из вариантов реинвентинга на основе
МАИ Т-Р-И-3 (рис. 6.10).
Здесь добавляются описания для этапов "Тренд" и "Зуминг", и создаются более
детальные описания этапов "Редукция" и "Изобретение". На этапе "Редукция"
показано построение формальных моделей противоречий и выбор моделей
трансформации, рекомендованных А-матрицей либо введенных из
экстрагирования (если таких моделей нет в А-матрице для решения данного
формального противоречия). На этапе "Изобретение" показано применение
(интерпретация) моделей трансформации, взятых из Ас-каталога, для решения
рассматриваемой задачи.
s Опытный "ТРИЗ-модельер" может сделать реинвентинг для несложных артефактов
5 еще проще и быстрее, выполняя экстрагирование прямо в процессе основного
J реинвентинга. Но в любом случае исходной предпосылкой для реинвентинга является
S экстрагирование примененных трансформаций из артефакта-результата и
о. экстрагирование противоречий из артефакта-прототипа.
182
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
ТРЕНД
Если в ресторане за каждым столом посетители будут готовить мясо [ч^
на гриле, то весь ресторан будет в дыму! Но все же мясо-гриль - вкусная
штука. Что можно сделать?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, вместе с имеющимися или изменяемыми ресурсами и без усложнения объекта или
внесения негативных свойств, гарантирует получение ИКР
[ отсутствие дыма в ресторане при использовании гриля на каждом столе ].
Стандартное (техническое) противоречие
Факторы
а
Гриль
огонь - на
каждом столе
в ресторане
Навигаторы
Q
вредные
факторы - дым,
угарный газ
34 Температура
14 Вредные
факторы
самого объекта
01 Изменение агрегатного состояния
05 Вынесение
S
18 Посредник ^
21 Обратить вред в пользу
Радикальное (физическое) противоречие
07 Динамизация
V
12 Местное качество
S
Гриль
О
должен быть на каждом
столе, чтобы готовить
пищу прямо на углях
&
не должен быть на каждом
столе, так как весь ресторан
будет задымлен
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Ключевые модели - 05 Вынесение и 18 Посредник: дым от гриля удаляется из ресторана с
помощью вытяжной трубы.
Важные идеи: с помощью подвижной трубы (модель 07 Динамизация) дым забирается прямо над
грилем (12 Местное качество).
Присутствуют модель 02 Предварительное действие: вытяжка включается перед приносом
жаровни. Используется модель 14 Применение пневмоконструкций: в трубе устроен
вытягивающий вентилятор.
ЗУМИНГ
Противоречия устранены? -Да. - We*.
Сверх-эффекты: нет
Негативные эффекты: нет
Рисунок
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Над каждым столом установлена
подвижная вытяжная труба. Все трубы
объединены в общую вытяжную систему.
Доминирующие модели: 05 Вынесение и
18 Посредник
Дополнительные модели: 02
Предварительное действие, 14 Применение
пневмоконструкций, а также 19 Переход в
другое измерение и 35 Объединение.
Рис. 6.10. Реинвентинг на основе МАИ Т-Р-И-3
для артефакта "Вытяжка над столом"
Тема 6. Реинвентинг
183
Пример 6.2. Стол-карусель.
В Китае на столах (рис. 6.11) часто устанавливается вращающаяся
дополнительная "столешница" - кольцо (а) или сплошной диск (Ь, с), из дерева
(а) или из стекла (Ь, с), большая (а, с) или поменьше (Ь). На этом "втором этаже"
стоят блюда, и каждый может повернуть к себе диск так, чтобы было легко взять
то, что ему нужно. На диске может вращаться также букет цветов (с), который
таким образом можно рассмотреть постепенно со всех сторон.
.-Ш&жл -■ ж. '^^ШйИШ». * -■■■ ■- ~
Рис. 6.11. Китайский "стол-карусель" в разных вариантах
Ь)
^й*^; с)
ТРЕНД
Кто не знает, как не просто за большим столом достать себе что-то из блюд! Нельзя ли как-
то изменить эту столь привычную и столь неудобную ситуацию?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, вместе с имеющимися или изменяемыми ресурсами и без усложнения объекта или
внесения негативных свойств, гарантирует получение ИКР
[ удобный доступ к блюдам с любого места за столом ].
Стандартное (техническое) противоречие
9\
Факторы
Стол
трудно достать
нужное блюдо -
надо улучшить
Навигаторы
о
большой
10 Удобство
эксплуатации
18 Площадь
неподвижного
объекта
щ
06 Использов. механических колебаний
07 Динамизация у*
16 Частичное или избыт, действие
23 Применение инертной среды
Радикальное (физическое) противоречие
Стол
О
должен быть большим,
чтобы было достаточно
много гостей
&
не должен быть большим, так
как трудно доставать блюда
ИЗОБРЕТЕНИЕ
ИДЕЯ: сделать на столе "карусель", на которой вращаются все блюда (07 Динамизация).
ЗУМИНГ
t ■
Противоречия устранены?-Да. -We*. _ ^~?>
Сверх-эффекты: красиво1. *-[ ' v.
Негативные эффекты: усложнение конструкции стола. . - , г\ ' t v
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ' ,*^Л -""' Ъ*«*--
На столе установлена "карусель" для перемещения любого блюда ^.^.;:;^ . *,%, - -;ч^',
к каждому желающему. Доминирующая модель: 07 Динамизация. * ^™S&t& ' де-*» *ж£\
** \ N
Рис. 6.12. Реинвентинг "стола-карусели"
184
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
За таким столом (впрочем, как и за любым другим!) стается только быть
внимательным и вежливым, чтобы: 1) начать вращать диск, только если никто
другой в это время не вращает диск или, тем более, не берет себе что-то из
блюд; 2) деликатно помочь кому-нибудь вращать диск, который иногда имеет
заметную инерцию из-за количества и тяжести блюд.
Этот реинвентинг выглядит сделанным без экстрагирования. Однако,
присмотритесь к описанию (рис. 6.12) внимательно, и Вы обнаружите, что на
самом деле экстрагирование всегда - прямо или косвенно (как и в этом примере)
- присутствует в любом реинвентинге, и без экстрагирования реинвентинг не
может быть сделан!
Если теперь Вы сами сделаете экстрагирование, Вы легко найдете еще
несколько полезных моделей, присутствующих в этом артефакте.
ВНИМАНИЕ:
критически важные методические рекомендации
При выполнении экстрагирования и реинвентинга абсолютно необходимо
помнить следующее (рис. 6.13):
1) модели трансформации строятся для артефакта-РЕЗУЛЬТАТА - по сравнению
с артефактом-прототипом;
2) противоречия строятся для артефакта-ПРОТОТИПА - в артефакте-результате
исходных противоречий уже нет;
3) этапы МАИ Т-Р-И-3 Тренд и Редукция "относятся" к прототипу, а этапы
Изобретение и Зуминг "относятся" к результату.
Экстрагирование-2
Экстрагирование-1
Проблема
^
У Pet
\Г
Тренд > Редукция
А
Территория"
артефакта-
прототипа
Идея
у Изобретение /Зуминг
>
ЕСТЬ
"Территория"
артефакта-
результата
Реинвентинг
^
Рис. 6.13. "Территории" правильного (!) формирования
моделей для экстрагирования и реинвентинга
Тема 6. Реинвентинг
185
Дополнительные методические пояснения:
Мета-Алгоритм Реинвентинга
Внимательные читатели уже, наверное, заметили, что при выполнении
реинвентинга рассмотрение артефакта-результата и артефакта-прототипа идет
строго в направлении от РЕЗУЛЬТАТА к ПРОТОТИПУ по следующему
"алгоритму":
1 этап: рассмотреть свойства и устройство артефакта-
результата, находящегося под исследованием, сравнить эти
свойства и конструкцию с выбранным артефактом-прототипом -
соответствует этапу Зуминг в "прямом" МАИ Т-Р-И-3;
2 этап: 'экстрагирование моделей трансформации, объективно
участвовавших и реализованных в артефакте-результате -
соответствует этапу Изобретение в "прямом" МАИ Т-Р-И-3;
3 этап: экстрагирование противоречий - соответствует этапу
Редукция в "прямом" МАИ Т-Р-И-3;
4 этап: описание исходной проблемной ситуации для артефакта-
прототипа - соответствует этапу Тренд в "прямом" МАИ Т-Р-И-3.
Й- 5 I-
о ь- ■
^ IQ.
« * со
•S Q-
Фактически, этапы реинвентинга выполняются в обратном порядке по отношению
к последовательности выполнения этапов в МАИ Т-Р-И-3, поэтому можно
определить и назвать Мета-Алгоритм Реинвентинга как МАРИ Т-Р-И-3, либо как
МАИ 3-И-Р-Т, хотя последнее в русскоязычном написании (в отличие от
англоязычного MAI Z-I-R-T) выглядит и звучит слишком уж непривычно.
Схему оппозиции МАИ Т-Р-И-3 и МАРИ Т-Р-И-3 можно представить в следующем
виде (рис. 6.14).
Проблема \ \
БЫЛО
Тр«на( Радушия^ Исюоретение ( Зуы
\
Артефакт-
прототип
МАИ 3-И-Р-Т
реинвентинг
АНАЛИЗ-
ОБУЧЕНИЕ
/
Артефакт-
результат
Проблема
ЕСТЬ
Тренд /Редукция ) Изобретеиие/Зу!
\
Артефакт-
прототип
МАИ Т-Р-И-3
инвентинг
НАДО
/
Артефакт*
цель
Ф
СИНТЕЗ-
ПРИМЕНЕНИЕ
Рис. 6.14. "Прямой" МАИ ТРИЗ: синтез-применение - изобретение;
"обратный" МАИ 3-И-Р-Т: реинвентинг - анализ-обучение
114 материал имеет ознакомительный характер и не требуется при сертификации на уровень МТРИЗ
Ученик
186
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
На этой схеме важно обратить внимание также и на то, что любой объект,
который мы при реинвентинге рассматривали как артефакт-результат,
становится артефактом-прототипом, если мы ставим задачу развить его,
изобрести артефакт-цель.
И в завершение этого раздела можно привести схему-формулу, схему-логотип,
интегрирующую в единый цикл стандартное обучение-реинвентинг на основе
МАРИ Т-Р-И-3 и стандартное применение-изобретение при создании новых идей
на основе МАИ Т-Р-И-3 (рис. 6.15).
Эта схема явно показывает, что в Модерн ТРИЗ любые артефакты и изобретения
становятся материалом для изучения.
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Т-Р-И-3
РЕИНВЕНТИНГ
Рис. 6.15. Схема-формула циклической интеграции МАИ ТРИЗ и МАРИ ТРИЗ
6.2. Алгоритм изобретения START115
Простейшим Алгоритмом Решения Изобретательских Задач (АРИЗ -
наименование и обозначение подобных схем в классической ТРИЗ) является
более подробная схема МАИ Т-Р-И-3, представленная на рис. 6.16.
Для лучшего запоминания схема получила название на английском START
(Simplest TRIZ-Algorithm of Resourceful Thinking, что дословно можно перевести
как "простейший ТРИЗ-алгоритм изобретательного мышления").
Поиск экивалента для сохранения созвучности названия на русском и на
английском языке привел к следующей интерпретации: СТАРТ - Самый
Типичный (неплохо также: Толковый) Алгоритм Работы по ТРИЗ. Пусть так и
останется, пока кто-нибудь не придумает что-то более интересное для
интерпретации этого названия.
Итак, СТАРТ!
Главное отличие схемы СТАРТ от МАИ Т-Р-И-3 состоит в том, что каждый этап в
СТАРТ наполнен конкретными процедурами для создания решений на основе
моделей ТРИЗ. Именно это и переводит "мета-алгоритм", то есть предельно
укрупненный, обобщенный, а значит и предельно абстрактный "путь", в
исполнимый практический алгоритм, направляющий, организующий и
дисциплинирующий работу при создании новых решений.
ВНИМАНИЕ: эту схему нужно прочно знать наизусть - это практический рабочий алгоритм
решения задач на уровне МТРИЗ Ученик, а также фундаментальый компонент в МАИ Т-Р-И-3
для следующих уровней МТРИЗ Юниор и МТРИЗ Практик; именно эта схема полностью
используется в софтвере EASyTRIZ™; при бескомпьютерной работе (все примеры в этой книге)
используется незначительно упрощенная схема с аналогичной структурой.
>
<
Тема 6. Реинвентинг
187
Тренд
Исходная
ситуация
Что
Где
Когда
Фактор
1 или Z
>
Зачем
Цель
усовершенствования
1 ■
Метод
Как
Попытки
усовершенствования
Фактор
2 или 2
Почему
Причина
проблемы
<
Ред
1УКЦИЯ
Стандартное
противоречие
<\
1 й фактор улучшается
2й фактор ухудшается
ИКР и ФИМ
Нужно (+Z)
Нужно (-Z)
IH
Радикальное
противоречие
I
И
ЗОБРЕТЕНИЕ
А-матрица
>-
N
Ас-каталог
4\ Аф-
каталог
£3
<
>УМИНГ
Противоречие устранено?
Есть ли сверх-эффекты?
ИДЕЯ
Рис. 6.16. Простейший алгоритм изобретения СТАРТ
Весь материал этой книги - от начала до конца - построен именно на этой схеме.
Именно процедуры алгоритма СТАРТ и будут рассмотрены далее более
подробно и, разумеется, на примерах.
Общий комментарий к этой схеме состоит в следующем.
Этап ТРЕНД. Решение всякой проблемы начинается с анализа исходной
ситуации, или можно сказать, с диагностики проблемы. Поэтому в расширенном
варианте этот этап называется в Модерн ТРИЗ также "Диагностика".
Для анализа ситуации естественно указать, "Что", "Где" и "Когда" происходит в
системе таким образом, что появляются претензии к результатам
функционирования системы, а значит и собственно к функционированию и
устройству системы. Ответы на эти вопросы116 должны дать достаточно точное и
сжатое представление об исходной проблемной ситуации.
В любом случае далее определяется цель улучшения ситуации, цель
усовершенствования, развития системы. Этому служит ответ на вопрос "Зачем",
то есть с какой целью, нужно что-то менять в существующей системе. В ответе
на этот вопрос явно или косвенно содержится указание или хотя бы
предположение, в каком направлении нужно сделать изменение.
система этих наводящих, или "контрольных", вопросов была предложена еще римским теоретиком
ораторского искусства Квинтиллианом в первом веке н.э. См. также "Основы классической ТРИЗ",
раздел "4.1. Изобретение теорий изобретения"
188 Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
Для усовершенствования системы осуществляются пробные попытки создания
изменений на основе известных методов. Фактически, это есть попытки ответить
на вопрос "Как можно улучшить систему?".
Понятно, что если ни одна из попыток не рассматривается как успешная, то
возникает "изобретательская задача". Это означает, что есть какое-то
препятствие, которое не удается преодолеть известными методами, и поэтому
для решения нужно найти неочевидную, изобретательскую, идею. Это и есть
изобретение - неважно, большое или небольшое, патентуемое или просто
дающее возможность устранить какой-то дефект на производстве.
Ответ на вопрос "Почему" как раз и предназначен для определения причин,
мешающих получить нужное улучшенное функционирование системы.
Именно оппозиция, несовместимость, а то и противодействие, свойств "цели
улучшения" и этих "причин" и образуют противоречия исходной ситуации,
делающие ее проблемной.
Итак, на этапе "Тренд" выполняется общее исследование проблемной ситуации,
неформально определяются одно или несколько противоречий и определяется
направление (тренд) желаемого усовершенствования, развития, системы.
Этап РЕДУКЦИЯ. Так или иначе, концентрированный ответ на вопрос "Зачем",
поставленный на этапе "Тренд", формулируется в виде так называемого
Идеального Конечного Результата (ИКР). Именно ИКР существенно определяет
тренд - цель и тенденцию - будущего изменения системы.
ИКР может записываться отдельно либо вноситься в формулировку так
называемой Функциональной Идеальной Модели (ФИМ). Реализация ФИМ
направлена (тренд!) на достижение ИКР.
Методически ФИМ и ИКР фиксируются на этапе "Редукция" как целеуказание для
всего последующего моделирования и генерации идей. При этом ФИМ
приводится (редуцируется) к определенному стандартному виду.
И все же главной работой на этом этапе является приведение (редуцирование)
неформальных противоречий к стандартному формату.
Вспомним сначала, что все противоречия делятся на два типа (рассмотрите
внимательно рис. 6.16):
1) стандартное противоречие: когда при попытках улучшить одно свойство
системы другое свойство ухудшается;
2) радикальное противоречие: когда к одному и тому же свойству
предъявляются противоположные требования. На рис. 6.16 этот конфликт
представлен в виде двух противоположно направленных требований к одному и
тому же свойству Z: для одной цели требуется увеличить Z, что обозначено как
тренд +Z, а для другой цели требуется уменьшить Z, что обозначено как тренд -Z.
Обе формальные модели противоречий имеют "свои" средства и "пути" для их
разрешения.
"Путь" для решения стандартного противоречия рассматривается дальше в
разделе 7.1, а "путь" для решения радикального противоречия - в разделе 7.2.
Тема 6. Реинвентинг
189
Этап ИЗОБРЕТЕНИЕ. На этом этапе для поддержки процесса генерации идей
используются модели трансформации из каталогов, созданных в ТРИЗ. В
Модерн ТРИЗ этот этап называется также "Трансформация".
Для разрешения стандартных противоречий используются специализированные
модели трансформации из Ас-каталога117. А помощь в выборе подходящих
моделей оказывает А-матрица118 (см. также раздел 7.1).
Для разрешения радикальных противоречий используются фундаментальные
модели трансформации, выбираемые из Афс-каталога119.
Здесь уместно посмотреть и вспомнить схему, показанную на рис. 2.11 (раздел
2.2. Ноосферы творчества). В соответствии с этой схемой процесс генерации
идеи опирается на следующие знания и умения:
1) профессиональные знания из предметной области и умение решать
практические задачи проектирования и производства систем, управления
применением и исследования развития систем в определенной отрасли;
2) креативные знания и умения, основанные, прежде всего, на Ваших творческих
способностях, а также - и не в последнюю очередь! - на знании основ ТРИЗ и
умении применять ее методологию и инструментарий;
3) психологические знания и умения - понимание основных моделей работы
нашего мышления при решении сложных (и не очень сложных, увы!) проблем, а
также навык преодоления негативных стереотипов психики, мешающих решению
задач, и навык стимулирования позитивных установок на успешное решение
задач, на генерацию эффективных и даже красивых идей.
В целом можно утверждать, что создание эффективной идеи - это соединение
таланта со знаниями и умениями креативного мышления.
Этап ЗУМИНГ. Этот этап называется в Модерн ТРИЗ также "Верификация", что
указывает на предстоящую проверку качества найденной идеи или нескольких
идей. Эти идеи нужно "верифицировать", проверить на реализуемость и
эффективность.
Применение метафорического названия "Зуминг" определяется содержанием
основных процедур верификации, а именно, необходимостью проверки идей на
нескольких уровнях рассмотрения. Так, нужно оценить качество решения на
уровне оперативной зоны, то есть области, где существовали причины
проблемы. Затем нужно увеличить "масштаб" рассмотрения и оценить качество
решения, например, на уровне всей системы. Затем надо посмотреть еще шире -
на уровне интересов пользователя, для которого собственно и создавался
определенный артефакт-система. Можно, а зачастую и нужно, оценить влияние
идеи на еще более высоком и общем уровне, например, на уровне общества,
Природы.
Эти переходы очень похожи на изменение фокусировки - зуминг! - в фото- или
видеокамере для изменения размера "поля зрения", объема пространства,
видимого в объектив. Отсюда - метафорическое, но и функциональное, название
четвертого заключительного этапа МАИ Т-Р-И-3.
117 "Первичные инструменты ТРИЗ"; раздел 17. Ас-каталог
118 там же, раздел 16. А-матрица
119 там же, раздел 18. Афс-каталог
190
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
Пример 6.3. Габион.
Укрепление набережных представляет собой сложную техническую проблему.
Одним из способов ее решения могло бы быть обкладывание берега камнями.
Однако вода постепенно вымывает грунт и песок из-под камней, и созданная
береговая линия разваливается. Как сохранить линию устойчивой к воздействию
воды -течения, волн, приливов, дождевых потоков?
Попробуем решить эту задачу с помощью ТРИЗ, МАИ Т-Р-И-3 в формате СТАРТ
и, конечно, определенных знаний о технологии укрепления берега с помощью...
Да, конечно, автор знал ответ, и не он изобрел это решение. Это будет все же
реинвентинг. Но автор и не показывает решение заранее, как это уже было в
предыдущих разделах для демонстрации техники экстрагирования и
реинвентинга. Так что, изобретаем по СТАРТу (результат- на рис. 6.17)!
Рассмотрим некоторые детали работы с процедурами СТАРТа.
Этап Тренд.
Что: участок берега. Где: например, река в городском парке. Когда: постоянно.
Зачем: укрепить участок берега от размывания и обрушения.
Как: каменная кладка, просыпанная песком и грунтом. Камни, по возможности,
подогнаны друг у другу. Результат: не всегда эффективна.
Почему: вода вымывает камень за камнем, после чего кладка разваливается.
Нетрудно видеть, что в стандартном бланке для бескомпьютерной работы (рис.
4.17) сами наводящие, или "контрольные", вопросы отсутствуют, а описание
исходной проблемной ситуации дано вполне в разговорном стиле.
Да, обычно этого достаточно для большинства случаев описания проблем и
указания направления ее решения. Просто "контрольные" вопросы помогают не
упустить важные моменты при представлении информации, которая минимально
(абсолютно) необходима для описания исходной проблемной ситуации.
Этап Редукция.
Выделим только ИКР: не разрушающаяся надежная кладка, или надежное
укрепление берега камнями.
ФИМ: нужно ввести какой-то, пока не известный, ресурс (Х-ресурс, читается "икс-
ресурс"), скорее всего, в виде новой структуры и материалов для получения ИКР.
Этап Изобретение.
Решение на основе моделей Вынесение, Посредник и Матрешка вполне
лдогично следует из рекомендаций этого набора! Более подробно этот этап
рассматривается в разделах 7 и 8. Однако у внимательных читателей, по-
видимому, уже сложилось определенное представление о моделировании и
генерации идей на этом и на предыдущих этапах.
Этап Зуминг. Исходные противоречия устранены! Посмотрим на возможности
этой конструкции пошире (изменим масштаб рассмотрения!) и обнаружим
"сильный" позитивный сверх-эффект: с помощью сетки можно создавать почти
произвольные архитектурно-инженерные формы, например, ступени, террасы,
откосы, пандусы, фундаменты, стены и т.п.
Тема 6. Реинвентинг
191
ТРЕНД
Чтобы берег реки не размывался водой, его можно укрепить камнями. Однако постепенно вода
вымывает песок и грунт из-под камней, и береговая линия разваливается. Что можно
предпринять?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, вместе с имеющимися или изменяемыми ресурсами и без усложнения объекта или
внесения негативных свойств, гарантирует получение ИКР
[ надежное укрепление берега камнями ].
Стандартное (техническое) противоречие
Навигаторы
©
Каменная
кладка
укрепляет
берег
Факторы
Q
разрушается
водой
09 Удобство
изготовления
13 Внешние
вредные
факторы
й
05 Вынесение
18 Посредник
34 Матрешка
Радикальное (физическое) противоречие
Каменная
кладка
О
должна быть, чтобы
укрепить берег
&
не должна быть, т.к. вода
разрушает кладку
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Ключевая модель - 18 Посредник: уложенные камни закрепить металлической прочной сеткой.
Более того, камни можно укладывать в заранее приготовленные секции наподобие больших
корзин из металлической сетки, придавая сооружению нужный размер и форму.
Дополнительные навигаторы - 04 Замена механической среды: каменной кладке придается
определенная структура; 13 Дешевая недолговечноть: проволока постепенно разрушится, но за
это время линия берега обрастет кустами и деревьями; 25 Использование гибких оболочек
(сетка); 34 Матрешка: камни "упакованы''в сетку; 35 Объединение: камни соединены вместе.
ЗУМИНГ
Противоречия устранены? - Да. - We*.
Сверх-эффекты: устойчивая конструкция постепенно заносится грунтом и зарастает травой,
чем еще больше укрепляет и облагораживает берег.
Негативные эффекты: нет
Рисунок
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
В соответствии с навигатором 18 Посредник каменная
кладка выполняется в заранее приготовленные секции
нужного размера и формы, изготовленные из прочной
металлической сетки.
ПРИМЕЧАНИЕ: такая конструкция в виде объемной или
плоской корзины называется "габион" и известна со
средних веков.
Для защиты воинов на артиллерийских и стрелковых
позициях применялась конструкция, составляемая из
плетеных цилиндров без дна и верха, в которые
засыпался грунт с камнями.
Считают, что габион был изобретен Леонардо да Винчи
для строительства фундамента замка Сан Марко в
Милане, Италия (http://gabiondesign.be/gabion.html)
Рис. 6.17. Габион
192 Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
ТЕМА 7. ПОБЕДИТЬ ПРОТИВОРЕЧИЕ:
СОЗДАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ИДЕЙ
И алгоритм решения изобретательских задач, и стандарты
основаны на выявлении и преодолении противоречия -
основного фактора, сдерживающего развитие системы. 120
Генрих Алыпшуллер
7.1. Решение стандартных противоречий:
метод121 BICO - Binary In Cluster Out
А сейчас рассмотрим самый первый "классический" способ решения стандартных
противоречий - с помощью простейшего "подсказчика" поиска решения -
"матрицы выбора приемов", матрицы Альтшуллера, или А-матрицы (по
определению автора).
Эта матрица122, как и каталог специализированных моделей трансформации (Ас-
каталог123), не является панацеей на все случаи жизни. Однако матрица помогает
понять механизмы разрешения стандартных противоречий для многих, часто
очень не простых, ситуаций, приобрести первый практический навык генерации
идей на основе простейших моделей, чтобы в недалеком будущем перейти к еще
более эффективным инструментам ТРИЗ.
Впрочем, А-матрица и Ас-каталог находятся в развитии, и понятно, что получив
навык работы с первыми простейшими инструментами - матрицей и каталогом,
читатели будут уверенно работать с будущими, более сложными и
эффективными, инструментами этого вида.
В соответствии с алгоритмом СТАРТ (рис. 7.1) дальнейший ход генерации идеи
связан с заменой неформального стандартного противоречия, полученного на
этапе Тренд, его стандартным эквивалентом для входа в А-матрицу (рис. 7.3).
Этой операции на рис. 7.1 соответствуют две стрелки, идущие от этапа Тренд на
этап Редукция.
Практически этот переход осуществляется следующим образом.
Мы считаем, что один из факторов (условно: первый) стандартного
противоречия, называемый также плюс-фактором, является целевым. Он
отвечает главной полезной функции объекта и должен быть улучшен (усилен,
увеличен и т.п., хотя, иногда, и уменьшен - см. рис. 7.2).
Второй фактор, называемый также минус-фактором, либо ухудшается при
попытке изменения первого фактора, либо мешает изменению первого фактора.
Второй фактор не отвечает главной полезной функции объекта и должен быть
исправлен (нейтрализован, ослаблен, уменьшен и т.п., но иногда и увеличен).
) по книге: Альтшуллер Г.С., Верткин И.М. Как стать гением: Жизненная стратегия творческой
личности. - Минск: Беларусь, 1994
1 BICO - Binary In Cluster Out (англ.) ~ Бинарный Вход Кластер (простой список) на Выходе
{Орлов M.A. Первичные инструменты ТРИЗ-М.: СОЛОН-Пресс, 2010, раздел 16. А-матрица
' там же, раздел 17. Ас-каталог
Тема 7. Победить противоречие: создание эффективных идей
193
РЕНД
Исходная
ситуация
Что
Где
Когда
Н
Фактор
1
Зачем
Цель
усовершенствования
h
1
Метод
Как
Попытки
усовершенствования
Фактор
Почему
Причина
проблемы
Т
'ЕДУКЦИЯ
Стандартное
противоречие
>
[иКРиФИМ
<\
1 й фактор улучшается
2й фактор ухудшается
<
И
ЗОБРЕТЕНИЕ
А-матрица
>■
м
Ас-каталог
I
<
>УМИНГ
Противоречие устранено?
Есть ли сверх-эсМзекты?
ИДЕЯ
Рис. 7.1. Маршрут алгоритма СТАРТ для решения стандартного противоречия.
Как известно, А-матрица имеет 39 входов. Следовательно, всего используется 39
формальных факторов (рис. 7.2). Это значит, что неформальные плюс- и минус-
факторы надо заменить формальными.
Для этого каждому неформальному фактору из сформулированного
неформального (исходного) противоречия нужно поставить в соответствие один
из 39 формальных факторов. Рекомендации по выбору более одной
интерпретации рассматриваются в курсах EASyTRIZ более высоких ступеней.
В результате выбора формальных факторов получается формальное
стандартное противоречие. В качестве плюс- и минус факторов в этой модели
используются пронумерованные плюс- и минус-входы А-матрицы. Еще одно
название факторов, используемое в МТРИЗ, учитывает то, что изменения
означают развитие объекта, и тогда плюс-фактор называется также тренд-
фактором, отвечая цели развития, а минус-фактор может иногда называться
проблем-фактором, обозначая препятствие в развитии объекта.
Поскольку одни и те же наименования используются для плюс- и минус-
факторов, то иногда начинающие могут затрудняться в интепретации и выборе
подходящего фактора. Для упрощения интерпретации до накопления
достаточного опыта и понимания можно воспользоваться таблицей, приведенной
на рис. 7.2.
194 Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
I ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ПЛЮС-
ИЛИ ТРЕНД-ФАКТОРА
Требуется увеличить
Требуется расширить
Обычно требуется увеличить
Требуется увеличить
Требуется увеличить
Требуется увеличить
Требуется уменьшить
Требуется уменьшить
Требуется увеличить
Требуется увеличить
Требуется увеличить
Требуется уменьшить
Требуется уменьшить
Требуется уменьшить
Улучшаемый фактор связан с
длиной
Улучшаемый фактор связан с
длиной
Улучшаемый фактор связан с
площадью
Улучшаемый фактор связан с
площадью
Улучшаемый фактор связан с
объемом
Улучшаемый фактор связан с
объемом
Улучшаемый фактор связан с
формой
#
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
ФАКТОР
Производительность
Универсальность,
адаптация
Степень
автоматизации
Надежность
Точность
изготовления
Точность измерения
Сложность
устройства
Сложность контроля
и измерения
Удобство
изготовления
Удобство
эксплуатации
Удобство ремонта
Потери информации
Внешние вредные
факторы
Вредные факторы
самого объекта
Длина подвижного
объекта
Длина неподвижного
объекта
Площадь
подвижного объекта
Площадь
неподвижного
объекта
Объем подвижного
объекта
Объем
неподвижного
объекта
Форма
#
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ МИНУС-
ИЛИ ПРОБЛЕМ-ФАКТОРА
Плохо, если уменьшается
Плохо, если сужается
Плохо, если отсутствует или
если ее реализация
затрудняется
Плохо, если уменьшается
Плохо, если уменьшается
Плохо, если уменьшается
Плохо, если увеличивается
Плохо, если увеличивается
Плохо, если уменьшается
Плохо, если уменьшается
Плохо, если уменьшается
Плохо, если увеличиваются
Плохо, если увеличиваются
Плохо, если увеличиваются
Исправляемый фактор связан с
длиной
Исправляемый фактор связан с
длиной
Исправляемый фактор связан с
площадью
Исправляемый фактор связан с
площадью
Исправляемый фактор связан с
объемом
Исправляемый фактор связан с
объемом
Исправляемый фактор связан с
формой
Рис. 7.2,а. Интерпретация плюс- и минус-факторов (начало).
Тема 7. Победить противоречие: создание эффективных идей
195
Обычно требуется увеличить
Улучшаемый фактор связан с
временем
Улучшаемый фактор связан с
временем
Требуется уменьшить
Улучшаемый фактор связан с
количеством вещества
Требуется уменьшить
Требуется увеличить
Требуется увеличить
Обычно требуется увеличить
Улучшаемый фактор связан с
весом
Улучшаемый фактор связан с
весом
Улучшаемый фактор связан с
весом
Улучшаемый фактор связан с
температурой
Улучшаемый фактор связан с
освещенностью
Требуется увеличить
Требуется уменьшить
Требуется уменьшить
Требуется уменьшить
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
Скорость
Время действия
подвижного объекта
Время действия
неподвижного
объекта
Потери времени
Количество
вещества
Потери вещества
Прочность
Устойчивость
состава объекта
Сила
Напряжение,
давление
Вес подвижного
объекта
Вес неподвижного
объекта
Температура
Освещенность
Мощность
Затраты энергии
подвижным
объектом
Затраты энергии
неподвижным
объектом
Потери энергии
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
Обычно плохо, если
уменьшается
Исправляемый фактор связан со
временем
Исправляемый фактор связан со
временем
Плохо, если увеличиваются
Исправляемый фактор связан с
количеством вещества
Плохо, если увеличиваются
Плохо, если уменьшается
Плохо, если уменьшается
Обычно плохо, если
уменьшается
Исправляемый фактор связан с
весом
Исправляемый фактор связан с
весом
Исправляемый фактор связан с
весом
Исправляемый фактор связан с
температурой
Исправляемый фактор связан с
освещенностью
Плохо, если уменьшается
Плохо, если увеличиваются
Плохо, если увеличиваются
Плохо, если увеличиваются
Рис. 7.2,Ь. Интерпретация плюс- и минус-факторов (окончание).
Теперь обратимся к А-матрице (рис. 7.3).
Пусть, например, в матрице выбраны плюс-фактор 15 и минус-фактор 28. Тогда
из ячейки матрицы на пересечении строки 15 и столбца 28 выписываем номера
моделей трансформации, рекомендуемых (на основе исследований, ранее
проведенных специалистами ТРИЗ) для разрешения противоречия вида "15
Длина подвижного объекта VS 28 Прочность": 01, 14, 15, 32.
То есть, формула решения: 15 VS 28 = 01, 14, 15, 32.
196
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
о.
I
со
■8-
6
2
ц,
с
Лровмм- 1^
«•пор Ц>
|Тртд- j-i
lftac-фат»
^м-юо.
Г"
LI!L"„
О..О.РП»»
|^2^Г*ИнЫ*'
|у«~—-"-
L*™.,!»,.
П..^..|Ц1,|.Ц,
иГ^"****
I*..—«-w
lft~"«—*•
1
М
□
02
03
04
06
07
□
-Pill
12
13
1
\
1
01
Н
55
чем
ЯП
"ш*
ш
та
i?
IV»
55
*У
||
02
i
f
!
03
J
04 | 0
ll
9 | 06 | 07 | 08
1
i
09
i
S
!
!
10
ll
in
11 | 12 | 13
i
14
1,
19
ii
10
17
i
IS
i
si
19
ll
20
1
21
i
22
Минус-фактор 28
l!
ll
23
li
I!
24
I
I
25
S
I
26
1
I
27
1
1 ** If
iL
* | 30
i
I
1
31
i
i
i
32
i.
21
33
{
34
!
3$
1
36
ll
37
KliH'lf MHIIi'l'tHMIfi H'Ht'^irHi'ii^'H^rH^'lt^il^iHil'll^'-H^ltfliih^iit'rilil Iffflffflhfr H4I HHMHk^MJHiliiHF'HLWJH
a«
_u_
•4»
Щ
•Ei»
5ii
55
*2
ЯЖ
"m"
eg
sn?
is?
•1
2:51"
"IS5I52I ю
пит |w«i|hm|
"
'2' 1'!
№141^
"Г м£
•"ISill
ним
чгвш
" »1»»|1ц?|«5»|!>^1
i№
" vsls»
5 25 5
SI"-"
2IS2I23I22
™"
at»
25
nS
n«
ire
55
ssl»
«155
V>«|*-
-._ HIM +U
шт\п\»ч
"«•IssIjis
v
и
•ЫЭ
53
J4Jt
«Й
1ШШШШЕ!1№
S3
•t
'IT
2?
25
•UI
233
55 pS Lw
«.«1
|V
vllfl
JL
T
"й"
■^lii HliULtJLULl HUllliSllfffflUJliiJ—
гг1БдЕЯрдш|ЯвдБЯРягаглрагяБЯР*1
2»
EST
M
*ir
»
ТПГ
_n_
••
D
%L
V"
m»
55
ТП1
ла
52
V.N
ЖВ
ЛЛ
I"
V
HIT
_и_
)i«
25
»»
2£
_tf_
до
V
*.«
_Я_
'ST
I.J.
_li_
МП
ira
V
n»
«M
ЖЯ
25
tt«
*Jr
«...
V
ш
|55 |f
0*1*2*
in
&1
2t
1 ii и IL "'**•**
r#|
1 v Ik
1И
5I«»
•«.
•Ml
55|
^
tf1
55
■ww
5?
lu
55"
ют
55
йя
!i«
SS
*"
55
V
'Ji*1
и
V
S5
St!
V
1Л1
ll
36
D
iT
ТТЛ
ли
*«"
1
J
39
i
M
ьна
Ю
KM
-B_
JiS
02
03
04
06
07
iiiiii^i№№ m\ юшшшшшштттшш
s»
V*
22
**«
™
«£
55"
J4.J1
T«
•UI
irn
Ё
M.M
In?
«^
•U*
22
u*
«11
irS
a
гя
-2_
a
25
22
^5
ss
55
тм
55
55
IT
23!
*"»
51
Ш
al
53
*±!
IgKfc
ssplv
1 si? Ie
I"«|k
If*!!!1
51"-»
ii
Ml
^
"if
*ч*
55
Si
V
•HI
«?
^
V
JtS
?M*
•ts
•Ш
•
jj»
M
м
***
S5
•as
У
^
Ш?
n
■"1
H5
Ш5
ma
an
.Pill
12
13
гаирярчгагаиарчнш^ gai шишшашшшй
E£"~-»
РЕЕТ""-—*
p^;™^-"
g?^;:"—""•
••»-
Оде»
bn^ss-..
,*Г^ГГДи|.и
rv.v.4»».
b..«.MHWC.
no.«.«w.
rv—n.
УПМ^ОПСШ
с.
Н.р^.Д..*.
■...«.«п^г»
5^,——"
I—»^p.
О,—-о»
•te««T.
iST.1251».
iSS^SL™.
iv,,».-^.
I"-"*-"* 1
ie |5£|»-«| » |55|55|55|V|SS|W-"|,0,| *
<- ВЛ | «,„ | M.U ZLN IU »H „_ ИМ М.О 0.» _
и» |52l55|?JSlVlVl*i5l"J,l,erl « l5.»l •>
"■** ли « ,1Ш э»л | x 1 | it
_,, Innli»« n* \mm *ut njt
•in ни пи тп тл пи к ч n.M
т|'2,|"«|'"'|а5|55Ш!:|г| • irnss
m.n 1 mlw 1Ю) | ям | iui 1 «ijfru» 1 т.я ял IBua l •«■
MJ> «.« «Я HI» \M* „„ О-Л »31 |HM I ПМ
55I55I55IV
2.5 |л"
Vl"-" 1*2*1«
« V5S «
55|«иг|мя| 20
эганшиг1шШ^Шиг1шг1г1[111[1[1н Ш\ ШтшШшШшШШшШш
23
24
2S
26
m
28
29
m
31
£5
»n
№
£5
SJI
K^i
55
tr
«
•1.W
УЧ
"2*
55
H*H
••
IU>
•»
"5
«.I
ri
•7
V
Д
.l*
V
NW
ли
■Jt"
№ii
55
55
"5*
55
mb
№
«и
m
m
•г»
•>
V
55
'if*
hW
t,"
■•
HW
55
if
»«
KW
"2*
m
55
55
m
5.5
S5
NH
v
'5°
r.»
JiSJ
55
ri
55
*t.«
№
*2'
w.n
и
hrl
5»
"2'
fftri
n
"2*
£5
UU
*5*
55
r,
в
n
и
hW
*2*
ua
ri
55
v
55
Kfl
55
55
b^
W\
55
5'»
f*
"2*
'2'
55
Ntf
55
55
WH
*ff
"m*
"2'
SS
55
m
£»
w
=
*2*
5S
55
"«"
№
55
"2*
n
V
55
55
55
m
"••"
и
№
55
25
55
5:5
■2*
№
55
55
№
V
•MS
55
55
Ш
52
55
Hti
•in
25
55
55
•ID
H^
55
55
*2*
5:й
«:5
l
Ж
I
551Б5
piv
jEls»
^an
5jfmnn|V
V
ш
'2*
2.5
ri
25
55
W
55
«ui
•^
*2*
55
№
*S"
"2*
№
V
51
5Jj«j»
5!
Sli
55
55
I2*
F
F
E2
"2*
V
55
и.»
51!
"21
55
55
25
»
•<
25
MM
и.»
а
•и*1
23
24
25
26
ГМ f^'ll 4,11-J it 1.11 iKIl Л, II--111 l»4H Ull.l II Л II i^ir*'*^
5,1 IE,"
5j|vll
ШШБ
5Я551К5
Щ
25
"2*
55
55
IxS
5."
V
■u»
um
25
55
55
"21
•un
и
55
••
28
29
Well H,)4ti".MIli:lt'i<Hi?>ltilJEiagJ
55
31
34
3$
36
37
38
39
N1
V
V
"iT
V
«1»
55
01
T
"«'
v
55
••.<•
02
55
"ST
v
MM
•>»
»
03
55
•I.U
«"
55
IT
04
••
•ut
M«
55
55
09
"T
v
V
"2°
«01
-
06
*•**
V
55
55
MM
».»
07
55
«V
"2*
«.»
55
08
Ш
55
v
*»*
Ш
•Ml
09
HO
*2*
"n*
•U1
••n
"•Г
10
v
55
55
55
•»
•м
n
M
Ю
a«
55
«a
12
55
»•>
55
55
52
13
55
55
"2*
V
£5
14
"2*
V
5"
v.«
Йп
19
"2*
1M1
"21
55
*2*
18
nS
*2*
•Ui
*2*
17
•L»
IT
55
55
"2*
55
18
52
"•"
"2*
"2*
V
19
*2*||S
Vf*n
vfc^
Sm""
KM
M.N
21
"»TI
"2*
"2*
"'
а.я
v
22
•Ml
"n*
55
55
"2*
IUI
23
55
*2*
M
55
'2*
•Ol
24
55
55
55
55
5»
55
25
n"
na
V
55
tr
26
53155
Urn
S'JV
5i
55
sip "
53i
27
"
| 26
hj*
ku
p5
Б5
u5
&
Ё-
55
л»
n>
30
55
"n*
55
*•«
31
55
25
55
55
32
IUI
"21
2"
551
25
23!
33
!15
S5
"я*
34
55
'и*
*m"
at
25
35
5°
••
55
IU.
36
*2*
37
«ui
*2*
38
55
55
39
34
35
36
37
38
39
N1
Переход к кластерам Ас-каталога
Рис. 7.3. Выбор рекомендаций из А-матрицы.
По этим номерам из Ас-каталога следует выбрать соответствующие
специализированные модели трансформации, чтобы попробовать применить их к
разрешению имеющегося противоречия (формального и, соответственно,
неформального).
Рассмотренная процедура получила в МТРИЗ название метод BICO (Binary In
Cluster Out) no названию основных компонентов процедуры - использование
двухфакторного (бинарного) противоречия, равно как и входа {in или input- англ.)
в А-матрицу, и получение в качестве результата кластера (простого списка,
"грозди", набора) номеров рекомендуемых моделей трансформации на выходе
(out или output- англ.) матрицы.
И теперь, как основной момент этапа "Изобретение" нужно интерпретировать
выбираемые модели трансформации применительно к разрешению имеющегося
стандартного противоречия.
Рассмотрим примеры.
Пример 7.1. Решение для Задачи 1.7. "Короткие руки".
В качестве вполне идеального результат нас бы устроили наши собственные
руки, только не такие "короткие", а более "длинные"! Хорошо, но посмотрим все
же, что предлагает А-матрица для разрешения имеющегося противоречия.
Тема 7. Победить противоречие: создание эффективных идей 197
Плюс-фактору из неформального противоречия поставим в соответствие
формальный плюс-фактор 19 Объем подвижного объекта, понимая под этим
захват большого объема листвы.
Неформальному минус-фактору поставим в соответствие формальный минус-
фактор 07 Сложность устройства, понимая под этим сложность известных
применяемх обычно приспособлений (тележки, лопаты, устройства для сдувания
листвы или, напротив, для всасывания наподобие большого пылесоса, и т.п.)
В итоге формула противоречия примет следующий вид:
19 Объем подвижного объекта VS 07 Сложность устройства = 03,10.
Составим потенциальный "портрет" или "фоторобот" будущего решения в виде
выписки из рекомендаций, содержащихся "внутри" моделей 03 и 10:
03 Дробление: Ь) выполнить объект разборным. К идее решения: что сделать
"разборным" - какой-то из известных инструментов, или руки, что ли?!
10 Копирование: а) вместо сложного объекта использовать его упрощенные и
дешевые копии. К идее решения: а может быть, действительно, сделать "копии"
рук?! Сделать "длинные руки"?!
Результат приведен в таблице на рис. 7.4.
Проблема в Задаче 1.7. "Короткие
руки"
Трудно захватить руками большой
объем листвы при уборке. А почти все
инструменты - сложны и не очень
удобны.
Решение: инструмент выполнен в виде
лопатки, захватываемой пальцами за
перемычку (поперечную ручку) и
опирающейся на руку выше запястья
при захватывании листвы.
Доминирующие модели ТРИЗ:
Копирование, Вынесение, Посредник
Дополнительные модели ТРИЗ:
Местное качество, Частичное или
избыточное действие,
Универсальность, Матрешка,
Объединение
Стандартное противоречие
плюс-фактор
много листвы
19 Объем подвижного
объекта
минус-фактор
сложные средства
07 Сложность устройства
Ш ■** ■■■■■: ■": 1 "* *- Ш с
Рис. 7.4. Решение проблемы для Задачи 1.7. "Короткие руки".
Конечно, это - реинвентинг! Конечно, это решение было автору известно!
Конечно, могут быть получены и другие идеи!
Но путь решения - и это главное - будет таким же! И при моделировании на
основе СТАРТа и метода BICO для реинвентинга, и при решении новой
проблемы!
Пример 7.2. Решение для Задачи 1.8. Длинноват канатик!
Для решения этой проблемы можно воспользоваться очень наглядным,
графическим, представлением стандартного противоречия. Отсюда выбор
198
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
формальных плюс- и минус-факторов становится более простым делом (что, к
сожалению, на практике далеко не всегда так!).
Запишем модель в виде графической схемы более сложного вида (рис. 7.5):
Канат
неформальная модель ;
минус
длинный
\Л
ы
формальная модель
15 Длина
подвижного объекта
37 Затраты энергии
подвижным
объектом
■>
>
комментарий
расстояние до
причала
прилагаемая
энергия
поглощается
Рис. 7.5. Стандартное противоречие в Задаче 1.8. Длинноват канатик!
Здесь обращает на себя внимание выбор минус-фактора. Казалось бы, более
подходящим был бы фактор 32 или 33, связанный с весом. Однако, это только
внешнее сходство. А вот знание поведения длинного и относительно толстого
каната, при попытках его раскачать или бросить, больше соответствует ситуации
с напрасно затрачиваемыми усилиями. Из-за длины и "нежесткое™" такой канат
и не летит, и не раскачивается. Вся энергия гасится в его инерционной массе.
Из А-матрицы выпишем рекомендуемые модели: 01, 18, 32.
Для "портрета" решения выпишем рекомендации, выглядящие перспективно:
18 Посредник-, а) использовать промежуточный объект, переносящий или
передающий действие; Ь) на время присоединить к объекту другой
(легкоудаляемый) объект. Идея решения (рис. 7.6): присоединить к толстому
канату легкий и длинный трос, который нетрудно забросить очень далеко и точно,
потом за него подтянуть к причалу конец каната, а затем отвязать трос-посредник
для повторного использования!
Вспомнили детсадовского "изобретателя" - см. "Азбука ТРИЗ",
привязавшего к веревке нитку-посредника?!
Проблема в Задаче 1.8.
Длинноват канатик!
Трудно раскачать или
бросить швартовочный
канат, так как он тяжелый, и
к тому же поглощает
приложенную к нему
энергию.
Стандартное противоречие
плюс-фактор
длинный канат
15 Длина подвижного
объекта
минус-фактор
энергия поглощается
37 Затраты энергии
подвижным объектом
Решение: перед швартовкой к канату привязывается тонкий трос-посредник
с грузом на конце. Этот трос либо забрасывается на причал, либо падает
около причала, где его багром захватывают с вспомогательного катера для
доставки на причал.
Модель ТРИЗ: Посредник ^
Рис. 7.6. Решение проблемы для задачи 1.8. Длинноват канатик!
а - результирующая таблица;
b - трос с катера передается на причал.
Тема 7. Победить противоречие: создание эффективных идей
199
Пример 7.3. Решение для Задачи 1.9. На пути к новой автомобильной эре:
электромобиль.
Построим формальное стандартное противоречие (рис. 7.7):
Электромобиль
неформальная модель
плюс
минус
время пробега
между
зарядками
малый запас и
большой расход
энергии
формальная модель
23 Время действия
подвижного объекта
37 Затраты энергии
подвижным
объектом
комментарии
надо
увеличить
аккумуляторы
неэффективны
Рис. 7.7. Стандартное противоречие к задаче 1.9 о зарядке электромобиля.
Из А-матрицы выпишем рекомендуемые модели: 01, 04, 06, 20.
Для "портрета" решения выпишем рекомендации, выглядящие перспективно:
04 Замена механической среды: Ь) использовать магнитные и электромагнитные
поля для взаимодействия с объектом. Идея решения: еще с середины 1970-х
годов постоянно патентуются технические решения по использованию полотна
дорог как заряжающего устройства! Передающие электромагнитные катушки
устанавливаются под полотном дороги, в частности перед перекрестками, где
автомобили иногда достаточно долго простаивают, а на автомобиле
устанавливается приемная катушка.
Нового успеха достигли в этом направлении специалисты Корейского Института
Науки и Технологий (KAIST, Daejeon), ожидающие получить коэффициент
полезного действия такой зарядки на уровне 75%!
Проблема в Задаче 1.9. На пути к
новой автомобильной эре:
электромобиль
Стандартное противоречие
плюс-фактор
минус-фактор
Электромобили давно завоевали бы
мир, если бы имели мощные, легкие и
компактные аккумуляторы энергии. Но
пока этого нет, нужно искать иные
способы подзарядки аккумуляторов.
увеличить время
перемещения
тяжелые и
неэффективные аккумуляторы
23 Время действия
подвижного объекта
37 Затраты энергии
подвижным объектом
Решение: по проекту Южнокорейского
института KAIST около перекрестков
или вообще в любом месте под
полотном дороги устанавливаются
магнитно-индукционные передатчики
энергии, а на электромобиле
устанавливаются приемники.
Доминирующие модели ТРИЗ:
Замена механической среды,
Вынесение, Матрешка
Дополнительные модели ТРИЗ:
Наоборот, Местное качество,
Переход в другое измерение
"*'VS\.0*.7'
.. v*- ■*"■*«?■ :
Рис. 7.8. Решение проблемы для задачи
1.9. На пути к новой автомобильной эре: электромобиль.
200
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
Пример 7.4. Решение для Примера 1.10. Назад - в будущее!
Построим формальное стандартное противоречие (рис. 7.9):
Океанский
лайнер
неформальная модель
плюс ,
скорость,
расстояние
формальная модель
22 Скорость
минус
большой расход
энергии
37 Затраты энергии
подвижным
объектом
комментарий
надо
увеличить
требуется
много топлива
Рис. 7.9. Стандартное противоречие к примеру об океанских лайнерах и "грузовиках".
Из А-матрицы выпишем рекомендуемые модели: 01, 07, 30, 32. Для "портрета"
решения выпишем перспективные рекомендации:
07 Динамизация: а) хактеристики объекта (или внешней среды) должны меняться
так, чтобы быть оптимальными на каждом шаге работы; Ь) объект разделить на
части, способные перемещаться относительно друг друга. Идея решения:
использование энергии внешней среды, например, ветра, с помощью
управляемых устройств.
32 Антивес: а) компенсировать вес объекта соединением с другими объектами,
обладающими подъемной силой; Ь) компенсировать вес объекта
взаимодействием со средой (за счет аэро-, гидродинамических и других сил).
Идея решения: использовать попутный ветер для создания дополнительной тяги,
как дополнительной "подъемной силы" для компенсации веса судна!
Идея решения (рис. 7.10): вернуться во времени назад - использовать парус! Но
не просто парус, а парус в виде воздушного змея!
Такую идею реализовала и предлагает к применению немецкая компания
SkySails GmbH из Гамбурга. Экономия топлива на больших переходах в тысячи
морских миль составляет от 10% до 35% и может достигать при определенных
условиях до 50%! Эта идея в будущем может получить еще большее развитие!
Проблема в Примере 1.10. Назад- в
будущее!
Океанские суда расходуют чрезвычайно
много топлива. Судно везет топливо
вместо полезной нагрузки. Воды океана
интенсивно загрязняются.
Решение: по проекту немецкой
компании SkySails GmbH из Гамбурга
предложено устанавливать на суда
управляемый парус в виде воздушного змея!
Доминирующие модели ТРИЗ:
Вынесение, Динамизация, Антивес
Стандартное противоречие
плюс-фактор
увеличить расстояние и
скорость перехода
22 Скорость
минус-фактор
большой расход энергии и,
следовательно, топлива
37 Затраты энергии
подвижным объектом
Рисунок адаптирован
автором по оригиналу
с сайта компании
Рис. 7.10. Решение проблемы по примеру 1.10. Назад - в будущее!
Тема 7. Победить противоречие: создание эффективных идей
201
Пример 7.5. Решение для Примера 1.11. Куда хочу - туда и верчу!
Построим формальное стандартное противоречие (рис. 7.11):
Колесо
электроскутера
неформальная модель
минус
движение в
любом
направлении
трудно
поворачивать
формальная модель
+^
02
Универсальность,
адаптация
10 Удобство
эксплуатации
комментарий
г
нужны
значительные
"цирковые"
навыки
Рис. 7.11. Стандартное противоречие к примеру 5.5. Куда хочу-туда и верчу!
Из А-матрицы выпишем рекомендуемые модели: 03, 07, 15, 16.
Для "портрета" решения выпишем перспективные рекомендации:
03 Дробление: а) разделить объект на независимые части. Идея решения:
представить единственное колесо в виде множества колес, нанизанных, как
бусины, на некоторой общей оси в виде окружности. Сумма "бусин" даст подобие
одного большого колеса, а каждая бусина могла бы вращаться вокруг своей оси и
перемещать скутер поперек направления вращения "составного колеса".
07 Динамизация: Ь) объект разделить на части, способные перемещаться
относительно друг друга. Идея решения (рис. 7.12): пусть "шина" колеса будет
сделана в виде множества поперечно расположенных колец, каждое из которых
может принудительно вращаться в направлении, поперечном вращению
несущего их колеса.
Конечно, чтобы придти к такой идее, надо иметь незаурядное воображение и
талант! Нам, конечно, проще, поскольку мы выполняем реинвентинг хорошо
известного нам решения японской автомобильной компании Honda.
Но и не надо забывать, что мы учимся на таких примерах. Мы стараемся понять:
а как это можно было бы сделать по ТРИЗ!
Проблема в Примере 1.11. Куда хочу
-туда и верчу!
Стандартное противоречие
плюс-фактор
минус-фактор
Электроскутер Honda U3-X позволяет
двигаться под любым углом, не меняя
ориентации тела едущего. Для задания
направления движения достаточно
небольшого наклона в нужную сторону.
увеличить расстояние и
скорость перехода
большой расход энергии и,
следовательно, топлива
22 Скорость
37 Затраты энергии
подвижным объектом
Решение: множество колес небольшого
диаметра имеют общую ось вращения в
виде окружности большего диаметра,
такого, что все вместе малые колеса
образуют "шину" колеса большого
диаметра.
Доминирующие модели ТРИЗ:
Дробление, Динамизация, Местное
качество
Рис. 7.12. Решение проблемы по примеру 1.11. Куда хочу-туда и верчу!
202
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
Пример 7.6. Решение для Задачи 4.10. Гаечный ключ со сменными
головками.
ТРЕНД
Для авторемонтной мастерской нужны свечные ключи на разные размеры. Конечно, можно
иметь раздельные ключи для каждого размера. Но ведь дело только в двух-трех разных головках
(выполняемых в виде торцовых накидных гаек). И делают ключи со сменными головками. Но
иногда головки падают с ручки. Для простоты, головки держатся просто за счет трения, либо
за счет встроенных подпружиненных шариков. Но ключи с шариками сложнее в изготовлении.
Как сделать ключи удобными и несложными в изготовлении?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, вместе с имеющимися или изменяемыми ресурсами и без усложнения объекта или
внесения негативных свойств, гарантирует получение ИКР
[ головки не падают, а ключ несложен в изготовлении ].
Стандартное (техническое) противоречие
Гаечный
ключ
■*■ )
N.
\У
Радикальное
Гаечный
ключ
»(фи
0
Разные
размеры
(формы)
Сложен в
изготовлении
Факторы
21 Форма
09 Удобство
изготовления
\
/
зическое) противоречие
должен иметь механизм
удержания сменных голе
для работы с разными се
для
вок
ючами
&
Навигаторы
03 Дробление
04 Замена механической среды
09 Изменение окраски
19 Переход в другое измерение
не должен иметь механизм для
удержания сменных головок, так
как такой ключ сложно изготовить
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Ключевая модель - 04 Замена механической среды: Ь) использовать электрические,
магнитные и электромагнитные поля для взаимодействия с объектом.
Ключевая идея: к рукоятке снизу на торец приклеивается небольшой магнит, который и
держит любую сменную головку. Головки легко устанавливать и снимать, и головка не падает с
ключа.
ЗУМИНГ
Противоречия устранены? -
Сверх-эффекты: нет
Негативные эффекты: нет
Рисунок ...
да. -Нет.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
На торце рукоятки ключа снизу устанавливается небольшой
постоянный магнит, который и удерживает рабочую головку
в контакте с рукояткой. В решении присутствует
навигатор 04 Замена механической среды.
Рис. 7.13. Стандартный реинвентинг для задачи
4.10. Гаечный ключ со сменными головками
Тема 7. Победить противоречие: создание эффективных идей
203
Пример 7.7. Решение для Задачи 4.11. "Составной" гаечный ключ.
ТРЕНД
Для авторемонтной мастерской нужны свечные ключи на разные размеры. Известны ключи со
сменными головками. И все же иногда головки падают с ручки и теряются. Кроме того, с
длинной прямой ручкой иногда не получается добраться до свечи, установленной так, что ручка
упирается в другие детали. Как сделать ключ более удобным для ремонтных работ?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, вместе с имеющимися или изменяемыми ресурсами и без усложнения объекта или
внесения негативных свойств, гарантирует получение ИКР
[ головки не теряются, а ключом можно работать в неудобных местах ].
Стандартное (техническое) противоречие
Навигаторы
0
и
Гаечный
ключ
Удобство
ремонтных
работ
Факторы
©I
Есть
труднодоступные места
для длинной ручки
11 Удобство
ремонта
02
Универсальность,
адаптация
й
03 Дробление
16 Частичное или избыточное действие
24 Асимметрия
34 Матрешка
Радикальное (физическое) противоречие
Рукоятка
ключа
О
не должна быть длинной и
жесткой для работы в
труднодоступных местах
&
должна быть длинной и
жесткой, чтобы передавать
усилие на головку
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Используются все модели - 03, 24 и 34.
Ключевые идеи:
1) по модели 34 можно одну головку вложить в другую;
2) по моделям 03 и 24 рукоятку разделить на несколько звеньев, соединенных шарнирами. Это
позволяет получать нужный изгиб (асимметричную форму) рукоятки для работы в
труднодоступных местах - устанавливать головки на свечи и вращать рукоятку.
ЗУМИНГ
Противоречия устранены? -Да. - We*.
Сверх-эффекты: нет
Негативные эффекты: такой ключ
сложнее в изготовлении и дороже.
Рисунок
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Для повышения удобства работы в труднодоступных
местах и для обеспечения универсальности ключа, головка
меньшего размера вложена в головку большего размеоа
(навигатор 34 Матрешка), а рукоятка ключа состоит из
нескольких шарнирно соединенных звеньев (в воответствии
с моделями 03 Дробление и 24 Асимметрия).
Рис. 7.14. Стандартный реинвентинг для задачи 4.11. "Составной" гаечный ключ
204
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
7.2. Решение радикальных противоречий:
.124
метод1 RICO - Radical In Cluster Out
Схема решения задач с радикальными противоречиями приведена на рис. 7.15.
РЕНД
Исходная
ситуация
Что
Где
Когда
Фактор
Зачем
Цель
усовершенствования
h
►
Метод
Как
Попытки
усовершенствования
Фактор
Z
Почему
Причина
проблемы
'ЕДУКЦИЯ
ИКР и ФИМ
Нужно (+Z)
Нужно (-Z)
!►
>
Радикальное
противоречие
I
И
130БРЕТЕНИЕ
У
Ас-каталог \ц\ Аф-каталог
£3
>УМИНГ
Противоречие устранено?
Есть ли сверх-эоЪчЬекты?
ИДЕЯ
Рис. 7.15. Маршрут алгоритма СТАРТ для решения радикального противоречия.
Решение радикальных противоречий сложнее, чем стандартных. Это
объясняется рядом причин. Отметим три из них. Во-первых, требование
реализации диаметрально противоположных свойств само по себе производит
на начинающих стрессовое воздействие. Во-вторых, действительно, переход к
радикальному противоречию означает, что более простые средства, например,
попытки решения с помощью стандартных противоречий, уже исчерпаны. В-
третьих, скорее всего, что по какому-то ресурсу прямые возможности его
изменения уже исчерпаны. Такой ресурс можно назвать дефицитным. А это
значит, что и изменение потребуется достаточно радикальное, затрагивающее
другие ресурсы.
Отсутствует и "опора" на А-матрицу, так как радикальное противоречие,
фактически, означает использование одного и того же фактора как "плюс" и как
"минус", то есть попадание в А-матрице на главную диагональ - выделена на
рис. 7.16 линией с двойным контуром.
Но на самом деле, как это и предполагается схемой по рис. 7.15, сложность
решения задач с радикальными противоречиями часто не превышает сложности
RICO - Radical In Cluster Out (англ.) = Радикальный Вход Кластер (простой список) на Выходе
Тема 7. Победить противоречие: создание эффективных идей 205
задач, решаемых на основе таких инструментов, как специализированные
навигаторы по Ас-каталогу, точный анализ структуры 03, правильное
исследование оперативных ресурсов, а иногда и просто благодаря удачной
формулировке ИКР и ФИМ.
— Плюс-фактор 18 Минус-фактор 18
(нпр., нужно увеличить) (нпр., нужно уменьшить)
Переход к кластерам Аф-каталогов
Рис. 7.16. "Положение" радикальных противоречий на А-матрице
Поэтому для "массовых случаев" и для экспресс-анализа проблемы решение
можно строить, придерживаясь следующих двух рекомендаций:
1) формулирование ИКР в виде И-И: каким бы ни было исходное радикальное
противоречие, его нужно перевести в форму ИКР по Бартини (см. раздел 5.3.1.
Идеальный конечный результат по Бартини), то есть представить в форме
союза И-И; обычно проблемным является одно из свойств, и именно это
свойство и будет в центре внимания при синтезе новой идеи.
Так, в примере 7.6 можно было видеть, что свечной ключ должен иметь
механизм фиксации головки для одной функции, И не должен иметь этот
механизм, так как это усложняет конструкцию и изготовление ключа. Конечно,
ключ должен иметь механизм в любом случае, но по второму требованию
206
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
предполагается, что этот механизм настолько прост, что он как бы "отсутствует",
его можно "не замечать", это - "идеальный механизм": функция выполняется, а
самого механизма "нет".
В примере 7.7 свечной ключ должен быть длинным и жестким для передачи
усилия на деталь И должен быть коротким и нежестким для работы в
труднодоступных местах. Нужны оба свойства-состояния.
Отсюда должно быть понятно, что для построения идеи решения одно из этих
двух состояний следует воспринимать не буквально, а метафорически:
- в первом случае это состояние "простой механизм", поскольку состояние
какой-то другой (достаточно сложный) механизм УЖЕ имеется;
- во втором случае целевое состояние - "короткий и нежесткий", поскольку
состояние "длинный и жесткий" УЖЕ имеется;
2) анализ и трансформация "недефицитных" ресурсов: в центре внимания,
как в прицеле стрелкового оружия, должен находиться ИКР (рис. 7.17), а в основе
будущих изменений - модели трансформации ресурсов.
Рис. 7.17. ИКР "в окружении" ресурсов-для трансформации артефакта
Здесь двунаправленными (тонкими пунктирными и толстыми сплошными)
стрелками попарно связаны такие ресурсы, которые часто изменяются
совместно.
Для разрешения радикальных противоречий применяются Аф-каталог (см. здесь
раздел 13.1.3) и Афс-каталог , которые, фактически, представляют собой
указатели ресурсов вместе с определенными принципами их изменения (см.
здесь раздел 13.1.2). Эти "принципы" и используются как модели
фундаментальных трансформаций.
"Основы классической ТРИЗ", раздел "12. Навигация решения физических противоречий" и
приложения 4 и 5 - каталоги фундаментальных А-навигаторов;
"Первичные инструменты ТРИЗ", раздел 18. Афс-каталог: 4 модели с примерами
Тема 7. Победить противоречие: создание эффективных идей 207
Опыт реинвентинга тысяч задач и решения сотен задач дает основания для
следующего обобщения:
1. Все решения опираются на изменения ресурсов в оперативной зоне.
2. Оперативная зона должна рассматриваться как динамизированная модель,
"размер" которой зависит от используемых ресурсов и может меняться от
небольшого узла или даже отдельного элемента до всей системы в целом или
даже надсистемы.
II Основные фундаментальные принципы разрешения радикальных (а через
II них и всех других) противоречий сводятся к следующему:
II 1. Для решения радикального противоречия основной принцип состоит в
|| том, что одна часть доминирующего (ключевого, решающего) ресурса
II обладает свойством А, а другая часть - свойством не-А (или А), и
|| благодаря этому вся система в целом реализует идеальное требование "А-
II И_А"-
|| 2. Возможен вариант, когда доминирующий ресурс реализует свойство А, а
|| вся система в целом - свойство А.
И наконец, в самом общем виде основные способы изменения заключаются в
следующем:
1. "Позитивный" доминирующий ресурс вводится в оперативную зону и
реализуется совместное изменение доминирующего и других имеющихся
ресурсов.
2. "Негативный" доминирующий ресурс выводится из оперативной зоны и
реализуется изменение других имеющихся ресурсов.
3. Введение позитивного и выведение негативного ресурсов с совместным
изменением позитивного и других имеющихся ресурсов.
Некоторые практические аспекты трансформации ресурсов рассмотрены также в
разделе 9.3. Мета-модель ДИСК.
Поскольку более широкое изучение фундаментальных трансформаций выходит
за рамки данного учебника, то здесь рассмотрим только некоторые
иллюстрирующие примеры.
Пример 7.8. Перекресток. Рассмотрим примеры (рис. 7.18) решения проблемы
обеспечения безопасности на перекрестке при использовании различных
доминирующих ресурсов. Хотя примеры и объединены общей темой,
обозначенной'как "перекресток", они все же различаются и типами перекрестков,
и содержанием проблем, связанных с конкретными ситуациями.
Основное системное стандартное противоречие (ОСП) для любого перекрестка
двух (и более) дорог может быть сформулировано в следующем виде:
ОСП: рост скорости VS снижение безопасности.
Действительно, с ростом числа машин на дорогах требуется повысить
пропускную способность перекрестков, в том числе и за счет роста скорости
проезда перекрестка машинами. Однако увеличение скорости машин на
перекрестках снижается безопасность проезда перекрестка, растет число
аварийных ситуаций.
208
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
ПЕРЕКРЕСТОК ДОРОГ
ПРИМЕРЫ РАЗРЕШЕНИЯ
Ф
Тип перекрестка или
содержание проблемы
ОСП: рост скорости VS
снижение безопасности
РП: скорость должна расти
(цель надсистемы) VS не
должна расти (из-за
снижения безопасности)
Перегрузка
перекрестка
"Нерегулируемый"
перекресток
равнозначных
дорог
"Нерегулируемый"
перекресток
неравнозначных
дорог
ПРИМЕР
ПРИНЦИПА
РЕШЕНИЯ
Построение
объездной
дороги
Задание
правил
проезда
перекрестка
равнозначных дорог
Приоритет
главной
дороги с
установкой
знаков
приоритета
ПРИМЕР
СХЕМЫ
РЕШЕНИЯ
а) Приоритет
машине
справа(для
правостороннего
движения).
"*1Г
РЕСУРС
доминирующий
участвующий
Ч>
О
01.
СИСТЕМНЫЙ
02.
ИНФОРМАЦИОННЫЙ
03.
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ
01. СИСТЕМНЫЙ
02. ИНФОРМАЦИОННЫЙ
03. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ
04. СТРУКТУРНЫЙ
^ш
^
05. ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ
06. ВРЕМЕННОЙ
07. МАТЕРИАЛЬНЫЙ
08. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ
- безусловный доминирующий ресурс
2 - дополнительный доминирующий ресурс
Тема 7. Победить противоречие: создание эффективных идей
209
РАДИКАЛЬНЫХ ПРОТИВОРЕЧИИ ПО ДОМИНИРУЮЩИМ РЕСУРСАМ
"Нерегулируемый"
перекресток
равнозначных
дорог
Перекрестки
с
интенсивным
движением
Перекрестки
с
интенсивным
движением
"Нерегулируемый"
перекресток
неравнозначных дорог
Пересечение
магистрали со
второстепенной
дорогой
Разделение
Х-перекрес-
тка на два Т-
образных
Разнесение
дорог на
разные
уровни
Регулирование
очередности
проезда
Лучшее
покрытие
определяет
приоритетную дорогу
Въезд на
магистраль -
с ускорением;
выезд с
магистрали -
с торможением
а)
Ь)
'*■'
Г-**..
Обычно
дополняется
знаками
приоритета
04.
СТРУКТУРНЫЙ
05.
ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ
06.
ВРЕМЕННОЙ
07.
МАТЕРИАЛЬНЫЙ
08.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ
. У////Л
W///A
шш
- вспомогательный ресурс Рис. 7.18. Ресурсно-ориентированные
фундаментальные трансформации
210 Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
Соответствующее радикальное противоречие может быть сформулировано в
следующем виде:
РП: скорость машин на перекрестке должна расти VS
не должна расти (из-за снижения безопасности).
Рассмотрим возможности и роль различных ресурсов для решения этой задачи в
разных ситуациях.
01. Системный доминирующий ресурс. Перекресток находится в небольшом
населенном пункте, через который проходит и нарастает поток машин между
двумя или несколькими крупными населенными пунктами (городами). Если будет
построена магистраль, проходящая вне населенного пункта, либо просто
объездная дорога, то поток машин на данном перекрестке радикально
уменьшится. Основной ресурс здесь находится не в пределах данного
перекрестка, а в системе дорог, к которой принадлежит и этот перекресток. И
изменение нагрузки на этот перекресток не связано с существенным изменением
самого перекрестка. Скорее всего, достаточно далеко от этого перекрестка будет
лишь введен указатель (информационный ресурс) о направлении проезда к
магистрали так, чтобы миновать этот перекресток. Понятно, что для построения
магистрали задействованы пространственный и материальный ресурсы.
02. Информационный доминирующий ресурс. На перекрестке равнозначных
дорог с помощью установки знаков "Уступите дорогу" и "Пересечение со
второстепенной дорогой" - введение информационного ресурса - может быть
задан порядок проезда перекрестка, благодаря чему должна повыситься
безопасность проезда этого перекрестка. Важными дополнительными ресурсами,
участвующими в изменении функционирования перекрестка являются: 1)
функциональный ресурс - имеется в виду, что при принятии решения о
разделении дорог на главную и второстепенную принималась во внимание
интенсивность движения по этим дорогам; предпочтение отдавалось дороге с
более интенсивным движением; 2) структурный ресурс - устанавливается
определенная структура в отношениях между участниками движения, а именно,
приоритет одного направления перед другим.
03. Функциональный доминирующий ресурс. В этом решении
неравнозначность дорог еще более усилена за счет приоритета дороге с намного
большей интенсивностью движения - влияние доминирующего функционального
ресурса, что видно и из ширины этой дороги (см. рисунок). Поэтому
дополнительные информационные ресурсы также усилены: на главной дороге
устанавливается знак "Главная дорога", а на второстепенной - знак "Движение
без остановки запрещено". Структурный ресурс также задан более радикально в
соответствии с требуемой функциональной дифференциацией.
04. Структурный доминирующий ресурс. Известно, что степень тяжести
аварий на перекрестках намного выше при лобовом столкновении и ударе в бок,
чем при касательном. Проезд обычного перекрестка содержит потенциально
много ситуаций с опасностью лобового столкновения и удара в бок. Такой
перекресток может быть (при наличии запаса пространственного ресурса)
преобразован в два Т-образных перекрестка, проехать которые намного проще,
что подтверждается имеющимися статистическими данными.
Тема 7. Победить противоречие: создание эффективных идей 277
05. Пространственный доминирующий ресурс. Дороги разнесены на разные
уровни, что радикально на практике и "идеально" по ТРИЗ решает проблему
обеспечения безопасности перекрестка, поскольку перекресток "есть" -
географически и функционально, как пересечение дорог, и перекрестка "нет",
поскольку машины не находятся физически на одном уровне.
Роль других ресурсов здесь читателям предлагается проанализировать
самостоятельно.
Заметим лишь, что на варианте Ь) в иллюстрации для пространственного
ресурса показано много Т-образных перекрестков (структурный ресурс),
участвующих в реализации развязки дорог с разнесением на разные уровни.
06. Временной доминирующий ресурс. Фактически здесь реализованы
динамические версии знаков "Главная дорога" и "Движение без остановки
запрещено", которые к тому же имеют периодическое инвертирование
приоритетов одной дороги перед другой.
Роль других ресурсов читателям также предлагается проанализировать
самостоятельно.
07. Материальный доминирующий ресурс. В этом решении неравнозначность
дорог реализована за счет приоритета дороги с лучшим покрытием. Здесь
просматривается существенная роль функционального ресурса, поскольку,
очевидно, что дорога с лучшим покрытием построена для направления с более
интенсивным движением.
08. Энергетический доминирующий ресурс. В этом решении доминирующая
роль энергетического ресурса не так очевидна, как в других примерах, однако
при определенных обстоятельствах энергетический ресурс играет существенную
роль в обеспечении безопасности въезда на скоростную дорогу и выезда с нее.
Дело в том, что для въезда на скоростную дорогу надо быстро разогнаться до
той же скорости, с которой движутся машины по магистрали. На короткой
разгонной полосе сделать это нередко очень не просто. Поэтому, если въезд на
магистраль имеет наклон в сторону магистрали, то въезжающей машине
придается дополнительная энергия за счет собственного веса. Эта энергия
действует по направлению движения машины, что облегчает разгон машины. И
наоборот, выезд с магистрали связан иногда с необходимостью достаточно
интенсивного торможения. В случае подъема выезда по направлению от
магистрали дополнительная энергия гравитации действует против направления
движения машины и помогает торможению.
Для тренинга читатели могут дополнительно продумать вариант Ь) для 5-го
(пространственного) ресурса и определить, в каких ситуациях здесь
энергетический ресурс играет позитивную роль, а в каких - негативную.
Рассмотренные примеры помогут читателям ориентироваться в практических
ситуациях с определением, с какими ресурсами предстоит оперировать, какова
роль каждого ресурса (доминирующая, дополнительная, вспомогательная), как
можно изменить ресурс и другие ресурсы для получения требуемого
функционирования развиваемой системы, для разрешения системных
противоречий.
212 Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
Пример 7.9. Решение для Задачи 1.15. Реклама на автобусе. Запишем
радикальное противоречие в форме И-И по Бартини относительно главного
индуктора, обладающего полезным и вредным действием:
Реклама ► должна быть (по мнению рекламодателя)
И не должна быть (т.к. ухудшает видимость для пассажиров)
Итак, первый фактор должен быть реализован. Тогда дело сводится к тому,
чтобы найти способ сделать так, чтобы второй фактор "не должна быть" тоже
был реализован!
Проблема обостряется тем, что пленка должна присутствовать на автобусе
постоянно, то есть невозможно (так ли?) использовать разделение
конфликтующих свойств во времени (см. следующий пример).
Требование "не должна быть" можно интерпретировать так, что пассажиры
просто не замечают нанесенной на автобус рекламы (потому что реклама
действительно не мешает смотреть из окна автобуса), а может быть, даже дает и
какой-то плюс, превращая "вред в пользу", например, создает тень в автобусе в
очень солнечный день, что, кстати, и происходит практически.
Здесь препятствие находится в материальном ресурсе, если пленка постера
непрозрачная. А если она будет прозрачной?
Для того, чтобы сделать пленку прозрачной, можно сделать ее тонкой
(пространственный ресурс) или пористой, с отверстиями (пространственный и
структурный ресурсы).
Известное решение: пленка имеет пористую структуру, рассчитанную так, что вид
из окна выглядит лишь немного затененным как сквозь солнечные очки.
Принцип решения по ТРИЗ: часть пространства имеет одно свойство (нести
краску для рекламы), а другая часть - другое свойство (обеспечивать видимость
сквозь пленку). То же относится и к структуре: одни элементы пленки - сплошные
- несут краску и реализуют свойство А, другие элементы - отверстия - не несут
краску и создают свойство А, а вся система в целом (пленка с рекламой)
реализует решение противоречия в виде сочетания "А-и-А".
Пример 7.10. Решение для Задачи 1.16. Удобная подножка автобуса. Еще
один "автобусный пример" со следующим "решением" в общем виде по Бартини:
Подножка ► высокая (для движения)
И низкая (для входа-выхода пассажиров)
Доминирующий креативный ресурс здесь временной:
во всех задачах, где конфликтующие свойства
относятся к разным интервалам времени, решение
строится, начиная с временного ресурса, с разнесения
несовместимых свойств на разные интервалы времени.
То есть, на время остановки подножка должна быть
"невысокой", а на время движения - "высокой".
Известное креативное решение: динамизация -
наклоняющийся автобус. Могут быть сделаны
выдвигающиеся и опускающиеся ступеньки и тому
подобное.
Рис. 7.19. Наклон
автобуса на остановке
Тема 7. Победить противоречие: создание эффективных идей 213
Дополнительные креативно-технические ресурсы: функциональный - функция
адаптивной подножки (точнее, "адаптивного" наклоняющегося автобуса),
структурный - введение новых элементов.
Пример 7.11. Решение для Задачи 1.17. Как в сказке! Здесь мы вполне
"серьезно" промоделируем эту шуточную задачу "по ТРИЗ".
Решение в "одежде": девушка закуталась в рыбацкую сеть. Доминирующие
креативные ресурсы: пространственный и структурный (см. пример 7.9).
Решение по "транспортировке": девушка перемещалась на той же сети, в
которую она закуталась, привязав эту сеть к хвосту (!) ослика. Определим сеть
как "транспортную платформу", хотя это ни что иное, как "волокуша" в
просторечии. Доминирующие креативные ресурсы: функциональный - ехать на
волокуше "волоком", то есть, отказ от использования известных способов
перемещения, пространственный - вынесение конфликтующего свойства за
пределы известных систем (не верхом и не в повозке), и структурный - введение
новых элементов и связей, которые не применяются в известных системах
(привязать волокушу за хвост животного).
Решение в "пути": девушка касалась дороги сквозь сеть пальцем ноги.
Доминирующие креативные ресурсы: функциональный и структурный - девушка
и перемещалась на какой-то "транспортной платформе" по дороге, что значит "не
путем", то есть, не "идя" по дороге, но и все же "шла" дорогою, касаясь этой
самой дороги пальцем ноги.
Вы можете попробовать предложить свои интерпретации для моделирования
решений изобретательной девушки. Кстати, не забывайте, что на самом деле
невыполнение условий "задачедателя" имело бы для девушки и ее отца самые
печальные и серьезные последствия126. Это значит, что к моделированию и
анализу решений девушки следует относиться очень серьезно!
Как говорится, сказка - ложь, да в ней - намек, понимающим (Sapienti sat est nl)
- урок!
Пример 7.12. Решение для Задачи 1.18. Помнить вечно. Добавим в процесс
решения этой задачи моделирование стандартного противоречия:
СП: 02 Универсальность, адаптация (ко времени, вне времени)
VS 21 Форма (изменяется, утрачивается)
Кластер по А-матрице: 03, 07, 27, 32.
По Афс-каталогу (см. "Первичные инструменты ТРИЗ") рекомендация 03
Дробление относится к структурному ресурсу, а рекомендация 07 Динамизация -
к временному ресурсу.
С одной стороны, "дробление" означает разделение целого на части, вплоть до
мельчайших частиц, скажем, в виде пыли, дыма, света. С другой стороны,
памятник в традиционном представлении - это нечто массивное, из гранита или
мрамора. Поэтому модель трансформации "дробление" сразу ориентирует на
отказ от массивного объекта.
сказка "Умная дочь крестьянская" всемирно известных немецких авторов, ученых-филологов и
* фольклористов, братьев Гримм (Якоб, 1785-1863 и Вильгельм, 1786-1859)
127 умному (понимающему) достаточно (лат.)
214 Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
"Динамизация" означает создание подвижных элементов в конструкции или
подвижности всего объекта. Но если мы отказались от массивного "памятника" и
будем следовать дроблению конструкции до уровня частиц, то "динамизация"
может означать только подвижность самих этих частиц.
И вот теперь становится видно, что одни лишь "технократические" рекомендации
по ТРИЗ здесь не решают дело. Здесь находится одна из границ ТРИЗ. Надо
вспомнить еще о двух ноосферах любого решения.
Нужны основательные знания в профессиональной сфере: архитектура
памятников, современные технические возможности, вплоть до просто световой
видео-инсталляции, культурно-этические традиции и тренды, политические
реалии и тренды и т.п.
И есть еще психологическая сфера, к которой относятся в итоге и инсайты -
внезапные идеи как проявления подсознательного, "инстинктивного" интеллекта,
как громадная сфера предпочтений и художественных (даже фантастических,
мистических и т.п.) образов.
Среди таких высокохудожественных идей, глубоких по исторической и
архетипической памяти, была идея "вечного огня", предложенная в 1921 году
журналистом и писателем Габриелем Буасси (Gabriel Boissy, 1879-1949) для
увековечивания памяти солдат Франции, погибших в Первой мировой войне.
Этот вечный огонь был зажжен в основании Триумфальной Арки на бульваре
Елисейские Поля в 1923 году.
За минувший век идея "вечного огня" распространилась во многих странах.
Вечный огонь у Могилы Неизвестного солдата в Александровском саду у стен
Московского Кремля был зажжен 8 мая 1967 года в память о воинах Советского
Союза, погибших во Второй мировой войне. Огонь зажжен от пламени,
запылавшего впервые в СССР на Марсовом поле в Санкт-Петербурге 6 ноября
1957 года.
Проблема в Задаче 1.18. Помнить
вечно
Монументы ветшают и разрушаются.
Что может быть самым "адекватным"
символом вечной памяти?
Решение: создать памятник в виде
пламени огня, поддерживаемого
технически с помощью непрерывной
подачи газа в горелки, установленные
внутри скульптурно-архитектурных
элементов
Доминирующие модели ТРИЗ:
Изменение агрегатного состояния
объекта, Дробление, Динамизация,
Дополнительные модели ТРИЗ:
Наоборот, Местное качество, Замена
механической среды, Вынесение,
Изменение окраски, Копирование,
Переход в другое измерение,
Непрерывность полезного действия
Радикальное противоречие: памятник должен быть
плюс-фактор
вечный
минус-фактор
не-вечный
Вечный огонь у стен Московского Кремля
Тема 7. Победить противоречие: создание эффективных идей 215
Пример 7.13. Решение для Задачи 1.20. Мойщик стекла. Запишем ИКР:
"мойщик" должен быть внутри (потому что действовать нужно изнутри!)
И должен быть снаружи (потому что мыть надо наружное стекло)
Что можно сказать относительно необходимых и доступных для трансформации
ресурсов? Обратимся к Афс-каталогу и посмотрим фундаментальную модель
"Разделение противоречивых свойств в структуре" в приведенном в каталоге
варианте: часть системы обладает одним свойством, а вся система в целом -
противоположным.
Выпишем поддерживающие специализированные навигаторы:
03 Дробление: разделить объект на части, увеличить степень дробления;
04с Замена механической среды: перейти от неподвижных полей к движущимся,
от фиксированных - к меняющимся во времени, от неструктурированных - к
имеющим определенную структуру;
12 Местное качество: перейти от однородной структуры к неоднородной, чтобы
каждая часть выполняла свою функцию и в наилучших условиях;
18а Посредник, использовать промежуточный объект для передачи или переноса
действия.
Индуктором является головная часть штанги. Значит: ее надо разделить по
моделям 03 и 12 (одна часть снаружни, а другая - внутри) и связать между собой
через какого-то "посредника", для чего надо заменить по модели 04 структуру
прежнего "механического поля" на какую-то иную.
Надо иметь в виду, что посредником может выступать не только материальный
объект, но и поле, то есть энергия. Обратимся к фундаментальной модели
"Разделение противоречивых свойств в веществе-энергии" и к продолжению
описания специализированной модели 04Ь Замена механической среды:
использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для
взаимодействия с объектом.
В итоге мы с Вами могли бы изобрести "мойщика" с использованием двух частей
с магнитной связью! Но такие устройства уже продаются, в том числе и для
мойки аквариумов.
Проблема в Задаче 1.20. Мойщик
стекла
Окно нельзя широко открыть. Как
вымыть стекло снаружи?
Решение: инструмент для мойки
наружных стекол выполнен в виде двух
частей, содержащих магниты и
имеющих моющую поверхность. Наружная
часть для страховки от падения связана
тросом с внутренней частью.
Доминирующие модели ТРИЗ:
фундаментальная трансформация в
структуре
Дополнительные модели ТРИЗ:
фундаментальная трансформация в
энергии
Радикальное противоречие: мойщик должен быть
плюс-фактор
снаружи
минус-фактор
внутри
216
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
Пример 7.14. Решение для Задачи 1.21. Ракеты конструктора В.П. Макеева.
ИКР: ракета должна быть длинной (из-за необходимости в двух ступенях)
И должна быть короткой (чтобы поместиться в подводной лодке)
';:'.; " ^г-^^г'йН ■ Л: Г5,
%^ш
',i-:>V^>^,--- .; :«- ,-.V fe».- г.^-l-.- :/
%^»v^Kxy
ПИ
И 35 m
Рис. 7.20. Ограничение по высоте ракеты для установки на АПЛ
Остродефицитным является пространственный ресурс. Реально могут помочь
только два ресурса - пространственный и структурный. Снова обратимся к
Афс-каталогу и выпишем модели, которые представляются наиболее
перспективными, поскольку позволяют говорить об "уплотнении" объектов в
структуре и в пространстве:
19 Переход в другое измерение: использовать
многоэтажную компоновку;
34 Матрешка: разместить объекты последовательно один в
другом, пропустить объект через полости (пустоты) в другом;
11 Наоборот: вместо действия, диктуемого обстоятельствами,
сделать обратное;
12 Местное качество: перейти от однородной структуры к
неоднородной, чтобы каждая часть выполняла свою функцию и
в наилучших условиях;
16 Частичное или избыточное действие: если трудно
получить 100% требуемого эффекта, надо получить "чуть
меньше" или "чуть больше".
Знаменитое решение конструктора В.П. Макеева: в ракете
фактически применен принцип Матрешка, так как впервые в
мировой практике двигатели первой 1 и второй 3 ступеней
"утоплены" в топливный бак 2 первой ступени, а головная часть
5 "утоплена" в бак 4 второй ступени!
При этом по принципу Наоборот головная часть 5
перевернута! Принцип Наоборот применен и ко всей ракете -
не удлинять, а укорачивать!
Принцип 16 применен потому, что запас топлива относительно
уменьшился из-за уменьшения объемов баков.
Так что не зря специалисты называли в шутку двигатели и
головную часть этой ракеты "утопленниками".
fW~d)
Рис. 7.21.
"Матрешка"
ракеты Р-29
(http://makeyev. ru)
Тема 7. Победить противоречие: создание эффективных идей
217
Пример 7.15. Решение для Задачи 2.7. "Магический Кран". Конечно, к этой
задаче надо относиться как к шутке. И мы не будем здесь имитировать
"настоящее" изобретение - с ТРИЗ, или без ТРИЗ. Мы выполним уже знакомый
Вам реинвентинг по ТРИЗ.
А для этого будем считать, что принцип работы этого "Магического Крана"
известен, а необходимые модели и противоречия заранее получены на
основании экстрагирования. Осталось только внести эти модели и необходимые
комментарии в бланк реинвентинга.
ТРЕНД
Вот задача: "на струе воды" установлен огромный кран, из которого непрерывно большим
потоком льется вода, а там, где к крану обычно подходит труба, подающая воду, никакой
трубы нет! Мы знаем из ТРИЗ, что если явление существует, то все ресурсы для этого
имеются! ВОПРОС: как можно было бы изобрести такую конструкцию по ТРИЗ?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, вместе с имеющимися или изменяемыми ресурсами и без усложнения объекта или
внесения негативных свойств, гарантирует получение ИКР
[ вода непрерывно подается в кран для получения непрерывной струи ].
Стандартное (техническое) противоречие
Навигаторы
много воды
большая
высота
Факторы
->
19 Объем
подвижного
объекта
15 Длина
подвижного
объекта
>
01 Изменение агрегатного состояния
03 Дробление
04 Замена механической среды
34 Матрешка
Радикальное (физическое) противоречие
Струя
О
должна быть, так как.,
она уже есть!
&
не должна быть, т.к.
отсутствует (не видна!) труба
для подачи воды!
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Ключевая модель - 34 Матрешка: общая идея проста - труба спрятана внутри струи!
ЗУМИНГ
Противоречия устранены? -Да. - = - .
Сверх-эффекты: отличный эстетический и развлекательный эффект!
Негативные эффекты: нет
Рисунок
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Кран установлен на прочной стеклянной трубе. Вода
проходит (внутри, разумеется!) по этой трубе наверх в
кран. Затем вода вытекает из крана и падает вниз снаружи
трубы, так что поток воды "прячет" трубу внутри себя.
Реализован принцип 34 Матрешка.
Присылайте нам реинвентинги таких же занимательных объектов, а также и
таких "серьезных", как в предыдущем примере!
218 Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
Пример 7.16. Решение для Задачи 2.3. Крышка для
емкости с моющей жидкостью. Для моделирования
процесса изобретения этого решения сформулируем
ИКР:
крышка должна ► легко вращаться при закрывании И не
вращаться при открывании без разрешения.
Макси-ФИМ: крышка САМА не дает открыть бутылку (без
знания "секрета").
В этом простом решении участвуют почти все ресурсы.
Структурный ресурс: на крышке и бутылке введены
элементы (зубья 1 на крышке и выступы 2 на бутылке)
для создания упора 3 крышки и препятствия вращению в
сторону открывания.
Информационный ресурс: 1) при сжатии крышки в одном
направлении, в другом направлении крышка
увеличивается в диаметре, при этом зубья выходят из
зацепления с выступами на бутылке, и крышку можно
вращать в сторону открывания; 2) на крышке нанесена
мнемоническая схема 4, открывающая "секрет" и
объясняющая, как открыть эту крышку.
Функциональный ресурс: крышка имеет новые
функциональные свойства, отсутствующие у обычных
крышек.
Пространственный ресурс: зубья и выступы меняют
форму крышки и бутылки в нужном для ИКР и ФИМ
направлении.
Материальный ресурс: крышка сделана эластичной 5.
Энергетический ресурс: в эластичной крышке после сжатия возникает запас
энергии для того, чтобы она САМА возвращалась к круглой форме.
Проблема в Задаче 2.3. Крышка для
емкости с моющей жидкостью
Как сделать, чтобы ребенок не мог
открыть бутылку с моющим средством?
Решение: крышка выполнена с двумя
"зубьями", по нижней окружности так,
что они упираются в выступы на
бутылке, и крышка не может вращаться.
Для открывания путем вращения
эластичную крышку нужно сжать в
определенных местах. Крышка сама
"защелкивается" при вращении в
сторону закрывания.
Доминирующие модели ТРИЗ:
фундаментальная трансформация в
структуре и в пространстве
Радикальное противоречие: крышка должна
плюс-фактор
вращаться
J||||g"i:' * й
1
минус-фактор
не вращаться
11111№111111;|1И1И1 ^ о^'';
%
..■$■
- ^х: -
Рис. 7.22. Секрет
крышки - в
эластичности!
Тема 7. Победить противоречие: создание эффективных идей 219
Пример 7.17. Решение для Задачи 1.22. Время не властно! Это случилось в 6
веке н.э. Поклонники религии фараонов вынуждены были поступить, фактически,
в соответствии с максимой Франциска Ассизского (см. 55): они выбрали смирение
перед непреодолимой вооруженной силой пришельцев-христиан, и они мудро
решили - время вернет все на свои места.
А это значит, что когда храм в Филэ превращался в церковь, а фрески
замазывались известкой, то... ничего не надо было делать! Наоборот, пусть
пришельцы наносят слой известки потолще, пусть рисуют на белой поверхности
свои кресты и тексты. Пройдут, может быть, века, и мир еще увидит
удивительные рисунки и краски древней египетской культуры!
Так и произошло (рис. 7.23). Не быстро, конечно, и тогда, когда древнеегипетская
религия все же прервала свое существование. Открытие Египта
археологическими экспедициями началось в XXI веке, и вскоре обнаружились
невероятные художественные богатства древнеегипетской культуры. Фрески
многих храмов пережили тысячелетия!
А в 1980 году остров Филэ ушел под воды Нила после строительства второй
очереди Асуанской плотины, однако была "воссоздана" копия (сделайте-ка
реинвентинг по ТРИЗ!) острова на "базе" острова Агилкия, которому придали
очертания острова Филэ. Туда и перенесли основные сооружения-памятники!
Ну, а возвращась к реинвентингу столь далеких событий и их более поздних
результатов, отметим, что сохранение фресок (см. также пример на следующей
странице) было объективно обеспечено за счет следующих ресурсов:
пространственный - вся поверхность фресок была покрыта раствором,
материальный - известковый раствор сохранил на многие столетия фрески и
барельефы древних храмов Египта и, в частности, острова Филэ,
временной - отложенное событие наступило, в то время как при других
вариантах выдающееся культурное наследие могло быть просто уничтожено.
Рис. 7.23. Восстановленный интерьер храма Изиды в Филэ, Египет
(http://architecture.artyx. ru)
220
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
С ВЕРОЙ В ОТЕЧЕСТВО!
Икона
Христа Спасителя
Икона
Николая Чудотворца
Начало работ: окно в
столетия открыть...
И проступает
лик Христа!
По инициативе Фонда Андрея
Первозванного на Спасской и
Никольской башнях
Московского Кремля в 2010 г. были
обнаружены и восстановлены
святые для русской истории и
культуры иконы - Христа
Спасителя и Николая Чудотворца.
Первое писание иконы
Спасителя над вратами Спасской
башни относится к 1521 году в
память охранения Москвы от нашествия крымского хана Магмет-Гирея. В 1737 г.
обновленная икона Спасителя выжила в пожаре, а в 1812 году пережила
наполеоновскую армию. Последнее обновление было сделано в 1896 году.
Создание иконы Николая Чудотворца относят к концу XV или к началу XVI века.
При отступлении французов из Москвы в 1812 году Никольская башня была ими
взорвана, но икона уцелела! Уцелела эта икона и в 1917 году, хотя и была
повреждена многочисленными пулями и осколками (см. молебен 1918 г. внизу).
Приказание закрасить иконы
было дано в 1937 г. к
празднованию 20-летия Октябрьской
Революции. Однако мастера-
маляры, как видно, свое дело
хорошо знали, хотя и могли
поплатиться жизнью за
содеянное: они спрятали иконы
сначала под металлической
сеткой, а затем под слоем
известковой штукатурки, и
только затем закрасили
краской. Вот и дожили иконы
до наших дней почти в
сохранности. Вновь явленные
миру и вновь освященные, над-
вратные святые иконы
Московского Кремля будут служить
вере новых поколений в свое
Отечество, в возрождение
России, в процветание ее
многострадальных народов и
земель, в ее будущее,
достойное ее великой истории. Мы
же будем учиться у истории -
знаниям, мастерству,
творчеству, умению понимать
красоту и отстаивать правду,
беречь и приумножать то, что
приходит к нам в наследство.
www: fap.ru; patriarchia.ru; kp.ru; 5-tv.ru
Спасская башня,
2010
Никольская башня,
1918
-_ #^>- Ф'.м... \ц» г>:;
'■•"'-./
Тема 7. Победить противоречие: создание эффективных идей
221
$т##ш
Пример 7.18. Решения для Задачи 2.8. BRT. BRT - Bus Rapid Transit - это
скоростные линии, выделенные на обычных улицах для передвижения только
автобусов.
Однако, на многих улицах,
даже относительно широких,
это сделать уже невозможно.
Поэтому концепция BRT
нашла место в "третьем
измерении" - в высоте.
Предложение состоит в
строительстве над улицами
второго транспортного этажа.
Это в 2-3 раза дешевле, чем
прокладка там же скоростных
железнодорожных линий.
Рис. 7.24. По ТРИЗ: переход в иное измерение -
возможное строительство эстакад для автобусов
(http://lightraiIjacksonville.webs.conVbrtvslrtii.htm)
Пример 7.19. Решения для Задачи 2.9. Автобус - троллейбус - трамвай - ?
Выдающаяся высокоэффективная идея предложена китайской компанией Hashi
Future Parking Equipment Co., Ltd - "полый трамвай-автобус" большой высоты и
ширины, между колесными опорами которого, т.е. между рельсами, могут
двигаться легковые автомобили в две полосы! На остановках или попутно
ведется подзарядка. В четырех секциях "трамвая" могут ехать 1200 пассажиров.
Сделайте экстрагирование и реинвентинг этого замечательного изобретения.
•; ■■&. т'¥"¥«-у " "_". ^ ^•SplPjjjS'
CQ <D
О
«s
I +
<D
Ь <D
<D *
CL 3
Ю <D
О CL
S <D с
оо«
^ 2 з
<D c Ф
I 18
d g !
CL S S
**
*ча&^ * II '
" " «^i"5r: „- As -&**■■*
222
Часть 2. Первичные фундаментальные модели ТРИЗ
Пример 7.20. Решение для Задачи 1.23. Искусство и ремесло льда. Для ИКР
можно переписать исходное радикальное противоречие в следующем виде:
ледяных кирпичей должно быть ► много в скульптурах И мало на территории
выставки (так как невозможно получить их силами художников).
Решение использует практически все ресурсы. Отметим здесь:
системный ресурс - лед режут недалеко на большой реке Сунгари ленточными
пилами, установленными на тракторах, и подвозят грузовиками (рис. 7.24,а), т.е.
основная операция вынесена за пределы системы - выставочной территории;
временной ресурс - строительство скульптур (рис. 7.24,Ь) ведется в течение
почти двух месяцев специальными бригадами и напоминает сборку Лего-
конструкций, а в последние две-три недели художники выполняют отделку.
Примеры решений, рассмотренные в этом и предыдущих разделах, являются,
несомненно, изобретательскими, хотя их так и хочется назвать просто
примерами на основе здравого смысла. И все же - это творчество128. Идеи этих
решений только кажутся простыми, но ведь они не были очевидны до того
момента, пока нам не объяснили их и не показали, как сделать тот или иной
артефакт - см. небольшой дополнительный материал о феномене
"Исчезновение чуда" в конце раздела 2.2. Ноосферы творчества.
И все же для решения более сложных и, тем более, новых, не знакомых, задач
нам не обойтись без обязательного шага в моделировании творческих решений -
без анализа противоречий. А учиться мы будем по-прежнему на простых
примерах! Так проще, а в итоге - надежнее для понимания и, следовательно,
эффективнее. И дело не в том, о чем задача, или насколько эффективно
решение, или насколько нам нравится или не нравится это решение, а в том,
насколько четко можно показать присутствие определенных моделей, показать
так, чтобы это запомнилось и могло быть использовано при решении и учебных,
и реальных задач.
великолепными и бесчисленными примерами такого творчества насыщены передачи "Очумелые
ручки" на Первом канале Российского телевидения, а также аналогичные рубрики во многих
журналах, например, в журнале "Наука и Жизнь", а также многочисленные сайты в инете
ЧАСТЬ 3. ПРОДВИНУТЫЕ
ПЕРВИЧНЫЕ МОДЕЛИ ТРИЗ
Стандартный минимум для сертификации
на уровень МТРИЗ Практик
Все следует делать
как можно проще,
но не проще
129
простого
Альберт Эйнштейн
Гао Хонг, профессор, декан физического
факультета Харбинского Педагогического
Университета, участница семинара для 1000
обучаемых: Я просто поражена простыми и
эффективными моделями Модерн ТРИЗ. И я
сейчас убеждена, что Модерн ТРИЗ должна
преподаваться в нашем педагогическом
университете и в других университетах.
129 Альберт Эйнштейн (1879-1955) - выдающийся немецкий физик, один из основателей
современной физической теории, лауреат Нобелевской премии по физике 1921 года
ТЕМА 8. КОМПЛЕКСНЫЕ МОДЕЛИ ТРИЗ
8.1. Расширенная классификация противоречий
В рассмотренных ранее задачах мы сделали акцент на стандартное и
радикальное противоречия. Однако на практике в процессе решения проблемы
используются и другие типы системных противоречий. Краткая характеристика
этих противоречий, включая уже известные, заключается в следующем.
Генеральное
противоречие
Ординарное
противоречие
Радикальное
противоречие
Стандартное
противоречие
Композиционное
противоречие
Генеральное противоречие (от англ. general - общий,
обобщенный, главный, наиболее общего характера, наиболее
широко распространенный; в классической ТРИЗ это
противоречие называется административным) - системное
требование, отражающее лишь общую потребность либо в
достижении некоторого свойства или состояния, либо в
устранении препятствия для требуемого функционирования
системы.
Ординарное противоречие (от англ. ordinary - ординарный,
простой) - системное требование, представленное
определенным целевым свойством, которое нужно либо 1)
увеличить, усилить (позитивный тип: указан только плюс-фактор,
или тренд-фактор), либо 2) исправить, или, напротив, ослабить,
устранить (негативный тип: указан только минус-фактор, или
проблем-фактор).
Радикальное противоречие (от англ. radical - коренной,
радикальный, решительный, действенный) - совокупность двух
противоположно направленных системных требований к одному
и тому же свойству.
Стандартное противоречие (от англ. standard - типовой,
стандартный, шаблонный, нормативный) - совокупность двух
несовместимых системных требований к различным свойствам.
Композиционное противоречие (от англ. composition -
составной, сложенный, смешанный, комбинированный) -
совокупность двух и более стандартных противоречий.
Возможно рассмотрение композиционных противоречий, составленных из
радикальных противоречий. Однако этот вопрос выходит за рамки книги.
На рис. 8.1 приведена классификационная схема основных системных
противоречий. Рассмотрим несколько примеров, ориентируясь на начинающих
читателей.
Начнем с генерального противоречия, понимание которого требует
определенного опыта. Мы все постоянно сталкиваемся с этим противоречием в виде
постановки какой-то общей цели. Рассмотрим примеры.
Пример 8.1. Тренировка пловцов-марафонцев. Нужно обеспечить
круглогодичную подготовку пловцов для будущих заплывов в открытых водоемах
на длинные и сверхдлинные дистанции.
Тема 8. Комплексные модели ТРИЗ
225
Проблема: тренировка в открытом водоеме круглый год невозможна из-за
погодных условий. А при тренировке в обычном бассейне повороты у краев
бассейна нарушают технику и скорость движения, в отличие от заплыва в
открытой воде.
Исходная идея (вариант): строительство специализированного бассейна.
Что можно сделать? Прежде всего, сформулировать кратко содержание
проблемы.
Компетенция /
главного конструктора
Генеральное
т
р---| Стандартное
(+)-фактор
vs/и
(-)- фактор
Специалисты-
проектировщики
$Л ^Л-
*] Композиционное
Композиция
стандартных
противоречий
Методы решения противоречий
Рис. 8.1. Классификация противоречий и способов их решения
Генеральное противоречие: нужно повысить адекватность тренировки
пловцов-марафонцев в бассейне.
В этой формулировке не раскрыты ни содержание, ни причина проблемы. Но
именно так нередко и представляются задачи их постановщиками. Сами
постановщики задач в целом понимают, конечно, что они имеют в виду, хотя и
это не всегда так. Например, в данном случае хорошо бы перевести слишком
общее представление проблемы в более конкретные требования: устранить
повороты у краев бассейна, сделать водную дорожку "бесконечной", или,
действительно, сделать специализированный бассейн любой сложности и т.п.
Пример 8.2. Тренировка дайверов. Подготовка дайверов' - прыгунов с
трамплина и вышки в бассейне - требует выполнения сотен и тысяч прыжков.
Многие из прыжков связаны с отработкой сложных движений. При этом не
гарантировано правильное вхождение рук и тела в воду. И тогда возможны не
только болезненные удары о воду, но и травмирование спортсменов.
Проблема: при отработке новых движений из-за неправильного вхождения
дайвера в воду имеется значительная опасность получения травм.
дайверами называют также любителей подводного плавания
226
Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
Генеральное противоречие: нужно повысить безопасность тренировки
дайверов.
И снова можно видеть главный недостаток генерального противоречия: сама
задача выглядит как-будто более-менее понятной, но это обманчивое
впечатление. Например, не ясно, что значит "повысить безопасность" -
уменьшить степень опасности травм или вовсе исключить вероятность
травмирования? Не ясно, какие ресурсы доступны или, наоборот, недостаточны
для решения. Например, должен ли спортсмен при тренировке обязательно
входить в воду или может быть применен имитационный подход без контакта с
водой? В целом, не ясно, как будет оцениваться решение этой задачи.
Именно в этом и состоит главный недостаток слишком неопределенной
постановки проблемы, которая в общем виде выглядит так:
получить какой-то общий результат
(без раскрытия как путей, так и препятствий для решения проблемы).
Да и определенная постановка может обладать тем же "качеством" -
отсутствием очевидных путей и ресурсов для ее решения. Вспомните, например,
постановки задач для проектирования новых истребителей в 1930-е годы
(Примеры 5.11-5.15). Как ставилась задача: мировой уровень достигнутых
скоростей равен, скажем, 300 км в час, поэтому руководство ставит цель достичь
в ближайшее время 450 км в час! Все! Больше ничего нет. Вот и достигайте
поставленную цель, решатели проблем. Как Вы будете решать эту задачу?
Точно так же генеральные противоречия присутствуют в любой другой
проблемной ситуации. Пересмотрите еще раз с этой точки зрения описания
проблемных ситуаций в задачах Р4 и Р5, а также в примерах 1.3-1.6, 1.12-1.23,
3.2 (задача в задаче), 5.16-5.18, 5.20, 5.22-5.27, 6.3.
Приведем еще два совершенно простых и очевидных примера.
Пример 8.3. Стакан чая. Генеральное противоречие: нужно взять горячий
стакан, чтобы пить из него чай.
Здесь присутствует только общая потребность действия без указания на
проблему. Можно только догадываться, что, по-видимому, горячий стакан может
обжечь пальцы.
Пример 8.4. Уголок листа органайзера. Генеральное противоречие: как помочь
пользователю отрывать уголок листа быстро и аккуратно?
Здесь присутствует только общая постановка задачи без указания, что мешает
отрывать уголок листа быстро, или что означает - отрывать аккуратно, а что -
неаккуратно.
Обратите внимание, что такие высказывания (формулировки) встречаются едва
ли не во всех проблемных ситуациях. С них начинается объяснение практически
любой проблемы. И именно поэтому они носят общий характер, дают некое
исходное обобщенное представление о существовании определенной
проблемы, которую предстоит решить.
Структура проблемной ситуации здесь еще не раскрыта. Не ясно, какая точно
ставится цель, и что мешает ее достижению.
Тема 8. Комплексные модели ТРИЗ
227
И все же генеральное противоречие хоть и расплывчато, но обозначает область,
а иногда и направление (и цель, и тренд), в котором существующая проблема
будет разрешаться. Это направление выражено с точки зрения пользователя,
потребителя, заказчика (вышестоящей системы), который не объясняет с самого
начала суть проблемы, но желает получить определенный результат.
Например, для приведенных выше ситуаций:
1) в примере 8.1 следует исходить из того, что есть какие-то свойства тренировки
в обычном бассейне, которые не соответствуют условиям марафонского заплыва
в открытой воде, и тем самым не выполняются условия адекватной тренировки.
Еще до уточнения претензий заказчика мы можем сами представить себе, что
тринировочные условия могут отличаться более высокой температурой воды в
бассейне, необходимостью многократно выполнять энергозатратные повороты у
стенок бассейна, поскольку бассейн короткий, и т.п.
2) в примере 8.2 понятно, что есть угроза безопасному дайвингу в виде удара о
воду, а значит, эту угрозу надо раскрыть и устранить!
3) в примере 8.3 нашу догадку о том, что мешает взять в руки горячий стакан,
надо уточнить, и затем устранить имеющуюся проблему!
4) в примере 8.4 нужно уточнить, что мешает отрывать уголок быстро и
аккуратно, и потом искать способ помочь преодолению имеющейся проблемы!
Генеральные противоречия являются отражением проблемной ситуации, хотя и
содержат системное противоречие неявно. В генеральном противоречии наличие
трудно достижимой цели или наличие препятствия подразумевается и может
быть уточнено.
ВНИМАНИЕ. При решении реальных задач генеральное противоречие всегда
нужно переводить в любое другое (см. рис. 8.1).
Конечно, в любом случае не известно, как получить требуемый результат. И
для дальнейшего продвижения в решении проблемы нужно будет
структурировать ее описание, определить критерии оценки качества решения,
имеющиеся препятствия, доступные ресурсы и ограничения. Для этого в ТРИЗ, в
системном анализе и в анализе качества имеются специальные инструменты, в
частности, функционально-стоимостной анализ.
Классификация основных способов разрешения противоречий представлена на
рис. 8.1, где приняты следующие обозначения:
SITO - Single In Tuple* Out: использует единственный вход в А-матрицу - либо
через плюс-фактор для позитивного ординарного противоречия, либо через
минус-фактор -для негативного ординарного противоречия;
RICO - Radical In Cluster Out: формально использует два входа А-матрицы с
одним и тем же названием фактора; практически использует дополнительные
таблицы для выбора поддерживающих специализированных навигаторов для
получения решения;
BICO - Binary In Cluster Out: использует два входа А-матрицы с разными
названиями плюс- и минус-факторов;
tuple - кортеж, группа связанных данных (англ.)
228 Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
MITO - Multiple In Tuple Out: комбинирование нескольких стандартных
противоречий означает использование нескольких плюс- и минус-входов А-
матрицы.
Остальные особенности, раскрывающие смысл обозначений рассмотрены в
соответствующих разделах при описании этих методов.
И в заключение этого раздела отметим, что структурно противоречия образуют
хорошо известную в ТРИЗ систему "моно - би - поли" (рис. 8.2).
Генеральное
(нуль-противоречие)
Ординарное
(монопротиворечие)
моно би поли
Рис. 8.2. Классификация противоречий на основании системной
ТРИЗ-модели "моно - би - поли - моно"
Система "стартует" от генерального противоречия, которое может быть
обозначено также как "нуль-противоречие", поскольку не содержит явного
противоречия, а только некоторое, иногда весьма расплывчатое, общее
требование или пожелание.
Генеральное противоречие может быть переведено, в первую очередь, в формат
ординарного противоречия, которое может быть обозначено как
"монопротиворечие", поскольку оперирует либо с явно указанным позитивным
аспектом - плюс-фактором, либо с негативным - минус-фактором.
Ординарное противоречие непосредственно соседствует с радикальным,
поскольку достаточно предъявить к любому ординарному свойству два взамно-
исключающих требования, а именно, увеличить и уменьшить значение главного
параметра этого свойства, как ординарное противоречие формально
превратится в радикальное.
Другие связи, отражающие переходы противоречий друг в друга показаны
пунктирными стрелками и рассматриваются в программах Модерн ТРИЗ
Академии более высокого уровня.
И в заключение этого раздела отметим, что на рис. 8.2 показана также
возможность перехода от любого из противоречий к генеральному противоречию,
включая переход от композиционного противоречия, а последнее означает
системный переход "поли - нуль". "Нуль-противоречие" здесь имеет немалый
смысл с точки зрения идеологии ТРИЗ и может означать исчезновение проблемы
на данном уровне с переводом и проблемы, и процесса ее решения, на более
высокий системный уровень, чем, например, уровень изменяемой оперативной
зоны. Тогда в рассматриваемой оперативной зоне имеющиеся противоречия
действительно "обнуляются" и замещаются обобщающей проблемой на более
высоком уровне, возможно сформулированной в виде нового генерального
противоречия, то есть в более общей постановке.
■-Н
Радикальное
(двойное
монопротиворечие)
к
Стандартное
(бинарное
противоречие)
Композиционное
(поли-противоречие)
Тема 8. Комплексные модели ТРИЗ
229
8.2. Решение ординарных противоречий по методу
SITO - Single In Tuple Out
Ближайшими производными от генерального противоречия являются
ординарные противоречия.
Практически всегда имеется возможность перейти от генерального противоречия
к ординарному. Для этого достаточно уточнить либо цель, либо препятствие, для
удовлетворения определенной потребности и, соответственно, для
формирования ординарного противоречия позитивного или негативного типа.
Пример 8.5. Тренировка пловцов-марафонцев (продолжение Примера 8.1).
Первым приближением к ординарным противоречиям может служить следующее
высказывание:
"Как повысить адекватность тренировки пловцов путем исключения
поворотов у стенок бассейна?"
Это высказывание можно заменить ординарным противоречием негативного типа
с указанием функционального недостатка, который необходимо устранить: Как
устранить повороты пловца у краев бассейна?
От исходного высказывания можно перейти к ординарному противоречию
позитивного типа с указанием свойства, которое необходимо усилить: Как
создать "очень длинную"- до бесконечности - водную дорожку?
Пример 8.6. Тренировка дайверов (продолжение Примера 8.2).
Первым приближением к ординарному противоречию может служить следующее
высказывание:
"Как безопасно тренироваться прыгунам в воду, чтобы при неправильном
падении в воду исключить травмы от удара о воду?"
Здесь более уместно ординарное противоречие негативного типа, так как указан
недостаток, который необходимо устранить: травмирующее воздействие воды
при вхождении дайвера в воду. Следовательно, противоречие может иметь такой
вид: Как, при неправильном вхождении в воду, исключить травмы от удара о
воду?"
Пример 8.7. Стакан чая (продолжение Примера 8.3). Первое приближение к
ординарному противоречию:
"Как взять горячий стакан, чтобы пить из него чай, если стакан обжигает
пальцы?"
Ординарное противоречие негативного типа: как устранить обжигающее
воздействие горячей поверхности стакана на пальцы?
Пример 8.8. Уголок листа органайзера (продолжение Примера 8.4). Первое
приближение к ординарным противоречиям:
"Как помочь пользователю отрывать уголок листа быстро и аккуратно?"
Ординарное противоречие позитивного типа с указанием свойства, которое
необходимо усилить: как отрывать уголок листа быстро?
230 Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
Второй вариант позитивного ординарного противоречия: как отрывать уголок
листа аккуратно?
Ординарное противоречие негативного типа с указанием функционального
недостатка, который необходимо устранить: как избежать возникновения
случайных отклонений разного размера и формы при попытках быстрого
отрывания уголка, из-за чего органайзер приобретает некрасивый,
неаккуратный вид?
Здесь такие условия, как "быстрое отрывание" и "неаккуратный вид", точнее, в
обратном варианте - "аккуратный вид", являются и ограничивающими
условиями, и критериями качества будущего решения.
Рассмотрим метод SITO для решения ординарных противоречий.
Метод SITO чаще применяется для экспресс-решений, то есть тестовых,
пробных, решений некоторой задачи, для которой еще недостаточно ясны все
плюс и минус-факторы, но можно попробовать протестировать проблему и
систему на "сопротивляемость изменениям".
Различают методы SITO+ и SITO- по тому признаку, что первый работает с плюс-
фактором А-матрицы, а второй - с минус-фактором.
Суть метода предельно проста: для определенного неформально описанного
свойства выбирается соответствующий плюс- или минус-фактор как вход в А-
матрицу. Далее из строки (для плюс-фактора) или из столбца (для минус-
фактора) А-матрицы выбираются навигаторы, которые встречаются в этой строке
(столбце) наиболее часто. Получается ранжированный список таких навигаторов,
в которых первую позицию занимает навигатор, который встречается в строке
(столбце) наиболее часто (рис. 8.3).
Рекомендуется начинать применение полученного списка с навигаторов,
имеющих более высокий ранг, то есть стоящих в начале списка.
Понятно, что такой выбор не нужно выполнять всякий раз при построении
ординарных противоречий, поскольку можно обратиться к заранее
приготовленным таблицам (см. разделы 12. Решение ординарных противоречий,
13. Таблица SITO-плюс и 14. Таблица SITO-минус" в "Первичные инструменты
ТРИЗ. Справочник практика").
Смысл подхода состоит в том, что так или иначе все навигаторы, находящиеся,
например, в одной строке, "участвуют" в изменении определенного плюс-
фактора, а находящиеся в одном столбце - в изменении определенного минус-
фактора. Остается выбрать навигаторы, которые используются более часто.
Примеры применения моделей ТРИЗ мы представляем здесь как описание и
результаты совместной работы двух персонажей - "Изобретателя" и "Заказчика"
- для решения проблем, поставленных Заказчиком. Примеры описываются в
упрощенном виде без деталей, иногда, к сожалению, существенных. При этом и
решения показаны только такие, которые не попадают под ограничения на право
публикации, зафиксированные в соглашениях о конфиденциальности,
защищающих интересы Заказчика и подписанных Изобретателем. Правда, и
наша цель состоит не более чем в демонстрации разнообразия проблемных
ситуаций и в иллюстрировании эффективного применения ТРИЗ.
Тема 8. Комплексные модели ТРИЗ
231
начало
а)
07
Сложность устройства
10
11
03
04
02
05
08
14
Проб«**._к|
фгетор Ц>
фактор ^У
I!
II
И
начало
07
Сложность устройства
03
02
10
04
01
11
14
05
Рис. 8.3. Схема формирования ранжированного списка для
методов SITO+ (а) и SITO- (Ь)
232 Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
Серия примеров: усовершенствование маркировочной машины.
Для того, чтобы направить письмо по новому адресу (в случае смены адреса
получателем), на конверт наклеивается этикетка с новым адресом. Такая
операция производится в крупных почтовых центрах с помощью специальных
маркировочных машин.
Условная компонентная схема машины, поставляемой Заказчиком в почтовые
центры, представлена на рис. 8.4.
Рис. 8.4. Компонентная схема машины для нанесения этикеток
Изделие 1 (конверт) движется в направлении 2, а этикетка 3, на одну сторону
которой нанесен клей, прижимается к конверту пневматическим прижимом 4 с
помощью импульса сжатого воздуха, действующего в направлении 5. Затем на
приклеенную этикетку принтер 6 наносит новую адресную информацию с
помощью красящей струи 7.
Ножницы 8 движутся в направлении 10 и отрезают кусок определенной длины
(этикетку) от ленты, подаваемой на ножницы дозатором 12 по направлению 11.
Отрезанная этикетка подается затем к прижиму 4 в направлении 9.
Дозатор 12 проталкивает через ножницы 8 точно отмеренный кусок ленты,
отмотанный с рулона 14 по направлению 13. При отматывании ленты рулон
получает вращение в направлении 15.
Конверты имеют разные размеры, однако автоматика отслеживает момент
появления передней кромки очередного конверта и подает команду на прижим
для приклеивания этикетки, подготовленной для этого конверта.
Поскольку постоянно растут требования к скорости обработки писем, то растут и
требования к машинам наклеивания этикеток и нанесения на них адресной
информации. При этом повышение скорости обработки (главный параметр) не
должно ухудшать заданную точность размещения этикетки на конверте согласно
действующему стандарту.
Рассмотрим (вместе в данном и следующем разделах) несколько примеров
последовательной модернизации и развития машины для нанесения этикеток на
конверт. Эти задачи последовательно ставились Заказчиком и разрешались
вместе с Изобретателем в течение ряда лет.
Тема 8. Комплексные модели ТРИЗ
233
Пример 8.9. Увеличение главного параметра в 2 раза.
При попытке увеличить скорость перемещения конверта в 2 раза выяснилось,
что этикетка часто не попадает в заданное место на конверте, либо
устанавливается с перекосом. Это происходит как из-за неравномерного
воздействия импульса воздуха по поверхности этикетки, так и из-за
возникновения деформации тонкой этикетки.
Изобретатель построил решение во
Изобретения (МАИ) следующим образом.
соответствии с Мета-Алгоритмом
Шаг 1: тренд (диагностика). Трудности будут возрастать!
Эскиз нанесения этикетки на изделие показан на рис. 8.5.
Этикетка
Импульс
воздуха
Рис. 8.5. Подача импульса воздуха для нанесения этикетки
Главные причины проблемы состоят в следующем.
Во-первых, происходит деформация этикетки и запаздывание (а иногда и
опережение) момента соприкосновения этикетки с поверхностью конверта.
Во-вторых, в слое воздуха у поверхности движущегося конверта возникают
аэродинамические эффекты, препятствующие сближению этикетки с конвертом.
В-третьих, иногда импульс воздуха изгибает этикетку в середине, и приклеенная
в середине этикетка начинает движение вместе с конвертом, что ведет к
воздействию на передний край этикетки удара воздуха, набегающего на конверт.
Этот удар приводит к загибанию или перекосу (даже к срыву) этикетки и к
невозможности завершить правильное приклеивание.
Шаг 2: редукция (реформация). Что нельзя изменить?!
Две модели дают достаточно полное представление о корнях проблемы.
Одно из возможных стандартных противоречий:
Плюс-фактор
Нанесение этикетки
(импульсом воздуха)
Требуется увеличение скорости
Возникает снижение точности
Минус-фактор
Рис. 8.6. Пример формулировки стандартного противоречия для
проблемы дефектов при нанесении этикетки
234 Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
Вариант радикального противоречия:
Импульс
воздуха
Должен быть сильным, чтобы наклеивать этикетку быстро
Должен быть слабым, чтобы этикетка не деформировалась
Рис. 8.7. Пример формулировки радикального противоречия для
проблемы дефектов при нанесении этикетки
Требуемый "идеальный результат": нанести этикетку "быстро-И-точно" при
любом росте скорости!
Рассмотрим ресурсы в оперативной зоне, непосредственно примыкающей к
поверхности конверта и включающей этикетку, а также часть поверхности
конверта в месте нанесения этикетки.
Объектный (системный) ресурс, требуемый рост производительности работы
достигается прежде всего увеличением скорости движения изделия (конверта), и
именно это ведет к возникновению проблемы снижения точности. Здесь нет
резерва для "маневров", так как увеличение скорости всего лишь в 2 раза уже
создало проблему.
Информационный ресурс, есть некоторые возможности повышения точности
измерений для оптимизации момента подачи импульса воздуха.
Функциональный ресурс есть возможность управления параметрами импульса
воздуха, но это выглядит очень сложным. Трудно генерировать импульс воздуха
"правильной формы" и подавать его точно в "нужный момент".
Структурный ресурс, обращает на себя внимание несогласованность
направлений движений этикетки и изделия. Эти направления (показаны на рис.
8.5 жирными стрелками) взаимно ортогональны, то есть направлены под углом
90° друг к другу. При увеличении скорости движения конверта затрудняется
попадание этикетки в требуемую позицию. Здесь изменения вполне возможны.
Пространственный ресурс, есть возможность управления "формой" импульса
воздуха, но это не выглядит простым решением (см. Функциональный ресурс).
Временной ресурс, практически нет "дополнительных" возможностей (см.
Информационный ресурс).
Материальный ресурс, замена материала этикетки запрещена Заказчиком.
Энергетический ресурс, рост мощности импульса неперспективен из-за
дальнейшего обострения проблемы. Однако возможно согласование
направлении потоков энергии, что близко к результатам анализа структурного
ресурса.
Итак, в рамках исходного принципа действия машины только один ресурс -
структура движений - может быть рассмотрен как относительно перспективный
для поиска решения.
Для экспресс-решения можно применить метод SICO+ при следующей
формулировке позитивного ординарного противоречия:
"требуется увеличить скорость движения изделия (конверта)".
Это требование соответствует плюс-фактору "22 Скорость" из А-матрицы.
Тема 8. Комплексные модели ТРИЗ
235
Шаг 3: изобретение (трансформация). Создать условия для "идеального
результата"!
Из каталога "Таблица для SITO-плюс" выбираем строку 22, в которой содержится
следующий список навигаторов: 04, 01, 11, 02, 08, 15, 30, 05.
Обращает на себя внимание навигатор "04,с Замена механической среды",
который можно интерпретировать следующим образом: перейти от
неструктурированных полей к полям, имеющим определенную структуру. В
нашей интепретации: перейти от "плохо" структурированных и
"несогласованных" движений к "хорошо" структурированным и "согласованным"
движениям.
В соответствии с моделью "02,Ь Предварительное действие" подходит
следующая рекомендация: заранее расставить объекты так, чтобы они могли
вступить в действие с наиболее удобного места и без затрат времени на
доставку.
Итак, намечается тренд изменения и согласования траекторий движения
конверта и этикетки. Траекторию движения конверта менять нельзя. Остается
возможность изменения траектории движения этикетки.
Идея согласованных траекторий - прямолинейная 1
траектория (1) движения конверта и "вращатель- \
ная" траектория (2) движения этикетки -
иллюстрируется рис. 8.8.
В таком согласованном движении этикетка как бы
"прикатывается" к конверту наподобие колеса,
постепенно приклеивается к конверту и уходит с
ним на операцию нанесения адресной
информации.
Однако, реализация таких траекторий в "старой"
возможной. Более того, учитывая общий тренд
скорости движения изделий, можно прийти к выводу, что здесь исчерпан ресурс
самого принципа нанесения этикетки с помощью импульса воздуха.
Нужен новый узел. Эскиз технического решения представлен на рис. 8.9.
Конверт
А
Рис. 8.8
машине не представляется
на дальнейшее повышение
Наклеиваемая этикетка
Барабан с вакуумным
захватом
Прижим этикетки
Следующая этикетка
Рис. 8.9. Прижимной механизм в виде барабана с вакуумным захватом
236 Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
В техническом решении предложено выполнить устройство нанесения этикетки в
виде вращающегося барабана, имеющего на боковой поверхности одно, два или
более окон (показаны на рисунке в виде заштрихованных областей), при этом
этикетки прижимаются к поверхности барабана атмосферным давлением, так как
изнутри барабана воздух откачивается от окон встроенным насосом.
Шаг 4: зуминг (верификация). Хорошее ли это решение?
Анализ показывает, что, во-первых, исходные противоречия отсутствуют
полностью.
Во-вторых, новый принцип имеет большие возможности для дальнейшего
увеличения скорости работы! Поэтому Заказчик признал идею решения
эффективной, хотя и ведущей к радикальной смене принципа работы узла.
В-третьих, Заказчик приветствовал появление "сильного" позитивного
"сверхэффекта" - устранение большого шума в цехе обработки корреспонденции
благодаря прекращению непрерывной "пулеметной очереди" из импульсов
воздуха от прежней машины!
Кстати, Изобретатель не знал о существовании проблемы сильного шума в
масштабах цеха от работы "старой" машины, и потому "тихая машина" стала
действительно неожиданным и приятным "сюрпризом". Это стало весьма важным
преимуществом новой машины!
Пример 8.10. Увеличение главного параметра в 4 раза.
Спустя какое-то время потребовалось увеличить скорость перемещения
конверта еще вдвое. При этом обнаружился очень неприятный недостаток,
избавиться от которого оказалось поначалу не просто, несмотря на очевидную и
простую причину проблемы.
Проблема заключалась в том, что появились ошибки в подаче ленты
дозирующим узлом (позиция 12 на рис. 8.4). Причиной ошибки стало
проскальзывание-тянущих роликов на клеевой стороне ленты.
Изобретатель построил решение следующим образом.
Шаг 1: тренд (диагностика). Проблема не сдается!
Эскиз для объяснения ситуации приведен на рис. 8.10 .
Рис. 8.10. Механизм протяжки ленты
Тема 8. Комплексные модели ТРИЗ
237
При проскальзывании нижнего ролика на клеевой стороне ленты возникает
ошибка в продвижении ленты на позицию для отрезания (рис. 8.11,а).
ошибка
а)
Ь)
Рис. 8.11. Попытка устранения ошибки (а) усилением
прижатия (Ь) роликов
При усилении прижатия роликов (рис. 8.11,Ь) появляется деформация ленты в
виде продавливания. Выполнение роликов с "шипами" тем более представляется
невозможным.
Шаг 2: редукция (реформация). И снова - смотреть в корень!
Следующие две модели достаточно полно отображают проблему.
Исходное стандартное противоречие:
Плюс-фактор
Увеличение силы
прижатия роликов к ленте
Лента тянется хорошо без проскальзывания
Лента повреждается
Минус-фактор
Рис. 8.12. Пример формулировки стандартного противоречия
для проблемы проскальзывания роликов
"Неразрешимое" радикальное противоречие:
Клей
К
должен быть на поверхности ленты для наклеивания этикетки
не должен быть на поверхности ленты для хорошей протяжки ленты
Рис. 8.13. Пример формулировки радикального противоречия
для проблемы проскальзывания роликов
Требуемый "идеальный результат": протянуть ленту "точно-И-неповрежденной"
при любом росте скорости!
Однако, характер радикального противоречия не оставляет шансов решить эту
проблему без радикальных изменений.
238
Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
Для экспресс-решения можно применить метод SICO- при следующей
формулировке негативного ординарного противоречия:
"требуется устранить негативное проявление
сильного прижатия ленты роликами".
Это требование соответствует минус-фактору "13 Внешние вредные факторы" из
каталога "Таблица для SITO-минус" и дает следующий список навигаторов: 21,
01,05,03,04,38,06,08.
Шаг 3: изобретение (трансформация). Ресурс исчерпан - вводим ресурс!
К сожалению, трудно воспользоваться рекомендациями навигатора "21 Обратить
вред в пользу", поскольку сильное прижатие необходимо для протяжки ленты в
условиях роста скорости и присутствия клея.
Перспективно выглядит навигатор "01,b Изменение агрегатного состояния
объекта", который можно интерпретировать следующим образом: изменить
концентрацию или консистенцию (клея). Заметим, что изменить концентрацию
до нуля означает... устранение клея!
В соответствии с моделью "05 Вынесение" подходит следующая рекомендация:
отделить от объекта "мешающую часть" ("мешающее" свойство) или,
наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство)..
Похоже, что требуется просто убрать клей хотя бы с части ленты, чтобы ролики
не проскальзывали!
Навигатор "03,а Дробление" подсказывает: "разделить объект на независимые
части".
Что ж, можно разделить ролики на части, которые катились бы по частям ленты,
свободной от клея. А ведь это похоже на решение!
Это же решение может быть получено на основе применения фундаментальной
трансформации в пространстве: часть пространства обладает свойством А, а
другая часть - свойством не-А. При этом вся система обладает обоими
необходимыми свойствами, если, конечно, не ухудшаются другие свойства.
Итак, направление решения данной проблемы: часть ленты оставить без клея и
обеспечить соприкосновение тянущих роликов с лентой только в местах без клея
(рис. 8.14).
Рис. 8.14. Возможный вариант нанесения клея на часть
поверхности ленты
Тема 8. Комплексные модели ТРИЗ
239
Шаг 4: зуминг (верификация). Все ли проблемы решены?
Заказчик признал идею решения эффективной и несложной для реализации в
машине.
При этом возник весьма полезный сверхэффект - большая экономия клея, а
значит, существенное удешевление ленты. О получении именно такой ленты
было бы нетрудно договориться с поставщиком. В целом, учитывая большой
расход ленты в масштабе многих почтовых центров, решение дает значительный
экономический эффект.
Но Заказчик указал и на серьезный негативный эффект: необходимость
изменения действующего стандарта на "конструкцию" этикетки. Такой процесс
может длиться годами... И все же вот уже несколько лет на многих журналах и
конвертах можно видеть этикетки именно с частично нанесенным клеем в виде
полосок вдоль этикетки.
8.3. Решение композиционных противоречий по методу
MITO - Multiple Input Tuple Output
Метод MITO состоит в том, что составляется столько стандартных противоречий,
сколько требуется по условиям задачи. Для каждого противоречия выписываются
навигаторы из всех кластеров, при этом создается список, в котором на первом
месте ставится навигатор, который наиболее часто встречается во всех
выбранных кластерах, затем ставится навигатор, имеющий второй ранг по
частоте применения в этих кластерах, и так далее.
Понятно, что как и в методе SITO, рекомендуется начинать применять
навигаторы с первого в ранжированном списке.
Конечно, вручную проделывать такую работу не просто. Однако в софтвере
EASyTRIZ эта процедура полностью автоматизирована.
Рассмотрим работу метода MITO на примерах, продолжающих развитие
маркировочной машины, описанной в предыдущем разделе.
Пример 8.11. Увеличение главного параметра в 10 раз.
Спустя какое-то время Заказчику потребовалось увеличить скорость
перемещения конверта еще в 2-3 раза. При этом ножницы перестали успевать
нарезать этикетки, а старт-стопный режим подачи ленты через ножницы на такой
скорости ведет к появлению изгибов ленты под воздействием воздуха и, как
следствие, к различным дефектам отрезания.
Так что появились по крайней мере две оперативные зоны со своими
проблемами и в сумме с добрым десятком противоречий.
И только узел установки этикеток на конверты (Пример 8.9) продолжал успешно
выдерживать рост скорости движения изделия! Вот что значит удачное решение
с большим запасом ресурса на рост главного параметра!
Изобретатель и специалисты Заказчика начали модернизацию машины с
устранения проблемы с ножницами.
240
Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
Шаг 1: тренд (диагностика). Этого следовало ожидать!
Эскиз для объяснения проблемной
ситуации приведен на рис. 8.15 .
Подвижный нож совершает возвратно-
поступательное перемещение (показано
стрелкой) в направлении, ортогональном
(под углом 90°) к движению ленты. На
короткий интервал времени лента
останавливается для отрезания, однако
это тоже становится недостатком, так как
ведет к изгибанию ленты при очередном
резком старте ее движения.
Подвижный нож
$
Неподвижный нож
Рис. 8.15. Схема работы ножниц
Но главная проблема состоит в том, что перемещение подвижного ножа
запаздывает из-за необходимости возврата ножа в исходное положение для
пропуска ленты. При этом на скорость перемещения ножа начинает существенно
влиять его масса, вызывающая инерционность.
Шаг 2: редукция (реформация). Ресурс исчерпан!
Следующие две модели уточняют содержание проблемы.
Стандартное противоречие:
Плюс-фактор
Движение ножа
Требуется ускорить для нарезки этикеток
Нож запаздывает из-за инерционности
Минус-фактор
Рис. 8.16. Пример формулировки стандартного противоречия
для проблемы запаздывания в работе ножниц
Снова "неразрешимое" радикальное противоречие:
Нож
должен быть легким для быстрого перемещения
не должен быть легким для прочности при рассечении ленты
Рис. 8.17. Пример формулировки радикального противоречия
для проблемы запаздывания в работе ножниц
Требуемый "идеальный результат": отрезать ленту "точно-И-быстро" при
требуемом росте скорости перемещения ленты!
Однако, инерционность ножа не может быть устранена из-за наличия у него
вполне определенной массы.
Тема 8. Комплексные модели ТРИЗ
241
Относительно деформации ленты также можно сказать, что достигнут предел
"сопротивляемости" материала изгибающим силам при быстром движении в
воздухе. Поэтому радикальное противоречие может быть разрешено только
путем изменения других ресурсов, имеющих резерв для изменения.
Здесь явно присутствуют две разные причины, совместно приводящие к
дефектам этикетки при отрезании.
Моделирование по первой причине - инерционность ножа - дает следующие
результаты (в записях показаны противоречия и кластеры - простые списки
навигаторов - из выбранных ячеек А-матрицы):
+22 Скорость VS -32 Вес подвижного объекта = 04, 05, 11, 30;
+22 Скорость VS -10 Удобство эксплуатации = 04, 09, 11, 37.
Ранжированный список: 042, 112, 05, 09, 30, 37. То есть, доминируют два
навигатора 04 и 11, имеющие ранг 2 (показан в виде верхнего индекса при эти
навигаторах в списке).
Запишем подходящую рекомендацию из "04,с Замена механической среды":
перейти от неподвижных полей к движущимся, от фиксированных - к
меняющимся во времени, от неструктурированных - к имеющим
определенную структуру.
Моделирование по второй причине - "нежесткость ленты" - дает следующие
результаты:
+22 Скорость VS -28 Прочность = 10, 12, 22, 32;
+22 Скорость VS -15 Длина подвижного объекта = 11, 22, 32.
Ранжированный список: 222, 322, 10, 11, 12. То есть, доминируют два навигатора
22 и 32.
В соответствии с "22 Сфероидальность" просматриваются такие рекомендации:
а) перейти от прямолинейных частей объекта к криволинейным, от плоских
поверхностей к сферическим...; с) перейти к вращательному движению.
Шаг 3: изобретение (трансформация). Ресурс материалов исчерпан -
решение должно быть за счет других ресурсов !
Появляется идея непрерывного вращательного движения, а не возвратно-
поступательного, а по модели "10 Копирование" вместе с предыдущими
рекомендациями инструментом должен стать нож-диск как копия какой-нибудь
дисковой пилы. Интересно, что рекомендация "32 Антивес", на первый взгляд,
автоматически выполняется при ноже-диске. Действительно, исчезает
инерционность, так как нож-диск может и должен непрерывно вращаться в одном
направлении.
Шаг 4: зуминг (верификация). А ведь противоречие осталось!
Однако, круглый "нож-диск" тоже нужно перемещать к ленте и от ленты (показана
черной полоской), и снова появляется возвратно-поступательное движение
(показано большой стрелкой), от которого пытались уйти. Причем на
перерезание широкой плоской ленты понадобится "длинное" ортогональное
перемещение - показано двунаправленной стрелкой! Каким было бы ваше
решение, уважаемые читатели?
242
Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
Рис. 8.18. На пути к новой
конструкции "ножниц"
Завершение примера смотрите в разделе 9.4.
Мета-модель ДИСК, пример 9.1.
Усовершенствование маркировочной машины.
Спустя какое-то время по просьбе Заказчика
был проведен специальный анализ для
поиска перспективных идей в развитии этой
машины. Предполагалось, что потребуется
еще больше увеличить скорость
перемещения изделий - более, чем в 10 раз
от той скорости, с которой когда-то
начиналась работа над этой машиной.
Однако требовалось оставить ключевой принцип работы машины неизменным:
нанесение этикетки и нанесение новой адресной информации на этикетку!
Гипотетический анализ развития машины также был выполнен Изобретателем по
четырехшаговой схеме МАИ Т-Р-И-3.
Пример 8.12. Развитие узла нанесения этикетки.
Шаг 1: тренд (диагностика). Прогноз развития и выявление новых
проблем.
Сразу же обострились "старые" проблемы запаздывания работы ножниц и
точного позиционирования ленты для отрезания. К тому же ролики не могут
вовремя подавать ленту из-за инерционности рулона. Введение же двигателя
для раскрутки рулона удорожало бы машину.
Шаг 2: редукция (реформация). Ресурс опять исчерпан!
Следующие модели уточняют причины проблемы.
Стандартные противоречия:
Подача
ленты
—►
—►
Плюс-фактор
Требуется ускорить для нарезки этикеток
Минус-факторы
Неточное позиционирование ленты
Трудность придания ленте нужной формы
Инерционность рулона
Большая длина ленты
Деформация ленты
Нож запаздывает из-за инерционности
Плюс-вход А-матрицы
22 Скорость
Минус-входы А-матрицы
05 Точность изготовления
09 Удобство изготовления
14 Вредные факторы самого объекта
15 Длина подвижного объекта
30 Сила
32 Вес подвижного объекта
Рис. 8.19. Основные модели "стандартных" конфликтов для исходной
проблемной ситуации
Тема 8. Комплексные модели ТРИЗ
243
Шаг 3: изобретение (трансформация). Принцип функционирования
исчерпан - решаем макси-задачу!
Анализ показывает, что принцип формирования этикеток путем отрезания от
рулонной ленты далее не может быть использован - он вызывает слишком много
проблем. Поэтому для формирования стратегии действий выпишем наборы
(кластеры) рекомендаций (моделей) из А-матрицы для всех пар противоречий:
22 VS* 05 = 02 04 09 29
22 VS 09 = 01 03 11 32
22VS14= 01 05 18 33
22VS15= 11 22 32
22VS30= 04 07 08 11
22VS32= 04 05 11 30
В результате обработки суммы кластеров получим расширенный кластер с
ранжированными моделями, расположенными в порядке убывания их рангов.
Ранг (верхний индекс) определяется суммарной частотой появления модели во
всех кластерах:
114, 043, 012, 052 и 322, 02, 03, 07, 08, 09, 18, 22, 29, 30 и 33.
Требуемый "идеальный результат" в этом случае можно сформулировать разве
что только в виде "максимальной" идеальной модели: этикетка есть, а машина
для нарезания этикетки... отсутствует!
Так ли уж это фантастично? А может быть, все гораздо проще?!
Итак, модель "11 Наоборот" рекомендует: а) вместо действия, диктуемого
условиями задачи, осуществить обратное действие.
Или, уже знакомая нам модель 04,с рекомендует: перейти от
неструктурированных полей к полям, имеющим определенную структуру
Модель "01 Изменение агрегатного состояния" трудно интепретируется для
данной ситуации.
Модель "05 Вынесение": отделить от объекта "мешающую часть"
("мешающее" свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть
(нужное свойство).
Любопытно звучит модель "32 Антивес": а) компенсировать вес объекта
соединением с другими объектами; Ь) компенсировать вес объекта
взаимодействием со средой.
В соответствии с моделью 02,b подходит следующая рекомендация: заранее
расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее
удобного места и без затрат времени на доставку.
Модель "03 Дробление" рекомендует: а) разделить объект на независимые
части.
здесь и далее знаки плюс и минус в формуле стандартного противоречия могут отсутствовать, т.к.
принимается, что первым слева идет плюс-фактор, а вторым, после знака VS, - минус-фактор
244
Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
Достаточно! Можно составить "портрет" решения, предусматривающий
формирование этикетки каким-то новым способом в соответствии с "идеальным
результатом". А этикетка получается из ленты, при этом:
1. рекомендуется устранить главные "плохие" операции, для чего не надо
нарезать этикетки, не надо "тянуть" ленту (по модели 11),
2. надо "внести" в машину готовые этикетки (по модели 05),
3. готовые этикетки должны транспортироваться прямо к изделию (по модели
32),
4. этикетки должны быть готовы заранее и расположены в позиции для
наиболее быстрой установки на изделие (по модели 02),
5. наконец, лента должна быть разрезана на этикетки (по модели 03).
Решение практически непосредственно следует из этого набора свойств: рулон
должен быть сделан из этикеток, нарезанных заранее! Благодаря такому
решению можно исключить ножницы из машины, а этикетки подавать к изделию,
снимая их поочередно с рулона (рис. 8.20).
Здесь важно также обратить внимание на то, что клеевая сторона этикетки
обращена внутрь рулона, что делает понятными возможность и способ
постепенного формирования рулона, и обращена наружу к изделию, что
позволяет применить имеющийся вакуумный барабан для установки этикетки на
изделие. Барабан "хватает" этикетку за сухую, свободную от клея, "спину" и несет
к изделию открытой с клеевой стороны.
Рис. 8.20. Почти "идеальная" машина для нанесения этикеток
Шаг 4: зуминг (верификация). Что, больше совсем нет проблем?!
Изобретатель свою задачу решил: ограничив "зуминг" фокусировкой на машине,
нетрудно видеть, что вся машина почти полностью "свернута" до одного
основного узла, до "рабочего органа" - транспортировки и прижима этикетки к
изделию!
Тема 8. Комплексные модели ТРИЗ
245
А вот для Заказчика и пользователей машины (почтовые центры) обозначились
другие и весьма серьезные проблемы: такие рулоны никто не производит! Так
что, устанавливая "зум" на масштаб кооперации с поставщиками и
пользователями, видно, что решения иногда создают проблемные ситуации вне
машины.
И все же решение вполне реалистично и патентоспособно!
Наконец, в соответствии с рекомендациями ТРИЗ для этого этапа, переведем
"зум" вперед во времени и посмотрим на возможность дальнейшего развития
этого решения.
Результат, теперь уж действительно "идеальный" с точки зрения "свертывания"
машины, показан на рис. 8.21. Здесь этикетки попадают на изделие (конверт)
непосредственно с рулона. Для этого рулон поджимается к конверту в нужный
момент, и этикетка захватывается самим конвертом. На самом деле техническое
решение узла соединения рулона и конверта более тонкое.
Обратите внимание на то, что клеевая сторона этикеток, образующих рулон,
здесь открыта наружу.
Конверт "Верхняя" наклеиваемая этикетка
Рулон из этикеток
Рис. 8.21. "Идеальная" машина для нанесения этикеток
В заключение этой серии примеров можно отметить, что большинство решений,
сделанных совместно Изобретателем и специалистами Заказчика, было
запатентовано130. Предложения Заказчика выиграли множество тендеров, и его
машины поставляются во многие страны.
В целом же использование таких методов как SITO и MITO оправдано, в
основном, для экспресс-анализа возможностей быстрого решения проблемы.
Понятно, что такой анализ намного удобнее выполнять в инструментальной
среде софтвера EASyTRIZ™, поскольку автоматически производится подсчет
рангов в методе MITO, а весь процесс легко документировать.
И, разумеется, далеко не все задачи удается решить с одного прохода. И тогда
надо переходить к повторному циклу решения (см. следующий раздел), который
поддерживается софтвером EASyTRIZ™.
все решения и схемы показаны здесь упрощенно, отличаются от реальных инженерных
реализаций и предназначены только для объяснения методов ТРИЗ и МТРИЗ с учебными целями
246 Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
8.4. Циклы и ветвления в решении проблемы
При проектировании решений сложных проблем обычно возникают варианты
решений - ветвления и циклы.
Ветвление - означает создание разных идей для решения одной и той же
исходной проблемы. К такой вариантности часто ведет
построение и рассмотрение разных моделей противоречий. Для
устранения разных вариантов противоречий А-матрица
рекомендует разные наборы моделей трансформаций, а отсюда и
появляются разные идеи решений одной и той же исходной
проблемы. Такие решения определяются как ветвления. Иногда
они могут рассматриваться даже как отдельные, практически
независимые, проекты по решению некоторой проблемы,
имеющие одинаковые исходные данные на этапе Тренд.
Цикл - означает возникновение цепочки последовательно улучшаемых'
решений. Каждый этап цепочки называется здесь циклом.
Причиной возникновения циклов являются результаты Зуминга по
выполненному этапу. Цикл возникает, если при Зуминге
выявились недостатки полученного решения. Такое решение
становится неокончательным, промежуточным, поскольку
относительно него формулируется задача устранения
выявленных недостатков иил дальнейшего улучшения
определенного свойства, то есть открывается новый цикл
решения. В этой цепочке решений данные каждого завершенного
цикла становятся исходными данными для следующего цикла.
Ветви решений могут иметь циклические продолжения, а внутри циклических
цепочек могут возникать ветвления. Так что иногда проекты могут иметь сложную
структуру процесса создания решений (рис. 8.22).
Рассмотрим пример возникновения циклов при учебном реинвентинге.
Пример 8.13. Человек проходит сквозь "стену". Десять лет назад на
Индустриальной выставке в Ганновере, Германия, я увидел удивительную стену
из... воды! Тысячи водяных струй создавали впечатление сплошного водопада
вокруг одного из выставочных павильонов и служили экранами для
проецирования на них видеоклипов. Входы в павильон были вполне обычными,
без водопадов. Я привел реинвентинг этой стены в примере 49 в первой моей
книге131.
И вот - еще большее чудо архитектуры и технологии!
В течение трех месяцев летом 2008 года в Сарагоса, Испания проходила
всемирная выставка "Вода и Устойчивое развитие".
Статья132 и сайт133 авторов - архитекторов и инженеров - описывают новое
изобретательское решение для создания информационного центра этой
выставки.
132 http://web.mit.edu/newsoffice/2007/waterbuilding-0711 .html
133 www.digitalwaterpavilion.com
Тема 8. Комплексные модели ТРИЗ
247
■~ц
Ветки
Ветки - копирование нескольких
одинаковых Trend на данном
уровне (отношение "клон")
Циклы- наследование от
предыдущего Inventing к
следующему Trend (отношение "предок-
потомок")
™Н
в
<
0-
6
Рис. 8.22. Структуры проектов: А - ветвление,
В - появление циклической последовательности, С - ветви и циклы
Цикл 1
Тренд 1
Известна стена из воды с возможностью проецирования на нее видеоклипов или
статической информации.
Правда, известная водная стена как бы не имеет "дверей", а имеет просто
открытый "проход" в павильон в том месте, где струи воды отсутствуют
постоянно.
Вопрос: а нельзя ли сделать так, чтобы посетители проходили "сквозь" водяную
стену, да еще в любом месте павильона?!
Если следовать "старой" идее, то для создания такой возможности нужно...
отключить воду (?!), но тогда "стена" исчезнет.
Такое решение неприемлемо.
Редукция 1
Итак, мы имеем дело с радикальным противоречием, лежащим в основе
исходной проблемной ситуации: стена (из воды) должна быть по всему
периметру павильона, и стена... не должна быть, так как посетитель должен
свободно проходить в павильон в любом месте.
248
Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
Изобретение 1
С одной стороны, решение вполне очевидно и доступно брейнстормингу.
Достаточно представить лишь некий вариант решения, напоминающий "решение"
из сказки про Али-Бабу и сорок разбойников. Придя к горе, Али-Баба произносил
волшебные слова "Сим-сим, откройся!", и открывался вход в пещеру с
сокровищами. Уходя, надо было произнести "Сим-сим, закройся!", чтобы вход
закрылся и стал частью горы, ничем не отличающейся для непосвященных.
Для такого решения достаточно установить сенсоры движения, и тогда можно
без волшебных слов прервать подачу воды в любом месте, и посетитель
свободно пройдет в павильон или выйдет из него. Когда посетитель удалится на
"безопасное" расстояние, сенсоры дадут сигнал на пуск воды в этом месте.
С другой стороны, нас интересует присутствие объективных креативных моделей
в этом решении и возможный путь поиска идеи по ТРИЗ.
Это решение соответствует моделям фундаментальной трансформации во
времени и в пространстве:
- решение во времени: "стена" есть на интервале времени, когда посетитель
находится на достаточном удалении от стены, и "стена" отсутствует, когда
посетитель проходит "сквозь" нее.
- решение в пространстве: "стена" отсутствует там, где проходит посетитель, а
в остальных местах - присутствует.
Зуминг1
Ну что ж, решение вполне удовлетворительное и устраняющее исходное
"неразрешимое" противоречие.
Его можно назвать также динамическим управлением потоком воды.
Конечно, это усложняет проект, так как требует установки управляемых вентилей
и системы управления, включающей много сенсоров.
Рассмотрим такой вопрос, нельзя ли недостаток - усложнение системы -
превратить в достоинство?
Цикл 2
Тренд 2
Предложенная "стена" из воды имеет сложное устройство. Нельзя ли улучшить
или развить это решение?
Редукция 2
Чтобы лучше представить содержание проблемы, построим стандартное
противоречие:
управление включением-выключением воды введено для получения
"универсальности, адаптации" при создании проходов в любом месте, но
это увеличивает "сложность устройства", то есть сложность всей
системы.
Тема 8. Комплексные модели ТРИЗ
249
Формальное стандартное противоречие:
02 Универсальность, адаптация VS 07 Сложность устройства = 04, 07, 14 и 27.
Еще вариант противоречия:
если снизить - улучшить - "сложность устройства", то это ведет к росту -
ухудшению - "внешних вредных факторов", воздействующих на
посетителя.
Второе формальное стандартное противоречие:
07 Сложность устройства VS 13 Внешние вредные факторы = 08, 14, 17 и 21.
Изобретение 2
Составим "обобщенный портрет" будущего решения.
8 решении могут участвовать трансформации:
04 Замена механической среды: с) перейти от неподвижных полей к имеющим
определенную структуру;
07 Динамизация: а) характеристики объекта должны меняться так, чтобы быть
оптимальными на каждом шаге работы;
21 Обратить вред в пользу: с) усилить вредный фактор так, чтобы он перестал
быть вредным.
Модель "14 Использование пневмо- и гидроконструкций" уже присутствует в
рассматриваемой системе.
Начиная с конца, построим идеальный конечный "образ" идеи решения: частота
переключения струй воды растет, при этом возможно разделение струй на
фрагменты вплоть до отдельных капель, а в результате струям можно придавать
управляемую структуру, например, в виде букв и картин.
Идея: расширить функциональные возможности "стены" за счет введения
программируемого управления струями вплоть до отдельных капель для
"рисования" графических образов134 с помощью струй воды (рис. 8.23).
Зуминг 2
Исходное стандартное противоречие устранено.
Здесь устранено также радикальное противоречие, аналогичное первому циклу,
но за счет структурной трансформации: струя (как линия, как система) в целом
есть, но части струи отсутствуют.
Получен замечательный системный сверх-эффект: возможность создания с
помощью струй (и даже отдельных капель) динамических "картин". Это решение
является выдающимся архитектурно-техническим изобретением.
Сложно? Но ведь художественное и техническое совершенство идеи окупает эту
сложность! Посмотрите анимацию на указанном сайте авторов этой идеи, и она
не оставит Вас равнодушными!
134 воспроизводится по www.digitalwaterpavilion.com
250 Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
Рис. 8.23. Генерирование графических образов с помощью струй воды
Конечно, мне могут возразить и сказать, что это - решение по аналогии с
принципом работы струйного принтера. И да, и нет. Так как результат работы
струйного принтера был бы близок или совпал бы с рассмотренным, если бы пол
павильона мог двигаться как лента, и тогда на его поверхности с помощью этого
способа могли бы быть нанесены водяные изображения.
А здесь изображения САМИ "летят" в плоскости струй! Здесь как бы реализован
навигатор Наоборот: условный "лист бумаги" (темный фон - пространство за
струями) неподвижен, а совокупность летящих капель с прерываниями образует
динамическую картину на фоне этого "листа".
Разумеется, здесь приведено описание реинвентинга, несколько упрощенное по
составу моделей и одновременно избыточное по объему текста, что вызвано и
методическими причинами для целей обучения, и чисто стилистическими,
"литературными", причинами. А для дистанционного обучения, или вообще при
профессиональном реинвентинге такое описание в софтвере EASyTRIZ™
строится более лаконично и строго.
ТЕМА 9. МОДЕЛИ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ
9.1. Четыре признака проблемы
Именно рост сложности задачи переводит ее в статус проблемы (рис. 9.1).
Рост сложности определяется четырьмя основными аспектами, два из которых
относятся к постановке задачи, а два других - к непосредственному решению. В
соответствии с такой дифференциацией можно различать два уровня
проблемных ситуаций, которые назовем соответственно "Проблема менеджера"
и "Проблема разработчика".
Риск в решениях
ЗАДАЧА I
. v-^.4" /
г 'v'r':" ^
i
", - V \
ПРОБЛЕМА
Рост сложности J^> у:
" ■ н: ^ ^ • |
] Достаточно информации
%Й ч , , ■ - I
Достоверная информация
' I
1 Метод решения известен
• " ' *' 1
Ресурсов достаточно
;: \ ,;.;.::L..\..:...>':;..,... \
|
|
\^ ^ • ,
Г 1
Недостаточно информации
*
-.-.-,....• •--.,.. i
Недостоверная информация
Метод решения неизвестен
i,- -■ -
Ресурсов недостаточно
\\ '
/ч
'*
j\
Неэффективность действий
Рис. 9.1- Причины и следствия роста сложности задачи
Если исходная информация по задаче неполна и-или
недостоверна, то следствием могут быть: нечеткая постановка
цели развития, неточное определение причин и источников
проблемы, недостаточный или неверный учет имеющихся и
доступных ресурсов для решения проблемы, и т.д. Эти
недостатки в постановке проблемы с самого начала работы
над развитием объекта порождают риск недостижения реально
требующейся цели.
Эту ситуацию можно назвать "проблемой менеджера". Именно менеджмент, в
том числе главный конструктор, отвечает за постановку проблемы и указание
цели. Ошибки здесь стоят максимально дорого. Например, неверная
интерпретация действий конкурента может иметь прямым следствием напрасное
расходование ресурсов компании для создания заведомо
неконкурентоспособных изделий. Малым оправданием может служить лишь
возможность занятия хоть какого-нибудь места на рынке, если такое возможно.
"Проблема
менеджера"
"Основы классической ТРИЗ", раздел "7.1. Вдохновение и дисциплина"
252
Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
"Проблема Незнание метода решения проблемы, как правило, в
разработчика" стрессовой ситуации, когда решение необходимо создать
"здесь-и-сейчас", и разумеется, в отсутствие очевидных
ресурсов, ведет к неэффективным действиям разработчиков.
Эту ситуацию можно назвать "проблемой разработчика". Именно разработчики
отвечают за конкретные изменения развиваемой системы. Стоимость ошибок
здесь имеет большой диапазон, однако обычно меньше стоимости ошибок
менеджмента.
Идеальной ситуацией является такая, при которой менеджмент способен к
обоснованному и правильному прогнозированию развития систем, включая
конкурирующие системы, а разработчики инициативны и креативны для создания
эффективных концепций и решений для конкурентной борьбы на рынке.
Кратко отметим большое значение непрерывного прогнозирования развития
систем на основе законов ТРИЗ. Отсутствие такого постоянного моделирования
является одной из главных причин возникновения дефицита временного ресурса
при проектировании, и следовательно, стрессовых ситуаций и предпосылок для
неверных или неэффективных реешний.
Настоящая глава служит кратким введением к пониманию возможностей
повышения эффективности решений и снижения рисков на основе методов
ТРИЗ.
9.2. О негативных и позитивных системах136
В этом разделе рассматриваются основные источники проблемных
взаимодействий на жизненном цикле системы. При этом внешний мир удобно
представить в виде двух системных образований (рис. 9.2): позитивные, или
кон-системы, и негативные, или контр-системы.
Позитивные - совокупность внешних, по отношению к артефакту
системы данного вида, систем, которые в динамике развития вида
(кон-системы) оказывают положительное воздействие на артефакты
данного вида и приводят к улучшению качества их
функционирования и к повышению эффективности. Кон-
система выступает как генератор позитивных воздействий
для артефактов всех типов данного вида и для отдельных
типов или даже конкретного образца.
Можно выделить три основных типа кон-систем: системы
разработчиков и производителей, объединенные в одну
творческую систему, системы модернизации и системы
обслуживания.
' этот раздел воспроизводит название и содержание (с включением больших цитат без выделения)
соответствующей главы из книги моего Учителя - известного военного системотехника,
профессора A.M. Широкова (1924-2003): "Оценка качества радиотехнических систем на ранних
этапах разработки" - Минск, Минское Высшее Инженерное Зенитно-Ракетное Училище
Противовоздушной Обороны (МВИЗРУ), 1970
' Орлов M.A. Задачи и структура конструктивной теории интегрированного моделирования в
комплексных САПР ИЭВТ. - В сб. "Вопросы радиоэлектроники", Сер. ЭВТ, вып. 15, 1991. - с. 67-87
Тема 9. Модели развития систем
253
/ КОН-СИСТЕМЫ
If \
1 1 Творческие 1
I 1 системы Г
1
Г Системы ]
1 модерни- г*
1 зации J
\ Г Системы
\ 1 обслужи-
\ 1 вания j
V
/ \ контр-системы\
/ \
Lit артё-а; 1
\ /
Г 1\
1 Творческие 1 \
1 . системы 1 \
^ * 1
1
[Противодей- j
Н ствующие 1
^ системы J J
/
1 /
Среда /
* 1
J
Рис. 9.2. Взаимодействие развивающейся системы (артефакта) с порождающими
и окружающими системами на интервале своего жизненного цикла
Негативные ~ совокупность внешних, по отношению к артефакту
системы данного вида, систем, которые в динамике развития вида
(контр-системы) оказывают отрицательное воздействие на артефакты
данного вида и приводят к ухудшению качества их
функционирования и к снижению эффективности.
Контрсистема выступает как генератор негативных воздействий
для артефактов всех типов данного вида и для отдельных
типов или даже конкретного образца.
Можно выделить три основных типа контр-систем:
творческая контр-система, противодействующие системы
и среда (как система, разумеется).
Творческая система - это социальная и техническая система, которая может
генерировать артефакты (в частности, технические системы). Поскольку это
открытая система, то на ее вход непрерывно поступает информация во всех ее
проявлениях: в виде знаний, в виде новых идей, навыков, материалов и т.п. Как
результат преобразования информации (прежде всего) появляются артефакты
нового типа данного вида. Интервалы между моментами появления новых типов
являются случайными, но эффективность новых артефактов не должна быть
ниже предшественника.
Нетрудно видеть один парадокс: творческая система создает новый артефакт,
который выступает как негативное "воздействие" по отношению к ранее
выпущенному артефакту, поэтому позитивная творческая система является
также генератором негативных воздействий с точки зрения ранее выпущенных
артефактов.
Система модернизации предназначена для повышения эффективности
эксплуатируемых объектов путем введения незначительных, по сравнению со
всем объектом, изменений в структуре объекта. Как правило, система
модернизации организуется и функционирует при наличии в эксплуатации
дорогих и сложных объектов длительного пользования. Один из результатов
воздействия системы модернизации состоит в нейтрализации воздействия
254 Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
негативных систем. Общее количество и интервалы модернизаций зависят от
стоимости объекта и стоимости доработок.
Система обслуживания предназначена для уменьшения скорости снижения
эффективности объектов, создается вместе с объектом и функционирует в
течение всего периода эксплуатации объекта. Основной результат воздействия
системы обслуживания заключается в поддержании качества функционирования
объекта на допустимом уровне.
Среда как система воздействует на любой объект (техническую систему) в
течение всего времени эксплуатации. При этом есть одна опасность, состоящая
в том, что изменения под воздействием среды не всегда заметны на коротких
интервалах времени. Но в результате длительного воздействия происходит
физическое старение объекта, как результат проявления агрессивности среды.
Это происходит из-за изменения физико-химической структуры материалов, из
которых изготовлены детали, и как следствие, происходит изменение параметров
функциональных узлов и снижение эффективности объекта.
Противодействующие системы относятся обычно к военным системам и
создаются специально для подавления рассматриваемых артефактов.
Воздействия противодействующих систем проявляются по-разному: в
физическом разрушении элементов артефакта, в разрыве цепей управления, в
создании ложных сигналов, в искажении передаваемых сигналов и т.п. Как
правило, воздействие таких негативных систем продолжается очень короткое
время, но результаты воздействия могут быть очень серьезными. Вероятность
снижения эффективности конкретного артефакта до нуля очень велика.
Примеров таких систем много: противотанковый снаряд как антисистема танка;
система создания помех как антисистема для радиолокатора; истребитель как
антисистема бомбардировщика и т.п.
Творческие контр-системы генерируют новые системы одного вида с
исследуемой (развиваемой) сисемой. Эти новые системы имеют эффективность
больше, чем у исследуемой системы. В результате относительная
эффективность объекта исследования снижается.
Механизм этого явления чрезвычайно сложен, он относится как к области
психологической, так и к области экономической; зависит от того, является ли
система бытовой или промышленной и т.д.
Для систем вооружения появление новых систем противодействия оказывает
куда более сильное воздействие на снижение эффективности объекта
исследования, чем появление новой системы данного типа с более высокой
эффективностью. Однако психологический эффект снижения ценности действует
на обслуживающий персонал отрицательно.
И все же интегральный результат действия новых систем наиболее эффективен
- в конечном итоге старые системы отрицаются полностью, а инвестированные в
их создание ресурсы оказываются просто напрасно израсходованными, не
считая, разумеется, приобретенного опыта разработки.
Следует отметить, что в любой оперативной зоне условно, либо реально, как
среда, присутствуют все типы позитивных и негативных систем. Это объясняется
тем, что каждый, даже самый малый, элемент системы был разработан,
произведен и потенциально развивается творческой системой, может
Тема 9. Модели развития систем 255
рассматриваться как кандидат на модернизацию и обслуживание, как объект
возможного противодействия или замещения новым элементом.
В дополнение к этому разделу приведем одно методически полезное
определение138 относительно понятия негативных систем.
- совокупность внешних и внутренних сил, а также систем для их
воспроизведения, воздействие которых на данный артефакт
ведет к снижению качества и эффективности его
функционирования и-или к его физическому старению и
прекращению функционирования и существования.
Эта метафора-модель позволяет подходить к разработке средств
контрвоздействия на негативные системы в соответствии с известной ТРИЗ-
моделью139 "Абстрактная (полезная) машина".
По этой модели "Вредная машина", как и "Полезная машина", может быть
представлена в виде композиции следующих основные частей: рабочий орган,
трансмиссия, двигатель, источник энергии, система управления, корпус
конструкции.
Тогда для защиты "Полезной машины" следует определять ее наиболее
уязвимые, слабые, места, а также и сильные, наиболее опасные, воздействия со
стороны "Вредной машины".
А при организации противодействия в интересах "Полезной машины" следует
определять наиболее уязвимые места "Вредной машины".
8.3. Эволюция вида 14°
Эволюция вида технических систем -
это закономерность их существования.
Александр Широков
Всякий вид технических систем развивается как совокупность отдельных типов,
созданных коллективами разработчиков и промышленников в различное время.
Отличие одного типа от другого позволяет заметить те изменения, которые
происходят в системах.
Творческая система (рис. 9.2) является генератором технических систем
определенного вида. Процесс создания системы можно интерпретировать как
процесс объединения информации, которой обладает творческая система (идеи,
знания, опыт, материалы и т.п.), и материализации (отображения, записи) этой
информации в создаваемой конструкции.
Необходимость накопления новой информации для создания очередного типа
системы приводит к тому, что каждый вид технических систем как бы развернут
во времени. Поскольку всякий последующий тип системы должен быть лучше
предыдущего, то в целом вид эволюционирует со временем.
идея метафоры принадлежит В.А.Леняшину - специалисту ТРИЗ, "патриарху" имплементации
ТРИЗ в компании САМСУНГ
' "Основы классической ТРИЗ", разделы "8.2. Ресурсы" и "14.2. "Идеальная машина"
' в память об Учителе и его уроках, на которых укреплялся интерес к системному анализу, привожу
название и ключевые положения (цитаты не выделяются) еще одной главы из книги A.M. Широкова
"Оценка качества радиотехнических систем на ранних этапах разработки" - Минск, МВИЗРУ, 1970
"Вредная
машина"
256
Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
Скорость эволюции зависит от количества информации, вводимой в систему при
создании очередного типа, т.е. в конечном итоге от скорости нарастания
объединенной информации, касающейся системы данного вида, повторим: идей,
знания, опыта, материалов и т.п.
Оценка всякого конкретного образца и отдельного типа может производиться с
помощью такого показателя, как эффективность. Можно считать, что между
эффективностью Е системы и ее информационным содержанием Q имеется
соответствие
E<->Q.
Эффективность для данной системы и для данного момента времени зависит от
технических и эксплуатационных показателей системы. В общем случае будем
полагать, что в процессе эволюции эффективность системы увеличивается.
Среди технических характеристик всегда имеется доминирующая, влияние
которой на эффективность оказывается наиболее сильным. Иногда эта
характеристика выступает как эквивалент эффективности, что не всегда верно.
При анализе изменения доминирующей характеристики отмечаются несколько
интересных особенностей развития параметров систем.
Первая особенность связана с видом кривых эволюции. Как правило, на рост
каждой характеристики систем имеются ограничения, связанные с пределами
физических возможностей или с ограниченностью диапазона реализации идей,
заложенных в систему. Поэтому полностью представленные эволюционные
зависимости имеют вид логистической кривой (рис. 9.3).
1
а
/
Коэффициент
эффективности
Теоретический предел (горизонт)
OP?*™l?L?S:!У?й .QPJ?fl£!![.(Г9.Р.и?9.У1).
4. Рост
6. Стагнация
5. Старение
2. Выживание
з. Становление
1. Рождение
Рис. 9.3. Логистическая кривая (S-кривая) развития главного параметра
вида системы
Тема 9. Модели развития систем
257
Вторая особенность связана с тем, что специализация отдельных типов систем
приводит к появлению двух и более видов внутри одного первичного вида. В
результате этого вновь формирующиеся виды вначале составляют надвид,
затем семейство, а в процессе дальнейшего развития появляется новый отряд и
новый класс систем. Значения доминирующих показателей для вида
группируются вокруг эволюционной кривой, а при появлении надвидов занимают
полосу значений, которая делится на несколько таких полос при формировании
новых семейств (рис. 9.4). Здесь различаются собственно развитие в пределах
вида (рис. 9.4, а) и эволюция как смена вида системы данного класса (рис. 9.4,Ь).
/
Теоретический предел (горизонт)
..Прэетический _пр_едег[^горизонт)
Развитие -
главное русло
Коэффициент
эффективности
Рамификации
развития -
новые образцы
продукции
" т
а) развитие как рамификации на типы в пределах вида
(от англ. ramification - разветвление, диверсификация)
Теоретический предел (горизонт)
олюция -
главное русло
Бифуркации
эволюции -
новые принципы
Ь) эволюция как бифуркации на виды
(от англ. bifurcation - разветвление, раздвоение)
Рис. 9.4. Семейства S-кривых развития и эволюции
Пример 9.1. Рамификация. Когда в 2006 году на основе схем этого раздела я
завершал один из моих проектов для головного центра141 компании Самсунг в
Сувоне, я узнал, что в 2005 году Самсунг выпустил 164 типа мобильных
телефонов.
Samsung Advanced Institute of Technology, Suwon, Republic of Korea
258
Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
Эволюция вида технических систем - это закономерность их существования.
Задача творческой системы состоит в том, чтобы приблизить реальную
эволюционную кривую к потенциально возможной и уменьшить период выпуска
систем. При этом нередко нет необходимости полностью обновлять всю систему:
целесообразно внести только те изменения, которые обеспечивают максимум
увеличения эффективности при заданном уровне инвестиций.
Период выпуска систем определяется во многом тем, что новые претензии к
системе могут быть получены только после определенного периода практической
эксплуатации конкретных образцов системы. Если рассмотреть
последовательность моментов повышения эффективности после каждого
повышения требований на основании практических испытаний, то можно
представить взаимное влияние этих и других важных аспектов развития в виде
известной спиральной модели (рис. 9.5).
возможности
\,
"Толкающие" силы
- предложение
ПОТРЕБНОСТИ
..т \ ..
Тянущие силы
- спрос
Генерация идей
и разрешение
противоречий
Исключение
проблем
, Производство
системы
а)
Ь)
Выявление ^^ Ь::::-
проблем 1:£:'"
ТЕХНИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ
Толкающие" силы
- предложение \
ВОЗМОЖНОСТИ .
Исключение [
проблем 1
ТЕХНИЧЕСКИЕ ®|
ТРЕБОВАНИЯ
Производство
системы
S* ч
4 "
Выявление
проблем
/ ■ ^"- Эксплуатация
системы
ПРОТИВОДЕЙСТВУЮЩИЕ
ФАКТОРЫ
"Тянущие" силы
/ - спрос
4 ПОТРЕБНОСТИ
1 Эксплуатация
1 системы
&
ПРОТИВОДЕЙСТВУЮЩИЕ ФАКТОРЫ
Рис. 9.5. Спиральная модель развития системы
Тема 9. Модели развития систем 259
Спиральную схему удобно иногда представлять в виде одного цикла (рис. 9.5,Ь),
понимая, что любое ребро повторяется на более высоком уровне после
прохождения полного цикла по направлению стрелок.
На любой артефакт в процессе его применения (эксплуатации) воздействуют
вредные (противодействующие) факторы "от" взаимодействующих систем и
окружающей среды.
Примеры:
9.2. автомобильная дорога физически связывает точки пространства и служит
для перемещения людей и грузов, однако она же изнашивает, а нередко и
уничтожает автомобиль и находящихся в нем людей и-или груз;
9.3. интернет и мобильный телефон дали громадные возможности для общения и
для трансфера знаний, но они же стали инструментами для новых преступлений
(материальных и моральных), для организации деятельности разнообразных
террористов, включая дефективов, распространяющих мусор (спам).
Выявление проблем приводит к формулированию новых технических требований
для совершенствования систем. Однако исключение проблем возможно только
путем создания новых идей для разрешения противоречий, составляющих суть
проблем.
Пример 9.4: перекресток автомобильных дорог остается одним из самых опасных
мест из-за повышенной вероятности столкновения автомобилей. Радикальное
противоречие перекрестка состоит в том, что два автомобиля, следующих с
различных направлений, могут выехать на перекресток одновременно. Два
известных способа устранения проблемы связаны с разрешением противоречия
во времени (установка светофоров) или в пространстве (выполнение дорог на
разных уровнях).
Реализация любого способа разрешения конфликта может сталкиваться с
ограниченными возможностями для перестройки существующих систем.
Основными ограничивающими факторами являются финансовые и
материальные ресурсы.
Пример 9.5: светофорное регулирование не дает полной гарантии отсутствия
аварий на перекрестках, однако и не требует больших финансовых и
материальных инвестиций по сравнению с разнесением дорог на разные уровни с
помощью туннеля или моста.
При наличии достаточных ресурсов появляются возможности для создания
изменений в существующих системах или для создания принципиально новых
систем.
Поскольку основные потребности в целом непрерывно возрастают, то все
рассмотренные процессы "увлекаются" вверх для удовлетворения нового спроса.
Однако во многих случаях к изменениям "толкают" возросшие возможности,
создавая новые "предложения" для потребителей, либо создавая новые
возможности для производителей артефактов.
Примеры:
9.6. безопасность дороги можно радикально повысить при развитии
инфраструктуры дорожного движения, при этом должна увеличиться роль
260
Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
информационного обеспечения автоматического управления движением,
предупреждающего возникновение опасных ситуаций, включая методы
принудительного торможения и остановки транспортных средств при острой
необходимости;
9.7. безопасность сетей цифровой коммуникации можно радикально повысить с
помощью создания идентификационной (кто владелец и источник информации)
маркировки сообщений и создания инфраструктуры для трэкинга
(прослеживания) происхождения вредоносных сообщений, при этом сообщения без
маркировки не могут распространяться в сети и даже в отдельном компьютере.
Представим некоторый артефакт как непрерывно развивающуюся систему142
(рис. 9.6), состоящую из подсистем и входящую, например, в виде подсистемы в
систему более высокого ранга (сверх-систему). Совместную эволюцию всех
компонентов схемы можно интерпретировать как изменение изображения на всех
9 "экранах" при изменении точки Т - "исторического" момента времени
рассмотрения. Г.Альтшуллер придавал большое значение этой модели: "Цель
ТРИЗ: опираясь на изучение объективных закономерностей развития технических
систем, дать правила организации мышления по многоэкранной схеме".
К числу таких "правил организации мышления" относятся:
- применение понятия "идеализация" и
- построение и разрешение противоречий.
©■
Driving pull-forces
(Спрос)
<т>
СВЕРХСИСТЕМА
СИСТЕМА
ПОДСИСТЕМЫ
Driving push-forces
(Предложение)
-Нт+1
СВЕРХСИСТЕМА
Для __J
чего. J
почему
Для
чего Г""
почему
СИСТЕМА
ПОДСИСТЕМЫ
> У
I Как *
ч /
СВЕРХСИСТЕМА
СИСТЕМА
Что
может
быть --*
сделано
ПОДСИСТЕМЫ
Рис. 9.6. 9-экранная модель системной эволюции
Альтшуллер Г.С.: Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач.
- Новосибирск: Наука, 1986
Тема 9. Модели развития систем 261
Для раскрытия понятия "идеализация" приведем рисунок 9.7, в соответствии с
которым любой артефакт может быть представлен в виде "формулы сложной
системы", отображающей развитие комплекса моделей143, относящихся к
аспектам функционирования {Z, E, F} и организации {М, Р} артефакта.
Рис. 9.7. "Формула системы", системные мета-тренды и мета-противоречие
Аспекты {Z, E, F} представляют свойства, относящиеся к "функциональности"
системы, например, назначение, эффективность, функции.
Аспекты {М, Р} представляют свойства, относящиеся к "физичности", конструкции
системы, например, размеры, вес, потребление энергии, отходы, загрязнения.
"Идеализация" системы состоит в увеличении "функциональности" как суммы
положительных свойств и уменьшении "физичности" как суммы всех видов затрат
на реализацию системы. Эти два мета-тренда можно соединить (рис. 9.8) в
"формуле идеализации" в виде отношения "функциональности" системы к ее
"физичности":
Fnc = Функциональность
ldeal Phs = Физичность
Рис. 9.8. "Формула идеализации" системы
Орлов M.A. Системный подход к разработке технологии моделирования изделий
электронной и вычислительной техники. - В сб. "Вопросы радиоэлектроники", Серия
ЭВТ, вып. 10,1987
262
Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
Направления мета-трендов представлены на рис. 9.9.
Е
Fnc = t ) ►FnC~PhS^—( Phs=|
/ \
Рис. 9.9. Направления мета-трендов при идеализации системы
Каждая "точка" рамификации или бифуркации есть конфликт двух основных
управляющих сил: роста требований (спрос) и роста возможностей
(предложение). И если возможности не могут удовлетворить растущие
потребности, то возникают противоречия (рис. 9.10).
1*
Тео* »т ч ский П:.;-^дел (го* зонт
.Практический j^^^
Зачем: потребности .^fi|p
и требования
("тянущие" силь^' '"&
Конфликты развития
и эволюции -
ПРОТИВОРЕЧИЯ
Ресур|
Что: возможности и предложения
("толкающие" силы)
Рис. 9.10. Отображение 03 на S-кривой
Причем противоречия обостряются, если в 03 обнаруживаются дефицит или
исчерпание ресурсов, а также ограниченные возможности трансформации.
Фактически, развитие и эволюцию можно представить также и как траекторию
появления и устранения противоречий и соответствующих оперативных зон (рис.
9.11).
Тема 9. Модели развития систем
263
1*
еоретческий предал (гор »нт)
.ПРй!<тичес{^
Траектория
рэмификаций и
бифуркаций
Области
рэмификаций
и бифуркаций
развития
Рис. 9.11. S-кривая как траектория перемещения оперативных
зон и рэмификаций
С учетом изложенного можно привести схему (рис. 9.12) для ориентировочной
оценки сложности задач изменения систем. Понятно, что сложность задач растет
от уровня Мини-задача к уровню Макси-задача.
Мини-задача
Улучшение:
рост
качества
Цель и общий тренд:
рост эффективности
Исправление:
уменьшение минус-
факторов
Миди-задача
Развитие:
рост
функциональности
Модернизация:
увеличение
плюс-факторов
Макси-задача
Эволюция:
создание новых
функций или
новых принципов
реализации
функций
Рис. 9.12. Ориентировочная оценка сложности задач развития систем
264
Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
9.4. Мета-модель ДИСК
Преодолевать технические противоречия надо,
опираясь на знание законов развития
технических систем.
Генрих Альтшуллер
1970 ш
Итак, схему основных "сил влияния", ведущих к изменениям, можно обобщенно
представить следующей схемой (рис. 9.13).
требование
требование
предложение
предложение
Рис. 9.13. "Силы влияния" на изменения
При развитии в первую очередь стремятся изменить подсистемы - это выглядит
проще. Нужно решить, "как" изменять подсистемы, чтобы система
удовлетворяла новым требованиям.
В итоге появляется обновленная система, предлагающая над-системе новое
функционирование - "что".
Над-система устанавливает "цель" развития для системы - "зачем", "для чего".
Взаимодействие этих сил ведет к возникновению новых и новых конфликтов
развития, к появлению противоречий, к изменениям новых и новых оперативных
зон, "перемещающихся" по S-кривой, а точнее, создающих эту S-кривую новыми
решениями.
И главным "механизмом" конструктивных изменений, то есть, развития, является
выбор и реализация эффективных трансформаций, дающих решение как ответ
на вопрос "как". Эти аспекты вместе представлены на рис. 9.14.
раздел повышенной сложности; не входит в программу сертификации на уровень МТРИЗ Практик.
144 по книге Альтшуллер ПС: Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. -
Новосибирск: Наука, 1986
Тема 9. Модели развития систем 265
Устранение противоречий реализуется трансформацией ресурсов.
Следовательно, нужно хотя бы ориентировочно представлять, "как" те или иные
трансформации влияют на изменение конкретных ресурсов, "какие" операции
конкретные трансформации допускают с конкретными ресурсами.
Цель:
потребности и Конфликты
требования * развития и эволюции-
Ж / ПРОТИВОРЕЧИЯ
//dlK\ Трансформации (как)
►ирзш
Ресурсы: УчРУ
возможности Т
"' Что:
предложения
А *
Ти Т0 Т+1
Рис. 9.14. "Силы влияния" в 03
С этой целью рассмотрим сначала, какие "мета-операции" - то есть, самые
крупные, обобщенные трансформации - происходят с ресурсами и объектами на
различных стадиях жизненного цикла вида объекта, а следовательно, на разных
"точках" и этапах S-кривой (рис. 9.15). В первую очередь можно выделить четыре
конструктивные мета-трансформации: Д - дифференциация] И - интеграция] С
- сепарация, или сегрегация; К - комбинирование, или композицирование. Для
удобства запоминания эти операции можно вместе обозначить как "мета-модель
ДИСК" (от англ. DISC - см. дальше).
Рис. 9.15. "Мета-операции" на S-кривой
266 Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
Комбинирование (от англ. combine - объединять, сочетать, комбинировать) -
обобщает много широко распространенных, более "простых",
"инстинктивных" операций, таких как сгруппировать, объединить,
использовать посредника, поменять местами, перекомпоновать,
вставить внутрь, вытащить наружу, заменить часть или целое,
скопировать, сделать по аналогии, и т.п.
Комбинирование - одна из креативных операций, наиболее часто "инстинктивно"
применяемых человеком в брейнсторминге. Можно предположить, что
комбинирование есть одна из фундаментальных145, "аксиоматических операций"
Природы - соединять, создавать новые комбинации для испытания их качеств и
сохранения наиболее эффективных вариантов (генные мутации, развитие и
изменение простейших организмов, развитие популяций, эволюция по Дарвину).
Это, конечно, перебор вариантов, метод "проб-и-ошибок". Впрочем, с таким же
успехом его можно определить как метод "проб-и-удач"! Дело в цене удачи, в
объеме и стоимости перебора. Может ли быть перебор вариантов
направленным и минимизированным?! Да, это-ТРИЗ.
Дифференциация (от англ. differentiate - различать, видоизменять,
адаптировать, приспосабливать) - является, несомненно, второй
по интенсивности применения "инстинктивной" операцией,
включающей такие трансформирующие действия, как увеличить-
уменьшить, добавить-убавить, адаптировать, подогнать, а также
вновь - скопировать, сделать по аналогии, даже сделать
наоборот, и тому подобные.
Без согласования качеств и свойств между собой было бы невозможно получать
системы простым комбинированием элементов. Нужны адаптация, согласование,
совместная подгонка элементов, "притирка" - есть такой термин в слесарном
деле, когда две поверхности подгоняются друг к другу путем длительного трения
друг о друга. Такой же процесс свойствен и притирке зубьев шестеренок в начале
работы зубчатых механизмов. Известна метафора, что и люди, привыкая друг к
другу, проходят "притирку", "притираются".
Нет сомнения, что это тоже фундаментальная, "аксиоматическая операция"
Природы.
Интеграция (от англ. integrate - включать, совмещать, поглощать, объединять
в целое) - является более сложной операцией. Смысл интеграции
в том, что при объединении (по типу комбинирования) и
совместной адаптации (по типу дифференциации) возникает
система с новыми качествами, недостижимыми предыдущими
операциями при раздельной или неполной реализации.
Интеграция и есть собственно возникновение системы, то есть объекта с новыми
системными качествами, не присущими всем элементам системы при их
раздельном существовании без объединения в систему.
■ большая общность подобных моделей иллюстрируется разнообразными примерами, в частности,
в следующей работе: Bryan P. Bergson On the Combination-Separation Principle: A Metafor for Evolving
System Processes. - Elsevier Science Inc.: Technological Forecasting and Social Change, 50,
p. 171-183, 1995
Тема 9. Модели развития систем
267
Так, компоненты автомобиля, отдельно лежащие на складе и нужные для его
сборки и функционирования, не есть автомобиль! Эти компоненты станут
автомобилем, образуют автомобиль, только после сборки, подгонки, интеграции
в единой конструкции. Понятно, как несопоставимо различаются качества
системы под названием "автомобиль" от суммы качеств всех нужных для него
компонентов, взятых раздельно.
Сепарация (от англ. separate - отделять, разделять, выделять, разобщать,
расходиться, изолировать) - также является более сложной
операцией, хотя в Природе полно примеров сепарации.
Сепарация означает появление новой сущности, такой как ветка
дерева или лист на ветке, и тем более вырастание нового дерева
из семени.
Применительно к S-кривой можно предложить интерпретацию ее формирования
на базе введенных "мета-операций" (рис. 9.15).
Так, начало почти любой будущей системы связано с комбинированием К
некоторых исходных компонентов. Так рождался, например, автомобиль, когда
на трамвайный вагон или на карету был установлен паровой, а впоследствии
бензиновый и даже электрический, двигатель.
Дифференциация Д требуется практически на всех этапах и во всех точках S-
кривой и всегда осуществляет, как минимум, изменение параметров компонентов
для согласования их параметров и обеспечения самой возможности
взаимодействия компонентов, а затем для оптимизации и повышения
эффективности взаимодействия.
Сепарация С может происходить в двух вариантах - как выделение нового типа
системы данного вида после достаточно радикальной дифференциации (тип ДС),
либо как результат комбинирования системы с каким-то новым свойством и
представляющим его компонентом (тип КС) так, что эта комбинация (по
свойствам и по конструкции, разумеется) также создает новый тип системы. В
обоих случаях результатом является возникновение ответвления на S-кривой.
Интеграция И возникает на более поздних этапах S-кривой или, во всяком
случае, интеграция следует за дифференциацией. Поэтому нередко интеграцию
можно указывать на S-кривой как операцию типа ДИ. Интеграция означает
непрерывное усовершенствование системы в соответствии с мета-трендами
идеализации (см. рис. 9.9).
ДИ
После этого также возможен переход типа \
ИС - к новому виду систем этого же класса, к д
системам нового поколения.
Фактически, можно рассматривать эти
переходы как циклический процесс со
скачкообразным переходом от поколения к
поколению (рис. 9.16).
Рис. 9.16. Мета-модель ДИСК как цикл
\
КС
268
Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
Продолжая рассматривать события на S-кривой, можно выделить еще две
особые ситуации.
Открытие (непрямой консонантный* эквивалент для англ. originate - давать
начало, порождать, возникать, происходить) - событие
возникновения новой идеи, нового решения, новой системы.
Этим событием можно обозначить, прежде всего, две ситуации: 1) рождение О^
новой системы как пионерского изобретения или научного открытия -
успешного комбинирования К в начале S-кривой; 2) переход типа ИС на границе
семейства S-кривых к новой S-кривой (жирная линия вверху), как появление О^
нового вида систем этого же назначения, сменяющей предшествующую хорошо
интегрированную систему, достигшую предела своего развития.
Отмена (также преимущественно консонантный* эквивалент для англ.
obliterate - отменять, аннулировать, стирать, уничтожать) -
событие завершения жизненного цикла системы, прекращение
производства, прекращение эксплуатации, утилизация.
Этим событием можно обозначить, прежде всего, вытеснение систем
предыдущего поколения новыми системами - точка 02на S-кривой.
Полная модель мета-операций ДИСКОО (от англ. DISCOO) в виде цикла
представлена на рис. 9.17, а в виде спирали - на рис. 9.18.
Свертывание-2:
уменьшение затратности
(физичности)
Развертывание-1:
становление,
развитие
Развертывание-2:
эволюция
Свертывание-1:
создание (увеличение)
функциональности
Рис. 9.17. Мета-модель ДИСКОО.
' имеющий одинаковое звучание, созвучный: в данном случае - по первой букве "О"
Тема 9. Модели развития систем
269
Дифференциация
Комбинирование
Интеграция
Сепарация
Рис. 9.18. Спиральная мета-модель ДИСКОО.
Свертывание-1 (специальный перевод-замещение для англ. compression -
сжатие, уплотнение, компрессия) - процесс и результат организации
компонентов в потенциально работоспособную систему (формально: переход СК
- от раздельных, сепарированных, компонентов к функционально
ориентированной композиции), а также захват дополнительных функций при
рамификации (создание новых типов).
Этим процессом можно обозначить, прежде всего, формирование принципиально
новых систем - по Пригожину146: из хаоса - к организации, порядку.
Развертывание-1 (специальный перевод-замещение для англ. expansion - рост,
развитие, расширение, увеличение, экспансия) - процесс и
результат организации компонентов в полностью
работоспособную систему (формально: переход КД - от
функционально ориентированной композиции к работоспособной
системе).
Свертывание-2 - процесс и результат роста эффективности системы путем
интеграции, преимущественно за счет согласования
функционирования компонентов и уменьшения всех видов затрат
(формально: переход ДИ - от работоспособной системы к
высокоэффективной системе данного вида).
Развертывание-2 - процесс и результат эволюционного роста эффективности
системы путем создания нового принципа функцинирования и
формирования нового вида систем данного назначения
(формально: переход ИС - от высокоэффективной системы
данного вида к новому виду систем данного класса).
И в заключение этого раздела рассмотрим
трансформации с введенными мета-операциями ДИСК
связь
147
первичных моделей
146 Илья Пригожий (1917-2003) -бельгийский биофизик, Лауреат Нобелевской премии
147 для практической работы см. также разделы 22. Мета-модель развития и трансформаций ДИСК,
23. Каталог ДИСК и 24. Матрица ДИСК в "Первичные инструменты ТРИЗ. Справочник практика"
270 Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
ДИСК-матрица (рис. 9.19) устанавливает эмпирические связи между
специализированными навигаторами из Ас-каталога.
Nr.
| 01
| 02
| 03
| 04
| 05
| 06
I 07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Протомодель
Изменение агрегатного состояния
Предварительное действие
Дробление
Замена механической среды
Вынесение
Использование механических колебаний
Динамизация
Периодическое действие
Изменение окраски
Копирование
Наоборот
Местное качество
Дешевая недолговечность вместо дорогой
долговечности
Использование пневмо - и гидроконструкций
Отброс и регенерация частей
Частичное или избыточное действие
Применение композиционных материалов
Посредник
Переход в другое измерение
Универсальность
Обратить вред в пользу
Сфероидальность
Применение инертной среды
Асимметрия
Использование гибких оболочек и тонких
пленок
Применение фазовых переходов
Применение теплового расширения
Заранее подложенная подушка
Самообслуживание
Применение сильных окислителей
Применение пористых материалов
Антивес
Проскок
Матрешка
Объединение
Обратная связь
Эквипотенциальность
Однородность
Предварительное антидействие
Непрерывность полезного действия
РЕСУРС *
Сие
КС
сЩ
m
К
и
и
КС
д
КС
д
кд
сЩИ
д
dfl
К
Д
и
Д
сЖИ
КС
ф
дс
КС
дс
дс
КС
д
к
д
dKfl
ад
ад
д
д
к
dM
dM
К
Д
КС
dK
dM
ки
ки
КС
С
dKC
dflC
dflC
dKC
Д
dKfl
dfl
dfl
ИС
dKC
КИ
dK
Д
К
dK
dM
И
dK
dKM
dKM
dKC
П
дс
кд
Д
dfl
dM
dfl
dKC
dM
dKM
КИ
dfl
В
dKC
дс
ДИ
dfl
dKfl
Д
dfl
КИ
dKC
dM
M
dflM
дс
dflC
сЩИ
d
кд
Д
dKC
dKM
dK
КС
dM
dM
dM
dM
dfl
Э
дс
dflM
ИС
КС
ки
и
dM
dM |
dM |
dK |
ад
Рис. 9.19. Матрица ДИСК (d - доминирующий ресурс)
Тема 9. Модели развития систем 271
В целом, каждый навигатор может быть применен почти к любому ресурсу.
Однако ДИСК-матрица показывает, к каким ресурсам навигаторы применяются
наиболее часто - этому соответствует наличие символов модели ДИСК в
позиции на пересечении строки, соответствующей выбранному навигатору, и
столбца, соответствующего определенному ресурсу. Так, например, на рис. 9.20
на фрагменте ДИСК-матрицы показано, что навигатор 01 применяется чаще
всего к изменению функционального и материального ресурсов.
Nr.
01
Протомодель
Изменение агрегатного состояния
РЕСУРС
Сие
И
Ф
дс
с
п
в
м
сЩИ
Э
Рис. 9.20. Фрагмент ДИСК-матрицы.
Вместе с тем, навигатор 01 применяется прежде всего для трансформации
материального ресурса (состояния вещества), что обозначено символом "d" -т.е.
доминирующее применение.
При этом навигатор 01 изменяет функциональный ресурс преимущественно как
дифференцирующее воздействие Д, например, повышает степень гибкости или
эластичности, вплоть до создания новой функции и замещения прежней функции
(сепарация С, хотя бы на длительность оперативного времени), например -
"мягкая вода".
На материальный ресурс навигатор 01 оказывает иногда дифференцирующее, а
иногда - интегрирующее воздействие.
Например, использование магнитореологической жидкости создает
определенные новые возможности для изменения плотности "жидкости" в
широком диапазоне, то есть в системе явно осуществляется изменение ресурса
по дифференцирующему типу Д.
При реализации функции защиты от солнца с помощью очков с хроматическими
стеклами148, навигатор 01 осуществляет изменение материала системы (стекла
очков) по интегрирующей модели И. При этом реализуется Свертывание-2
(целая механическая система свернута в материал!) и происходит сепарация С с
порождением системы нового вида с событием d, что ведет к прекращению
(событие 02) существования прежней системы с механическим
солнцезащитными клапанами. Однако на практике, как это часто бывает, оба вида очков
сосуществуют, так как находится немало потребителей, которым нравятся ретро-
очки, а к тому же в опускании-поднимании солнцезащитных стекол реализуется и
позитивная функция - быстрая смена прозрачности по желанию пользователя.
Наконец, отметим, что ДИСК-каталог (рис. 9.21) устанавливает связь как бы в
обратном направлении - от ресурсов к специализированным навигаторам с
указанием характера воздействия навигатора на данный ресурс по модели
ДИСК.
"Основы классической ТРИЗ", раздел "12.2. Каталоги фундаментальных навигаторов"
272
Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
РЕСУРС
01
Система
02
Информация
03
Функция
04
Структура
05
Пространство
Об
Время
07
Материал
08
Энергия
Поддерживающие специализированные навигаторы
05 13 16 28 29
КС Д Д И И
02 05 Об 08 10 11 16 18 19 22 24 36 39
КС КС Д КД КД Д Д К Д И Д КИ КС
02 05 10 07 08 09 11 12 16 18 20 21 23 24 25 28 29 35 36 39
КС КС КД Д К Д Д Д Д К И ДИ К Д КС К И КИ КИ КС
02 03 04 05 07 12 14 15 17 18 24 25 28 31 34 35 36 39
СД СИ ДС КС Д Д ИС КС КИ К Д К К И К КИ КИ КС
03 10 12 19 22 24 25 31 34 35 37
ДС КД Д Д И Д КС И КИ КИ Д
02 03 06 07 08 33 35 39 39 40
КСДСДИ Д КД СДКИСДКС И
01 03 04 06 09 13 15 17 23 25 26 27 30 31 38
ДС ДС ДС ДИ d Д КС КИ К КС И И ИИ Д
04 06 14 15 17 22 26 27 30 32 37
ДС ДИ ИС КС КИ И И И И К Д
Рис. 9.21. Каталог ДИСК
Пример 9.8. Усовершенствование маркировочной машины - завершение
Примера 8.11.
Цикл 2.
Тренд 2. Исходными данными для этого цикла являются результаты
Зуминга решения по примеру 8.11 (см. рис. 8.18): вращающийся
нож требуется подавать к ленте для разрезания, а затем удалять
от ленты для перемещения ленты на длину новой этикетки. Как
устранить возвратно-поступательное перемещение ножа?
Редукция 2. Стандартное противоречие: нож должен вращаться, но это
мешает подаче ленты. Запишем формулу противоречия:
01 Производительность VS 15 Длина подвижного объекта = 04, 06, 24, 30.
Радикальное противоречие: нож должен пересекать всю ширину ленты, чтобы
перерезать ее, и не пересекать ленту, чтобы лента могла перемещаться мимо
ножа на заданную длину.
ИКР: нож вращается И не мешает перемещению ленты.
Изобретение 2. Первые три навигатора похожи в совпадении рекомендаций на
изменение структурного ресурса, причем по типу Д, т.е. создание
диапазона изменения параметров:
04 Замена механической среды: с) Перейти от неподвижных полей к движущимся, от
фиксированных - к меняющимся во времени, от неструктурированных - к имеющим
определенную структуру;
06 Использование механических колебаний: а) Привести объект в колебательное
движение;
Тема 9. Модели развития систем
273
24 Асимметрия: а) Перейти от симметричной формы объекта к несимметричной.
Нужно создать "колебания" режущей кромки ножа в поперечном направлении на
основе принципа асимметрии, что и будет означать задание новой траектории
(структуры) движения режущей кромки ножа.
Идея решения: для отказа от возвратно-поступательного движения ножа-диска
ось вращения ножа сделали смещенной - "старая" ось обозначена цифрой 1, а
новая - цифрой 2! Специалистами Заказчика был предложен (рис. 9.22) нож-
эксцентрик! Здесь использована ТРИЗ-модель "24 Асимметрия". В дело вступает
пространственный pecypcl
При этом нож постоянно вращается! Но, когда
под лентой находится участок с малым
радиусом, лента перемещается на длину
новой этикетки! Так что лента проходит во
время движения ножа в свободном от ножа
пространстве!
При этом использованы также ТРИЗ-модели
"33 Проскок" и "08 Периодическое действие".
Траектория движения малого радиуса ножа
показана темным кругом. Существенную роль
здесь играет временной ресурс.
Рис. 9.22. Асимметричная
конструкция ножниц.
Зуминг 2.
Однако нож оказывается слишком большим, так как должно быть достаточно
места для перемещения ленты, которая имеет сравнительно большую ширину.
Цикл 3.
Тренд 3. Исходными данными для этого цикла являются результаты
Зуминга решения по циклу 2, а именно: нужно уменьшить размер
ножа!
Редукция 3. Радикальное противоречие: нож должен быть большим, чтобы
быстро перерезать ленту по всей ширине, и не должен быть
большим, так как в машине просто не хватает свободного
пространства для размещения большого ножа.
ИКР: нож должен быть небольшим и достаточным для быстрого перерезания
ленты по всей ширине.
Изобретение 3. Для решения такой задачи нужно прежде всего рассмотреть
возможные операции с пространственным ресурсом.
Из ДИСК-каталога (раздел 22) выпишем строку 05 Пространство (рис. 9.23).
05
Пространство
03 10 12 19 22 24 25 31 34 35 37
ДС КД Д Д ИД КС И КИ КИ Д
Рис. 9.23. Фрагмент ДИСК-каталога для ресурса 05 Пространство
В этой строке достаточно проанализировать первые несколько навигаторов:
274 Часть 3. Продвинутые модели ТРИЗ
12 Местное качество: Ь) Разные части объекта должны иметь разные функции; с) Каждая
часть объекта должна находиться в условиях, наиболее соответствующих ее работе;
19 Переход в другое измерение: а) Объект приобретает возможность перемещаться не
только по линии, но и в двух измерениях (на плоскости); возможно улучшение при
переходе от движения в плоскости к пространственному;
22 Сфероидальность: а) Перейти от прямолинейных частей объекта к криволинейным, от
плоских поверхностей к сферическим, от частей, выполненных в виде куба или
параллелепипеда, к шаровым конструкциям.
Идея решения: придать ленте форму
сегмента трубки (рис. 9.24) - перейти от
плоской к трехмерной пространственной
форме!
Цифрой 1 обозначены "прежний" диаметр
ножа и положение "исходной" оси вращения
ножа по решению из первого цикла, а
цифрой 2 - "новый" диаметр ножа и
положение оси его вращения.
Суть решения состоит в согласовании
(Свертывание-2: дифференциация Д
параметров с целью интеграции И) формы
ленты с траекторией движения ножа при
отрезании ленты.
Зуминг 3. Выявлены три супер-эффекта:
1) лента перестала изгибаться, что приводило раньше к дефектам этикеток;
2) скорость перемещения ленты может быть увеличена еще больше благодаря
большой жесткости "ленты-трубы";
3) скорость перерезания ленты выросла благодаря сокращению холостых
перемещений режущей кромки ножа.
Специалисты Заказчика самостоятельно развили идеи Изобретателя,
использовали также и другие модели ТРИЗ и разработали эффективные и не
сложные для реализации узлы. Основные решения были запатентованы.
На основе моделей, показанных в этом разделе, автором были выполнены
высокоэффективные прогнозные проекты для ряда компаний. Так, появление
искусственного "окна" или "прозрачной стены" со сменным "пейзажем",
динамическим изображением и со слежением за направлением взгляда, было
предсказано автором в проекте "Wall- & Window-screen technology" для одного из
Заказчиков за несколько лет до появления решения, выведенного на рынок,
однако, другой всемирно известной компанией - Philips, а затем и другими. А
проект "Mobile phone FLAT" с прогнозом функций и трендов к тонкому
интегрированному таблету, в том числе, с экранами на обеих сторонах, был
выполнен задолго до появления таблетов iPad от Apple и Galaxy Tab от Samsung.
И этим еще раз подтверждается известный факт, что хорошие идеи - раньше или
позже, а иногда одновременно, - предлагаются разными изобретателями.
Значит, наступает время для этих идей! А с ТРИЗ можно приблизить это время.
Рис. 9.24. Форма ленты
согласована с траекторией
движения режущей кромки ножа.
ЧАСТЬ 4. МАСТЕРСКАЯ
ПРАКТИКА
Сложное сделать простым,
простое сделать привычным,
л да
привычное сделать приятным .
Константин Станиславский
Ванг Венминг, владелец компании,
изобретатель, участник семинара для 1000
обучаемых в Северо-Восточном
Лесотехническом Университете, Харбин, Китай: Прямо
здесь на семинаре по Модерн ТРИЗ я создал
новую идею, улучшающую мой собственный
патент. Потрясающе! Я бы никогда не
поверил раньше, что такое возможно!
149 Константин Сергеевич Станиславский (1863-1938) - выдающийся русский актер, театральный
режиссер и преподаватель, со-основатель Московского Художественного Театра, создатель
теории сценического искусства - "Системы Станиславского"
ТЕМА 10. БАЗОВОЕ ОБУЧЕНИЕ В АКАДЕМИИ МОДЕРН ТРИЗ
10.1. Инструментальный софтвер EASyTRIZ™
Многолетний опыт преподавания и практического консалтинга привел к
убеждению, что первичные инструменты ТРИЗ, рассмотренные в этой книге,
совершенно необходимы для массового обучения и практического применения.
Именно эти инструменты ведут пользователя к правильному и прочному
пониманию исходных фундаментальных моделей ТРИЗ - противоречий и
простейших способов их разрешения.
Поэтому и софтвер EASyTRIZ™ (рис. 10.1) содержит все необходимое для
поддержки и оганизации работы пользователей как во время обучения, так и при
последующей практической работе, при решении новых задач, для будущего
само-тренинга с банком (депозитарием) примеров пула, для обмена знаниями с
коллегами по ассоциации пользователей МТРИЗ Академии и для других целей.
КОМПОНЕНТЫ СОФТВЕРА
EASyTRIZ™ Practician™
УПРАВЛЕНИЕ
ПРОЕКТОМ
МЕТОД
МОДЕЛИРОВАНИЯ
СТРУКТУРА
ЦИКЛА
ИНСТРУМЕНТЫ
МОДЕЛИ
КАТАЛОГИ
проект
ветви
циклы
препринт
принт
ЦЕНТР
ОБУЧЕНИЯ
Экстрагирование
Реинвен-
тинги
Инвентинг
Регистрация
Коммуникация
с тьютором
МАИ
Т-Р-И-3
ТРЕНД
РЕДУКЦИЯ
ИНВЕНТИНГ
ЗУМИНГ
BICO
RICO
SITO+
SITO-
MITO
03
Ресурсы
Макро-ФИМ
Микро-ФИМ
Макси-ФИМ
— Ас
— Аф
I— диск
ДОМИНАНТА
ЭСКИЗИРОВАНИЕ
ДЕПОЗИТАРИЙ ПУЛА
Регистрами
Просмотр
п —■—
Копирование
Пополнение
Рис. 10.1. Структура и функции софтвера EASyTRIZ™ Practician™
УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТОМ: обеспечивает открытие ранее выполненного и
создание нового проекта. Под проектом понимается любая законченная работа,
например, эктрагирование моделей из выбранного артефакта, реинвентинга
артефакта или решния новой проблемы. Поэтому предполагается, что каждый
проект имеет свое имя (рис. 10.2), может содержать несколько повторных
проходов (ветвлений и циклов).
ЦЕНТР ОБУЧЕНИЯ: в софтвере встроен удобный интерфейс с МТРИЗ
Академией - без набора адресов, с прямым доступом к архиву ранее
выполненных заданий, к переписке с тьютором (преподавателем) и т.п.
Дополнительные удобства софтвер предоставляет тьюторам, переводчикам и
администраторам МТРИЗ Академии.
МЕТОД МОДЕЛИРОВАНИЯ: устанавливается вид работы и, соответственно,
хаарктер проекта по трем основным вариантам: экстрагирование, реинвентинг и
решение новой реальной задачи (изобретение, или инвентинг).
Тема 10. Базовое обучение в МТРИЗ Академии 277
m т$№£Г$тйШ»™$№* • .*'«!
Рис. 10.2. Окно управления проектом (слева) в софтвера EASyTRIZ™ Practician
СТРУКТУРА ЦИКЛА: установлена стандартно (по умолчанию) как Мета-Алгоритм
Изобретения в расширенной версии СТАРТ Т-Р-И-3. Это означает, что
стандартную структуру имеют:
- примеры в книгах МТРИЗ Академии,
- примеры в каталогах софтвера, EASyTRIZ™,
- примеры в депозитарии пула,
- обучающий реинвентинг,
- хранение всех учебных заданий в Центре обучения и т.д.,
- реальный инвентинг.
Именно этим вводится и поддерживается стандартизация обучения,
усвоение правильной структуры мышления при решении задач по ТРИЗ.
ИНСТРУМЕНТЫ: в софтвере EASyTRIZ™ Practician™ реализованы все
инструменты, приведенные в этой книге. В софтвере EASyTRIZ™ Junior™
инструменты ограничены базовыми методами BICO и RICO.
ДОМИНАНТА: специальное окно, настраиваемое пользователем, позволяет
использовать методы цветостимуляции творчества.
МОДЕЛИ: дополнительно в процессе работы для рассматриваемэх артефактов
могут быть более детально описаны известные пользователю модели 03
(оперативной зоны), ресурсов и ФИМ (функциональных идеальных моделей).
КАТАЛОГИ: в софтвере встроен базовый стандартный учебный каталог примеров
для специализированных (Ас-каталог) и фундаментальных (Аф-каталог)
трансформаций. Эти модели снабжены маркировкой для связи с мета-моделью
ДИСК.
ДЕПОЗИТАРИЙ ПУЛА: в софтвере предусматривается встроенный интерфейс
для доступа к банку примеров МТРИЗ Пула.
Пример 10.1. Заполнение рабочих окон в софтвере EASyTRIZ™ Practician™
для простого однопроходного реинвентинга (рис. 10.3).
278
Часть 4. Мастерская практика
il!^il,wfl^:.«« еШЗШШШШЖ)Ш.
»^х*:->-№5ж^::йл«^:£»й^:**»^-^^
* .<■■ " шШ,. ШЩ^Щк^Ш^Ш1ШЩ
Кремлевские Звезды установлены на большой высоте, имеют
большие размеры и большую парусность. При сильном ветре
звезды могут быть повреждены или вовсе сброшены с башен.
Ж*:, i\
Ш ■!
■'* Звезда САМА
■£N 1 надежно
выдерживает любой
ветер.
j:;i
ч ктор I
Llfi I E Стандартное противоречие
Объаст
Звезда должна быть большой, чтобы ее |
было хорошо видно издалека. \
\ jKohct
' 1
;|
i 1>ый фяжгор улучшается
hi 18. Площадь неподвижного объекта
.иг; Х^' - *
Звезда выполнена в виде флюгера. Ось вращения (ось опоры)
смещена относительно оси симметрии звезды.
?Щ tv;
Тема 10. Базовое обучение в МТРИЗ Академии
279
М.Ш***%Ш**- ЬШ:я,:Ш$ШШШ
< р
■шщщг^ш „^ §|?;|\
On-»*
'о | Нужна система поворота звезды и система
; j управления этим движением.
Но это выглядит сложно и не очень надежно.
> *<>< * ЯГ
у*. >' '-'Л
$ О ЕЮ
G
3?й^^^ьнр€протшо|?^ш€ j:Q . О!:^jSnQnmpc f,:Q$PP минус {jfc
раш* -■»-<■.■«
«. «тор 2
рукция звезды
| Имеется опасность повреждения звезды
| при сильном ветре.
2-ш Щш й© wyagaa^rca
04. Надежность
yiy >0JL И2**а*£«м£ «rperatHOfo состояния
а) Сюда еходят не только оросгае перевод например, от твердого *.
состояния жидкому, но и перехода к 'псевдогостоями^Г Гпсе^дожидкость! гр
и к промежуточном состояниям например, иш» кование, ^ласт^чнмх !*|
свойств твердых тел; ■
Ь1 Изме*«*«ть концентрат» или консистенцию, степень гибкости ^
(^У?Г^Разде^€11ие8П|>!ХТ|)анств« j^j
> Одно стйстъо редл-изо^ано годной о&яаети пространств а
' противоположное - в другой.
рш^щшящщщ
й*&йШв*ЙШ8йШзШ8^^
^Щ#?в«Щ i
Рис. 10.3. Решение задачи Р1 в главном рабочем окне EASyTRIZ™ Practician
280 Часть 4. Мастерская практика
ЭСКИЗИРОВАНИЕ: опция введена в софтвере этого назначения впервые в мире!
Поэтому рассмотрим возможности опции более подробно.
При открытии любого окна для введения нестандартной дополнительной
информации в софтвере предусмотрена возможность использования цифровой
(электронной) ручки с шариковым стержнем и с возможностью рисования эскиза
на обычной бумаге.
Эскиз представляет собой любое графическое изображение, комбинирующее
собственно графические объекты и рукописный текст.
Имеются два режима работы: он-лайн и офф-лайн. В режиме он-лайн, рисуя
эскиз в одном цвете и типе линий, который предустановлен в ручке, можно тут же
через настройки задавать цвет и тип линий, отображающихся на экране, а также
вводить другие функциональные настройки.
В режиме офф-лайн рисунок мог быть выполнен вне компьютера, однако он
сохраняется в ручке. В софтвере предусмотрена возможность трансфера эскиза
в любое окно с возможностью редактировать графические и текстовые объекты.
В Наличие таких возможностей означает, что пользователи получают
инструмент, с которым не надо думать о технике выполнения
эскиза, в отличие, например, от рисования в Power Point, а можно
сосредоточиться только на содержании эскиза и решаемой задачи!
Достигнутое качество эскизов (разрешающая способность и сглаживание линий)
не уступит профессиональным графическим станциям! При этом рукописные
объекты автоматически заменяются (если надо!) "правильными"
геометрическими фигурами - прямоугольниками, кругами, блоками с текстом и т.п.!
Разумеется, в системе хранится и исходный рукописный эскиз. Пример
отображения элементов эскиза до и после ввода в систему показан на рис. 10.4.
Рис. 10.4. Трансфер рукописного эскиза в софтвер EASyTRIZ™ Practician
Тема 10. Базовое обучение в МТРИЗ Академии
281
10.2. Технология дистанционного обучения
Совокупность учебных средств - учебников, пособий, софтвера, методических
материалов, дистанционного курса и т.п. - образует инструментальную основу
технологии обучения Модерн ТРИЗ Академии. Содержание изучаемых вопросов
описано в этой книге. Методические особенности составляют "know-how"
Академии. Здесь же представим кратко структурную организацию (рис. 10.5)
программы и процесса обучения, ориентированных, прежде всего, на
дистанционную реализацию (e-Learning, или Distance Training). Более подробно
программа обучения раскрыта на рис. 10.6. Все практические вопросы
представлены на сайтах МТРИЗ Академии.
****** ^__
Рис. 10.5. Три части обучения по программе МТРИЗ Практик
Учебники
Пособия
Бланки и постеры
_ •.■т. г. ..,.;=. !!^\шШтшшштш
Софтвер
- Противоречия
• Трансформации
«Экстрагирование
• Мета-Алгоритм \
Изобретения Т-Р-И-3
•МетодВЮО V
•Метод RICO
• Реинвентинг
Стандартные задания 1
„ • Оперативная зона (ОЗ);
| *Стру1С1урй'рованйеОЗ
| ♦ Ресурсы,
* • Метод SITO /
| •МётодМПГО,
I «Ветвление и циклы •
о.
Стандартные задания 2
Стандартная программа: формирование базовых знаний и навыков
• Моделирование
прикладных
примеров
'Сертификация ,
Индивидуальные
нестандартные
задания
Прикладная программа:
формирование умений
МТРИЗ Практика
Рис. 10.6. Основные материалы и вопросы программы МТРИЗ Практик
282 Часть 4. Мастерская практика
10.3. Ассоциация виртуальных кафедр-партнеров
Продолжается формирование Международной Ассоциации Виртуальных Кафедр
МТРИЗ (рис. 10.7).
Рис. 10.7. Глобальная ассоциация Модерн ТРИЗ
Все партнеры после прохождения методической и практической подготовки и
получения соответствующего сертификата создают виртуальные кафедры
МТРИЗ Академии в своих регионах (ВКМТРИЗ).
ВКМТРИЗ осуществляет региональное информирование потенциальных
пользователей о возможностях и технологии обучения основам МТРИЗ по
стандартной международной программе, проводит регистрацию и стандартное
обучение - на рис. 10.7 это пространство выделено круговым сегментом. Этому
уровню соответствует фаза обучения по стандартной программе, охваченной
снизу левой фигурной скобкой на рис. 10.6.
Модерн ТРИЗ Академия завершает обучение по прикладной сертификационной
программе (правая скобка на рис. 10.6). Особенностью этой фазы обучения
является 100-процентный индивидуальный тренинг] Сертификационные
задания ориентированы на персональные интересы и область деятельности
пользователя.
По окончании полной программы обучения пользователям присваивается
квалификация МТРИЗ Практик (Practician in Modern TRIZ Science and Arts, Green
Belt). Сертифицированные пользователи получают право на участие в
Ассоциации партнеров МТРИЗ (Modern TRIZ Idea Pool) - см. далее раздел 11.3.
Технология изобретения.
ТЕМА 11. ЭНЕРГИЯ ПРОГРЕССА
11.1. На пути к новой теории инноваций и изобретения
Будущее государств напрямую определяется интеллектуальным потенциалом
государства, умением генерировать инновационные идеи и разрешать
непрерывно возникающие противоречия роста, способностью прогнозировать
развитие событий и обеспечивать на этой основе уменьшение рисков и
устойчивый прогресс. Этот тезис можно иллюстрировать определением
стратегических платформ, создающих движущий потенциал и тренд развития на
исторических этапах цивилизации (рис. 11.1).
2000 ВРЕМЯ
Рис. 11.1. Фундаментальные платформы прогресса
Стратегическое значение имеет интеллектуальный потенциал особого качества,
а именно, потенциал изобретательства и инноваторства. Именно
изобретательская творческая энергия создает движение общества, создает
технический, а затем и социальный, прогресс, создает лидерство через
изобретение больших и малых решений для производства, для образования, для
политики, для всех сфер жизнедеятельности.
Именно совокупный изобретательский потенциал создает глобальные
экономические изменения, устойчивый рост качества жизни, воспроизводство
новых и новых поколений талантливых людей, мотивированных к творческому
исполнению своего трудового призвания на благо себе, своей семье, своему
коллективу, своему народу и государству.
284
Часть 4. Мастерская практика
Повторение и заимствование не создает лидерства по определению. Лидерство
требует пионерских инноваций и изобретений. А для этого нужны такие теории и
практические методы, которые имеют внутренние предпосылки к дальнейшему
развитию и взаимному обогащению вместе с другими знаниями в инжиниринге,
философии, социологии, политике, практически во всех сферах
общетеоретического и прикладного знания (рис. 11.2).
Изобретение
- преодоление противоречий
ПРИРОДА
ЛИЧНОСТИ
ТЕОРИИ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
ИСКУССТВЕННАЯ
ПРИРОДА
'психологическая;
поддержка
МОДЕРН
ТРИЗ
СПЕЦИАЛЬНЫЕ
| ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ
ЗНАНИЯ
ПРИРОДА-
ПРАРОДИТЕЛЬ
УНИВЕРСАЛЬНЫЕ
ЗНАНИЯ
Обобщение
- стратегическое мышление
ПРИРОДА
ОБЩЕСТВА
Специализация
-тактическое и
оперативное мышление
Рис. 11.2. Формирование и применение теорий изобретения
Необходимо критическое переосмысление принципов и механизмов накопления
и наследования интеллектуального потенциала государства.
Парадоксально, но до настоящего времени накопление и возврат в практику
методов и моделей изобретательского творчества не осуществляется нигде в
мире!
Опыт выдающихся новаторов и изобретателей не изучается и не обобщается, не
превращается в новое знание и не преподается новым поколениям инноваторов
и изобретателей. Каждый инноватор проходит заново "путь ошибок", которым
прошли предшественники. Колоссальный архаизм!
Человечество почти безвозвратно утрачивает гигантские интеллектуальные
богатства, заключающиеся в опыте инноваторов и изобретателей! Эти богатства
не аккумулируются, не изучаются и не превращаются в новые интеллектуальные
ресурсы на пользу дальнейшего общественного прогресса!
Тема 11. Энергия прогресса 285
II Единственным пионерским примером систематического научного
II изучения изобретений является ТРИЗ. Однако ТРИЗ не распространена в
II мире в той мере, в которой эта теория заслуживает. Кроме того, ТРИЗ
II сама давно нуждается в радикальном обновлении и развитии.
II Ив первую очередь, в создании таких моделей и методов представления
|| основ ТРИЗ, которые обеспечивали бы простое и быстрое их освоение и
|| правильное применение. Вот с этого и начинается Модерн ТРИЗ.
А для осуществления нового этапа развития необходимо повторение - на новом
витке исторической спирали - пути, пройденного Г.Альтшуллером и его
последователями в самом начале становления ТРИЗ. Это означает, что
необходим новый отбор и анализ эмпирического материала. И другого
достоверного пути нет. Только от практики - к теории. Не исключая, разумеется,
того факта, что к исследованию нового эмпирического материала можно и нужно
подходить с определенной современной теоретической платформой.
И прежде, чем приступать к такому полномасштабному исследованию, следует
хотя бы кратко очертить состояние практики изучения инноваций. И здесь мы
увидим совершенно поразительную картину, отражающую реальное понимание
(точнее, непонимание!) и реальное отношение менеджмента всех уровней к
ТРИЗ и к обучению инновационному мышлению.
11.2. Опыт компаний OPEL, VW и других: "Массы VS Элита"
Сначала рассмотрим экономическую эффективность инноваций, создаваемых на
одном-двух крупных предприятиях в Германии. Это рассмотрение позволит нам
оценить более общую картину в масштабе такой промышленно развитой страны,
как Германия, и определить, стоит ли вообще заниматься какой-то теорией
инноваций и изобретений. И затем, на основе всего этого, каждый
заинтересованный читатель сможет сделать свои собственные оценки с учетом
своих масштабов и интересов.
Оценка экономической эффективности строится на основе экстраполяции и
мультипликации данных из двух примеров, взятых из реальной практики двух
крупных немецких автомобильных компаний - Opel и Volkswagen (VW),
принимаемых за достоверные прототипы для расчета.
Смысл примеров и методики оценки состоит в следующем:
- исследуются объем и экономическая эффективность инновационных
предложений на этих фирмах, создаваемых сотрудниками фирмы;
- учитывая массовый характер инновационных предложений (десятки тысяч в год
при участии десятков тысяч инноваторов) на фирмах-прототипах, принимается за
правдоподобное утверждение о том, что на всех предприятиях любой отрасли
будут сохраняться примерно такие же соотношения интенсивности создания
инноваций и их средней экономической эффективности;
- осуществляется пропорциональный линейный пересчет экономической
эффективности фирм-прототипов на масштаб любой иной отрасли
промышленности (народного хозяйства), например, по количеству работников.
286 Часть 4. Мастерская практика
Пример 11.1. Экономическая эффективность инноваций. В таблице на рис.
11.3 приведем открытые сведения об инновационной активности на
предприятиях Opel и VW. Звездочкой помечены проверенные достоверные
данные из открытых источников. Остальные данные являются приближенными и
производными, полученными в результате пересчета при определенных
допущениях.
№
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Характеристика | Предприятие —►
Количество инновационных предложений за год
Годовой экономический эффект, млн евро
Средний эффект от предложения, евро
Сумма премиальных инноваторам, млн евро
Размер средней премии за предложение, евро
Количество работников на предприятиях
Количество инноваторов
Среднее количество предложений на одного
инноватора
Количество выдающихся инноваторов
Премия для каждого выдающегося инноватора,
евро
Эффективность выдающихся инноваций (не ниже),
евро
Вклад выдающихся инноваций в годовом
экономическом эффекте, млн евро
Доля выдающихся инноваций в годовом
экономическом эффекте, проценты
Вклад "массовых" инноваций в годовом
экономическом эффекте, евро
Доля "массовых" инноваций в годовом
экономическом эффекте, проценты
Коэффициент экономической эффективности
"выдающейся" идеи
Коэффициент "выдающихся" идей
Коэффициент "выдающихся" инноваторов среди
всех работников
Коэффициент "выдающихся" инноваторов среди
инноваторов
Opel
72 791*
(2001 год)
75*
1000
11*
350
33 000*
8250
9
28*
51 000*
400 000*
11,2
15
63,8
85
400: 1
1 : 2600
1 :1200
1 : 300
Volkswagen
150 000*
(2006 год)
168*
1120
23*
153
151 000*
37750
4
49*
51 000*
400 000**
19,6
12
130,4
88
400: 1
1 :3000 |
1 :3000 I
1 : 770
эффективность взята по примеру фирмы Opel из-за отсутствия надежных данных по VW
Рис. 11.3. Оценка экономической эффективности инновационных
предложений на предприятиях Opel и VW
Тема 11. Энергия прогресса 287
С учетом того, что в среднем на каждом предприятии только 25% работников
подают предложения, среднее количество предложений на одного активного
инноватора составляет от 4 до 9 (строка 08 таблицы 1).
Пункт 15 показывает, что "основной" вклад в экономическую
эффективность вносят "массовые" предложения. Их доля составляет не
ниже 80%. Сумма "элитных" предложений составляет около 20%.
Однако пункт 16 показывает, что выдающиеся инновационные предложения
обладают намного большей "индивидуальной" эффективностью - в сотни раз по
сравнению со средним уровнем!
Следует отметить, что выдающиеся инновации являются обычно решением
особо сложных технических и технологических проблем, дающих возможность
осуществить прорыв в развитии продукции и технологий. Без таких инноваций
прогресс вообще становится невозможным.
Поэтому выдающиеся инновации не могут быть заменены массовыми
инновациями - это явления качественно разного содержания и значения. Но с
точки зрения суммарной экономической эффективности вклад выдающихся
инноваций может выглядеть в годовом балансе менее весомым, чем массовых.
И все же никакое количество прыгунов со средними результатами не может
заменить одного прыгуна-рекордсмена. С другой стороны, любой выдающийся
футболист не сможет сыграть один против полной команды противника. Оба
примера важны, так как в обоих примерах достигаются разные цели.
Рассмотренная методика и полученные результаты обладают достаточной
достоверностью для ориентировочного расчета. Аналогичная методика
используется Институтом Немецкой Экономики для оценки эффективности
инновационных предложений на предприятиях Германии.
Для дальнейших расчетов важны следующие данные этого института:
a) в 2007 году суммарный экономический эффект от инновационных
предложений на 290 средних и крупных предприятиях Германии (среди них также
предприятия Opel и VW на территории Германии) составил 1,49 миллиарда евро;
b) суммарное количество инновационных предложений на этих предприятиях за
2007 год составило 1,4 миллиона;
c) средняя эффективность предложения равна 1064 евро;
d) суммарное количество работников на этих предприятиях составляет около 2
миллионов человек;
e) средняя эффективность предложения на одного среднесписочного работника
равна 684 евро;
f) в среднем количество инноваторов, подавших хотя бы одно предложение,
составляет 25 % от численности работников предприятия;
д) среднее количество предложений на одного среднесписочного работника
приближается к 0,72;
h) среднее количество предложений на одного инноватора достигает на
некоторых предприятиях 17 (!) в год;
288
Часть 4. Мастерская практика
\) пропорциональный сегментированный пересчет на 5000 аналогичных
предприятий в Германии дает оценку полученного экономического эффекта от
инновационных предложений за 2007 год в размере около 27 миллиардов евро;
j) индустриальные инновации дают 71% суммарного экономического эффекта и
29% - инновации в "не-индустриальных" отраслях.
Выводы.
1. Из-за высокой суммарной экономической эффективности "массовых"
инноваций в первую очередь должно быть реализовано массовое обучение
основам МТРИЗ, гарантирующее непосредственное и быстрое использование
МТРИЗ для повышения качества и эффективности именно "массовых"
инновационных предложений.
Действительно, методы МТРИЗ обеспечивают возможность повышения
эффективности массовой инновационной активности на предприятиях без
длительного специального обучения.
2. С помощью технологий МТРИЗ возможно изучение опыта создания
выдающихся инноваций, разработка на их основе высокоэффективных примеров
и включение таких примеров в программу массового обучения работников
предприятий.
Разумеется, селекция и обучение элиты инноваторов является самостоятельной
важной задачей. Однако элита будет вырастать именно из массового обучения и
массового инноваторского движения. С этой целью далее рассматривается
технология непрерывного тренинга инноваторов на основе применения моделей
МТРИЗ для аккумулирования и трансфера опыта выдающихся инноваторов.
11.3. Процесс изобретения идеи
И вот теперь уместно объяснить, что именно из опыта инноваторов и как именно
пропагандируется на крупных предприятиях, чем именно ограничивается сегодня
деятельность менеджмента по распространению опыта и обучению инноваторов.
Ответ будет очень не длинным: о полученном достижении распространяется
информация с описанием технической сущности предложения. И ничего более.
Знание о том, с помощью каких объективных моделей было
получено выдающееся креативное решение, остается
нераскрытым!
Посмотрите на рис. 11.4 (интерпретация известного Вам рис. 2.11; впрочем, если
Вы знакомы с книгой автора "Азбука ТРИЗ", то этот рисунок близок к рис. 5.1 в
этой книге).
Мы постулируем, и для этого есть достаточно оснований, что процесс создания
значительной идеи есть единство трех "подпроцессов", относящихся
одновременно к разным "творческим" (и разным "системным") уровням
мышления, к разным "ноосферам" объекта мышления (артефакта) и органа
мышления (мозга, личности).
Тема 11. Энергия прогресса
289
ТВОРЧЕСТВО
КАК ЕДИНСТВО ПРОЦЕССОВ В ТРЕХ
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НООСФЕРАХ АРТЕФАКТА
ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ СФЕРА
(мотивация, красота, интуиция)
7^
¥
КРЕАТИВНАЯ СФЕРА
|_. (навык, стереотип, инстинкт)
7^
Ж
КОГНИТИВНАЯ СФЕРА
L* (прикладные знания)
РОЖДЕНИЕ ИДЕИ
ИДЕЯ
Рис. 11.4. Реинвентинг как создание МТРИЗ-реконструкции
процесса изобретения
Поэтому, рассматривая только техническое описание инновации, мы объективно
остаемся на уровне прикладных знаний. И этим все сказано. Вспомните150 Гете:
становиться на один уровень с объектами - значит учиться;
брать объекты в их глубине - значит изобретать.
Здесь достаточно указать лишь, что непонимание менеджеров имеет основанием
отсутствие знания структуры креативного процесса, приведенного на рис. 11.4, и
разумеется, отсутствие знания ТРИЗ.
Поэтому, наряду с техническим описанием артефакта как продукта инновации,
следует (там, где это уместно, конечно) приводить описание реинвентинга по
ТРИЗ, а впоследствии, и реинвентинга по высшему уровню творчества -
моделированию красоты, гармонии, интуитивного инсайта. Но это все еще дело
будущего.
Сегодня для любого артефакта можно создавать описание креативных моделей,
объективно присутствующих в артефакте. Тогда (рис. 11.5) вместе с техническим
описанием артефакта в банк креативных образцов можно помещать реинвентинг
по МАИ Т-Р-И-3. Тем самым создается эмпирическое поле примеров как для
обучения, так и для практического применения при решении новых проблем.
Иоганн Вольфганг фон Гёте (1749 - 1832) - выдающийся немецкий мыслитель, поэт, философ и
естествоиспытатель
290
Часть 4. Мастерская практика
ПАТЕНТ,
СТАТЬЯ,
АРТЕФАКТ
Техническое
описание
РЕИНВЕНТИНГ
ПАТЕНТ,
СТАТЬЯ,
АРТЕФАКТ
МТРИЗ-
описание
Рис. 11.5. Создание банка примеров МТРИЗ-реинвентинга
А теперь представьте себе, что Вы принесли в банк за год только один
реинвентинг. Пусть в пуле ассоциированы 1000 таких же пользователей, как Вы.
И они тоже принесли по одному реинвентингу. Это значит, что Вы - и каждый из
Ваших коллег, каждый участник пула - стали обладателем 1000 примеров! Это
почти 100000 % "прибыли" на Ваш "вклад"! Где еще, кроме как в сфере знаний,
есть такие выгодные инвестиции? Вот таков колоссальный потенциал банка пула
MTRIZ Idea Pool. О такой ситуации прекрасно сказал еще знаменитый
драматург151 Бернард Шоу (рис. 11.6).
"Если у Вас есть яблоко, и у меня есть яблоко,
и мы обменялись этими яблоками,
то у Вас и у меня осталось по одному яблоку.
Но если у Вас есть идея, и у меня есть идея,
и мы обменяемся этими идеями,
то у каждого из нас будет по две идеи."
Бернард Шоу
Если каждый из тысячи партнеров принесет
только одну идею в MTRIZ Idea Pool,
то каждый партнер получит тысячу идей.
М.О.
Рис. 11.6. Интеллектуальная и прагматическая эффективность
коллективного банка образцов творчества
1 Джордж Бернард Шоу (1856-1950) - всемирно известный британский (ирландский и английский)
драматург, лауреат Нобелевской премии, в частности, автор пьесы "Пигмалион"
Тема 11. Энергия прогресса
291
Наша задача - превратить эту идею в машину для современного творчества.
Схема этого "Усилителя интеллекта" (см. ссылку 26) представлена на рис. 11.7.
Развитие
банка
Применение софтвера
EASyTRIZ™ для решения задач и
работы с банком
Использование
банка
ПУЛ ПАРТНЕРОВ
БАНКА
Modern TRIZ
Idea Pool
Модерн ТРИЗ
Академия
Пополнение банка
администраторами
Рис. 11.7. Потоки информации для пула пользователей банка
МТРИЗ Академии (MTRIZ Idea Pool)
Сертифицированные пользователи Модерн ТРИЗ объединяются в ассоциацию
(пул) с доступом к банку пула, в котором находятся образцы реинвентинга
высокоэффективных и интересных примеров инноваций и изобретений. Главное
в банке - это депозитарий образцов реинвентинга (собственно, базы примеров)
артефактов. Банк обладает многими функциями над депозитарием.
Прежде всего, это функция просмотра примеров при решении новых проблем
(трансфер N —> 1). Вторая по важности функция - это передача примеров
администраторам для включения в банк (трансфер 1 —> N).
Работа над созданием новых идей и доступ ко всем функциям пула
осуществляются через единый интерфейс софтвера EASyTRIZ™ Practician™.
Участники пула могут территориально находиться в любом регионе мира, а могут
работаь в интранет какого-нибудь концерна. Для этой цели могут быть созданы
специализированные версии банка и корпоративные пулы.
Модерн ТРИЗ Академия осуществляет выпуск дайджестов, консалтинг и тренинг
участников пула.
Пользователи могут сами регулярно просматривать примеры и тем самым,
фактически, осуществлять непрерывный самотренинг.
Возможности банка будут постоянно расширяться по мере введения новых
функций над примерами депозитария.
292
Часть 4. Мастерская практика
Технически пул может представлять собой сетевую структуру (рис. 11.8),
соединяющую отдельных пользователей, отдельные предприятия,
корпоративные сети и т.д. в единую среду трансфера примеров, то есть
аккумулированного опыта, представленного в стандартной форме. Очень важно,
что доступ к инновационным знаниям и примерам в такой сети могут получать
также как высшие учебные заведения, так и школы. В качестве примеров могут
выполняться реинвентинги многочисленных выдающихся изобретений,
хранящихся в музеях. Ведь творчество не стареет! Стареют только сами
физические артефакты и технические решения, на которых они основаны. Но
эти артефакты остаются интересными и полезными для изучения креативных
решений, для экстрагирования моделей трансформации.
Рис. 11.8. Иерархическая сетевая структура открытого пула MTRIZ Idea Pool
Постепенно в банке пула могут быть развиты специализированные депозитарии,
ориентированные на определенную отрасль или область знания и т.п. (рис. 11.9).
ИНТРАНЕТ/ ИНТЕРНЕТ
Рис. 11.9. Специализация и интеграция знаний в банке системы MTRIZ Idea Pool
ТЕМА 12. ИЗБРАННЫЕ ПРИМЕРЫ
12.1. Сверхзадача обучения и самотренинга в Модерн ТРИЗ
И в завершение курса - некоторое количество примеров, в описании которых
используются инструменты ТРИЗ, рассмотренные в книге.
Эти примеры следует все же предварить небольшим очерком, касающимся
весьма сложных аспектов творчества, не разгаданных пока ни в ТРИЗ, ни в
других науках, таких, например, как психология, философия, теория искусства
(любого!), теория творчества (в известных вариантах), педагогика.
Речь пойдет о восприятии красоты идеи и чуда изобретения.
Для автора невозможно оставаться равнодушным при встрече с тысячами
больших и маленьких, известных и совсем не известных широкой публике,
артефактов в десятках музеев мира, или просто при регулярном просмотре
сайтов, представляющих историю изобретений или современные новинки. Меня
восхищают любые, даже самые маленькие, удачные решения во всем: в
предметах быта, в строительстве, в средствах передвижения, в военных
системах - вообще говоря, в инжиниринге, и разумеется, в искусстве - в любом,
в самом широком смысле.
Вместе с тем, своим знакомым и самому себе я нередко задаю один вопрос,
который может показаться очень странным, да он таким и является. Я
спрашиваю: вот Вы видите то-то и то-то, так вот, скажите, что именно Вам
нравится в этом, почему Вы воспринимаете это как красивое?
Ответ обычно такой: ну, как же, вот ведь какие красивые окна, растения, форма,
цвет, и т.д. без конца. Отвечающие не понимают сути вопроса! И приходится
повторять: а чем именно красиво это растение? Чем именно красивы эти окна?
Чем именно красиво это изобретение?
И вот после такого несложного уточнения, ответа, как правило, уже не
дождаться! Оказывается, это трудно сделать! Трудно выразить словами
ощущение красоты, ощущение чуда\ Возможно, что к этому надо готовиться,
может быть, надо даже учиться пониманию этого и выражению этого\
Так что же и как тогда можно сказать о красоте примеров, приведенных в этой
книге, и тех примеров, которые автор хотел бы представить в заключение?!
А ведь они все достойны того, чтобы внутренне и как бы вне времени и
пространства выразить уважение всем, кто сделал миллионы больших и
маленьких открытий нового в движении нашей цивилизации, всем, чьи имена
известны, и чьи имена просто не сохранились в потоке времени! Практически все
эти изобретения восхитительны, сколь бы просты они ни были! Они все несут
внутренний свет таланта, в подавляющем большинстве - знание предмета и
области, нередко - счастье случайной удачи, намного чаще - мужество, лишения
и волю первопроходцев, в них заключены тысячи и тысячи удивительных историй
и жизней. Все это страшно интересно и так же страшно не изучено, не раскрыто,
не сохранено!
Громадные креативные сокровища цивилизации остаются неизученными, не
наследуются и не используются для нового творчества.
294 Часть 4. Мастерская практика
Нам еще предстоит учиться и изобретать, и видеть красоту создаваемых идей.
Поэтому рассмотрим то, что доступно на сегодня объяснению, и обозначим, по
возможности, то, что магически притягивает к себе непознанным и... красивым.
И начнем с демонстрации картинки (рис. 12.1), которую мы уже показывали в
книге "Азбука ТРИЗ".
Рис. 12.1. ТРИЗ - это Магическое Зрение*
Пример 12.0. Magic Eye . Вот метод рассмотрения этой картинки: приблизьте
картинку к лицу так близко, чтобы изображение стало расплывчатым, а затем
постепенно отдаляйте картинку, глядя не на поверхность листа, а за лист,
сквозь него. Чтобы в какой-то момент увидеть чудо объемного изображения*.
Секрет состоит в том, что нужно всматриваться не в поверхность, а в глубь, в
суть\ Повторим (см. ссылку 150) высказывание великого Гете: становиться на
один уровень с объектами - значит учиться; брать объекты в их глубине -
значит изобретать.
ТРИЗ работает точно так же!!!
Когда постигнете трехмерную глубину скрытого в картинке изображения, Вас не
может не поразить чудо открытия, чудо понимания*.
Может случиться, что Вам не удастся с первых попыток проникнуть в
псевдотрехмерный мир картинки на основе технологии Magic Eye. Но удовольствие
видеть такие картины растет по мере освоения навыка быстрой самонастройки.
То же самое происходит и с изучением ТРИЗ. Сначала за методами не видно
особых чудес, а учебные задачи выглядят либо несложными и не слишком
интересными, либо, напротив, непонятными, как эта картинка, если ее
рассматривать поверхностно и поспешно.
Магическое Зрение - англ.
Тема 12. Избранные примеры 295
Но когда Вы самостоятельно решите хотя бы несколько десятков учебных задач,
и тем более, когда научитесь смело браться за решение любой задачи,
бросающей Вам вызов, Вы станете посвященным в тайну и ремесло ТРИЗ\
И в этом примере нас интересует не оптический трюк. Нам важны аналогия и
метафора. И важен вывод: мало знать метод, надо почувствовать силу метода,
красоту метода и красоту результата^.
Важно почувствовать собственную власть над обстоятельствами и проблемами,
свою способность преодолевать "невозможное", не сдаваться и побеждать. И это
тоже - ТРИЗ. Прочитайте невероятную повесть153 "Как стать гением". Это - обо
всех тех, кто создает действительно новое, кто утверждает вечные ценности. Это
о Константине Циолковском и Фридрихе Цандере, о Роберто Бартини и
Ростиславе Алексееве, об Андрее Туполеве и, конечно, о десятках тысяч менее
известных людей, которых мы по праву могли бы и должны называть
настоящими творцами цивилизации. Но это также и о Ричарде Брэнсоне, и о
Дине Кеймане, о Берте Рутане, о Джеймсе Дайсоне - ведь они совсем не сразу
стали миллионерами и миллиардерами! И эта повесть не окончена, потому что
она также и об Анатолии Юницком, идеи которого приведены в этой и других
моих книгах, а также о тех, кто еще принесет в этот мир свои открытия нового.
И еще - о красоте. Если ощущение красоты - это эмоциональная оценка
гармонии, эффективности, неожиданности, то это означает, что в основе оценки
и восприятия лежит... информация! Ведь тот, кто не понимает гармонии и
целесообразности, тот не может оценить неожиданность и красоту идеи!
Согласно В.П. Симонову (см. 51), обнаружение, открытие красоты - есть функция
сверхсознания, свойство именно и только творческого мозга. Именно этого
свойства лишен "тупой мозг". Следовательно, для дальнейшего развития ТРИЗ
нам предстоит еще учиться пониманию красоты. Возможно, что это понимание и
будет "сверхзадачей", главным Идеальным Конечным Результатом, которым и
будут направляться наши творческие поиски, наше конструирование идей.
Опыт показывает, что талант понимания красоты можно воспитывать. А вот
для создания красоты нужен, по-видимому, еще и врожденный талант художника
и изобретателя, а лучше - художника-изобретателя. Поскольку
изобретательство настолько же наука, насколько и искусство. И нам было бы вполне
достаточно создания в ТРИЗ моделей и методов массового обучения основам
понимания красоты, насколько это возможно. Я полагаю, что это возможно в
значительной мере. Но нужны факты и аргументы, нужно перепаханное
эмпирическое поле и выращенные на этом поле новые работоспособные
концепции и паттерны, инструменты и результаты.
А пока обозначим хотя бы признаки, указывающие на связь творчества и
красоты, на связь осознаваемого - информационного содержания - и
неосознаваемого - чувства красоты и чуда изобретения идей.
Прежде всего, можно отметить многоуровневость и "многопространственность"
психики человека, в самом упрощенном представлении разделяющейся на
подсознание, сознание и сверх-сознание. "Каждый человек обладает
индивидуальной структурой ... трех уровней психики. Все они входят в его
Альтшуллер ПС, Верткин И.М.: Как стать гением. Жизненная стратегия творческой
личности. - Минск: Беларусь, 1994
296 Часть 4. Мастерская практика
вооружение, обеспечивающее удовлетворение потребностей и их возвышение в
процессе исторического развития человечества" 154. При этом "творчество
требует вооруженности сверхсознанием. Сверхсознание задает работу
сознанию, которое всегда, в сущности, занято тем, что обогащает, уточняет,
расширяет, развивает и проверяет заданное интуицией... Сознание уясняет
связи интуитивных догадок с объективной действительностью и вырабатывает
знания и умения - плоды опыта в арсенале подсознания. Сверхсознание
направляет поиск, активизирует работу сознания (разум, логику) и мобилизует
автоматизированные навыки подсознания.
Материал для своей рекомбинационной деятельности сверхсознание черпает и в
осознаваемом опыте, и в резервах подсознания. Тем не менее в сверхсознании
содержится нечто именно "сверх", т.е. нечто большее, чем сфера собственно
сознания. Это "сверх" есть принципиально новая информация, непосредственно
не вытекающая из ранее накопленных впечатлений.
Перечислить все, что входит или может входить в вооружение и в квалификацию
человека, невозможно, но существует вооружение универсальное, к которому
относятся воображение, фантазия, логика. Вооруженность воображением есть, в
сущности, вооруженность интуицией или сверхсознанием. С ранних лет
ребенок обогащает свое сознание ... посредством подражания взрослым.
Сверхсознанием он вооружается посредством игры... Игра тренирует также и
волю -другой, не менее важный вид вооружения.
Сверхсознание игра тренирует, поскольку требует от ребенка находчивости и
быстроты решений в проблемной ситуации, смелости в оперировании
известными правилами. В самой природе игры заложено знание норм,
следование им и вместе с тем смелое их преодоление. Такова, если можно так
выразиться, и техника сверхсознания. В игре оно "технически тренируется",
готовя этим ребенка к применению интуиции в тех случаях, когда придется
самому впервые создавать что-либо новое, принимать нетривиальные решения.
Это вооружение приобретается с удовольствием и потому угрожает вытеснить
другие средства. Вот почему продуктивность, действенность и сила
сверхсознания как вооруженности определяются не им самим, а тем,
насколько прочно оно опирается на сознание, на знания, усваиваемые
сознательно и планомерно".
Для обучения основам ТРИЗ нужны особые модели и методы. Автор убежден,
что методы экстрагирования и реинвентинга отвечают критериям и игры, и
исследования, а значит, направлены непосредственно на обучение
сверхсознания, на воспитание и дисциплинирование творческой интуиции.
Здесь усматривается единство идей в подходах и практике как Модерн ТРИЗ, так
и, например, театрального творчества по К.С.Станиславскому, а также
инженерно-исследовательского творчества по Е.И.Региреру.
"Станиславский стремился найти сознательные технические пути к
творческому сверхсознанию артиста... На смену "искусству переживания"
(шаблону, маске - М.О.) пришел метод физических действий, который положил
начало науке о театральном искусстве и открыл перспективу научно
обоснованного театрального образования. В процессе создания сценического
154 здесь и далее составлено по работе П.В.Симонов, П.М.Ершов Темперамент, характер, личность.
-М.: Наука.-1984.-161 с. Курсив-мой (М.О.)
Тема 12. Избранные примеры
297
образа актер, по мысли Станиславского, должен разматывать ... цепь в прямо
противоположном направлении: от действия к его истокам, потому что
только действие доступно непосредственному контролю сознание (в ).
То же самое мы видим и в МТРИЗ-реинвентинге (раздел 4 Реинвентинг) - при
вь полнении реинвентинга рассмотрение артефакта-результата и артефакта-
прототипа идет строго в направлении от РЕЗУЛЬТАТА к ПРОТОТИПУ:
1 этап: рассмотреть свойства и устройство артефакта-
результата, находящегося под исследованием, сравнить эти
свойства и конструкцию с выбранным артефактом-прототипом -
соответствует этапу Зуминг в "прямом" МАИ Т-Р-И-3;
2 этап: экстрагирование моделей трансформации, объективно
участвовавших в трансформации артефакта-прототипа и
реализованных в артефакте-результате - соответствует этапу
Изобретение в "прямом" МАИ Т-Р-И-3;
3 этап: экстрагирование противоречий - соответствует этапу
Редукция в "прямом" МАИ Т-Р-И-3;
4 этап: описание исходной проблемной ситуации для артефакта-
прототипа - соответствует этапу Тренд в "прямом" МАИ Т-Р-И-3.
Этапы реинвентинга выполняются в обратном порядке по отношению к
последовательности выполнения этапов в МАИ Т-Р-И-3, поэтому можно ввести
название Мета-Алгоритм Ре-Инвентинга - МАРИ Т-Р-И-3, либо как МАИ 3-И-Р-Т,
хотя последнее для русского языка выглядит и звучит слишком непривычно.
Оппозиция МАИ Т-Р-И-3 и МАИ 3-И-Р-Т представлена на рис. 12.2.
Мета-
Алгоритм
Реинвентинга
-3-И-Р-Т"
S \Пробл«
I БЫЛО )+С
Экстрагирование-1
Проблема
Тренде Редукция^ Изобретение ( 3yi
\
Артефакт-
прототип
МАИЗ-И-Р-Т
реинвентинг
АНАЛИЗ-ОБУЧЕНИЕ
Тренд уРедукцияу Изобретение )3уми.
МАИТ-Р-И-3
инвентинг
Идея^—->.
>-/нАДсЛ
/
Артефакт-
цель
СИНТЕЗ-ПРИМЕНЕНИЕ
Рис. 12.2. "Обратный" МАИ 3-И-Р-Т: "анализ-обучение" = реинвентинг;
"прямой" МАИ ТРИЗ: "синтез-применение" = изобретение
Точно так же можно понимать "сознательные технические пути" в обучении
исследователя и изобретателя, предложенные155 Е.И.Регирером: "Обучение
талантов до сих пор остается индивидуальным. Музыкант, скульптор, режиссер
обычно перенимают опыт творчества у более опытного признанного всеми
созидателя. Такова неизбежная форма обучения при малом числе
обучающихся... В результате опыт передается от поколения поколению как бы
фольклорным способом: это самая древняя форма обучения... Естественным
представляется в наше время поиск более продуктивного пути,
основывающегося на более активной передаче опыта".
' Е.И. Регирер Развитие способностей исследователя. - М.: Наука. -1969. - 230 с. Курсив, в
основном, мой - М.О.
298 Часть 4. Мастерская практика
Уже почти 50 лет ТРИЗ распространяется именно "фольклорным способом". Это
не эффективно для массового обучения. Во-первых, не всякий "созидатель"
является хорошим учителем. Во-вторых, "признанных созидателей" не так уж
много. В-третьих, каждый учит "своей" ТРИЗ (нет стандартных моделей). В-
четвертых, школа ТРИЗ так и не была создана, а потому нет и новых, тем более
способных к "массовому" обучению, тренеров.
Поэтому Модерн ТРИЗ вводит для массового обучения иную технологию:
эффективную, стандартизованную, дистанционную.
Е.И.Регирер указывает на возможность обучения исследователей на основе...
реинвентинга156 открытий исследователей! Идея: возможность обучения путем
"повторения исследования" при известном результате\ Тогда "деятельность ...
повторного исследователя ничем не отличается от деятельности первичного.
Для использования этого обстоятельства нужно лишь, чтобы тренирующийся
заранее ничего не знал о найденном другими способе решения вопроса, не знал
даже, существует ли решение и возможно ли оно в данных условиях.
Этот принцип, который я называю методом открывания известного, как раз и
может послужить основой для построения приемов тренировки в
исследовательской деятельности, он позволяет начать тренировку ранее, чем
станет возможно непосредственное участие молодого специалиста в
исследовательской работе.
Конечно, лишь особо одаренным и настойчивым людям посилен ... метод
самоучки - не многие способны научиться плавать, если их для этого бросят в
открытое море - слишком многие погибли бы при таком "обучении".
Для ... применения метода открывания известного достаточно... расчленение
всего процесса исследования на его типичные звенья (сравните с МАИ Т-Р-И-3! -
М.О.), дающее возможность тренироваться отдельно в каждом из них... не
затрачивая времени на весь цикл, как это приходится делать при обычном,
непроизводительно громоздком способе обучения исследованию".
Именно поэтапный тренинг обеспечивается экстрагированием и реинвентингом
на основе Мета-Алгоритма Изобретения Т-Р-И-3 при обучении и самообучении в
Модерн ТРИЗ технике генерации идей. Некоторые объективные отличия от
подхода Е.И.Регирера здесь не обсуждаются.
И перед завершением этого раздела я хочу поделиться с читателями еще одной
идеей относительно ТРИЗ и обучения основам ТРИЗ.
ТРИЗ, как говорил об этом Г.С.Альтшуллер, меняет мышление человека. Но
ведь это означает изменение личности в целом, то есть самого человека. Меняет
его ценности, его мотивацию. Здесь явно присутствует феномен752, "названный
К.С.Станиславским сверхзадачей. Подобно тому, как из зерна вырастает
растение, - писал Станиславский, - так точно из отдельной мысли и чувства
писателя вырастает его произведение... Условимся ... называть эту основную,
главную, всеобъемлющую цель, притягивающую к себе все без исключения
задачи ... сверхзадачей произведения писателя. Истинное искусство должно
учить, как сознательно возбуждать в себе бессознательную творческую
природу для сверхсознательного органического творчества".
здесь я расширяю применение термина реинвентинг на метод Е.И.Регирера, т.к. в английском
языке этим словом можно обозначить как понятие "заново изобрести", так и "заново открыть"
Тема 12. Избранные примеры 299
Понятие красоты является, несомненно, одним из фундаментальных идеалов
сверхсознания. ТРИЗ может и должна учить видеть красоту окружающего мира и
учить улучшать этот мир, равно - не сдаваться и не впадать в самолюбование.
И в заключение приведем замечательное предвидение757 одного из самых
талантливых созидателей ТРИЗ, не ограничивавшегося собственно рамками
ТРИЗ (и это еще в начале и середине 1970-х!), а расширявшего пространство
прозрения до универсальных научных систем, но, к сожалению, рано отошедшего
(и тому были причины) от исследования и развития ТРИЗ.
"Неписаная этика академического подхода к публикациям результатов
исследований нашла отражение и в современной технической литературе:
публикуется концентрат исследований, его результаты, описание созданных
работоспособных схем и конструкций, основные выводы и рекомендации. За
рамками остаются ход мысли исследователя, его догадки, сомнения, поиски,
заблуждения, варианты разработок, оригинальные находки... В научных
публикациях аналитический этап сжимается до краткого изложения принятой
методики исследования, а в инженерно-конструкторских публикациях о нем не
упоминают вовсе". И эта ситуация не изменилась до сих пор - см. раздел 11.
Энергия прогресса.
"А теперь в памяти поставим на одну полочку токарно-копировальный станочек
Нартова и современный агрегат с программным управлением. Вчера у
машиностроения были одни возможности и требования, сегодня - другие. Для
вчерашнего дня станочек Нартова был совершенен, для сегодняшнего -
безусловно совершенен агрегат.
И в том, и в другом произведении техники по-своему обеспечено соответствие
формы его содержанию. Но это соответствие особенно подчеркнуто искрящимся
талантом его создателей и талантливо разработанная конструкция с учетом
оптимальной себестоимости, а также всесторонним учетом
психофизиологических и художественных требований, которые выдвигает присутствие рядом
с машиной человека, и участием его вместе с машиной в процессе производства
- все это приводит к созданию такой машины, которая справедливо может быть
названа прекрасной на данном уровне исторического развития.
Не случайно, после тщательного, детального, вдумчивого знакомства с
такими произведениями техники как станок Нартова или агрегат с программным
управлением, у нас невольно возникает чувство предельного восхищения
мастерством, талантом, увлеченностью создателей этих машин, и тогда
такие машины мы называем удивительными, великолепными, прекрасными.
Вот почему можно быть уверенным, что в будущем музее человеческой культуры
в Зале Прекрасного обязательно найдут рядом место линзы Левенгука и
электронный микроскоп, хохломская табуретка и автомобиль, скрипка
Страдивари и лазерная установка, станочек талантливого русского изобретателя
Андрея Нартова и современный прецизионный агрегат с программным
управлением"158.
157 Р.П.Повилейко Инженерное творчество. - М.: Знание, Новое в жизни, науке, технике, сер.
Техника, 1977, 4. - 64 с.
158 Р.П. Повилейко Техника и эстетика. - Новосибирск: Новосиб. электротехн. ин-т. -1964, 62 с.
300
Часть 4. Мастерская практика
12.2. Изобретения. Люди. Общество
Некоторые из рассматриваемых далее примеров я соединил с небольшими
очерками жизни авторов изобретений, рассматриваемых в примерах, насколько
это возможно в ограниченных рамках учебника. Я решился на это потому, что не
мог равнодушно представлять реинвентинг созданного этими выдающимися
личностями и ничего не сказать о них самих. Я надеюсь, что хотя бы краткие
истории из жизни нескольких замечательных созидателей прибавят яркости в
освещении их открытий и их таланта.
12.2.1. "Пестрые идеи"
Здесь мы представим примеры реинвентинга самых разнообразных артефактов
и ситуаций, включая как очень простые и известные, так и не очень известные и
не очень простые. Но автор старался представить эти примеры как можно проще,
чтобы показать только суть изобретательной мысли, а не технические
особенности. Потому что назначение этих примеров - служить ориентирующими
образцами, по которым обучающиеся смогут разрабатывать свои примеры.
Так что, желаю Вам интересного чтения и успехов в создании собственных
примеров реинвентинга!
Сначала - пример несложного ремесленного уровня, однако это ремесло - не
без таланта! И решение - красивое!
Пример 12.1. "Закрывалка" для фабричной трубы.
Это удивительно эффективное изобретение, возможно, не так просто, как
хотелось бы, но и лучшего не придумано!
ЗАДАЧА. Трубу большого диаметра, скажем, в 1-2 метра, нельзя оставлять без
какой-то крышки или, просторечиво, "закрывалки".
Ь) узкая и широкая закрывалки; с) высокое и низкое
расположение закрывалки
Тема 12. Избранные примеры 301
Стандартное противоречие для исходной проблемной ситуации по рис.
12.3а: закрывалка нужна, чтобы защищать трубу от осадков (дождь, град, снег),
но большая закрывалка для трубы может быть снесена сильным ветром, а
значит, будет иметь низкую надежность.
Радикальное противоречие для варианта конструкции по рис. 12.3Ь:
закрывалка должна быть узкой, чтобы не мешать выходу дыма, и должна быть
широкой, чтобы лучше защищать трубу от осадков.
Радикальное противоречие для варианта конструкции по рис. 12.3с:
закрывалка должна быть (установлена) высоко, чтобы не мешать выходу дыма, и
должна быть низко, чтобы лучше защищать трубу от осадков.
03 включает выход трубы и закрывалку.
Генеральное противоречие: как сделать закрывалку, которая бы всегда
защищала трубу наилучшим образом!?
РЕШЕНИЕ. Удивительное решение (рис. 12.4) было придумано когда-то
неизвестным талантливым мастером. В этом решении - мастерство кузнеца и
механика, создателя военных доспехов - шлемов, создателя разных подвижных
механизмов - телеги и мельницы, флюгера и колодезного ворота, кованой
заборной решетки и промышленного станка.
Рис. 12.4. "Шлемы" на фабричных трубах!
Полный процесс реинвентинга по Мета-Алгоритму 3-И-Р-Т.
ЗУМИНГ
Шлем состоит из собственно "каски" 1, флюгарки 2, оси 3, на которой вращается
вся эта конструкция, и опоры 4 по верху выхода трубы. При любом направлении
ветра этот "шлем" поворачивается тыльной частью "каски" в лоб к ветру и
надежно закрывает выход трубы от любых осадков!
Причем, чем сильнее ветер, тем устойчивее шлем стоит в самом лучшем
положении!
302
Часть 4. Мастерская практика
ИНВЕНТИНГ
ПРОШЛОЕ <-
Проблема
у Редукция У
Тренд > Редукция > Изобретение >3уминг
Экстрагирование-2
БЫЛО
Артефакт-
прототип
2
Артефакт-
результат
СТАЛО
ЭКСТРАГИРОВАНИЕ -1
07
Динамизация
Если объект неподвижен, сделать его
подвижным, перемещающимся
Шлем вращается ветром по сравнению с неподвижной "старой"
закрывалкой.
03
Дробление
Разделить объект на независимые части
Прежняя "монолитная" закрывалка разделена на несколько
измененных частей: "каска" - для защиты от осадков, "флюгарка" -
для вращения "каски" от ветра (и т.д.)
04
Замена механической среды
Перейти от неподвижных полей к
движущимся, от неструктурированных - к
имеющим определенную структуру
Применена подвижная конструкция взамен старой неподвижной
закрывалки путем введения новых путей передачи энергии и новых
траекторий движения частей
10
Копирование
Заменить объект копиями
Использовано копирование (аналогия) идеи флюгера для привода
всей конструкции в движение от силы ветра
12
Местное качество
Каждая часть объекта должна находиться
в условиях, наиболее соответствующих
ее работе
Вместе с навигатором 03 этот навигатор здесь "работает"
следующим образом: все новые части действуют в условиях,
наиболее соответствующих их назначению: "каска" - защищает,
флюгарка - вращает, ось - удерживает конструкцию и задает ось
вращения, опора - фиксирует конструкцию на выходе трубы.
21
Обратить вред в пользу
Использовать вредные факторы (в
частности, вредное воздействие среды)
для получения положительного эффекта
Ветер САМ устанавливает "каску" в самое лучшее положение для
защиты от осадков!
28
Заранее подложенная
подушка
Компенсировать относительно невысокую
надежность объекта заранее
подготовленными аварийными средствами
Устройство должно заранее быть готовым к защите выхода трубы
от любых изменений направления и силы ветра, а также от любых
осадков - снега, дождя, града, возможно, песка и других крупных
частиц.
34
Матрешка
Один объект проходит сквозь полость в
другом объекте.
Ось проходит внутри "каски" и внутри опоры для оси, а опора в
свою очередь входит внутрь трубы, где и крепится.
35
Объединение
Соединить однородные или
предназначенные для смежных операций объекты
Все новые части как разделение простой "монолитной" исходной
закрывалки по навигатору 03 соединены в новую монолитную, но
подвижную конструкцию.
Рис. 12.5. Экстрагирование-1 для "шлема"
(оставлено "прямое" направление этапов МАИ 3-И-Р-Т)
Понятно, что такой набор моделей (рис. 12.5) обычно получается при реализации
метода MITO. Хотя, при упрощенном моделировании, можно добавить
необходимые доминирующие модели к моделям из выбранного кластера по
методу BICO, выполненного всего лишь для единственного стандартного
противоречия.
Это будет абсолютно объективное моделирование, ничего общего не имеющее с
какой-либо "подгонкой" реальности под "нужное" объяснение.
Тема 12. Избранные примеры 303
РЕДУКЦИЯ
Выполним Экстрагирование-2 и раскроем приведенные выше неформальные
противоречия в нескольких формальных вариантах в виде "формул".
Стандартные противоречия:
СП1: 13 Внешние вредные факторы VS 02 Универс, адаптация = 01, 21, 28, 31
Здесь проблем-фактор отражает свойство недостаточной "приспособляемости"
имеющейся крышки к изменению внешних вредных воздействий.
СП2: 02 Универс, адаптивность VS 21 Форма = 03, 07, 27, 32
СПЗ: 02 Универс, адаптивность VS 07 Сложность устройства = 04, 07, 14, 27
СП4: 02 Универс, адаптивность VS 10 Удобство эксплуатации = 03, 07, 15, 16
Здесь варьируются проблемные факторы по отношению к исходному
представлению о том, что при изменении существующей закрывалки в сторону
"адаптивности" (тренд) возникнут затруднения с формой (в рамках старой формы
задача не может быть решена!), со сложностью устройства (скорее всего, надо
будет заплатить усложнением за устранение проблемы) и с удобством
эксплуатации (если надо будет чем-то управлять, например, и чего надо бы,
конечно, избежать).
Макси-ФИМ: пусть закрывалка САМА всегда наилучшим образом закрывает
выход трубы от осадков при любом сильном ветре!
В соответствии с методом MITO нетрудно подсчитать "рейтинг" рекомендуемых
моделей трансформации, выбираемых из А-матрицы для всех приведенных
выше формальных стандартных противоречий:
073, 032, 272, 01, 04, 14, 15, 16, 21, 28, 31, 32
ТРЕНД
Известные крышки над трубами недостаточно надежно закрывают вход в трубу
от осадков, особенно при сильном ветре. Самые простые крышки ("закрывалки")
представляют собой металлический лист, закрепленный на опорах на некоторой
высоте от верхнего края трубы.
Как сделать закрывалку, которая бы всегда защищала трубу наилучшим образом
от осадков?
И как завершающее оформление для полученных результатов приведем модель
процесса изобретения в формате Мета-Алгоритма Изобретения ТРИЗ (рис. 12.6).
Здесь следует отметить, что некоторые важные навигаторы,
присутствующие в таблице Экстрагирование-1 (рис. 12.5) и
отсутствующие в результирующем списке по MITO на рис. 12.6, внесены
в дополнительные поля выбранных навигаторов на основании
объективного исследования моделей при экстрагировании! Эти
навигаторы не "искались" путем подгонки и выбора "нужных" факторов,
чтобы получить "нужные" клетки А-матрицы с "нужными" навигаторами!
ш
S
X
<
2
ш
304
Часть 4. Мастерская практика
ТРЕНД
Трубу большого диаметра, скажем, в 1-2 метра, нельзя оставлять без какой-то
крышки или, просторечиво, "закрывалки". Известные крышки над трубами
недостаточно надежно закрывают вход в трубу от осадков, особенно при
сильном ветре. Самые простые крышки ("закрывалки") представляют собой
металлический лист, закрепленный на опорах на некоторой высоте от верхнего
края трубы.
Как сделать закрывалку, которая бы всегда защищала трубу наилучшим
образом от осадков?
РЕДУКЦИЯ
Макси-ФИМ: Оперативная зона сама обеспечивает получение ИКР
[ всегда наилучшим образом закрывает выход трубы от осадков при любом сильном ветре! ]
Стандартное противоречие 1
Навигаторы
Л Осадки наносят I --—»~,
о
Закрывалка
Осадки наносят
вред, попадая в
трубу
©I
Крышка не
адаптируется к
изменению силы и
направления ветра
13 Внешние
вредные
факторы
02
Универсальность,
адаптация
щ
01 Измен, агрег. состояния объекта
21 Обратить вред в пользу
28 Заранее подложенная подушка
31 Применение пористых материалов
СП2: 02 Универсальность, адаптивность VS 21 Форма = 03, 07, 27, 32
СПЗ: 02 Универс, адаптивность VS 07 Сложность устройства = 04, 07,14, 27
СП4: 02 Универс, адаптивность VS 10 Удобство эксплуатации = 03, 07, 15, 16
Ранжирование по MITO: 073, 032, 272, 01, 04, 14, 15, 16, 21, 28, 31, 32
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Доминирующие модели - 07, 03, 04, 21 и 28.
Дополнительные доминирующие навигаторы: 10,12, 34, 35I
Ключевая идея:
Соединить "копии" двух систем: шлема и флюгера! Сделать закрывалку в виде "каски", надежно
прикрывающей выход трубы, а на верху "каски" закрепить флюгарку так, чтобы, под
воздействием ветра, флюгарка устанавливала "каску" закрытой "тыльной" стороной навстречу
ветру и осадкам!
ЗУМИНГ
Противоречия устранены? - Да. - Ые*.
Сверх-эффекты: само-оптимизация защиты!
Негативные эффекты: сложность устройства
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
"Шлем"
для
фабричной
трубы
Для зашиты выхода трубы от осадков, закрывалка выполнена
в виде "шлема-флюгера", поворачиваемого ветром так, чтобы
закрытая сторона шлема устанавливалась в сторону, откуда
дует ветер.
Объективно присутствуют модели трансфюрмации 07, 03, 04,
10, 12, 21, 28, 34. 35.
Рис. 12.6. Рейнвентинг "шлема" для фабричной трубы
Тема 12. Избранные примеры
305
Пример 12.2. "Чистильщик" стекол с резиновыми щетками
Это был зимний день в конце 1902 года, когда Мэри Андерсон, фермер,
виноградарь и, одновременно, маклер по торговле недвижимостью, приехала по
делам в Нью-Йорк и воспользовалась трамваем для поездки по городу. Она
обратила внимание на то, что водитель то и дело останавливал трамвай, чтобы
выйти и почистить лобовое стекло от мокрого снега. Вернувшись в Алабаму, где
она жила и работала вместе с матерью и сестрой, Мэри Андерсон разработала
эскиз щетки, приводимой в действие вручную изнутри транспортного средства! В
1903 году она запатентовала это решение на 17 лет, по истечении которых... все
автомобильные компании стали производить такие устройства, а автор этого
изобретения не заработала на этом ничего.
ТРЕНД
В конце XIX- самом начале XX века для очистки стекол автомобилей и трамваев водителю
приходилось останавливаться, выходить из транспортного средства и чистить вручную лобовое
стекло. Что можно предпринять, чтобы устранить это неудобство?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, вместе с имеющимися или изменяемыми ресурсами и без усложнения объекта или
внесения негативных свойств, гарантирует получение ИКР
[ очистка лобового стекла с управлением изнутри транспортного средства ].
Стандартное (техническое) противоречие
Навигаторы
0
Очистка
лобового
стекла
от
осадков
Управление
транспортным
средством
Факторы
OI
Неудобно и
приходится
останавливаться!
35
Освещенность
10 Удобство
эксплуатации
й
04 Замена механической среды
08 Периодическое действие
10 Копирование
18 Посредник
Радикальное (физическое) противоречие
Очистка
стекла
0
должна быть для обеспечения
видимости сквозь стекло
&
не должна быть, чтобы водителю не надо
было выходить из транспортного средства
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Используются модели: 04, 08 и 10, а также 18.
Решение: в соответствии с патентом США 743801 от 10 ноября 1903 года, выданного автору Мэри
Андерсон, предложено на лобовом стекле установить держатель с резиновой моющей частью и
приводить этот держатель в действие вручную изнутри транспортного средства через рычажный
привод.
ЗУМИНГ
Противоречия устранены? - Да. - We*.
Сверх-эффекты: возможна автоматизация привода
Негативные эффекты: -
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Для повышения удобства очистки лобового стекла от снега и
других осадков, на стекле установлен держатель с резиновой
щеткой, приводимый периодически, по мере необходимости, в
действие вручную изнутри транспортного средства через
систему рычагов.
Использованы навигаторы 04, 08, 10 и 18.
306
Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.3. Безопасные ремни безопасности
В 1955 году американская компания Ford впервые в мировой практике оснастила свои
автомобили ремнями безопасности. Через 12 лет такие же ремни применила шведская
компания Volvo. И затем ремни стали применяться практически всеми компаниями мира.
К концу 2009 года три компании объявили о планах оснащения автомобилей "надувными"
ремнями безопасности: японская Honda (еще в 1997), германская Mercedes-Benz (2009) и
Ford (2009). И все же Ford намерен стать первой компанией, которая выведет такие ремни
в массовое применение.
Экстрагирование
Прототип
№
01
02
03
Навигатор
01 Изменение
агрегатного состояния объекта
14 Использование пнев-
мо- и гидроконструкций
18 Посредник
Реализация
ремень имеет эластичную
накладку
эластичная накладка
выполнена надувной
надувная накладка служит
смягчающим посредником
между жестким ремнем и
телом человека
Артефакт-цель
Реинвентинг
JQ
E
E
e
Ю
>S
>4
TO
I-
X
<D
m
Q_
CO
и
s
ТРЕНД Традиционные ремни безопасности должны иметь высокую скорость срабатывания и
быть жесткими для надежного удержания тела человека от продвижения вперед по инерции.
Однако при срабатывании в случае удара именно ремни сами нередко наносят серьезные травмы,
особенно если ремень попадает на горло. Что можно предпринять?
РЕДУКЦИЯ ФИМ: Х-ресурс, вместе с имеющимися или изменяемыми ресурсами и без усложнения
объекта или внесения негативных свойств, гарантирует получение ИКР [ нетравмирующее
воздействие на человека ].
Радикальное противоречие (РП):
Ремень безопасности ► жесткий (для надежного удержания тела человека при ударе) VS мягкий (для
снижения опасности травмирования человека)
Формула и решение (в общем виде) стандартного противоречия (СП):
22 Скорость VS 14 Вредные факторы самого объекта = 01, 05, 18, 33
ИЗОБРЕТЕНИЕ Доминирующие модели для решения СП: 01 Изменение агрегатного состояния
объекта, 18 Посредник и, дополнительно, 14 Использование пневмо- и гидроконструкций. В
соответствии с этими навигаторами выполнены следующие изменения: введена в качестве
посредника надувная накладка на ремень (по модели 18); для надувания накладки используется
сжатый воздух (мод. 14); накладка выполнена из эластичного материала и увеличивается в размере
при наполнении сжатым воздухом (мод. 01).
Доминирующие ресурсы для решения РП: функциональный (нетравмирующий контакт),
пространственный (новая объемная форма) и материальный (применение эластичной накладки и
сжатого воздуха, подаваемого в накладку).
Хорошо интерпретируется также применение модели 05 Вынесение для разрешения РП, как
снабжение ремня в определенных местах необходимыми, но прямо противоположными, свойствами:
быть мягким на участках прямого контакта с телом человека И быть жестким на всех других
участках (участвуют структурный и пространственный ресурсы).
В соответствии с моделью 33 Проскок наполнение накладки
после срабатывания ремня происходит до завершения его
полного натяжения! Задействованы временной, материальный и Ч:0*Щ: ! £
энергетический ресурсы. lS/^*jSv^ ! 5>
ЗУМИНГ Противоречия устранены. Сверх-эффект: эластичная
накладка в обычном неаварийном применении более
эргономична и приятна, чем жесткий ремень!
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Для снижения травматического действия ремня безопасности
предложено оснастить его надувной накладкой.
Доминируют навигаторы 01, 14, 16 и 18.
Тема 12. Избранные примеры
307
Пример 12.4. В 2001 году The Wall Street Journal назвал рюкзак для ношения
детей компании Weego в числе выдающихся изобретений века!
Экстрагирование
Прототип
№
01
02
03
Навигатор
04 Замена механической
среды
07 Динамизация
12 Местное качество
Реализация
изменена привычная
структура рюкзака
введены динамизированные
элементы
отверстия для головки, ручек
и ножек ребенка; специальные
лямки и поддержки
Артефакт-цель
Реинвентинг
ТРЕНД В начале 1960-х молодые супруги американцы Анна и Майкл Мур (Ann and Mike Moore)
работали в Африке как добровольцы Корпуса Мира. Они видели, как работающие
женщины в Того переносят своих детей - прямо на спине, закутанных в
большие платки или куски полотна. При этом руки у женщин остаются
свободными для работы. Вот бы перенести такую идею в Америку или Европу!
Но такой способ ношения детей не принят в западной культуре. Хотя есть
аналоги для переноски грузов - рюкзаки, например. Что можно предпринять?
РЕДУКЦИЯ ФИМ: Х-ресурс, вместе с имеющимися или изменяемыми ресурсами и без усложнения
объекта или внесения негативных свойств, гарантирует получение ИКР [ удобное устройство для
переноски маленьких детей, освобождающее руки родителей ].
Итак, очевидно, что функциональная идея заимствована из Африки от платка. Но последующая
техническая реализация явно исходит от обычного туристского рюкзака! Поэтому прототипом
выбираем все же рюкзак.
Радикальное противоречие (РП):
Рюкзак ► закрытый (для ношения вещей) VS открытый (в нескольких местах для ношения ребенка)
Формула и решение (в общем виде) стандартного противоречия (СП):
10 Удобство эксплуатации VS 21 Форма = 04, 07,14,15
ИЗОБРЕТЕНИЕ Доминирующие ресурсы для решения РП: функциональный (расширение функций
рюкзака) и пространственный (форма: изготовление отверстий и открывающихся пологов).
Доминирующие модели для решения СП: 04 Замена механической среды и 07 Динамизация.
Дополнительно: 10 Копирование, 11 Наоборот, 12 Местное качество и 19 Переход в другое
измерение. Изменения: согласование формы с требующимися функциями (модели 04 и 12);
копирование функций (мод. 10); введение открываемых и закрываемых пологов (мод. 07 и 12);
возможность ношения на спине и на груди (мод. 11 и 19).
ЗУМИНГ Противоречия устранены? - Да! КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Сверх-эффекты: 1) возможность ношения как на спине
(рис. 1-3), так и на груди (рис. 4); 2) возможность
ношения ребенка мужчинами (платок мужчины не
будут носить); 3) можно носить и двойню (рис. 5)
В 1969 году Анна Мур запатентовала рюкзак
для ношения детей. Присутствуют
навигаторы 04, 07, 10. 11, 12 и 19.
%
>&:■>
0
Когда в 1964 году у Анны родился первенец, она вспомнила о том, как носили своих детей
африканские женщины. Вместе с мамой они придумали дизайн, а шить помогали даже соседи.
Постепенно этот рюкзачок совершенствовался и начал получать популярность. И в 1970-х супруги
решили основать компанию с необычным названием "Weego", воспроизводящего звучание
английского "We go" (с англ.: мы идем). Но прошло еще почти 10 лет, пока пришла настоящая
популярность в Америке, а затем и в мире, а ежегодные обороты компании стали
многомиллионными.
308 Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.5. Утконос? -Да, "Утконос". Чем и гордимся!
Идея "Утконоса" появилась на свет в 1999 году, а к 2002 году компания "Новый импульс"
открыла в подмосковном Зеленограде два первых магазина розничной продажи с
предварительным резервированием товара. Работа сети организована на основе
нескольких идей-изобретений. Среди них ключевыми являются следующие: 1)
организация маленьких магазинов-дискаунтеров с возможностью посмотреть и заказать в
них товар, а кое-что и купить на месте; 2) создание сети транспортировки товаров с
единого центрального склада в магазины или прямо домой заказчику; 3) создание
информационой сети, по которой заказы буквально стекаются на Универсальные
Терминалы Комплектовщика (УТК, а отсюда такое необычное название сети, видимо, от
"УТК' + "носить" = "Утконос") работникам, которые комплектуют на складе "корзину
клиента" для доставки; 4) применение схемы "Резервирование - Доставка - Приемка
клиентом - Оплата"; внимание: оплата стоит в конце цепочки и осуществляется
клиентом, если его устраивают качество и срок выполнения заказа! Централизация
хранения исключила потребности в дорогостоящих площадках в Москве, а значит, дает
возможность снижать цены на товары и занимать достойное место в конкуренции с
большими универсамами.
Экстрагирование
Прототип
;. •• л
№
01
02
03
Навигатор
05 Вынесение
11 Наоборот
35 Объединение
Реализация
терминал заказчика сначала вынесен
в магазин, а в перспективе выносится
в квартиры и дома; терминалы сбора
информации внесены прямо на склад
не клиент идет к товару, а товар - к
клиенту
централизованный склад
Артефакт-цель
Реинвентинг
ТРЕНД Стремление повысить удобство приобретения товаров частого пользования отвечает
двум глобальным трендам: 1) экономия времени пользователей и 2) применение информационных
технологий на основе систем мобильной связи и интернет. Но что конкретно можно предпринять,
учитывая доминирование громадных супер- и гипермаркетов, да еще на лучших позициях в крупных
городах?
РЕДУКЦИЯ Радикальное противоречие (РП): Товар ► далеко (в магазине) VS близко (дома)
Формулы и решения (в общем виде) некоторых стандартных противоречий (СП):
23 Время действия подвижного объекта VS 02 Универсальность, адаптация = 01, 03,11
01 Производительность VS 03 Степень автоматизации = 01, 10, 35, 37
ИЗОБРЕТЕНИЕ Участвуют ВСЕ модели: 01 Изменение агрегатного состояния объекта -
перераспределение традиционной концентрации товаров, информации и клиентов; 03 Дробление -
сети пунктов заказа, тестирования и оплаты; 05 Вынесение (модель введена дополнительно из
экстрагирования) - нужные функции разнесены в нужные распределенные (заказ),
концентрированные (большой "глобальный" и малые локальные склады в магазинах) кластеры; и
разумеется: 10 Копирование, 11 Наоборот и 35 Объединение.
В разрешении противоречий задействованы ВСЕ ресурсы: системный, информационный,
функциональный, временной, пространственный, материальный и энергетический. И все же ключом
является информационный ресурс, создающий формирование заказа и сбор заказов, возможность
централизации хранения запасов, оптимизацию транспортных маршрутов доставки и т.п.
ЗУМИНГ Исходные противоречия устранены. Сверх-эффект: система имеет перспективу (тренд)
дальнейшего роста и развития к идеальной функциональной модели "заказ - из дома, товар - в дом".
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ Это - пример эффективной интеграции в жизнь информационного ресурса.
Этот пример показывает радикально иные возможности для построения оптимальных структур
доставки товаров конечному потребителю.
Рис. 12.10. Реинвентинг идеи "не клиент идет к товару, а товар - к клиенту"
Тема 12. Избранные примеры
309
Пример 12.6. "Зри в клубень!", или "Из деревни - с любовью"
"Тульская Нива" Веневского района Тульской области - это современное "коллективное
хозяйство", то есть, "колхоз", как его называет сам организатор и руководитель, известный
промышленный предприниматель и финансист Андрей Эдуардович Казючиц. У колхоза
большие планы - нормально зарабатывать на сельскохозяйственной продукции
отечественного производства. Да, семенной фонд - лучший из зарубежных. Но остальное
- свое. И деревню свою можно и нужно возрождать и укреплять. А для этого производство
должно быть на уровне промышленного. На "выходе" должно быть высочайшее качество
продукции, а на "входе" - радость от достойного труда и от достойных доходов.
Экстрагирование
Прототип
№
01
02
03
Навигатор
16 Частичное или
избыточное действие
29 Самообслуживание
40 Непрерывность
полезного действия
Реализация
высочайшее качество за
счет породистости и
культуры производства
собственные и
дружественные сети доставки
исключение холостых
ходов (вымогателей),
непрерывное движение к
конечному потребителю
Артефакт-цель:
из деревни - с любовью
Реинвентинг
ТРЕНД Сельскохозяйственное производство - много труда,
зависимость от погоды, жизнь тружеников без городского
комфорта, и еще... зависимость от сбыта! Что можно
предпринять, учитывая почти олигархическое
доминирование сетевых ритейлеров, пытающихся подавить
отечественного же производителя поборами за продажу продукции?
РЕДУКЦИЯ Радикальное противоречие (РП): Товар ►
далеко (в деревне) VS близко (дома)
Формула и решение (в общем виде) примера
стандартного противоречия (СП):
10 Удобство эксплуатации (для потребителя) VS 23 Время
действия подвижного объекта (быстрая доставка) = 12, 14, 29.
32 и дополнительно: 16 и 40.
ИЗОБРЕТЕНИЕ Направления решения: организация
собственной сети доставки КОНЕЧНОМУ потребителю (мод. 12, 29,
40); длительная сохранность продукции (мод. 14,16,40).
Мобилизация информационного и функционального ресурсов:
сетевой маркетинг и усиление сопутствующими сервисами.
ЗУМИНГ Исходные противоречия могут быть устранены.
Сверх-эффект: система имеет перспективу (тренд)
дальнейшего роста (с интеграцией с другими производителями
сельскохозяйственной продукции) и развития к идеальной
функциональной модели "заказ - из дома, товар - в дом".
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ Мобилизация информационного и
функционального ресурсов (сетевой маркетинг,
дополнительные услуги и др.) открывают определенные возможности
для построения жизнеспособных структур доставки
сельскохозяйственной продукции конечному потребителю.
Прототип: расточительное хранение картофеля "по-
старинке"-в буртах, где она нередко почти вся пропадает.
Производство в "Тульской Ниве" организовано иначе:
картофель моют (а), сортируют (Ь), хранят в
вентилируемых помещениях (с) и фасуют (d) в удобные
емкости, ориентированные на разного потребителя.
Пожелаем успеха'таким компаниям. Они - победят. Залогом
этому - не только воля, вера и упорная работа, но и их сила
духа и юмор. Как они пишут о себе: "Мы такие же
обыкновенные, как и все. Нас отличает лишь то, что мы веселые,
смелые, сердитые, упорные, бесшабашные, рисковые и пр."
Пишут они и для Вас: "Из деревни -с любовью".
■ Л*а- '
жжл*Я^р&ы* &&::::■ ' "
'ЛШШ Ш ;••'.,.
d
КАК КАРТОШКА 4ШСК0Й НИВЫ<- ПОПАДАЕТ К ПОКУПАТЕЛЯМ
*о£
Закупка семенного Посевная
картофеля в Нидерландах
Продажа фасованного
картофеле
Мытье картофеля,
МЕТОДЫ
фасовка
I Прямые продажи-^
• в розницу
г Завалить офис розничного
продавца своей продукцией
г Атаковать телефонными - *
звонками
*- Вывезти закупщиков на
свои поля
г Кооперация с розничными
сетями (доставка на дом)
Прием
от розничных
партнеров по
электронной
почте
-1!
г- Кооперация с компаниями, -^
доставляющими на дом воду/ >■ У
Прямые продажи-
конечному потре- I
бителю (план) ^> Метод сетевого маркетинга
О
Рис. 12.11. Реинвентинг замысла предприятия 'Тульская Нива"
(источники: http://tulskayaniva.ru, http://product.ru, http://www.kommersant.ru/sf)
310
Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.7. Цифровые ледяные скульптуры
А теперь рассмотрим технологию моделирования скульптур, которой, наверное,
воспользовался бы и сам Микельанджело (см. задачу 4.13). Возможно, что подобное
моделирование применяют архитекторы и художники для Выставок Ледяных Скульптур,
таких, какие проходят в Харбине, Китай (см. задачу 1.23).
X-Y-сканирова-
ние лазерным
(ультра-фиолетовым) лучом
ТРЕНД Известны различные устройства для
моделирования формы новых, не очень больших,
изделий с помощью технологии "быстрое
прототипирование"- Rapid Prototyping.
В этих установках используется специальная
жидкость, которая полимеризуется и затвердевает
при воздействии на нее температурой или светом.
Изделие формируется послойно внутри жидкости.
В основном эти установки достаточно дороги.
Нельзя ли сделать установку дешевле, возможно,
поступившись точностью и прочностью получаемых
моделей, хотя бы только для визуализации форм?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, в виде частиц вещества или энергии находится в оперативной зоне и обеспечивает
вместе с другими имеющимися ресурсами получение ИКР
[ послойное быстрое выращивание модели ].
Формула и решение стандартного противоречия:
05 Точность изготовления VS 10 Удобство эксплуатации = 01, 03, 09, 36
Радикальное противоречие:
Материал
прототипа
Q
должен быть дешевым и
легким в формировании
слоя
НО
не должен быть дешевым и легким в
работе, так как известные материалы и
установки дороги
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Основой для решения является материальный ресурс:
замена материала на более дешевый и доступный,
например, на воду! Идея решения: прототип намораживать
нанесением быстро замораживаемых капель воды.
8 решении присутствуют все навигаторы кластера: 01
Изменение агрегатного состояния объекта, 03 Дробление,
09 Изменение окраски и 36 Обратная связь.
В камере с помощью распыления жидкого азота
поддерживается температура минус 20-30 градусов. Через
водяное подогреваемое сопло на изделие по программе
наносятся капли воды, которые мгновенно замерзают,
сцепляясь с поверхностями, созданными ранее. Быстро,
просто, недорого!
ЗУМИНГ
Противоречия устранены? -Да!
Сверх-эффекты: получен самый недорогой способ
сформирования быстрых прототипов из самого доступного
материала - воды!
Негативные эффекты: полученная "скульптура" требует для
хранения минусовой температуры.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Распылитель
жидкого аэато
Ученые центра Centre for Intelligent Machines, McGill University, USA разработали технологию быстрого
прототипирования Rapid Freeze Prototyping на основе льда New Architecture of Phase Change.
Присутствуют навигаторы 01, 03, 09 и 36, а также изменение материального ресурса.
Рис. 12.12. Реинвентинг технологии быстрого прототипирования из льда
(источник: www.memrana.ru)
Тема 12. Избранные примеры
311
Пример 12.8. Самоорганизация: по законам Природы
Дальнейшее развитие техники немыслимо без широкого
и планомерного использования "патентов" Природы 159.
Г.Альтшуллер
ТРЕНД Известны способы получения металлических листов с выпукло-вогнутой ячеистой
структурой поверхности (верхней и нижней). Основной способ - прессование или протягивание с
прессованием. Однако при этом возникают неравномерные напряжения в металле, приводящие иногда
к микротрещинам. Это снижает надежность листов при применении (в конструкциях крыш, стен и
других элементов). Что можно предпринять?
РЕДУКЦИЯ ФИМ: Х-ресурс, в виде частиц вещества или энергии находится в оперативной зоне и
обеспечивает вместе с другими имеющимися ресурсами получение ИКР
[ сформирование металлических листов с регулярными выпукло-вогнутыми ячейками без повреждения
поверхностей ].
Стандартное (техническое) противоречие
Лист металла
с выпукло-
вогнутыми
ячейками
о
Факторы
Навигаторы
Большая площадь
воздействия
04 Площадь
подвижного
объекта
'о
Сложные в
настройке,
неуниверсальные прессы
М
09 Удобство
изготовления
03 Дробление
10 Копирование
11 Наоборот
18 Посредник
Радикальное (физическое) противоречие
34 Матрешка - дополнительно!
Листе
ячейками
О
не должен иметь повреждения
поверхности для надежного
применения
&
• • ж-н - • ^- •- яп»-!хн» т так
как существующие способы формирования
ячеек не свободны от дефектов
ИЗОБРЕТЕНИЕ По модели 03: воздействие "частицами вещества" для создания равномерного
давления по всей поверхности листа. По модели 10: здесь изобретатели обратились к аналогам Природы
(рис. а) и сформулировали задачу "самоорганизации" ячеек (Ь) поверхности - нельзя ли "скопировать"
структуру панциря черепахи, например? По модели 11: не давить "сверху", а формировать лист за счет
вакуума, всасыванием листа (с) в создаваемую "пустоту" - лист должен "самоформироваться" за счет
равномерного распределения давления атмосферного воздуха. По моделям 18 и 34: введен "посредник"
- инструмент, направляющий рост ячеек! "Инструмент" установлен под листом (внутри машины) и создает
вдоль листа (с) опорную структуру с заданным шагом!
ЗУМИНГ Сверх-эффекты: 1) Гладкая поверхность.
2) Равномерная толщина листа в сечениях!
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Для создания на металлических и других листах ячеистых
структур, аналогичных "изобретенным" Природой,
использованы навигаторы 03, 10, 11, 18 и 34, а также
соответствующие физико-технические эффекты
(применение гидро-вакуумного прессования и, особенно,
"самоорганизации" ячеек при определенных условиях).
Компания Dr. Mirtsch GmbH, Берлин, Германия (руководители:
семейный творческий коллектив - профессор, доктор Франк Мирч, его
супруга С.Мирч, доктор наук, и сын М.Мирч, доктор наук) успешно
применяет "патенты" Природы для разработки новых изделий и
технологий для формирования металлических и других листов с
регулярной ячеистой структурой. Фирма широко известна в мире: d)
барабан стирающей машины компании Miele; e) стенка багажника
машин SLK-ряда компании Daimler; f) крыша спортивного центра в
Одессе, Украина. В целом направление BioTRIZ уже много лет
развивают в одноименной компании и в английском University of Bath,
профессор Юлиан Винцент (Julian Vincent) и его коллеги доктор
Николай Богатырев и доктор Ольга Богатырева.
Рис. 12.13. По "законам Природы": моделирование изобретений профессора Мирча
Альтшуллер Г.С. Как научиться изобретать. - Тамбов, Тамб. книжное изд-во, 1961
312
Часть 4. Мастерская практика
#?
*Т/
,*4#'.
.-5
Пример 12.9. День Изобретателя в Европе - 9 ноября.
Современная секретная и защищенная связь,
наряду с другими методами, широко применяет
метод "прыгающих частот". Трудно поверить,
что он был изобретен в 1941 и запатентован в
\ь 1942 году киноактрисой160 и ее другом,
композитором161. Однако еще 20 лет концерны
** v "* \ч ждали окончания срока действия патента, а
'v затем началось широкое применение метода.
И в это же время сама актриса-патриот внесла 7 миллионов долларов в
поддержку правительства, приобретя на эту сумму облигации военного
государственного займа для борьбы антигитлеровской коалиции в Европе против
нацистов. Хорошо еще, что имена изобретателей оказались не забытыми и даже
глобально признанными. Именно в честь Хэди Ламарр предложено отмечать
День Изобретателя в Европе 7 ноября - в день ее рождения.
со
со
CNJ
О)
CNJ
<
3
о
CD
Ф
ю
X
S
ф
CL
и
S
о.
ТРЕНД Для того, чтобы избежать "утечки информации" при передаче секретных сообщений,
информацию шифруют. Но для этого требуется время, а значит, может снижаться
производительность передачи. Кроме того, передача может быть дешифрована или нарушена (искажена или
"заглушена" постановкой сильной помехи на частоте передачи), если "перехватчик" как минимум
знает частоту передачи. Что можно предпринять?
РЕДУКЦИЯ ФИМ: Х-ресурс, вместе с имеющимися или изменяемыми ресурсами и без усложнения
объекта или внесения негативных свойств, гарантирует получение ИКР [ защищенность информации ].
Формула и решение (в общем виде) стандартного противоречия (СП):
12 Потери информации VS 01 Производительность = 07, 11, 36
12 Потери информации VS 13 Внешние вредные факторы = 02, 03, 21
Радикальное противоречие (РП):
Частота ► "известная" (для передатчика и приемника) VS "неизвестная" (для "перехватчика")
ИЗОБРЕТЕНИЕ Доминирующие модели для решения СП по методу MITO: 02 Предварительное
действие, 03 Дробление и 07 Динамизация. Предложено передавать информацию по фрагментам (03)
со сменой частот передачи (модель 07) по программе, заранее согласованной (02) для передатчика и
приемника. Хорошо могут быть интерпретированы также и все другие модели: 11, 21 и 36.
Доминирующие ресурсы для решения РП: ^
информационный (управление сменой частот),
структурный (комбинирование в большом
количестве частот; в авторском варианте было 88
частот), временной (динамизация).
ЗУМИНГ Противоречия устранены.
Сверхэффект: военные системы связи, а также широко
применяемые системы Bluetooth, Wi-Fi, WiMAX и
другие используют принцип разделения и смены
частот для повышения устойчивости связи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Для создания защищенного режима передачи
информации предложен метод синхронной смены
частот передатчика и приемника. Сообщение
передается по фрагментам на разных частотах.
Доминируют модели 02, 03 и 07, а также
информационный, структурный и временной ресурсы.
Радиопередатчик
t
Передаваемая
информация
Блок смены
частот
Радиоприемник
1
Принимаемая
информация
Блок смены
частот
S
S
Заранее согласованная, синхронно запускаемая программа
смены частот (в том числе на основе случайных или
псевдослучайных последовательностей)
160 Hedwig Eva Maria Kiesler (9 ноября 1914, Вена, Австрия - 19 января 2000, Альтамонте Спрингс,
Флорида, США) - популярная в 1930-1940-е годы австрийская, а затем американская актриса кино;
Хэди Ламарр (Hedy Lamarr) - артистическое имя; фото: "Inventor's Day", www.wikipedia.org
161 Джордж Антейл (George Antheil, 1900, Трентон -1959, Нью-Йорк, США) - родился в семье
немецких эмигрантов; американский авангардный композитор, пианист; фото: www.wikipedia.org
Тема 12. Избранные примеры
313
Пример 12.10. Инновационная глобализация компании162 fischer.
Можно предположить, что Артур Фишер
уступил бы право на дату Дня
Изобретателя в Европе на ту, которая указана в
предыдущем примере. Дело в том, что он
родился 31 декабря, а праздновать День
Изобретателя в канун Нового Года как-то
не очень удобно. А ведь профессор Артур
Фишер обладает "мировым рекордом" в
количестве запатентованных изобретений и
промышленных образцов - 1121 (на 2008
год). А это вполне достаточное основание,
чтобы отмечать День Изобретателя в
Европе в его день рождения.
А сейчас попробуем открыть "секрет"
изобретения дюбеля - артефакта, сделавшего
его автора известным всему глобусу!
Артур Фишер
Клаус Фишер
В настоящее время семейное предприятие
уже 30 лет возглавляет изобретатель и
выдающийся предприниматель
профессор Клаус Фишер, сын Артура Фишера.
jam
ТРЕНД Чтобы закрутить шуруп в кирпичную или бетонную стену, можно использовать
деревянную самодельную пробку (дюбель). Но такой дюбель часто растрескивается и не держится
в отверстии. Что можно предпринять?
РЕДУКЦИЯ ФИМ: Х-ресурс, в виде частиц вещества или энергии находится в оперативной зоне и
обеспечивает вместе с другими имеющимися ресурсами получение ИКР
[ плотное заполнение отверстия для вкручивания шурупа ].
Стандартное (техническое) противоречие:
07 Сложность конструкции VS 21 Форма = 04, 07, 11,14
Радикальное (физическое) противоречие:
Дюбель ► "твердый" (для плотного заполнения отверстия) VS "мягкий" (для вхождения шурупа)
ИНВЕНТИНГ Доминирующие модели для решения СП: 04 Замена механической среды, 07
Динамизация и, дополнительно, 01 Изменение агрегатного состояния объекта. Изобретение нового
дюбеля хорошо согласуется с этими навигаторами: тело дюбеля выполнено из эластичной
пластмассы (01), поэтому дюбель расширяется по диаметру при вхождении в него шурупа (04, 07).
Доминирующие ресурсы для решения РП: структурный (разрезы, "крылышки", выступы и т.д.),
пространственный (новая объемная форма) и материальный (применение эластичного, но достаточно
твердого и прочного материала) - при расширении пробка плотно держится в отверстии.
ЗУМИНГ Противоречия устранены.
Сверх-эффект: стандартизация и
массовое производство крепежных
компонентов, упрощение работы!
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Дюбель профессора Артура Фишера,
основателя группы компаний fischer,
стал действительно глобально
применяемым прдуктом. Не меньшую
известность получили также
развивающие игрушки-конструкторы
fischertechnik и fischerTiP.
Для вкручивания шурупов в кирпичную или бетонную стену
предложен стандартизованный эластичный дюбель многих
форм и размеров (модели 01, 04 и 07).
Рис. 12.15. Реинвентинг дюбеля профессора Артура Фишера
Artur Fischer (p. 31 декабря 1919 г., Tumlingen, Германия) - выдающийся изобретатель и
предприниматель, создатель глобально известных продуктов - серии "дюбелей" и развивающих
конструкторов ,Tischertechnik" для детей, подростков и студентов, а также электрической
фотовспышки и других артефактов; фото: www.presswire.dk и www.fischer.de
314
Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.11. "Don't tell me it's impossible. Tell me you can't do it."
Да, он163 сказал это в одном из интервью (Esquire, December 2008). Но, кажется, о себе он
мог бы сказать иначе: "Не говорите мне, что это невозможно. Я смогу сделать это!"
ТРЕНД Любой двухколесный самокат (скутер) или велосипед сохраняет свою устойчивость только
благодаря движению. Эти устройства обладают динамической устойчивостью. Но они просто падают
на бок. если они останавливаются.
Известны системы стабилизации положения в пространстве на основе жидкостных датчиков
равновесия и гироскопических стабилизаторов. Но в велосипеде в поперечном направлении "нечем"
управлять, разве что вводить сложную систему наподобие "весов", чтобы непрерывно балансируя,
удерживать центр масс системы строго в плоскости опоры. Но это выглядит сложным и
неоправданным.
Но можно ли построить двухколесную машину, которая бы могла и быстро ехать, неся "пилота" или
"пассажира" (назовите, как Вам нравится!), и стоять, не падая, во время вынужденной остановки?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, в виде частиц вещества или энергии находится в оперативной зоне и обеспечивает
вместе с другими имеющимися ресурсами получение ИКР
[ подвижное двухколесное транспортное средство с устойчивой самостабилизацией при остановке ].
Стандартное (техническое) противоречие
Факторы
©
0
Навигаторы
Устойчив в
движении
04 Надежность
Сложно сделать
устойчивым при
остановке
07 Сложность
устройства
01 Измен, агрег. состояния объекта.
03 Дробление
11 Наоборот
Радикальное (физическое) противоречие
должен быть устойчивым при
остановке
&
не должен быть устойчивым при остановке,
так как нет средства поддерживать
устойчивость в поперечном направлении
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Первой ключевой моделью является 11: если нет ресурса для корректировки положения скутера в
поперечном направлении, то можно это делать в продольном; а устойчивость в поперечном
направлении можно обеспечить, если колеса разместить не друг за другом, как это принято, а по
краям скутера на одной геометрической оси! Появились пространственный и функциональный ресурсы
для управления!
Второй ключевой идеей является введение информационного ресурса:
контролировать положение центра масс в плоскости опоры должна электроника!
ЗУМИНГ Противоречия устранены частично: устойчивость обеспечена, но
сложность устройства выросла!
Сверх-эффюкты: 1) Это - новый вид транспорта. 2) Открытие нового
способа передвижения для роботов!
Негативные эффекты: сложность устройства! *
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Благодаря введению информационного ресурса и применению навигатора 11 Наоборот,
получено новое транспортное средство с двумя колесами на одной геометрической оси
и возможностью обеспечения устойчивости путем динамической корректировки
положения центра масс системы в плоскоти опоры колес. На рис.: автор Дин Кэймен на
"Сегвее".
Рис. 12.16. Реинвентинг скутера "Segway" Дина Кэймена
(источник: http://www.wikipedia.com)
1 Дин Кэймен (англ. DeanL Kanien; p. 1951)-американский изобретатель, создатель
индивидуального транспортного средства со стабилизацией на гироскопах Segway; англ.: Не говорите
мне, что это невозможно. Скажите, что Вы не можете сделать это.
Тема 12. Избранные примеры
315
Пример 12.12. P.U.M.A готова к прыжку!
ТРЕНД
Самые маленькие автомобили! Кто из автопроизводителей не мечтал об этом? Однако,
простое уменьшение в размерах с сохранением основных пропорций "больших"
автомобилей превращало "маленькие" в ненастоящие, в комические. Нужно было создание
нового класса небольшого автомобиля на одного, двух или более пассажиров! То есть,
почти как в сказке про "умную дочь крестьянскую" (задача 1.17): с крышей, но не
автомобиль, с двумя колесами, но не мотоцикл! Что бы это могло быть?
А если серьезно, то проблема минимизации размера ограничивается количеством колес.
Вряд ли стоит ставить цель ездить на единственном колесе, но на двух (а не на трех
или тем более четырех) - желательно. Но такая машина известна в виде мотоцикла или
мотороллера, но обе компоновки теряют свои специфические преимущества, будучи
упакованными в корпус с "крышей". Что делать?!
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, в виде частиц вещества или энергии находится в оперативной зоне и
обеспечивает вместе с другими имеющимися ресурсами получение ИКР
[ устойчивое двухколесное транспортное средство автомобильного типа ].
Радикальное противоречие 1
Автомобиль
0|
должен быть маленьким
по тренду развития
урбанизации
&
не должен быть маленьким, потому что
производит впечатление гротескно
уменьшенного "настоящего" автомобиля
РП 2: Автомобиль ► двухколесный (для минимизации размера)
VS более, чем с двумя колесами (для устойчивости)
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Основой для решения является системный переход: создание автомобиля нового
класса - на основе двухколесной самостабилизирующейся платформы типа "Segway"!
Именно такая идея была предложена (2009) совместно
компанией General Motors и инноватором Дином Кэйменом в
проекте P.U.M.A - Personal Urban Mobility & Accessibility. В
2010 году на выставке в Шанхае Segway был представлен
уже в совместном дизайне General Motors и китайской
компании SAIC под брэндом "сетевой электромобиль"
(Electric Networked-Vehicle - EN-V).
ЗУМИНГ
Противоречия устранены? - Да, устранены
острые (радикальные) эстетико-технические
противоречия!
Сверх-эффекты: предложение нового класса
автомобиля с новым концептом дизайна,
конструкции и поведения.
Негативные эффекты: -
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Новое системное решение создает новый класс
автомобиля, устанавливает новые стереотипы
восприятия и новые эстетические и технические критерии
для оценки будущих моделей в этом классе.
Рис. 12.17. Реинвентинг автомобилей нового класса P.U.M.A и EN-V
на основе платформы Segway Дина Кэймена
316
Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.13. Сушка для рук с воздушными "щетками"
ТРЕНД
10 лет назад к началу II тысячелетия в центре Лондона
появилась выдающаяся достопримечательность "Око
Лондона" (London Eye). Миллионы туристов в год любуются
видами на Темзу, башню Биг Бен и здание парламента с
высоты 135 м. Но немало посетителей (тоже счет на
миллионы в год) посещает туалетные комнаты при этом
сооружении. Старые фены для сушки рук после мытья иногда
обжигают руки и слишком медленны, и при них возникает
очередь. А пользование бумажными салфетками затратно и
загрязняет помещение. Что можно сделать?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, в виде частиц вещества или энергии находится
в оперативной зоне и обеспечивает вместе с другими
имеющимися ресурсами получение ИКР
[ быстрая безопасная сушка рук].
Стандартное (техническое) противоречие
Фото автора
0
Сушка
рук
Надо ускорить
процесс
Факторы
Навигаторы
о
Нагретый воздух
может обжечь
22 Скорость
I
14 Вредные
факторы
самого
объекта
рй
01 Измен, агрег. состояния объекта
05 Вынесение
18 Посредник
33 Проскок
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Используются все модели кластера. В соответствии с
моделями 01 и 33 предложено многократно ускорить поток
воздуха из сушилки - до 640 км/час! Такой воздух выполняет роль
двух щеток-лезвий, "срезающих" остатки влаги с кожи по модели
18, а все вместе отвечает модели 05, внося нужное свойство -
удалять влагу, и устраняя вредные свойства - обжигать и
медленно действовать.
ЗУМИНГ
Противоречия устранены? - Да. - We*.
Сверх-эффекты: возможно широкое применение для
быстрой сушки многих объектов; капли собираются
внизу в емкость - антибактериологический эффект;
малое потребление энергии!
Негативные эффекты: -
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Сушка для рук использует высокоскоростные воздушные
лезвия. Одно из первых применений - в туалетных
комнатах при колесе обозрения "Око Лондона".
Использованы навигаторы 01, 05, 18 и 33.
Dyson Airblade™ - изобретение Джеймса Дайсона (на рис.).
Рис. 12.18. Воздушные лезвия Джеймса Дайсона
(источник: http://www.dysonairblade.co.uk/)
' Sir James Dyson (p. 1947) - знаменитый английский изобретатель и предприниматель-миллиардер,
создатель, в частности, "вакуумного" пылесоса на "циклонном" принципе (конец 1970-х)
Тема 12. Избранные примеры
317
Пример 12.14. Решение задачи 2.4. Вентилятор без пропеллерных лезвий!
0W00
ТРЕНД
Немало десятков лет известны настольные (и
другие) вентиляторы с большими, обычно,
прорезиненными, лезвиями - шумные, иногда
больно ударяющие по пальцам, если рука
нечаянно угодила под лезвие. И еще: ощущение
от потока воздуха такого вентилятора не
всегда приятное - по лицу непрерывно ударяют
холодные "хлопья" вместо равномерного потока
воздуха. Что можно сделать?
РЕДУКЦИЯ
Старый заслуженный вентилятор
ФИМ: Х-ресурс, в виде частиц вещества или энергии находится в оперативной зоне
обеспечивает вместе с другими имеющимися ресурсами получение ИКР
[ безопасное создание равномерной сильной струи ].
Стандартное (техническое) противоречие
Навигаторы
0!
Вентилятор
\Л
Увеличить
объем
подаваемого
воздуха
Факторы
19 Объем
подвижного
объекта
©I
Неравномерность
потока
Ж
29
Устойчивость
состава
объекта
8
02 Предварительное действие.
03 Дробление
04 Замена механической среды
23 Применение инертной среды
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Ключевой моделью является 04. Однако для создания
другой структуры "поля" - воздушного потока - надо
обратиться к физико-техническим эффектам.
Изобретатель использовал эффект Коанда: "прилипание" струи
воздуха или жидкости к обтекаемой поверхности при
подаче струи близко по касательной к этой поверхности
(рис. 1)! "Рабочий поток" (а) выдувается через узкие щели
по окружности входной плоскости (рис. 1) и создает (рис. 2)
дополнительный "всасываемый" поток (Ь) на входе и
дополнительный "притягиваемый" поток (с) на выходе.
Рабочий поток нагнетается насосом, установленным в
основании вентилятора, через полости в круглой рамке.
ЗУМИНГ
Противоречия устранены? - Да. - We*.
Сверх-эффекты: усиление выходного потока по сравнению с
объемом воздуха, забираемого насосом, - 10-20 раз! Полная
равномерность и "мягкость"потока.
Негативные эффекты: -
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Air х 15
На основе эфкректа Коанда создается цилиндрическая структура
рабочего воздушного потока, по отношению к объему которого
объем воздуха в результирующем потоке больше в 10-20 раз!
Основные навигаторы 02, 03 и 04.
Dyson Air Multiplier™ - изобретение Джеймса Дайсона (на рис. 3).
Рис. 12.19. Реинвентинг "безлопастного" вентилятора Джеймса Дайсона
(источник: http://www.dyson.co.uk/fans)
318
Часть 4. Мастерская практика
12.2.2. Бенчмарк-примеры "Кремлевские Звезды"
Пример 12.15. Как сделать Кремлевскую звезду яркой?
ТРЕНД Кремлевские Звезды должны быть хорошо видны не только ночью, но и днем. Это
значит, что должна быть обеспечена высокая яркость звезды. Однако свет от лампы
рассеивается равномерно по объему, а следовательно, в лучи звезды и в дальние концы лучей
попадает мало света. Увеличивать мощность ламп нецелесообразно из-за проблем с
охлаждением, что в целом усложняет изготовление такой осветительной системы. Растет и
потребление электроэнергии.
ПРОБЛЕМА: как сделать Кремлевскую звезду яркой?
РЕДУКЦИЯ ФИМ: Х-ресурс, вместе с имеющимися или изменяемыми ресурсами и без
усложнения объекта или внесения негативных свойств, гарантирует получение ИКР
[ яркая звезда как в центре, так и в лучах ].
Стандартное противоречие (СП):
Факторы Навигаторы
0,
Яркость
звезды
Мощность
источника света
ограничена
G).
Трудно сделать
такую систему
35 Освещенность
09 Удобство
изготовления
01 Измен, агрег. сост. объекта
04 Замена механической среды
08 Периодическое действие
10 Копирование
Радикальное противоречие (РП):
Яркость
звезды
Q
должна быть яркой, чтобы (
было видно издалека
&
не должна быть яркой, чтобы
упростить изготовление всей
системы
ИЗОБРЕТЕНИЕ Работают все модели!
В соответствии с моделями "01, Ь) изменить концентрацию", "04, с) перейти от
неструктурированных полей - к имеющим определенную структуру" и "10, Ь) заменить объект или
систему объектов их оптическими копиями (изображениями)": нужно подавать в лучи
сфокусированные потоки света!
Ключевая идея: в центре звезды установлен 15-
элементный концентратор света (по 3 фокусирующие
пластины на каждый из 5 лучей звезды).
По модели 08 яркость звезды в ночное время уменьшают
по сравнению с дневным временем.
ЗУМИНГ Противоречия устранены? - Да. - Ые*.
Сверх-эффект: уменьшение энергопотребления
Негативные эффекты: усложнение конструкции
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Для обеспечения яркости Кремлевских Звезд вокруг лампы
звезды установлен 15-элементный концентратор,
чЪокусирующий свет в лучах звезды. При этом ночью яркость
звезды уменьшают, уменьшая подаваемую мощность.
Присутствуют навигаторы 01, 04, 08 и 10.
Концентратор света
Рис. 12.20. Реинвентинг концентратора света
Тема 12. Избранные примеры
319
Пример 12.16. Как заменить отказавшую лампу?
ТРЕНД Как и во всякой технической системе, элементы Кремлевских Звезд обладают
ограниченным сроком службы. Кроме того, из-за дефектов материала могут происходить
внезапные отказы отдельных элементов, например, нитей накала ламп. Для повышения
надежности лампы в ней предусмотрены две нити. Запасная нить включается при отказе первой.
После этого лампу нужно заменить. Но как это сделать? Пробираться через пик башни
невозможно из-за его малого сечения и установленных в нем подшипников, диаметр которых
также меньше размеров человека. При этом звезда, как известно, вращается. Подниматься
наверх на 70-метровую высоту и "открывать" звезду для доступа к лампе?
РЕДУКЦИЯ Макро-ФИМ: Х-ресурс, вместе с имеющимися или изменяемыми ресурсами и без
усложнения объекта или внесения негативных свойств, гарантирует получение ИКР
[ быстрая замена лампы звезды ].
Макси-ФИМ: лампа САМА "идет" к мастеру для ремонта или замены!
Стандартное противоречие (СП):
&
Замена
лампы
звезды
Q
Иногда нужны
ремонт или
замена лампы
| Площадь сечения
пика башни мала
для прохода
мастера в звезду
-*
->
Факторы
11 Удобство
ремонта
17 Площадь
подвижного
объекта
Навигаторы
07 Динамизация
09 Изменение окраски
11 Наоборот
34 Матрешка - дополнительно
Радикальное противоречие (РП):
Замена
лампы
звезды
4
должна быть быстрой и
простой
&
не должна быть быстрой и
простой, так как доступ к
лампе затруднен
ИЗОБРЕТЕНИЕ Доминирующие модели 07, 11 и 34.
В соответствии с моделями "07, b) объект разделить на части, способные перемещаться
относительно друг друга" и "11, Ь) сделать движущуюся часть объекта (или внешней среды -
мастер!) неподвижной, а неподвижную (лампа!) - подвижной; с) перевернуть объект "вверх
ногами", вывернуть его". Добавим модель "34, Ь)один объект проходит сквозь полость в
другом объекте. Доминирует трансформация структурного и пространственного ресурсов.
Ключевая идея: внутри звезды и пика башни перемещается штанга, проходящая также и внутри
подшипников! На штанге сверху установлена невращающаяся лампа! Для ремонта лампа
опускается в небольшое помещение, оборудованное под пиком башни. Так что полностью
работает навигатор 11 Наоборот: не мастер поднимается к лампе, а лампа спускается к
мастеру! Замена лампы занимает 30-35 минут.
ЗУМИНГ Противоречия устранены? - Да. - Ые*.
Сверх-эффект: благодаря неподвижности лампы
снимается серьезная проблема подачи на нее
электроэнергии.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Лампа звезды установлена на штанге, которая
проходит через пик башни и подшипники внутрь
звезды. Штанга опускается вместе с лампой для
ремонта в небольшое помещение под пиком башни.
Доминируют навигаторы 07, 11 и 34.
Рис. 12.21. Реинвентинг системы замены лампы звезды
320
Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.17. Рубиновый - означает ярко-красный*
ТРЕНД Несмотря на создание такой непростой системы, как концентратор света,
направляющий свет вдоль лучей звезды, яркость концов лучей оставалась недостаточной. Это
приводило к тому, что при ярком освещении солнцем концы лучей получали черный цвет! Таков
эффект отражения света от селенового "рубина". И только при сильном освещении звезды
изнутри она имеет красный цвет. Но увеличивать мощность ламп нежелательно. Как повысить
яркость звезды без увеличения мощности лампы?
РЕДУКЦИЯ
Микро-ФИМ: Х-ресурс, в виде частиц вещества или энергии находится в оперативной зоне и
обеспечивает вместе с другими имеющимися ресурсами получение ИКР
[ звезда имеет яркий красный свет при любом внешнем освещении ].
Стандартное противоречие (СП):
Цвет звезды
портится из-за
большей яркости
внешнего освщения
Факторы
Навигаторы
Мощность лампы
увеличивать
нежелательно
35
Освещенность
36 Мощность
09 Изменение окраски
Радикальное противоречие (РП):
Цвет
звезды
Q
должен быть ярко-красным.
как это соответствует рубину
&
не должен быть ярко-красным.
если внешнее освещение ярче
внутреннего
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Ключевая идея: в соответствии с единственной моделью
"09, b) изменить степень прозрачности объекта"
пластины селенового рубина выполнены с переменной
прозрачностью, убывающей от центра звезды к концам
лучей!
Явное доминирование материального ресурса для
разрешения радикального противоречия.
ЗУМИНГ Противоречия устранены? - Да. - We*.
Сверх-эффект: благодаря изменению прозрачности стекла
снимается потенциальная проблема увеличения мощности
лампы звезды.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Для повышения освещенности стеклянных пластин звезды
изнутри (по сравнению с внешним освещением), пластины
селенового рубина имеют различную прозрачность,
убывающую от центра звезды к концам лучей звезды.
Доминирует навигатор 09 Изменение прозрачности.
Рис. 12.22. Реинвентинг способа и технического решения для повышения яркости
освещения звезды изнутри без повышения мощности внутреннего источника света
Тема 12. Избранные примеры
321
Пример 12.18. Изобретение - это наука плюс искусство*
ТРЕНД
Мощное освещение от лампы и концентратора света создает контрастную игру света и
теней (точнее, небольшой, но нежелательной, локальной потери яркости в отдельных
местах вдоль луча) на основных рубиновых пластинах. Из-за неравномерности яркости цвет
звезды становится недостаточно однородным. При этом изменять мощность лампы или
конструкцию концентратора уже невозможно. Изменение прозрачности рубиновых пластин
также не может устранить нежелательные контрастные переходы.
Как повысить равномерность освещения рубиновых пластин изнутри?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, вместе с имеющимися или изменяемыми ресурсами и без усложнения объекта
или внесения негативных свойств, гарантирует получение ИКР
[ рубиновые пластины имеют однородный цвет по всей длине каждого луча звезды ].
Стандартное противоречие (СП):
Факторы
\\ I
©
Освещение
звезды
изнутри
oi
Неравномерная
освещенность
Трудноустранимые
внутренние
факторы
Навигаторы
35
Освещенность
14 Вредные
факторы
самого
объекта
w®
01 Измен, агрег. сост. объекта.
08 Периодическое действие
09 Изменение окраски
23 Применение инертной среды
Радикальное противоречие (РП):
17 Примен. композиц. материалов
Освещение
звезды
изнутри
Q
должно быть абсолютно
равномерным, чтобы цвет звезды был
однородным по всей площади
&
не должно быть равномерным из-
за возникновения небольших
локальных потерь яркости
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Ключевые модели: 01, Ь) изменить концентрацию; 09,
а) изменить окраску объекта или внешней среды; Ь)
изменить степень прозрачности; 17: перейти от
однородных материалов к композиционным.
Ключевая идея: между источником света и
рубиновыми пластинами (а) разместить тонкие слои
специального хрустального стекла (Ь) и матового
стекла (с), рассеивающих свет и устраняющих
контрастные переходы.
ЗУМИНГ Противоречия устранены.
Негативные эффекты: усложнение конструкции
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Для повышения равномерности освещения рубиновых пластин
к ним добавлены тонкие слои хрустального и матового стекол.
Присутствуют навигаторы 01, 09 и 17.
4 освещение 4
Рис. 12.23. Реинвентинг композиционной структуры
стеклянной облицовки звезды
322
Часть 4. Мастерская практика
12.2.3. Тайны 3-х стихий: вода, воздух, космос
Пример 12.19. Все - в акванавты!
ТРЕНД Известные подводные аппараты с мускульным приводом обладают существенным
недостатком - требуют значительных усилий и мощности для достаточно быстрого и
продолжительного плавания. Это связано с тем, что все применявшиеся до настоящего времени
движители, в частности, гребные винты, обладают относительно низким коэффициентом полезного
действия. Низкий КПД означает относительно высокие потери энергии.
Дополнительные осложнения возникают при попытках реализации закрытых, герметичных аппаратов.
Эти аппараты более комфортны, однако и расход энергии возрастает.
В целом требуемая мощность (2.5-5 кВт) примерно на порядок превышает нормальную мощность
(0.2 -0.4 кВт), которую может поддерживать человек на протяжении 2-4 часов.
Мощность человека увеличить невозможно. Что можно предпринять?
РЕДУКЦИЯ ФИМ: Х-ресурс, в виде частиц вещества или энергии находится в оперативной зоне и
обеспечивает вместе с другими имеющимися ресурсами получение ИКР
[ уменьшение сопротивления среды движению аппарата и создание дополнительной тяги ].
Формулы и решения (в общем виде) стандартных противоречий:
01 Производительность VS 36 Мощность = 01, 02, 40
01 Производительность VS 39 Потери энергии = 01, 02, 04, 14
Радикальное противоречие:
Привод
подводного
аппаоата
0
должен иметь повышенную
эффективность
НО
не должен иметь высокую эфсрективность
при существующих движителях, например,
гребных винтах
ИЗОБРЕТЕНИЕ
01 Изменение агрегатного состояния объекта и 04 Замена
Доминирующие модели:
механической среды.
Основой для решения является энергетический ресурс и применение физико-технического
эффекта: в новом ПА предложено использовать водяной движитель, при этом забортная вода
всасывается насосом, приводимым в действие мускульным приводом, и выбрасывается наружу в двух
местах (рис. 3) - на носу ПА. так. что вода обтекает ПА в соответствии с эффектом Коанда, что
создает разрежение в среде и уменьшает сопротивление движению, и в корме (проходя скозь водоводы
вдоль конуса ПА), так, что благодаря эффекту Коанда, оба движителя обеспечивают повышенную
тягу!
ЗУМИНГ Противоречия устранены? -Да!
Сверх-эффекты: возможность широкого
применения для различных целей; высокая
безопасность и эффективность
Негативные эффекты: -
* Tirr»c г»пмг> а мс Подводный аппарат с мускульным приводом "Blue Space" - проект компании
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ "Морские инновационные технологии", Санкт-Петербург, гендиректор
В.С.Тарадонов: 1) с открытыми люками для входа-выхода; 2) вид спереди
Предложен подводный аппарат с
мускульным приводом и повышенной скоростью
движения благодаря применению эффекта
Коанда для построения движителей ПА.
Доминируют навигаторы 01 и 04, а также
интенсификация энергетического ресурса.
ПА будущего: длина - 3,5 м, высота - 1,2 м, ширина -
2 м, вес (в воздухе) - около 2 т.
Глубина погружения - до 30 м, скорость плавания
под водой - до 5 узлов (до 10 км/час), количество
пассажиров - 2 и более. Источник: www.bluespace.ru
Создание тяги за счет толкающих сил (на корме) и дополнительной
тяги за счет разрежения (на носу и корме) благодаря возникающей
разнице давлений согласно эффекту Коанда
Рис. 12.24. Реинвентинг подводного аппарата "Blue Space"
Тема 12. Избранные примеры
323
Пример 12.20. Шквал из-под воды!
ТРЕНД Стремление увеличить скорость движения торпеды под водой, например, выше 100 км/час,
ведет к многократному увеличению требуемой для этого мощности. Это происходит из-за
быстрого нелинейного роста сопротивления среды (воды) движению торпеды. В первую очередь,
это относится к торпедам с винтовым движителем. Что можно предпринять?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, в виде частиц вещества или энергии находится в оперативной зоне и обеспечивает
вместе с другими имеющимися ресурсами получение ИКР
[ многократный рост скорости движения торпеды при умеренном росте расхода энергии ].
Формула и решение (в общем виде) стандартного противоречия:
22 Скорость VS 13 Внешние вредные факторы = 01, 03, 04, 36
< -S ,:,
/$ь\
Радикальное противоречие:
Сопротивление водной среды движению
подводного аппарата должно быть низким (для
роста скорости), и должно быть высоким (в
соответствии с природными свойствами).
ИЗОБРЕТЕНИЕ Доминирующие модели: 01
Изменение агрегатного состояния объекта, 03
Дробление и 04 Замена механической среды.
Основой для решения является применение
специфического физико-технического эффекта и
активизация пространственного и энергетического
ресурсов.
1. В соответствии с навигатором 01 можно
осуществить насыщение воды газообразными
включениями.
2. В соответствии с навигатором 03 и пунктом 1
такое насыщение может привести к "раздроблению"
монолитной среды (воды) на слабосвязанные
"частицы".
3. В соответствии с навигаторами 01 и 04 следует
стремиться к замене плотной водной среды
газожидкостной и далее, по возможности, - газовой!
Целы снижение сопротивления среды.
Решение: 1) создание кавитационного облака перед
носовой частью торпеды с помощью мощного
ультразвукового (или иного) генератора; 2)
применение реактивного ракетного двигателя.
ЗУМИНГ
Исходные противоречия устранены? -Да!
Сверх-эффекты: возможность достижения под водой скоростей в 600-
800 км/час и даже сверхзвуковых скоростей.
Негативные эффекты: усложнение управления движением. В
соответствии с навигаторами 05, 07, 10 и 18, для компенсации этого
недостатка на торпеде применены откидные рули, меняющие
направление движения торпеды при индивидуальном управлении
наклоном рулей в верхней части кавитационного облака.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
'4 £'^#$0?*'^ */'}*; v
Рис. 1. Торпеда "Шквал" в кавитационном "облаке"
'' -<: ' ,КА«АШ >,
^КИДНЫБ"' НАСЫЩЕНИЯ -'
Ч4 ~ ' ~
г. «ГЯИ.+* _ КА
\4 " "?**♦*
ГЕНЕРАТОР
КАВИТАЦИИ
т-* 'ь*япт*< ,т„„ ., .„ „ „ г
, * ' довода /$тмщ i„„ v *'<,*;',„& и,;, /'
Рис. 2. Устройство торпеды "Шквал", Россия
f? ч й/Ш^......^Ш^-М^^^ш-
W^,»fl
.О
":■¥■
С#%-■&&;%■»*
Рис. 3. Относительно близкий современный (2005) аналог:
торпеда "Barracuda". Diehl BGT Defence, Германия
Рис. 4. Генератор
суперкавитации ракеты "Шквал"
В 1960-е годы в России была изобретена непревзойденная и до настоящего времени торпеда-ракета
"Шквал" с генератором кавитационного облака в носовой части, создающего газо-жидкостную динамическую
среду перед носом торпеды. Особенность: возможность несения ядерной боеголовки.
Доминируют специализированные навигаторы 01, 03 и 04. Применен специфический физико-технический
зфоЪект (создание супер-кавитации) для интенсификации пространственного и энергетического ресурсов.
Рис. 12.25. Реинвентинг торпеды-ракеты "Шквал"
324
Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.21. "Летающая линза" из России (1): идеальная интеграция
ТРЕНД Одним из крупнейших "привычных" недостатков самолетов является... необходимость
аэродромов для них. Чем больше и быстрее самолет, тем большим должен быть аэродром.
Аэродром - одно из ограничений увеличения грузоподъемности самолетов. Нужны машины, не
требующие большего, чем просто ровное поле в несколько сотен метров. Далее, для
строительства самолетов, скажем, на 800-1000 пассажиров, или для поднятия грузов в 100-200 тонн,
неразрешимые проблемы начинаются уже у самих самолетов. Одна из них - "тонкое" крыло и его
крепление к фезюляжу. Еще: колесные шасси не выдерживают нагрузки. Что можно предпринять?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, вместе с имеющимися или изменяемыми ресурсами и без усложнения объекта или
внесения негативных свойств, гарантирует получение ИКР
[ быстрое перемещение тяжелых грузов на значительные расстояния "полевым" самолетом ].
Формула и решение стандартного противоречия:
32 Вес подвижного объекта VS 15 Длина подвижного объекта (разбег самолета) = 07,14,15, 32
Радикальное противоречие:
Самолет
О
должен иметь большую грузоподъемность,
высокую скорость, перемещать груз на
большие расстояния и использовать
небольшое поле в несколько сотен метров
НО
должен иметь малую
грузоподъемность и невысокую скорость, чтобы
не использовать большие специально
построенные аэродромы
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Доминирующие модели: 07,14 и 32.
По модели 14 Использование пневмо- и гидроконструкций можно применить систему вертикального
взлета и посадки на воздушной подушке. Отказ от применения колесных шасси.
По модели 32 Антивес: 1) для короткого разбега и для длительного сверх-экономного полета можно
применить полет в режиме экраноплана; 2) для большой грузоподъемности применить концепцию
летающего "толстого" крыла - сам корпус самолета и есть крыло! То есть, с учетом пункта 1, в одном
решении интегрированы различные авиационные концепции!
По модели 07 Динамизация нужно оптимизировать работу разных систем на разных участках полета.
ЗУМИНГ Противоречия устранены? - Да!
Сверх-эффекты: 1) высочайшая безопасность! 2)
возможность использовать в качестве "аэродрома"
водную поверхность! 3) возможность использовать
природный газ в качестве топлива - высочайшая
экологичность!
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
В начале 1980-х в России профессор Л.Н.Щукин предложил
летающий аппарат типа "толстое крыло" с применением
взлетно-посадочного устройства на воздушной подушке,
экранопланного и самолетного режимов полета, большой
грузоподъемности и дальности, не требующий
специальных больших аэродромов!
Ключевая идея: интеграция альтернативных авиационных
концепций. Присутствуют навигаторы 07, 14 и 32.
$;ЖЩ-'-'± *Д
\+&.
1) Лев Николаевич Щукин (1931-2001) - специалист
"космического" КБ выдающегося создателя ракетной
техники Сергея Павловича Королева (1907-1966), а
затем профессор Московского Энергетического
Института, основатель компании ЭКИП - "ЭКология И
Прогресс"; 2) грузовой вариант ЭКИПа - до 120 тонн;
3) пассажирский вариант - до 1200 мест. Высота
полета - до 11500 м. Скорость полета - 600 км/час.
Дальность полета - до 6000 км. Длина разбега - до
600 м. Длина - 62 м, размах - 102 м, высота - 20 м.
Рис. 12.26. Реинвентинг концепции летающего аппарата ЭКИП
Тема 12. Избранные примеры
325
Пример 12.22. "Летающая линза" из России (2): победить непобедимое
ТРЕНД "Толстое крыло" обладает большой площадью опоры на воздух, и следовательно, большой
грузоподъемностью. Однако ему присущ ключевой недостаток крыла вообще - образование вихрей
на верхней поверхности (а), на концах и на задней кромке крыла. Эта проблема длительное время
считалась непобедимой. И понятно, что ее нужно было решать при создании аппарата ЭКИП.
Проблема обостряется в ЭКИП из-за "толщины" крыла-
корпуса. Нетрудно представить "штормы" (вихри,
турбулентность) за крылом "толщиной" 20 м, шириной
60 ми размахом крыла около 100 метров?!
Известное решение (1930-е годы, Германия) состоит в
отсасывании пограничного слоя воздуха через маленькие
отверстия (Ь) внутрь крыла. Оно неэффективно для
больших поверхностей, а рост числа отверстий
снижает надежность крыла. Что можно предпринять?
РЕДУКЦИЯ
к^.м»--;й«яЯ8*'*0«<--'
зона САМА обеспечивает
ФИМ: оперативная
осуществление ИКР
[ идеальная безвихревая обтекаемость крыла воздухом ].
Формула и решение стандартного противоречия:
02 Универсальность, адаптация VS 04 Надежность = 01,11,18, 32
Радикальное противоречие:
Толстое
крыло
0
должно образовывать вихри из-
за плохого обтекания воздухом
профиля крыла
НО
не должно образовывать вихри для
обеспечения скоростного и хорошо
управляемого полета
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Доминирующие модели: 01 Изменение агрегатного состояния объекта и 11 Наоборот.
Основой для решения является принцип "Наоборот*1: не только не уменьшать число
отверстий, а соединить их в сплошную щель поперек направления движения воздуха1. При этом
выполнить канал в виде цилиндрической "трубы", из которой воздух отбирается внутрь корпуса.
Такое решение возможно благодаря большому запасу полезного объема корпуса аппарата, поэтому
возможно создание нескольких каналов (1 - испытание макета в аэродинамической трубе). Это
позволяет управлять параметрами пограничного слоя воздуха, обтекающего поверхность
аппарата, и получать практически "идеальную" обтекаемость (2).
Можно интерпретировать присутствие модели 01 как изменение давления и движения вихрей
внутри каналов. При этом на поверхности аппарата возникает безотрывное безвихревое
(ламинарное) обтекание, повышающее управляемость аппаратом, а также экономичность
аппарата за счет уменьшения затрат топлива.
ЗУМИНГ
Противоречия устранены? -Да!
Сверх-эффекты: 1) высокая управляемость, в том числе &
при взлете и посадке с большими углами атаки;
2) повышенная экономичность ввиду уменьшения
сопротивления движению аппарата.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
В начале 1980-х в России профессор Л.Н.Щукин предложил для
аппарата ЭКИП конструкцию устройства управления
параметрами пограничного слоя воздуха над кормой аппарата в
виде нескольких каналов-труб, расположенных поперек
корпуса по всему размаху крыла-корпуса и связанных сплошными
всасывающими щелями с поверхностью аппарата.
Присутствуют навигаторы 01 и 11, поскольку вместо
ограничения на количество отверстий в прежних конструкциях в
ЭКИП выполнены сплошные щели и каналы поперек корпуса!
Рис. 12.27. Реинвентинг корпуса-крыла ЭКИП
326
Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.23. Русская "летающая тарелка" - гигант воздушного океана
ТРЕНД
Для транспортировки многих крупногабаритных грузов очень хорошо подошли бы вертолеты,
поскольку они могут зависать над грузом, чтобы забрать его. и зависать над площадкой, куда
надо будет доставить груз.
Однако вертолеты обладают весьма ограниченной грузоподъемностью. Этот недостаток
ограничивает применение вертолетов при тушении пожаров, в частности, в высотных зданиях.
Вторым недостатком является относительно небольшая дальность перелета с грузом. Этот
недостаток не позволяет рассчитывать на вертолеты при полетах в труднодоступные места
(тайга, пустыня, северные территории, морские и океанские просторы и т.п.).
Что можно предпринять?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, в виде частиц вещества или энергии находится в оперативной зоне и обеспечивает
вместе с другими имеющимися ресурсами получение ИКР
[ перемещение сверх-тяжелых грузов на значительные расстояния при вертикальных взлете и
посадке ].
Формула и решение стандартного противоречия:
32 Вес подвижного объекта VS 30 Сила = 02, 06, 27, 32
Радикальное противоречие:
Летающее
средство
0
должно иметь большую
грузоподъемность и перемещать
груз на большие расстояния
НО
должно иметь малую грузоподъемность и
небольшую дальность перелета из-за
большого собственного веса и веса груза, не
достаточно компенсируемых подъемной
силой винтов в известных аппаратах
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Доминирующие модели: 27 Применение теплового расширения и 32 Антивес.
Основой для решения являются материальный и энергетический ресурсы: по модели 32
создать аппарат на основе принципа дирижабля (или аэростата) с наполнением гелием (негорючий
газ. и в этом его преимущество по сравнению с водородом), а недостающую подъемную силу
получать нагревом воздуха в корпусе аппарата по модели 27 (эта идея для цельнометаллического
аэростата - названия "дирижабль" тогда еще не существовало - была высказана еще
К.Э.Циолковским в 1885-1886 гг.)!
ЗУМИНГ
Противоречия устранены? -Да!
Сверх-эффекты: обеспечение взлета
и посадки не требует балласта, а
осуществляется за счет нагрева-
охлаждения воздуха в корпусе
аппарата!
Негативные эффекты: -
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ,_ ж АПАТ
Газо-тепловои дирижабль линзообразной формы АЛА Термоплан (проект
МАИ, КБ "Термоплан" и Ульяновского авиационного завода, конец 1980-х)
Предложен летательный аппарат типа
дирижабля (либо аэростата) с
комбинированным принципом получения
подъемной силы на основе газа легче
воздуха (гелий - одна часть) и нагрева
воздуха (другая часть).
Присутствуют навигаторы 27 и 32. а
также интенсификация материального и
энергетического ресурсов.
Аппараты будущего: диаметр около 300 м, высота
полета - 5 км, скорость полета - 250 км/час,
грузоподъемность - 2000 т. Источник: www.locomosky.ru
"Аппарат будущего" - компания ЛОМОСКАЙ. Москва - Ульяновск
Рис. 12.28. Реинвентинг газо-теплового дирижабля типа "Термоплан"
Тема 12. Избранные примеры
327
Пример 12.24. Идеализация по Бартини: кольцеплан
Авиационные специалисты знают, что с ростом скорости на концах крыла
возникает значительное, так называемое, индуктивное сопротивление движению.
Причиной является повышенная турбулентность на концах крыла из-за выхода
из-под крыла воздуха с большим давлением. Для снижения этого сопротивления
на концах крыльев иногда ставят "шайбы" - вертикальные крылышки.
Исходное РП: крыло должно иметь окончание (как любой физический объект
конечной длины), и поэтому на концах крыла возникает повышенная
турбулентность, И крыло не должно иметь окончания, чтобы турбулентность не возникала.
В 1935 году Р.Бартини при проектировании
"Дальнего Арктического Разведчика - ДАР"
установил два пропеллера соосно внутри
цилиндра-гондолы со специальным
профилем образующей поверхности (рис. 12.29).
При испытаниях165 был обнаружен "эффект
Бартини" - получение дополнительной тяги!
Рис. 12.29. ДАР (символичное
имя!) конструктора Р.Бартини
Кольцо на рис. 12.29 можно рассматривать как часть крыла. Возникает идея:
охватить весь самолет таким кольцом! Вот и получится решение по Бартини -
замкнуть концы крыльев в кольцо: "бесконечное" крыло, или "кольцеплан"! И
подобные машины появились (рис. 12.30,а,Ь), хотя и не получили развития.
Но не так давно эта прерванная линия развития получила продолжение.
Белорусские единомышленники авиационный техник А.А.Нарушевич и летчик
А.Л.Гущин еще в 1988 году построили и испытали кольцеплан (рис. 12.30), но с
овальным крылом! А с 2006 г. к ним присоединились военный летчик, бывший
главный штурман ВВС Республики Беларусь А.М.Анохин и профессор
Л.И.Гречихин. По мнению Гречихина (www.popularmechanics.ru), "самолеты с
классическими крыльями скоро исчерпают себя. Все очень просто: чем больше
самолет, тем тяжелее и мощнее его крыло, тем труднее поддерживать его
жесткость. А овальное крыло в два раза легче при той же подъемной силе".
Помня, что техника развивается по спирали, пожелаем энтузиастам успеха с
новыми материалами и технологиями, но особенно... с инвесторами!
Ь4
{е
[£й-:-&л-к
i&j.x,.^"
o-:.fe£ *:
'''■-■■ "-'1Ь?^
Рис. 12.30. Кольцеплан из Белоруссии и прототипы
а) проект (1936-1943) М.В. Суханова, МАИ; Ь) самолет вертикального взлета-посадки "Lerche" фирмы Heinkel, 1944;
с) белорусский кольцеплан, прозванный создателями "Бульболет", 1988; разгон d) и полете) "Бульболета"
Чутко И. Э. Красные самолеты. - M.: Политиздат, 1978
328
Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.25. Очевидное - невероятное: "Пепелац" создан!?
Рис. 12.31. Образцы ЛА типа
"Пепелац" с планеты Плюк-213
Те, кому посчастливилось смотреть
замечательный фантастический-комический-саркастический
фильм "Кин-Дза-Дза!" (режиссер Георгий Данелия,
р. 1930), не могли не веселиться, наблюдая за
полетами над планетой Плюк-213 удивительных
летательных аппаратов (ЛА), надо полагать, на
основе "антигравитации". Один секрет, впрочем,
нам известен: в них использовались... спички!
Видимо, в "системе зажигания". Эти аппараты (рис.
12.31) назывались "пепелацами".
от
Г.Данелия объснил в одном интервью, что название ЛА происходит
грузинского слова, звучащего как "пепел" и означающего "бабочка".
Поскольку насчет "антигравитации" мы поговорим в последнем примере 12.38
"Властелин Колец и Струн", то здесь рассмотрим кое-что попроще, хотя и не
менее впечатляющее (см. видео на www.aesir.com). Кстати, "Aesir" в древней
германской и скандинавской мифологии означает ни много, ни мало - Боги,
высшие божественные существа, даже сущности. Вот так!
Впрочем, и их "пепелацы" должны летать соответствующим образом. Похоже,
что английская фирма AESIR располагает как раз таким ЛА (рис. 12.32).
Итак, РП-шутка: ЛА должен иметь движитель (чтобы
летать) И не должен иметь движитель (чтобы нам с
Вами было непонятно, как он движется!).
И действительно, мы видим166 "очевидное -
невероятное"\ Да, наверху есть вращающийся винт.
И если мы не знаем разгадки, то на первый взгляд
может показаться, что этот ЛА - аппарат на
воздушной подушке либо обычный вертолет, у которого винт
охвачен кольцом! Но тут же начинаются сомнения:
винт - единственный, а корпус "вертолета" не
получает никакого "обратного" вращения! А на воздушной
подушке Л А не улетел бы высоко от земли!
Очень серьезная разгадка: ЛА поднимается
благодаря разнице давления воздуха над и под
аппаратом в соответствии с эффектом Коанда! А
винт создает поток воздуха, обтекающий аппарат
сверху и "прилипающий" к изогнутой поверхности.
Управление направлением движения и
стабилизацией ЛА осуществляются отклоняющими
щитками (хорошо видны на снимках).
^f =: ,
*.
VI
Рис. 12.32. "Пепелац"
компании AESIR
а) тестовый образец;
Ь) ЛА Embla, диаметр 60 см
Да, есть что-то загадочное в этом Кембридже! Ведь именно там родился
ведущий программы "Очевидное-невероятное" и появился... "Пепелац" от ASIER!
* знаменитая научно-популярная передача на российском телевидении "Очевидное - невероятное",
которую 37 лет бессменно (рекорд!) с 24 февраля 1973 года ведет профессор Сергей Петрович
Капица (р. 1928 г. в Кембридже, Англия), выдающийся ученый и популяризатор науки, сын
лауреата Нобелевской премии 1978 г. П.Л.Капицы (1894-1984)
Тема 12. Избранные примеры
329
Пример 12.26. Самоорганизация - учиться у Природы!
ТРЕНД Известны способы парашютного спуска в земной атмосфере различных грузов - от больших
(военная техника) до совсем небольших (научная аппаратура). Парашют обладает рядом недостатков. Во-
первых, "неуправляемое" раскрытие основного парашюта - только под напором набегающего воздуха (после
действия вытягивающих парашютов), что недостаточно надежно. Во-вторых, влияние бокового ветра в
атмосфере во время спуска, что может привести к "сбиванию" формы парашюта, к закрутке, запутыванию
строп и другим опасным изменениям. Для спуска в атмосдЪере других планет, например, на Марсе, где
атмосфера более разрежена по сравнению с земной, указанные недостатки парашютного торможения
усиливаются. Что можно предпринять?
РЕДУКЦИЯ ФИМ: Х-ресурс, в виде частиц вещества или энергии находится в оперативной зоне и обеспечивает
вместе с другими имеющимися ресурсами получение ИКР
[ обеспечение надежной формы и структуры тормозной системы ("тормоза") при любом весе ].
Радикальное противоречие (РП):
"Тормоз" стабилизируетя *>сам (как парашют, но это ненадежно) VS принудительно (как крыло, но это сложно)
Формулы и решения (в общем виде) стандартных противоречий:
Для погашения большой скорости "тормоз" должен иметь большую площадь -
СП1: 22 Скорость VS 17 Площадь подвижного объекта = 14,15, 25
При большой скорости возможно нарушение формы рабочей поверхности "тормоза" -
СП2: 22 Скорость VS 21 Форма = 01, 06, 07, 15
При понижении скорости спуска на "тормоз" воздействуют вредные атмосферные факторы -
СПЗ: 22 Скорость VS 13 Вредные факторы самого объекта = 01, 03, 04, 36
Для торможения тяжелого груза "тормоз" должен иметь большую площадь -
СП4: 32 Вес подвижного объекта VS 17 Площадь подвижного объекта = 14, 15, 19, 30
Увеличение рабочей площади "тормоза" ведет к снижению его надежности -
СП4:17 Площадь подвижного объекта VS 04 Надежность = 14, 39
Ранжирование по MITO: 143, 153, 012, 03, 04, 06, 07, 19, 25, 30, 36, 39
ИЗОБРЕТЕНИЕ Учитывая совокупность всех требований, в первом приближении для разрешения РП можно
рассмотреть аналоги Природы, например, спускающийся лист, кленовый лепесток с семенем. В спорте: волан в
бадминтоне. Эти структуры обладают большой устойчивостью к внешним воздействиям и способны
восстанавливать ориентацию при движении. Под напором воздуха они всегда переворачиваются тяжелой
частью вниз, обеспечивая положение центра тяжести груза (рис. а) практически в самой нижней точке
"конструкции". Это решение хорошо согласуется также с моделью 19 Переход в другое измерение. Получается
"неваляшка" в воздухе!
По рекомендации моделей 04 Замена механической среды, 07
Динамизация и 14 Использование пневмо- и гидроконструкций
возможно применение надувных конструкций для корпуса
"тормоза-волана"! Итак, первый шаг в реинвентинге:
применение самоорганизующейся конструкции наподобие
листа или волана. При длительном спуске с орбиты хорошо
бы защитить "тормоз" от перегрева аналогичной первой
"ступенью" (рис. Ь), что соответствует моделям 03 Дробление и
15 Отброс и регенерация частей. Посадочная ступень (рис.
с) вложена в основную по модели 34 Матрешка.
ЗУМИНГ Сверх-эффект: возможность применения для
спасения людей при пожарах в небоскребах.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Отсек полезной
нагрузки
ПТУ
Для спуска грузов с орбиты предложено пневматическое
тормозное устройство (ПТУ) типа "волан" с двумя надувными
корпусами: 1-й для торможения в условиях перегрева и 2-й для
мягкой посадки с малой скоростью. Реинвентинг опирается на
модели 14, 15. 01, 03. 04, 07 и 19, а также 34 Матрешка.
Рис. 12.33. Реинвентинг надувного тормозного "волана" для посадки на Марс
(концепция впервые в мире разработана в НИЦ им. Г.Н.Бабакина при НПО168 им. САЛавочкина;
аналогичный проект разработан позднее в NASA Langley Research Centre)
1 Георгий Николаевич Бабакин (1914-1971) -выдающийся конструктор советской космической
техники, в том числе первых в мире спутников и спускаемых аппаратов для Луны, Венеры и Марса
3 Семён Алексеевич Лавочкин (1900-1960) - выдающийся советский авиаконструктор, создатель
знаменитых истребителей, применявшихся во время Великой Отечественной войны; первой в
мире свурхзвуковой крылатой ракеты "Буря"; зенитных ракет; спутников и межпланетных станций
330
Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.27. Динамизация-1: модель трансформации и "закон развития".
Истории авиации - это неисчерпаемый источник для открытия моделей
творчества, моделей для создания изобретений и инноваций. Об этом говорил еще
Г.С.Альтшуллер: именно в авиации наиболее бескомпромиссно сталкиваются
остро противоречивые требования - скорость VS вес, маневренность VS
простота конструкции, и так далее. И именно в авиации были опробованы многие
идеи, ставшие классическими, показавшие одновременно и путь разрешения
ряда "стандартных" конфликтов одними и теми же методами.
Одним из наиболее эффективных методов стала "динамизация" конструкции. В
этом проявляется закономерность развития систем, согласно которой повысить
управляемость системы можно только тогда, когда параметр, подлежащий
управлению, можно изменять в достаточном диапазоне. А одним из наиболее
наглядных примеров может служить развитие конструкции крыла самолета.
Понятно, что движущей силой для такого развития были задачи военного
применения летательных аппаратов.
<$ Мы уже рассматривали подобные примеры в
" t\ Ч предыдущих разделах. Здесь мы отметим лишь
некоторые факты из истории динамизации крыла в двух
из многочисленных реализаций этого метода. В этих двух
примерах мы рассмотрим два выдающихся изобретения
авиаконструктора169 профессора Александра Липпиша.
В середине 1930-х, когда самолеты летали еще не
быстрее 300-400 км/час, немецкий аэродинамик170
профессор Адольф Буземанн уже опубликовал свои
расчеты будущего сверхзвукового полета и обнаружил,
что наиболее эффективным для такого полета будет
стреловидное крыло!
Но те же расчеты показывали, что при полете на малых
скоростях такое крыло значительно уступает обычному
"прямоугольному" крылу.
Возникало "неразрешимое" радикальное противоречие:
Alexander Lippisch
(1894-1976)
Adolf Busemann
(1901-1986)
угол
стреловидности крыла
должен быть
О
большим для сверхзвукового полета
&
маленьким для низкоскоростного полета
В 1942 году А.Липпиш запатентовал решение этого противоречия, тогда
представлявшееся не слишком перспективным, но интересным с точки зрения
технической возможности - крыло с изменяемой в полете стреловидностью.
Alexander Martin Lippisch (1894, Мюнхен - 1976, Cedar Rapids, США) - немецкий пионер
аэродинамики, создатель и исследователь идей "летающего крыла", "дельта-крыла", экранного эффекта,
крыла с переменной стреловидностью, машин с вертикальным взлетом-посадкой, первого
реактивного самолета, вывезен в 1945 году американской разведкой (в рамках операции "Скрепка")
в США, где создал ряд экспериментальных и серийных машин
D Adolf Busemann (1901, Любек- 1986, Boulder, США) - немецкий пионер сверхзвуковой
аэродинамики, создатель идеи "стреловидного крыла" и основ "правила площадей" - классического
инварианта проектирования сверхзвуковых самолетов; вывезен в США при операции "Скрепка";
фото: www.scientistsandfriends.com/aerodynamics.html
Тема 12. Избранные примеры
331
Однако в военные годы было немало других задач и работ, так что до
реализации дело дошло только к 1944 году. Так, с 1939 года А.Липпиш был
"идейным отцом" первого истребителя с ракетным ускорителем Мессершмитт-
163, на котором еще в 1941 году был превзойден исторический рубеж скорости в
1000 км/час. Он занимался также разработкой самолета с вертикальным
стартом-посадкой.
Но еще с 1942 года на юго-восточной окраине Берлина в
районе Адлерсхоф (Академия Модерн ТРИЗ сейчас находится
в 300 метрах от этого сооружения-памятника) проводилось
исследование в аэро-динамической трубе первого в мире
самолета Messerschmitt P-1101 с возможностью изменения
угла стреловидности крыла, разрабатывавшегося компанией
Мессершмитт .
В начале 1945 года почти готовый самолет Messerschmitt P-
1101 был захвачен командой специалистов, прибывших из
США для розыска и изъятия секретов (да и самих
специалистов!) люфтваффе и других отраслей вооружения.
Messerschmitt P-1101 был доработан в компании Bell. Первый в
истории авиации полет самолета с переменной
стреловидностью крыла Bell X-5 (рис. 12.34) состоялся в 1951 году.
Wllhelm
Messerschmitt
(1898-1978)
,Л-£^-„ :U..
Рис. 12.34. Первый в мире самолет с крыльями
переменной стреловидности BELL Х-5 (а-с) и
его прототип Messerschmitt P-1101 (d-e)
фото: www.nasa.gov, www.the-blueprints.com
Wilhelm Emil Messerschmitt (1898, Франкфурт-на Майне - 1978, Мюнхен) - выдающийся немецкий
авиаконструктор, создатель Messerschmitt Bf 109 - самого массового истребителя в истории
авиации - а также ряда выдающихся боевых и экспериментальных машин. Вильгельм Мессершмитт
отказался выехать в США и был осужден на два года тюремного заключения за использование
в его компании во время войны труда военнопленных. В 1960-1968 гг. построил немецкий
экспериментальный реактивный истребитель вертикального взлёта и посадки EWR VJ 101,
впервые превысивший скорость звука
332 Часть 4. Мастерская практика
Одной из первых в мире серийных машин с переменной стреловидностью крыла
стал истребитель МиГ-23. Начало его разработки было положено выдающимися
авиаконструкторами172,173 А.И.Микояном и М.И.Гуревичем (от соединения их имен
и образована аббревиатура МиГ). Завершал разработку и вывел самолет в полет
в 1967 году выдающийся испытатель и конструктор174 Г.А.Седов.
В МиГ-23 были достигнуты такие параметры: максим, сверхзвуковая скорость -
2500 км/час (больше 2М); максим, скорость у земли - 1350 км/час (выше скорости
звука!); дальность полета - 2000 км; потолок - 18000 м; посадочная скорость -
240 км/час; длина разбега - 500 м; длина пробега - 750 м.
Григорий Александрович Рис. 12.35. Истребитель МиГ-23
Седов (р.1917) www.rusplane.ru, http://avs-lt.livejournal.com/90881 .html
Артем Иванович Микоян (1905-1970) - один из пионеров реактивной авиации в СССР, разработчик
Миг-1 и Миг-3, участвовавших во Второй мировой войне, а также МиГ-15 - МиГ-25, руководитель
ОКБ-155 (впоследствии - ОКБ имени. А.И.Микояна; в настоящее время - РСК "МиГ")
Михаил Иосифович Гуревич (1892-1976) - выдающийся советский инженер-авиаконструктор,
соруководитель ОКБ-155 в 1940-1964 гг.
Григорий Александрович Седов (р. 1917) - выдающийся советский летчик-испытатель и
авиаконструктор, главный конструктор ОКБ имени А.И.Микояна в 1970-1998 гг.
Тема 12. Избранные примеры
333
Внимательные читатели после проработки этого примера наверняка вернулись к
примерам Пример 1.30. Бомбардировщики В-1 и Ту-22МЗ и Пример 1.31.
Штурмовик Су-24. И все же крыло с переменной стреловидностью уходит. Ему
на смену приходят другие крылья (см. следующий пример). С очень утонченной
динамизацией, все более и более приближающейся к аналогам Природы.
ТРЕНД
С ростом скорости истребителей увеличивается скорость, с которой машина выходит на
посадку. Но тогда для посадки (да и для взлета) требуется увеличивать длину взлетно-
посадочной полосы на аэродроме. Что можно предпринять для решения этой проблемы?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, в виде частиц вещества или энергии находится в оперативной зоне и обеспечивает
вместе с другими имеющимися ресурсами получение ИКР
[ использование короткой взлетно-посадочной полосы ].
Стандартное (техническое) противоречие
Факторы Навигаторы
Истребитель
22 Скорость
0
Посадка на
укороченной
полосе
16 Длина
неподвижного
объекта
*Щ
07 Динамизация
19 Переход в другое измерение
25 Использование гибких оболочек...
Радикальное (физическое) противоречие
Истребитель
0
должен иметь большую
скорость при полете
&
должен иметь небольшую скорость
при посадке
ИЗОБРЕТЕНИЕ Ключевой моделью является
07 Динамизация: а) характеристики объекта
(или внешней среды) должны меняться так,
чтобы быть оптимальными на каждом шаге
работы; Ь) объект разделить на части,
способные перемещаться относительно друг
друга; с) если объект неподвижен, сделать его
подвижным, перемещающимся - в соответствии с
этой моделью можно сделать крылья с переменной
стреловидностью.
8 решении радикального противоречия явно
присутствует ИКР по Бартини:
угол стреловидности ► "большой" И "малый"
ЗУМИНГ Противоречия устранены: новая машина
будет иметь меньший разбег и пробег, а значит, для
нее пригодны укороченные аэродромные полосы.
Недостаток: увеличиваются сложность и вес
машины.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Крайние позиции крыла при углах
стреловидности: а) 16°; Ь) 72°.
Среднее положение - 45°.
Благодаря применению крыла с переменной
стреловидностью (реализована модель
трансформации 07 Динамизация)
обеспечивается возможность использования коротких
полос при взлете и посадке истребителя.
Рис. 12.36. Реинвентинг крыла с переменной стреловидностью истребителя МиГ-23
334
Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.28. Динамизация-2: непрерывное изменение - "закон Природы".
Продолжим разрешение противоречия, рассмотренного в предыдущем примере.
Если, в соответствии с рекомендацией ТРИЗ, продолжать обострять требование,
выдвинутое к истребителю на этапе Тренд в реинвентинге на рис. 12.37, то
предельное требование можно представить как использование не просто
короткой полосы для разбега-посадки, а полосы... "нулевой" длины! Супер-ИКР!
Это значит, что самолет должен сразу с места набирать высоту и переходить в
горизонтальный полет. А при посадке должен переходить от горизонтального
полета к вертикальному снижению и, наконец, к безударной посадке. Это и есть
описание "функционального портрета" самолета с вертикальным взлетом-
посадкой (на англ.: VTOL или V/STOL - Vertical and/or Short Take-Off and Landing).
В ряд V/STOL входят также и вертолеты.
В течение десятилетий создание эффективного V/STOL остается мечтой многих
авиаконструкторов. Но наш интерес состоит только в выявлении некоторых
творческих принципов, которые были реализованы в ряде известных примеров. И
вот здесь в целом ряде самых разных реализаций просматривается один и тот
же принцип - динамизация конструкции. Причем, эти конструкции непрерывно
изменяются в попытках увеличения эффективности машины.
Но, без смены физического принципа создания тяги, все попытки (так или иначе)
используют принцип динамизации.
Рис. 12.37. Аппараты V/STOL с использованием принципа динамизации:
а) поворотные реактивные двигатели - немецкий EWR VJ 101 (1960-е, с участием В.Мессершмитта); Ь)
поворотные пропеллерные двигатели - американский Bell XV-15 (1970-е); с) поворотные пластины - немецкий
Dornier Aerodyne Е-1 по концепции А.Липпиша (конец 1960-х); d) поворотные сопла - английский Hawker P-1127
(1960), предшественник знаменитого Harrier (фото автора, Музей Науки, Лондон, 2003)
Тема 12. Избранные примеры 335
Так что, можно не сомневаться, что в будущей "летающей тарелке", или
"гравилете", прототипом которого может служить "Пепелац" из примера 12.25,
будет применен новый, еще не известный физический принцип действия.
Рис. 12.38. "Колесо эволюции" серийных аппаратов V/STOL с
начала 1960-х до середины 1990-х
Источник: www.vstol.org
Эта великолепная диаграмма вместе с иллюстрацией инженерных творческих
поисков прекрасно иллюстрирует тот факт, что большинство из проектов имеют
военную направленность. А за этим скрывается невообразимо огромная
растрата финансовых и материальных ресурсов, общегосударственных и
общечеловеческих богатств, накопленных цивилизацией (стоимость одного их
таких "изделий" приведена в следующем примере).
И это только малая часть выполненных и выполняемых военных проектов. Это -
колоссальная "черная дыра", поглощающая ресурсы, которых, по-видимому,
многократно хватило бы на решение актуальных экологических и других
проблем на планете.
336
Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.29. Динамизация-3: изменчивое постоянство - "закон Природы".
Следует отметить еще одну закономерность ТРИЗ - "стремление" всех систем к
"идеализации" (см. Главу 9. Модели развития систем). При непрерывном
усовершенствовании конструкций сохраняется неизменным определенный исходный
основополагающий принцип, ключевая функциональная идея. Это - инвариант
системного развития.
Эта идея ТРИЗ полностью основана на экспериментальном исследовании. Здесь
приводится пример (рис. 12.39) развития двух инвариантных идей - "летающего
крыла" и "дельта-крыла".
К сожалению, представлены далеко не все интересные идеи (правда, некоторые
примеры есть в других разделах этой книги). При этом каждая "линия" не
претендует на демонстрацию строгой эволюционной последовательности, а
некоторые модели могут с равным успехом перейти в соседнюю "линию",
поскольку они содержат в себе признаки обеих "линий". Так что, эта иллюстрация
- только эскиз общей закономерности. Но закономерности весьма важной,
отражающей общий принцип эволюции систем (см. Главу 9. Модели развития
систем) в виде достаточно длительного, ветвящегося "объединяющегося",
"разделяющегося", циклического и спиралеобразного1 5 развития какой-то
определенной идеи.
И каждая "точка" на траектории такой эволюции есть шаг в развитии исходной
системной идеи, есть изобретение.
Реинвентинг таких примеров и линий развития позволил бы выявить новые и
новые модели и закономерности создания инновационных и изобретательских
решений. Но подобная исследовательская работа, насколько известно автору,
была реализована, и только частично, лишь в нескольких проектах на ряде
крупных компаний.
Одним из существенных препятствий является отсутствие концепции и языка для
стандартного представления результатов экстрагирования и реинвентнига.
Рассмотренные в этой книге модели и примеры экстрагирования и реинвентинга
как раз и создают основу для развития такого аппарата исследования, который
позволил бы аккумулировать в крупных компаниях и отраслях креативные
знания, объективно присутствующие в любой инновации, в любом изобретении, в
любом новом изделии.
Создание банков высокоэффективных примеров позволило бы совершенно по-
новому организовать процесс обучения основам ТРИЗ, основам теории
творчества. Именно в этом направлении и развиваются исследования и
разработки Академии Модерн ТРИЗ, располагающей концепциями и know-how
для развития таких банков.
И наша Академия приглашает специалистов ТРИЗ и других заинтересованных
исследователей и разработчиков к кооперации для создания практико-
ориентированных технологий и продуктов.
ТРИЗ - теория систематического творчества - продолжает свое развитие.
см. также "Модели спирального развития техники в прогнозных проектах", "Морфное крыло
истребителей будущего: забытые истоки" и другие работы известного ТРИЗ-специалиста
Ю.Э.Даниловского (www.metodolog.ru/category/2/23)
Тема 12. Избранные примеры
337
©
5 Y*
<•-, i
s ' :"
9
■■у*
i.
ti^y
Эволюция
концепции
"летающее
крыло"
А
Эволюция
концепции
"дельта-
крыло"
Стоимость одного
"изделия" -
2 000 000 000 USD
н
Рис. 12.39. Примеры эволюции
конструкций при неизменном
принципе
Слева - "летающее крыло":
1) Lippisch-Espenlaub Е-2,1921;
2) Lippisch Delta V (DFS-40), 1940;
3) Lippisch Supersonic Delta, 1944;
4) Northrop Grumman X-47, 2001;
5) Boeing X-45, 2002;
6) Northrop B-2 Spirit, 1990-e;
7) беспилотный аппарат СКАТ, РСК
"МиГ' (ж. "Взлет", октябрь 2007; также
для примеров 4 и 5);
8) аппарат NASA по концепции Active
Aeroelastic Wing (AAW) - предельно
динамизированное "эластичное" крыло,
2003;
9) Boeing X-48B, 2006.
Справа - "дельта-крыло":
1) САМ-9 (Стрела), А.С. Москалев,
проекты 1933-1938;
2) Lippisch P-11, 1939;
3) Lippisch P-1 За, 1942;
4) ConvairXF-92 (Lippisch), 1948;
5) Convair B-58 Hustler, 1956;
6) МиГ 1.44, начало - 1990-е (5-е
поколение, РСК "МиГ');
7) F-22 Raptor, начало - 1990-е (5-е
поколение, Lockheed Martin, Boeing,
General Dynamics);
8) Т-50, начало - 1990-е (5-е поколение,
ОКБ имени П.О. Сухого).
См.: www.gizmag.com, www.wikipedia.org,
www.popmech.ru
%'./
©А
/А к *
| /М\
\^Ш^
...-^И
•%^£&$
А I
-«лй^ас=-
;.<*•.;*<
[2) .Jk =1£5»*5
<( *рПХ
338
Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.30. Борьба за скорость не окончена!
ТРЕНД При переходе на сверхзвуковую скорость появилась проблема
нарушения продольной устойчивости самолета. При этом переходе
изменяется характер обтекания крыла, и его центр давления
(условная точка приложения результирующей подъемной силы)
смещается назад, приводя к появлению пикирующего момента.
Решение, основанное на перераспределении топлива в системе баков
самолета, было изобретено в конце 1950-х при создании
сверхзвукового стратегического бомбардировщика М-50 выдающегося
авиаконструктора В.М.Мясищева (1902-1978). Это решение было
применено также в штурмовике Су-24, выведенном в полет в начале
1970-х молодым авиаконструктором М.ПСимоновым (р. 1929). Однако,
эта система сложна конструктивно и в управлении. Что можно
предпринять?
РЕДУКЦИЯ
ФИМ: Х-ресурс, вместе с имеющимися или изменяемыми ресурсами и
без усложнения объекта или внесения негативных свойств, гарантирует
получение ИКР [ упрощение системы управления тангажом самолета ].
Формула и решение (в общем виде) стандартного противоречия:
01 Производительность VS 13 Внешние вредные факторы = 01,11,18, 21
ИЗОБРЕТЕНИЕ
s M-56
Доминирующие модели: 11 Наоборот и 21
Обратить вред в пользу. Интересные интерпретации
возможны также для моделей 01 Изменение
агрегатного состояния объекта и 18 Посредник
Применить модель 11,а) вместо действия, диктуемого условиями
задачи, осуществить обратное действие и модель 21,Ь) устранить
вредный фактор при сложении с другими вредными факторами:
создать повышенное аэродинамическое сопротивление в носовой части
аппарата за счет применения переднего горизонтального оперения! Это
решение было предложено для стратегического бомбардировщика М-56
(1960, скорость до М=2,5-3.25).
На дозвуковых скоростях это оперение работает по "флюгерной" схеме и
не мешает управлению самолетом, а на сверхзвуковых скоростях -
фиксируется под определенным углом (эта схема получила название
"утка"), а управление по тангажу и высоте осуществляется элевонами на
задней кромке крыла.
Исторически переднее горизонтальное оперение впервые применялось
в 1902-1912 годах американскими пионерами авиации братьями Райт -
Wilbur Wright (1867-1912) и Orville Wright (1871-1948).
ЗУМИНГ Сверх-эффект: возможность многоцелевого применения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Для устранения пикирующего
момента при переходе "большераз-
мерных" самолетов на
сверхзвуковые скорости введено переднее
горизонтальное оперение.
Присутствуют навигаторы 11 и 21.
1) Проект (1959) сверхзвукового
пассажирского самолета М-55В: длина - 57 м; размах
крыла - 30 м; число пассажиров - до 120;
скорость - 2М; дальность - 4000 км; число
двигателей - 6.
2-3) Михаил Петрович Симонов, генеральный
конструктор ОКБ им. П.О.Сухого с 1983 года,
представляет (2009) сверхзвуковой
пассажирский самолет C-51: число пассажиров - до 50-
70; скорость - 2М; дальность - 9000 км; число
двигателей-4.
4) В современной гонке с целью создания
высокоскоростных и экономичных
пассажирских машин участвуют многие знаменитые
компании. Проект "Sonic Cruiser" (2001)
компании Boeing: число пассажиров - 100-300;
скорость - 0.95М; дальность - 16000 км; число
двигателей - 4.
Рис. 12.40. Реинвентинг переднего горизонтального оперения самолета
Тема 12. Избранные примеры
339
Пример 12.31. Еще быстрее!
ТРЕНД Создание одноступенчатых гиперзвуковых летательных аппаратов (ОГЛА) требует
преодоления мощных физических барьеров, ведущих к острым противоречиям. В частности, нужно
решать проблему двигателей, т.к. использование, например, турбореактивных двигателей
практически невозможно на сверхзвуковых скоростях, а использование реактивных двигателей
неэффективно на дозвуковых скоростях. Что можно предпринять?
РЕДУКЦИЯ ФИМ: Х-ресурс, в виде частиц вещества или энергии находится в оперативной зоне и
обеспечивает вместе с другими имеющимися ресурсами получение ИКР
[ создание переменной тяги для обеспечения движения в разных скоростных диапазонах ].
Формулы и решения (в общем виде) стандартных противоречий:
СП1: 22 Скорость VS 32 Вес подвижного объекта = 04, 05,11, 30
СП2: 22 Скорость VS 34 Температура = 04, 05, 25, 26
СПЗ: 22 Скорость VS 36 Мощность = 01, 05, 08, 30
СП4: 22 Скорость VS 37 Затраты энергии подвижным объектом = 01, 07, 30, 32
Ранжирование по MITO: 053. 303. 012, 042, 07, 08,11, 25, 26, 32
ИЗОБРЕТЕНИЕ Доминирующие модели: 05 Вынесение. 30 Применение сильных окислителей, 01
Изменение агрегатного состояния объекта и 04 Замена механической среды. Разумеется, основу
решений составляют физико-технические эффекты, поддерживающие соответствующие навигаторы.
Навигатор
01
02
03
04
05
05 Вынесение
30 Применение
сильных окислителей
01 Изменение
агрегатного состояния
объекта
04 Замена
механической среды
07 Динамизация
Рекомендация
выделить единственно нужные
свойства
Ь) заменить обогащенный воздух
кислородом
изменять свойства применяемых
веществ
Ь) перейти от фиксированных полей -
к меняющимся во времени
а) характеристики объекта должны быть
оптимальными на каждом шаге работы
Реализация
на каждой фазе полета использовать схемы
двигателей с оптимальными параметрами для этой фазы:
турбореактивный + прямоточный
воздушно-реактивный + жидкостный реактивный = (ТРД + ПВРД + ЖРД)
применение кислородно-водородного топлива
1) применение жидкого водорода; 2) использование
изменения напора воздуха для работы ПВРД в
широком диапазоне сверхзвуковых скоростей (ШПВРД)
состав компонентов топлива и рабочего тела
изменяются в зависимости от фазы полета
см. пункт 01
В начале 1970-х в ОКБ А.Н.Туполева для создания ОГЛА предложена идея комбинированной силовой
установки, включающей: 1) экономичные ТРД, работающие в диапазоне скоростей, соответствующих
диапазону М=0-2,5; 2) ШПВРД, обеспечивающих разгон до М=20-25 (!); 3) ЖРД для доразгона до
орбитальной скорости и маневрирования на орбите. В середине 1980-х проект получил наименование
Ту-2000 в двух модификациях (рис. 1): космический бомбардировщик и пассажирский сверхзвуковой
самолет.
ЗУМИНГ Противоречия устранены? - Да!
Сверх-эффекты: возможность
многоцелевого применения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Для построения ОГЛА предложено применить
комбинацию из нескольких двигателей,
например, по схеме ТРД + ПВРД + ЖРД.
Доминируют навигаторы 01. 04. 05. 07 и 30, а
также поддерживающие их
физико-технические эффекты.
Другие проекты середины 1980-х: 2) X-30 NASP (с
участием McDonnell Douglas, Rockwell International,
Rocketdyne, Pratt & Whitney и др.); 3) X-43 Hyper-X
(Boeing, MicroCraft Inc. Orbital Sciences Corporation, GASL
и др.. Современный проект: 4) А2 Lapcat (2008) компании
Reaction Engines, Англия (привлекает внимание
компоновка двигателей, аналогичная примененной в
сверхзвуковом стратегическом бомбардировщике М-50
авиаконструктора В.М.Мясищева (1950-е)
Рис. 12.41. Упрощенный реинвентинг одноступенчатого гиперзвукового самолета
340
Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.32. Спирали истории.
Следующие три примера используют моделирование трех уровней творчества
вместе с экстрагированием компонентов модели ДИСК.
1. Ценностно-мотивационное моделирование
В начале 1960-х между США и СССР получила интенсивное развитие
конкурентная гонка ракетно-космических технологий военного назначения. Уже в начале
1960-х в США завершался проект создания пилотируемого орбитального
самолета (ОС) Х-20, поднимаемого ракетой (рис. 12.43) за пределы плотных слоев
атмосферы, после чего ОС мог бы маневрировать определенное время с помощью
собственных двигателей. Посадка планировалась в самолетном режиме.
Такие ОС обладают большой маневренностью и
могут представлять серьезную угрозу как для
космических, так и для наземных объектов. О
большом значении проекта говорит также и тот факт,
что была начата подготовка 7 пилотов-космонавтов,
176
среди которых был и Нэйл Армстронг .
Правительством СССР перед ОКБ А.И.Микояна была
5. -~ поставлена задача разработать противовес такой
системе. Главным конструктором проекта был
гелозино-Лозинский назначен177 Г.Е.Лозино-Лозинский. И такая система
(wwwburanru) (Рис- 12-42) П°Д названием СПИРАЛЬ была
разработана.
Рис. 12.42. Воздушно-орбитальная система СПИРАЛЬ
1 - гиперзвуковой самолет-разгонщик (ГСР), 2 - двухступенчатый ракетный ускоритель (ДРУ),
3 - орбитальный самолет (ОС), прозванный создателями
русским словом "Лапоть" из-за своей формы
' Нэйл Олден Армстронг (NeilAlden Armstrong, p. 1930) - американский астронавт, первый землянин,
ступивший на Луну (21 июля 1969) в рамках лунной экспедиции корабля "Аполлон-11"
Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинекий (1909-2001) - один из ведущих разработчиков советской
авиационно-космической техники, специалист ОКБ А.И.Микояна с 1941 г. и главный конструктор
Миг-31, генеральный конструктор НПО "Молния" (с 1976 г.), руководитель разработки систем
БУРАН и МАКС
Тема 12. Избранные примеры
341
2. Системно-прикладное моделирование
Ракетный старт энергоемок и "привязан" к определенной
стартовой площадке. Последнее затрудняет вывод ОС
на требуемую орбиту в произвольное время. Большую
свободу предоставляет использование самолетной
стартовой платформы.
В то же время еще в 1924 г. Ф.А.Цандер (см.69)
предложил идею использовать в плотных слоях
атмосферы самолет-разгонщик. Впоследствии
аналогичные идеи развивались рядом разработчиков.
В частности, исторический и технический интерес
представляют довоенный проект "Silbervogel" (нем.
Серебряная Птица, рис. 12.44) и послевоенные
германские проекты (рис. 12.45 и 12.46) "Sanger Г
(Junkers, начало 1960-х) и "Sanger II" (Messerschmitt-
Bolkow-Blohm, конец 1960-х и позднее, как прототипы)
немецкого конструктора проф. докт. Е.Зэнгера,
послужившие также прототипами для Х-20 Dynamic
Soaring, Х-34, Х-37 и Space Shuttle.
Рис. 12.43. Ракетно-
орбитальная система
Х-20 Dynamic Soaring
компании Boeing
1959-1963
1 - ракета-разгонщик Titan III С,
2 - дополнительные топливные
баки, 3 - ОС
\$r
Рис. 12.45. Проект
"Sanger Iй
fcl
Eugen Sanger (1905-1964), первый
президент (1951) Международной
Федерации Астронавтики (IAF)
Рис. 12.44. Проект "Silbervogel'
(1935-1941 и после 1945)
проф. докт. Е.Зэнгера
1) 3-километровая монорельсовая эстакада под углом 30° к горизонту
со скользящими салазками, на которых установлены 2) разгонная
ракета и 3) орбитальный самолет-бомбардировщик (ОС)
3. Целе-креативное моделирование
Так или иначе, но наименование проекта и
системы СПИРАЛЬ вполне отражает идею
спиралевидного развития технических
систем. Действительно, исходя из идеи
Ф.А.Цандера, двух- или трехступенчатая
авиационно-космическая система могла
быть реализована только при современном
уровне развития основных компонентов.
В качестве ключевой концепции была предложена трехкомпонентная система,
приведенная на рис. 12.50). Был также возможен взлет ОС с ракетой "Союз".
Сравнение с ракетным прототипом позволяет осуществить ресурсное ДИСК-
моделирование (рис. 12.47) и экстрагировать из концепции проекта СПИРАЛЬ
основные мета-модели: Д -Дифференциация, И - Интеграция, С - Сепарация,
К - Комбинирование.
Рис. 12.46. Проект "Sanger II"
342 Часть 4. Мастерская практика
Более детальное моделирование возможно при раскрытии мета-моделей ДИСК с
помощью ДИСК-каталога ("Первичные инструменты ТРИЗ", разделы 23. ДИСК-
каталог и 24. ДИСК-матрица). Тогда становится возможным экстрагировать из
проекта доминирующие модели и ресурсы.
Мета-
мо-
1 дель
Д
Д
д
д
и
и
с
с
к
к
+и
Доминирующие
навигаторы
01 Изменение агрегатного состояния
объекта, 04 Замена механической
среды, 07 Динамизация и др.
01 Изменение агрегатного состояния
объекта, 07 Динамизация, 08
Периодическое действие, 17 Применение
композиционных материалов и др.
01 Изменение агрегатного состояния
объекта, 26 Применение фазовых
переходов, 30 Применение сильных
окислителей
02 Предварительное действие, 04
Замена механической среды, 05
Вынесение, 07 Динамизация, 08
Периодическое действие, 19 Переход в другое
измерение и др.
05 Вынесение, 10 Копирование, 12
Местное качество, 15 Отброс и
регенерация частей, 18 Посредник, 19 Переход в
другое измерение, 32 Антивес, 34
Матрешка, 35 Объединение
05 Вынесение, 07 Динамизация, 11
Наоборот, 12 Местное качество, 20
Универсальность и др.
Переход в надсистему
Переход в надсистему
05 Вынесение, 07 Динамизация, 12
Местное качество, 20 Универсальность и
АР-
02 Предварительное действие, 04
Замена механической среды, 05
Вынесение, 08 Периодическое действие, 35
Объединение и др.
Домин,
ресурсы
циональный
риальный
риальный
Системный,
циональный
Структурный,
ранственный,
Временной
Системный,
циональный
Системный
Системный
Системный,
циональный
Структурный,
тический
Характеристика
При выборе ГСР предстояло разработать и
оптимизировать многочисленные
функциональные параметры.
Предстояло отработать новые материалы для
защиты поверхности ОС от теплового
воздействия.
Большое значение имел выбор топлива: 1) ГСР -
сначала на керосине, а позднее на жидком
водороде; 2) ДРУ - на кислородно-водородном
топливе; 3) ОС - постепенное освоение жидкого
фтора в качестве окислителя.
Диапазон опорных орбит составлял 130... 150 км
по высоте и 45°...135° по наклонению в северном
и южном направлениях при стартах с территории
СССР, причем задача полета должна была
выполняться в течение 2-3 витков (третий виток
посадочный). Маневренные возможности ОС с
использованием бортовой ракетной
двигательной установки должны были обеспечивать
изменение наклонения орбиты для разведчика и
перехватчика на 17°, для ударного самолета с
ракетой на борту (и уменьшенном запасе
топлива) - 7°...8°. Перехватчик также был
способен выполнить комбинированный маневр -
одновременное изменение наклона орбиты на
12° с подъемом на высоту до 1000 км.
Для создания высокоэффективного комплекса и в
отсутствие достаточных по мощности
авиционных разгонных двигателей можно
применить интеграцию в одну структуру трех
компонентов: ОС, разгонного самолета и
дополнительной разгонной ракетной системы.
Интеграция орбитального маневренного режима
и самолетного посадочного режима.
Создание ОС и системы в целом ведет к
созданию нового вида авиационно-космических
систем.
Возможность применения разгонного самолета в
качестве гиперзвукового пассажирского или
грузового самолета.
Придание ОС различного функционального
назначения: разведчик, постановщик помех,
истребитель-перехватчик космических и
воздушных целей, ударный самолет по наземным или
морским целям
Поскольку энергии авиационных двигателей
недостаточно, целесообразно использовать для
дополнительного разгона ракетные двигатели.
Рис. 12.47. ДИСК-моделирование проекта СПИРАЛЬ (фрагменты)
Тема 12. Избранные примеры
343
Рис. 12.48. Фрагменты из анимационного ролика о системе СПИРАЛЬ
а) система на старте; Ь) отделение ОС вместе с ДРУ от ГСР; с) отделение ОС от ДРУ (www.buran.ru)
Преимущества системы СПИРАЛЬ: 1) уменьшение стоимости вывода на орбиту
одного килограмма полезного груза в 3-3,5 раза по сравнению с ракетными
комплексами на тех же компонентах топлива; 2) вывод космических аппаратов в
широком диапазоне направлений; 3) эффективное маневрирование ОС не только
в космосе, но и на этапе спуска и посадки; 4) быстрый вывод ОС в любой пункт
земного шара; 5) сведение к минимуму потребного количества аэродромов; 6)
самолетная посадка ночью и в сложных метеоусловиях на заданный или
выбранный экипажем аэродром с любого из трех витков; 7) беспрецедентное
обеспечение выживаемости и спасения экипажа с любой точки старта и полета, в
атмосфере и космосе.
Проект СПИРАЛЬ создал базу для разработки в
1970-х и 1980-х комплекса в составе ракеты Энергия
и космического челнока Буран (рис. 12.49). 15 ноября
1988 г. впервые в истории система такой сложности
обеспечила старт, облет земного шара и абсолютно
точную посадку Бурана в беспилотном режиме!
Дальнейшее развитие идеи проекта СПИРАЛЬ
получили также в беспримерном комплексе МАКС
(рис. 12.50). Стоимость вывода на орбиту одного
килограмма полезного груза в комплексе МАКС еще
меньше, чем в системе СПИРАЛЬ, и меньше в 10-20
раз ракетного вывода грузов!
Этот колоссальный потенциал представляет собой
бесценное достояние, в котором нуждается и которым р 124Q Стаот
может воспользоваться человечество. комплекс* Энергия-Буран
15 ноября 1988 года с
космодрома Байконур
Рис. 12.50. Авиационно-космический комплекс многоцелевой авиационно-космической
системы МАКС (НПО "Молния", вариант 1994 г.; самолет-носитель Ан-225 "Мрия" -
показан с обжатыми стойками шасси)
344
Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.33. Screw it, let's do it! - К черту все, берись и делай!
л- 178
Be innovative.
Nothing is impossible.
Think creatively.
The system is not sacred.
Find another way.
Richard Branson
Ричард Брэнсон (Sir Richard Charles Nicholas
Branson, p. 1950) - знаменитый британский
предприниматель, миллиардер, основатель
авиакомпании-перевозчика Virgin Atlantic Airways
(1984) и других, в том числе Virgin Galactic (2004),
обладатель мировых и других рекордов в полетах
на воздушных шарах и по пересечению Атлантики
(на шаре с горячим воздухом в 1986 г. и на
скоростном судне Virgin Atlantic Challenger II в
1987 г.)
Берт Рутан (Elbert Leander "Burt" Rutan, p. 1943) -
выдающийся американский инноватор в
конструировании высокоэффективных легких
летательных аппаратов, в том числе самолета Model
76 Voyager (мировой рекорд 1986 года: 9-дневный
беспосадочный полет вокруг земного шара);
Virgin Atlantic Global Flyer (мировой рекорд-2005
года: 3-дневный кругосветный беспосадочный
полет и др.); самолетов-носителей White Knight
One и White Knight Two, ракетопланов Space Ship
One и Space Ship Two и др.
Джеймс Фоссетт (James
Stephen Fossett, 1944-2007)
- знаменитый
американский воздухоплаватель и
яхтсмен; миллиардер; с 19
июня по 3 июля 2002 г. - за
2 недели! - он впервые в
одиночку совершил
кругосветный полет на
воздушном шаре; он один
пилотировал Virgin Atlantic
Global Flyer в 2005
Дик Рутан (Richard Glenn
"Dick" Rutan, p. 1938) - брат
и компаньон Берта Рутана,
знаменитый
воздухоплаватель; в частности, он
пилотировал Voyager в
1986 г., ко-пилот - Джина
Йигер (Jeana Yeager)
Будь инновативным.
Нет ничего невозможного.
Думай творчески.
Система - не святыня.
Найди иной способ.
Ричард Брэнсон
12.33,а. Spaceship
1. Ценностно-мотивационное
моделирование
Одним из самых ярких примеров
увлеченности мечтой и любимым делом,
веры, самоотверженности, упорства и
предпринимательства, профессионализма и
креативности, является для меня
раздельная и совместная история трех
личностей: Ричард Брэнсон, Берт Рутан и
Стив Фоссет. Рядом с ними стоят еще
несколько людей, таких, например, как Дик
Рутан, брат Берта, упомянуть которых здесь
невозможно как из-за ограниченного места
в книге, так и из-за того, что их
деятельность, хотя и насквозь просвечена
талантом, творчеством и мужеством,
заслуживает отдельного исследования.
Эти люди стартовали новый бизнес в
истории цивилизации - массовый
космический туризм179! Компания Virgin Galactic
планирует с 2012 года отправлять туристов
для короткого суборбитального "прыжка" в
космическую невесомость и осмотра Земли
с высоты около 120 км.
К середине апреля 2010 более 300 человек
уже приобрели "билеты" на эти рейсы!
Внимание: эти люди создают виды
деятельности, а значит, и ценностные
ориентации III тысячелетия! Ценность их
результатов восходит в "надсистему". Это пример
для многих творчески устремленных людей
- в своей профессии, в своей стране, на
нашем глобусе - другого-то нет!
И не предвидится... в ближайшем времени.
* из одноименной книги Ричарда Брэнсона "Screw It, Let's Do It: Lessons in Life and Business
(Expanded)", 2007 (в России книга опубликована издательством Альпина Бизнес Букс, Москва)
' первыми космическими туристами уже побывали 8 человек, поднимавшихся в космос на
российских кораблях "Союз" и участвовавших 1-2 недели в деятельности экипажей МКС
Тема 12. Избранные примеры 345
2. Системно-прикладное моделирование
Задачи: для космического туризма необходима система с беспрецедентными
качествами по экономичности, надежности и безопасности. Плюс, разумеется,
привлекательность "аттракциона": это качество отвечает природе человеческого
любопытства и стремления испытать нечто необычное и необычайное. В
"прыжке" на высоту 120 км это присутствует.
Цена: должна быть эффективной для окупаемости проекта, то есть для
достижения как минимум надежного возврата иКвестиций (англ. ROI - Return Of
Investment), но и доступной для потенциальных клиентов. Известная стоимость
"космического тура" на кораблях Союз и Международной космической станции
сегодня тоже "космическая" - 20-30 миллионов долларов, то есть по 2-3 млн
долларов за сутки! Это - цены для избранных. Понятно, что для расширенного
старта - даже в ситуации первого спроса - это неприемлемо.
Надежность и безопасность: равно как и предыдущий пункт полностью зависят
от технических характеристик системы. Вот здесь-то и были сосредоточены
усилия компании Scaled Composites, руководимой Б.Рутаном с 1982 года, и
которая прошла непростой путь развития. В начале 2000-х она получила
поддержку ряда людей, среди которых в 2001 году спонсором стал и миллиардер
Поль Аллен (англ. Paul Gardner Allen, p. 1953) - один из основателей Microsoft.
Особый успех выпал компании Scaled Composites в 2004 году: был выигран приз
в 10 млн долларов за два старта аппарата частной (негосударственной)
компании в космос в течение одной недели! Успех принесли удивительные
качества ракетоплана Space Ship One (SS1), "подброшенного" поближе к
космической высоте не менее удивительным самолетом White Knight One (WK1).
Рис. 12.51. SS1 и WK1 в одном кадре:
www.scaled.com: а - отделение ракетоплана от носителя; b - ракетный режим взлета SS1
Развитие: в 2005 году Ричард Брэнсон и Берт Рутан основали компанию Virgin
Galactic для организации космического туризма! Сегодня "пригласительная цена"
билета (англ. invitation price) - 200 000 долларов США. Это в 10 раз меньше, чем
стоимость "билета" на МКС. Однако в пересчете на время пребывания в космосе
эта цена тоже вполне "космическая": даже если пересчитать эту цену на два
часа полета (при 6-10 минутах в невесомости на высоте 110 км), то стоимость
часа окажется около 100 000 долларов, а условная цена за сутки - 2,4 млн
долларов! Но это не умаляет энтузиазма тех людей, кто готов заплатить за этот
полет хотя бы однажды в своей жизни!
Итак, некоторые технические и инновационные решения новой системы.
346
Часть 4. Мастерская практика
3. Целе-креативное моделирование
3.1. Эволюция носителей: от White Knight One и Virgin Atlantic Global Flyer-
к White Knight Two.
№
01
02
03
04
05
06
07
08
Ресурс
Системный
Информационный
Функциональный
Структурный
Временной
Пространственный
WK1:
длина-17м;
размах -
25 м.
WK2:
длина - 24 м;
размах -
43 м.
Материальный
Энергетический
Характеристика
1. Создан новый вид авиационно-космических систем (АКС): самолетно-
самолетный. Тренды: 1) увеличение высоты "прыжка"; 2) создание
ракетоплана для квази-орбитального кругосветного полета, может быть, с
использованием аэродинамического "рикошета" от плотных слоев
атмосферы! 3) транспортировка других ОС, например, типа Х-37В.
2. Создано новое назначение АКС и новая бизнес-отрасль: космический
туризм. Тренд: участие в создании космических отелей.
3. Носитель: может быть использован как испытательная лаборатория.
4. Ракетоплан, может быть использован как аппарат для подготовки
летчиков и космонавтов.
1. С самого начала в течение многих лет применялось обширное
математическое моделирование компонентов и конструкции в целом.
2. Отсутствие повышенных гиперскоростей снизило требования к
термостойкости материалов.
3. Упрощение концепции управления носителем (минимизация элементов)
1. Трансформация функций фюзеляжа к топливному баку.
2. Крылья выполняют только функцию аэродинамической несущей
поверхности (на крыльях нет элементов управления! - особо отметим
явное присутствие модели трансформации "Наоборот" и системного
"свертывания")
1. Структурная эволюция с разным числом фюзеляжей и двигателей
показана на рис. 12.53 - оптимизация структуры к функциональному
назначению.
2. В машинах WK1 и WK2 предусмотрено объединение и "дробление"
структуры с присоединением и отсоединением ракетоплана.
3. Крылья и фюзеляжи имеют "секции" для разделения топлива на порции.
1. По мере расходования забор топлива из "секций" осуществляется с
распределением во времени от концов крыльев и фюзеляжа к "центру".
2. Отсутствие повышенных гиперскоростей снизило требования к
термостойкости материалов.
1. Пространственное "разнесение" фюзеляжей и размещение "грузового" и
силового фюзеляжа в центре перераспределяет нагрузку на крылья и
снижает нагрузку на концах крыльев.
2. Размещение ракетоплана под крылом создает оптимальное положение
центра тяжести системы.
3. Крылья выполнены по типу "обратная чайка" (см. пример 5.13. Сталь-7:
"чайка" из стали) - повышается сопротивление крыла нагрузкам "на излом".
4. Установка хвостового оперения на двух "разнесенных" фюзеляжах
упрощает установку двигателей без избыточного увеличения длины или
высоты машины.
4. В WK1 хвостовое оперение ракетоплана вынесено за пределы
воздействия горячей газовой струи от двигателей. То же самое
предусмотрено для хвостового оперения WK2.
6. Выполнение многих иллюминаторов разного "размера" вместо одного
"колпака" - улучшение обзора без снижения прочности корпуса.
1. Выдающееся снижение веса аппаратов благодаря применению
углеродных композитов. Собственный вес "пустого" WK1 - около 1 т (!), а с
топливом -4 т, WK2 - около 3,5 т (13 т). При этом углепластик в пять
десять раз прочнее стали и намного легче обычных алюминиевых сплавов!
2. Керосин - для носителей. Взрывобезопасное и неядовитое топливо
("каучук" + закись азота) -для ракетоплана.
1. Возможно, что оба WK - самые медленые в мире реактивные самолеты.
Поэтому их двигатели при больших крыльях - мощные, но легкие!
2. Электроснабжение: литиевых батареи.
3. Всемерное снижение веса.
Домин, мета-
модель
Сепарация, в
том числе,
для
адаптации к новым
применениям
Дифференциация
Дифференциация,
Интеграция
Комбинирование,
Дифференциация,
Интеграция
Дифференциация,
Интеграция
Дифференциация,
Интеграция
Дифференциация,
Интеграция
Рис. 12.52. Ресурсное моделирование решений (фрагменты)
Тема 12. Избранные примеры 347
Рис. 12.53. Эволюция носителей WK1 и WK2 для ракетопланов SS1 и SS2
Отметим, что носитель WK2 получил новое собственное имя VMS "Eve". Здесь
также присутствует креативный подход в игре имен и смыслов: VMS - это Virgin
Mothership, что означает "материнская" база или корабль-носитель, но это и
посвящение матери Ричарда Брэнсона. Имя матери - Иветта Брэнсон (Evette
Branson), а в сокращенном виде Eve, что означает в таком написании также
"канун, преддверие". Так что все очень даже поэтично и реалистично
одновременно.
И в заключение этого пункта отметим еще одну символичную особенность
полета носителя при подъеме ракетоплана: подъем на высоту около 15 км
осуществляется прямо над аэродромом по спирали\ Затем ракетоплан
отделяется от носителя и взлетает почти вертикально (угол 84° с соответствующими
перегрузками в течение 1,5 минуты). Вот и получается такая "спираль развития"
с завершающим "пиком"- взлетом на ракетном режиме! Прокатимся?
3.2. Эволюция ракетопланов: от Space Ship One к Space Ship Two.
Рассмотрим одно из креативных решений, связанных со спуском ракетоплана
после завершения "прыжка". Если учесть, что к этому времени все топливо
использовано, то...
348
Часть 4. Мастерская практика
аппарат просто падает вниз с высоты 120-140 км!
Посадка осуществляется только за счет
аэродинамического маневра
и планирования на аэродром старта!
Здесь же находится и разгадка подъема по спирали - чтобы не удаляться е
плане от места старта. Это креативное решение "радикальнейшего"
противоречия - быть "далеко" и быть "близко" от места старта!
В верхней "точке" полета аппарат имеет скорость больше ЗМ (три "сверхзвука"),
а в конце "падения", примерно через 15 минут, - меньше 1М. Разогрев наружной
поверхности аппарата - почти до 600°С! Вот тут и работают композитные
материалы с теплозащитным покрытием!
Торможение во все более плотных слоях воздуха
осуществляется за счет ориентации корпуса
аппарата - он падает, так сказать, в "нормальном"
положении, почти в таком же, в каком он стоит на земле.
Но как это может быть - ведь он похож на стрелу, а
значит, оперение развернет его носом вниз!?
В решении (рис. 12.54) объективно присутствует
ТРИЗ-модель "Динамизация": в начале спуска крылья
ракетоплана SS1 поворачиваются "вверх", и его
"хвостовое" оперение удерживает корабль в
"правильном" положении! Примерно с высоты в 20 км
крылья аппарата переводятся в положение для
горизонтального полета, но аппарат продолжает
снижаться по достаточно крутой траектории, а в
горизонтальное планирование переходит с высоты 3-
5 км. На рис. 12.54,а хорошо видна линия разделения
неподвижной и подвижной частей крыла. На рис
12.54,Ь аппарат SS1 показан с повернутыми
крыльями. На рис. 12.54,с крылья начинают
перемещаться в положение для планирования.
Аналогичная "динамизация" для ракетоплана SS2
показана на рис. 12.53.
"Динамизация" крыла имеет две цели: торможение и
защита пассажиров от перегрузок при торможении
благодаря положению тела в креслах "спиной вниз".
Аппарат SS1 имеет длину 8,5 м и рассчитан на 3
человека: 2 пассажира и 1 пилот, а аппарат SS2
имеет длину 18 м и рассчитан на 8-9 человек,
включая 6-7 пассажиров и 2 пилотов.
Ракетоплан SS2 также получил собственное имя VSS
"Enterprise", или Virgin Space Ship Enterprise.
Здесь "Enterprise" в полной мере характеризует все, что заложено в новом
бизнесе партнеров-инициаторов: смелое предприятие, инициатива]
предприимчивость, находчивость] и собственно, предприятие, фирма, компания.
Рис. 12.54. Поворотные
крылья ракетоплана SS1
(см. также рис. 12.53)
Тема 12. Избранные примеры
349
3.3. Без "Динамизации" и "Матрешки" - не обойтись!
А вот как все же должны быть расположены люди в креслах на протяжении всего
полета? Ведь при крутом взлете нос ракетоплана поднят круто вверх, значит,
чтобы выдержать перегрузки, космонавты должны "сидеть". Тогда они будут
ориентированы строго лицом по направлению движения, а силы ускорения будут
давить "на спину". При "падении" с торможением ракетоплан ориентирован
"горизонтально". Следовательно, космонавты должны "лежать", а не "сидеть".
Радикальное противоречие! Одно из простых решений с точки зрения ТРИЗ -
это динамизация! Именно такое решение и применено в ракетоплане! А еще,
конечно, "Матрешка": посмотрите, как плотно и уютно люди "упакованы" в
кресла, а кресла заглублены в фиксирующие ниши (рис. 12.55).
Рис. 12.55. Динамизированные кресла космонавтов:
а - ракетный взлет; b -торможение при возвращении;
шт ..-.**, с-перед посадкой
12.зз,ь. Model 76 Voyager
Изобретательные решения присутствуют во всех машинах Берта Рутана,
созданных им в его компании Scaled Composites. Выполним анализ по ТРИЗ
компоновки легендарного самолета Voyager- еояджер, путешественник (англ.),
на котором Дик Рутан и Джина Йигер впервые в истории воздухоплавания
облетели земной шар без посадки и дозаправки! За 9 дней (плюс 3 минуты и 44
секунды) с 14 по 23 декабря 1986 года они преодолели более 40 тысяч
километров при средней скорости около 190 км/час.
Разработка машины (рис. 12.56) велась 5 лет с 1981 года. Что особенно
впечатляет в этой машине, так это ее структура и компоновка двигателей. Машина
изначально замышлялась для кругосветного перелета без посадки и дозаправки.
К этому времени Берт Рутан уже имел опыт проектирования легкой машины с
применением композитных материалов, а также с одним или двумя моторами с
толкающим винтом, в частности, Beechcraft Model 2000 Starship (рис. 12.57).
-;: ЙЖ^ *^ ^
Рис. 12.56. Voyager
(длина 8,9 м, размах крыла - 33,8 м, высота - 3,1 м,
вес -1т, полный вес - 4,4 т)
Рис. 12.57. Beechcraft "Starship"
(длина 14 м, размах крыла -16,6 м,
компоновка: "утка" - с передним оперением
350 Часть 4. Мастерская практика
Ключевой стала идея крыла повышенной удлиненности с коэффициентом не
менее 30! Композитные материлы позволяли сделать такое крыло легким и
прочным.
Для длительного полета представлялось вполне разумным иметь два двигателя:
1) их повышенная эффективность обеспечивалась бы работой двух двигателей
на начальном этапе (при полной загрузке топливом), а позже, когда машина
станет легче из-за выработки топлива, работой одного маршевого двигателя;
2) повышение надежности и живучести машины, например, при отказе одного из
двигателей;
3) повышение живучести и безопасности машины, например, при необходимости
обойти грозовую область или преодолеть горы.
Принимая привычную однофюзеляжную машину за прототип, можно увидеть
первое радикальное противоречие:
1) ставить два двигателя рядом на крыле невозможно, так как вскоре при одном
работающем маршевом двигателе тяга будет несимметричной;
2) ставить двигатели соосно на длинном фюзеляже не получится, так как из-за
заднего винта потребуется делать высокие, а значит и более тяжелые, шасси!
Возможное решение: сделать фюзеляж короче, однако для длительного полета
необходим большой запас топлива, что исключает уменьшение длины
фюзеляжа! Итак, РП1: фюзеляж должен быть коротким (для соосной установки
двигателей) и должен быть длинным (для размещения большого количества
топлива).
Решение Берта Рутана стандартным не назовешь - применить тримаранную
схему! Противоречие разрешено в пространстве и структуре: два
дополнительных фюзеляжа дают большой объем для топлива, и тогда центральный
фюзеляж с кабиной можно сделать коротким! Хвостовое оперение можно разнести на
дополнительные корпуса. Поддерживающие специализированные навигаторы:
03 Дробление (разделение одного фюзеляжа на три), 05 Вынесение, 10
Копирование, 12 Местное качество, 16 Частичное или избыточное действие
(три корпуса вместо одного), 21 Обратить вред в пользу (можно взять больше
топлива), 34 Матрешка (центральный фюзеляж между двумя
дополнительными), 35 Объединение, 37 Эквипотенциальность (без новых высоких шасси).
Появились сразу три позитивных сверхэффекта: 1) возможность упрятать шасси
в дополнительные корпуса, 2) дополнительные разнесенные опоры для крыльев
и 3) вынесение заднего горизонтального оперения из потока от переднего винта.
Но возник и крупный недостаток: возможность появления недопустимого
скручивающего момента на тонких крыльях в случае противонаправленного
движения дополнительных фюзеляжей! РП2: дополнительные фюзеляжи
должны быть (чтобы вместить больше топлива и для применения короткого
центрального фюзеляжа) и не должны быть (чтобы не создавать недопустимых
скручивающих воздействий на крыло).
Решение Берта Рутана: ввести в тримаран дополнительное переднее крыло,
которое связало бы три корпуса! Снова решающими являются пространственный
и структурный ресурсы. Поддерживающие специализированные навигаторы: 03
Дробление (крыло разделено на два - основное и дополнительное переднее), 05
Вынесение, 07 Динамизация (переднее крыло динамизировано для управления
Тема 12. Избранные примеры
351
по тангажу), 10 Копирование, 11 Наоборот (горизонтальное оперение вынесено
вперед по схеме "утка"), 12 Местное качество, 19 Переход в другое измерение,
21 Обратить вред в пользу, 32 Антивес (дополнительная несущая
поверхность), 35 Объединение, 37 Эквипотенциальность, 37 Предварительное
антидействие.
Сверхэффекты: 1) возникает схема типа "утки" с переносом управления по
тангажу на переднее оперение и 2) повышается общая жесткость системы для
устранения скручивания и уменьшения раскачивания (прогиба) концов крыльев.
В итоге расход горючего у Voyager оказался примерно 0,9 л на 10 км! Это
столько же, сколько расходует средний по размерам легковой автомобиль, да
еще не в городском режиме! А ведь стартовый вес Voyager в 5 раз больше веса
такого автомобиля, и Voyager летел со средней скоростью 190 км/час, а не
катился по автобану.
Спустя 10 лет новые композитные материалы обеспечили достаточную
прочность крыла уже без переднего горизонтального оперения. Рекордный
аппарат 2005 года Virgin Atlantic Global Flyer (рис. 12.53), а также носители WK1
(рис. 12.51 и 12.53) и WK2 (рис. 12.53) используют вполне традиционные схемы
компоновки двигателей, теперь уже реактивных.
12.зз,с. Новый виток спирали для носителей White Knight
Так совпало, что эта страница завершается точно в день давно объявленного
запуска микро-шаттла Х-37В с помощью ракеты-носителя Atlas-5 (24.04.2010).
..«*. w»*x^S
'5*
Рис. 12.59. Сравнение
микро-шаттла Х-37В с
Space Shuttle Orbiter
Параметры Х-37В: длина -9 м,
размах - 4,6 м, вес -5 т;
Параметры Space Shuttle
Orbiter: длина - 37 м,
размах - 24 м, вес - 80 т
Рис. 12.58. Тестовый полет WK1 с микро-шаттлом Х-37В
а) Х-37В; b) X-37B в тестовом полете под WK1 (2005-2006), с) момент отрыва от WK1
Этот проект компании Boeing представляет собой новый
виток технологической спирали по сравнению с
проектом Х-20 Dynamic Soaring (см. пример 12.32. Спирали
истории). Прежде всего, это связано с конструкцией
микро-шаттла, подобной кораблю Space Shuttle (рис.
12.51). А исключительной особенностью является
возможность автономного полета и выполнения
орбитальных задач в течение длительного времени (до 270
дней), а также посадка в автоматическом режиме. Это
напоминает беспримерный полет и посадку советского
корабля Буран (см. пример 12.32) 15 ноября 1998 года.
И вот здесь отметим, что носитель WK1 (рис. 12.58)
применялся для испытаний машины Х-37В. Наш прогноз
о том, что носители WK перспективны для запуска
орбитальных аппаратов, уже сбывается. Только
ракетопланом (по моделям Комбинирование и
Сепарация) стал микро-шаттл, а не SS1 или SS2.
352
Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.34. НЕВА - суперлайнер будущего из Санкт-Петербурга, Россия
(эскиз ДИСК-моделирования)
Великолепная изобретательская концепция была предложена в конце 1980-х
Владимиром Львовичем Фрайштадтом (Научно-исследовательское предприятие
гиперзвуковых систем, Санкт-Петербург) для одноступенчатого гиперзвукового
летательного аппарата (ОГЛА) НЕВА . Расчетная скорость полета на высоте
100 км - примерно 7М, т.е. около 7,5 км/с. Автор уже приводил ТРИЗ-
моделирование этой машины в своей первой книге181, работа над которой была
завершена в 1999 г., а переводы на немецкий и английский - в 2001-2002.
Создание ОГЛА сталкивается с целым комплексом экстремально сложных
проблем. Наиболее острыми являются две из них: 1) большой разогрев оболочки
аппарата; 2) необходимость создания мощного и универсального двигателя,
пригодного для полета как в плотных, так и в разреженных слоях атмосферы.
Анализ показывает, что доминирующими для решения этих проблем становятся
следующие ресурсы: функциональный (принцип действия), материальный
(топливо, хладоносители) и энергетический (энергоснабжение). Доминирующий
характер приобретают две мета-модели: Интеграция - требуется реализовать в
единой двигательной установке альтернативные принципы, и Дифференциация -
радикальное согласование процессов и их параметров в разных системных
структурах аппарата. Авторы концепции ОГЛА НЕВА соединили невозможное:
избыточное и вредное тепло - с подготовкой топлива к "работе" и с...
охлаждением (!) оболочки аппарата, потребность в большом количестве
электроэнергии - с присутствием огромного количества энергии в
ионизированных потоках набегающего воздуха, захватываемого прямоточным
реактивным двигателем (ПРД).
Магнитоплазмохимический двигатель
На малых высотах ПРД работает достаточно традиционно, так как для сжигания
топлива (керосин) хватает давления набегающего воздуха. С ростом скорости и
высоты поток воздуха становится более ионизированным. И вот здесь начинает
работать первая идея (модели 04 Замена механической среды, 11 Наоборот и
29 Самообслуживание): поток ионов наводит ток в первой магнитогидродинами-
ческой (МГД) системе (см. рис 12.60), работающей в режиме МГД-генератора, и
этой энергии достаточно для снабжения всех систем ОГЛА.
Здесь же включается вторая фундаментальная идея (модели 04 Замена
механической среды, 21 Обратить вред пользу и 30 Применение сильных
окислителей): воздушный поток на выходе МГД-генератора замедлен, а значит
имеет повышенное давление, - а это как раз то, что нужно на входе в камеру
сгорания ПРД! Но на этом авторы не остановились: ионизированная раскаленная
реактивная струя (плазма) на выходе камеры сгорания ПРД получает
дополнительное ускорение от второй МГД системы, работающей в режиме МГД-
ускорителя!
Фрайштадт В.Л., Куранов А.Л., Шейкин Е.Г. Применение МГД систем на гиперзвуковых
летательных аппаратах. - "Журнал технической физики", 1998, том 68, № 11, с. 43-47
первую публикацию этого примера см.: Orloff, M. Grundlagen der klassischen TRIZ: ein praktisches
Lehrbuch des erfinderischen Denkens fur Ingenieure. - Berlin, Heidelberg, Springer (VDI-Buch), 2002 (3
издания), 352 S.; и далее: Orloff, M. Inventive Thinking through TRIZ: A Practical Guide. - New York,
Springer, 2003 (2 издания), 352 p. См. также: Орлов М.А. Основы классической ТРИЗ. - СОЛОН
Пресс, М., 2005 (4 издания), 416 с.
Тема 12. Избранные примеры
353
А где же тут химия, чтобы двигатель стал "плазмохимическим"?
Топливо
В камере сгорания керосин нагревается, испаряется и начинается активный
процесс окисления кислородом (горение). Чтобы не расходовать энергию на
нагрев топлива, предложено прокачивать керосин внутри двойной стенки
оболочки ОГЛА для охлаждения оболочки и... предварительного подогрева топлива!
Доминирующие модели: 02 Предварительное действие, 07 Динамизация, 11
Наоборот, 17 Применение композиционных материалоов, 18 Посредник, 21
Обратить вред в пользу и 26 Применение фазовых переходов.
Рис. 12.60. Концептуальная структура одноступенчатого
гиперзвукового летательного аппарата НЕВА
Кроме того, в составе топлива используется вода, из которой при
термохимическом разложении (модели 03 Дробление, 16 Частичное или избыточное
действие, 30 Применение сильных окислителей и др.) в присутствии специального
катализатора выделяется атомарный водород, при этом сгорание топлива
ускоряется по сравнению с двигателями на жидком водороде в 5 раз!
Отметим также присутствие мета-моделей Дифференциация и Интеграция при
объединении двух "антисистем" - МГД-генератора и МГД-ускорителя, а также при
объединении еще двух "антисистем" - МГД-ионизатора (с участием мощной
лазерной установки) и МГД-генератора.
И в завершение укажем на возможность аналогичного (т.е. для создания пары
"система" и "антисистема") применения Дифференциации и Интеграции при
образовании вокруг аппарата газоплазменной среды, что имеет целью
уменьшение сопротивления среды при движении на гиперзвуковых скоростях -
посмотрите Пример 12.20 Шквал из-под воды! Благодаря применению МГД-
генератора, ОГЛА НЕВА обладает достаточной (и колоссальной!)
энерговооруженностью для такого воздействия.
иллюстрация воспроизводится из великолепной работы: Фомин В.М., Гунько Ю.П., Мажуль И.И.
Эволюция реактивных самолетов. - науч.-поп. журнал "Наука", 2005, 3 (6), с. 40-53
354 Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.35. Об эволюции аэрокосмических систем
(эскиз ДИСК-моделирования)
Эволюцию летательных аппаратов от дозвуковых к аэрокосмическим можно
представить схемой183 (рис. 12.62) и сравнительной табличкой, напоминающей
морфологическую матрицу (рис. 12.61).
^^^>^^ Система
Этап ^^^^^
старт
разгон
полет в космосе
посадка
Пример
Ракетно-
ракетная
(РР)
Р
Р
Р
Р
Союз
Ракетно-
самолетная
(PC)
Р
Р
Р
С
Буран, Шаттл
Самолетно-
ракетная
(СР)
С
Р
Р
С
СПИРАЛЬ
Самолетно-
самолетная
(СС)
с
с
р
с
Нева
Рис. 12.61. Типы аэрокосмических систем
Каждый тип систем имеет свои преимущества и недостатки. Так, из-за более
эффективной посадки, системы PC, СР и СС имеют определенное преимущество
перед системой PP. А из-за снижения затрат энергии и уменьшения загрязнения
атмосферы, наиболее эффективными представляются системы типа СС.
В итоге возникает идеальный результат на перспективу - только системы СС! А
это означает "неракетный" старт с поверхности Земли! Как же так: гордость
технического прогресса целого столетия - уже в прошлое?! Нет: ракетный старт
целесообразен вне атмосферы - с орбиты спутника Земли, с Луны и т.п. Значит,
накопленный опыт необходим и ценен.
Что дальше? Различные события в эволюции авиационных и космических систем
могут быть интерпретированы определенными моделями ДИСК. Нас интересует
будущее таких систем как СС. Для освоения ближнего космоса развитие будет
идти в направлении одноступенчатых систем по мета-модели Интеграция. Сама
интеграция немыслима без Дифференциации, без согласования и повышения
управляемости и эффективности всех ресурсов. Ключевым трендом для СС
было и остается развитие энергетического ресурса - двигателя, как интеграции
альтернативных систем, и собственно системы энергоснабжения всего
летательного аппарата.
И все же системы СС могут поднять с поверхности Земли относительно
небольшой груз, скажем, в 1000 тонн! Этого сейчас нет, и сделать это - непросто! И все
же это - обязательный тренд для развития околоземной цивилизации. Нужны
новые чистые источники энергии. Нужны новые двигатели и движители, нужна...
"антигравитация"! Сначала для маленьких масс, потом для больших.
Этот раздел завершим небольшой рекламной шуткой. Мне пришли в голову
такие "смелые" сравнения: EASyTRIZ - это Spaceship для всех творческих
личностей! Первый "суборбитальный прыжок"! И еще: Modern TRIZ- это НЕВА,
система с иными двигателями и организацией!
В любом случае, успехов Вам с Модерн ТРИЗ!
для иллюстрации использованы идея и фрагменты аналогичной схемы из работы: Фомин В.М.,
Гунько Ю.П., Мажуль И.И. Эволюция реактивных самолетов, -ж. "Наука", 2005, 3 (6)
Тема 12. Избранные примеры
355
Рис. 12.62. Эскиз эволюции систем и летательных аппаратов
по тренду "от дозвуковых - к аэрокосмическим"
356
Часть 4. Мастерская практика
12.2.4. Шаги эволюции
Пример 12.36. Первый в мире механизированный суппорт токарного станка
1712 год - 300 лет назад!
Андрей Константинович Нартов.
Российский революционер токарного дела184.
Девятнадцатилетний инноватор, опередивший мир на 3 четверти столетия.
Со станком А.К.Нартова я познакомился осенью 1963 года при изучении курса
"Резание металлов. Станки и инструменты", преподававшегося нашим классным
руководителем С.А.Бальцевичем в Минском политехникуме, где я учился по
специальности "Контрольно-измерительные инструменты и приборы". Я просто
наслаждался умными кинематическими схемами разных станков и восхищался,
прослеживая путь энергии по механическим передачам. Я уже не говорю о
потрясении запасенной энергией всевозможных пружин, непостижимой работой
магнитных и электромагнитных элементов, оптических приборов и многим
другим, что и составляло собственно чудо технических открытий.
А днями в мастерских мы сами работали именно на этих станках: токарных,
фрезерных (горизонтальных, вертикальных, карусельных), строгальных,
сверлильных. А еще я любил музыку, в основном, классическую, играл в
шахматы, занимался боксом, лыжами, легкой атлетикой - и везде с немалыми
разрядами. Читал, где только мог. Я уже говорил здесь о Джеке Лондоне и
Эрнесте Хемингуэе. Но еще были десятки писателей и поэтов, сотни
произведений. А еще регулярное посещение филармонии. А еще - кино! И
невиданные фильмы, вдруг пришедшие из Европы и США! И слезы во время
"Рокко и его братья" с Аленом Делоном и Анни Жирардо - от сочувствия героям и
от жгучего бессилия помочь им. Как же, я ведь - боксер, как и Рокко, и я знал, что
нужно было делать за все его обиды и утраты. Так что скучным то время нельзя
назвать.
Я думаю, что это отступление - не лишнее. И оно - не для поверхностного
чтения. Дело в том, что оно тоже - о красоте идей и решений. Точнее, о
восприятии и о подготовке к восприятию красоты. И это было и осталось
неотделимым от того, о чем говорил нам Станислав Антонович: о жизни, о людях,
о творчестве, о скромности, о достоинстве, мужестве, солидарности, сочувствии,
товариществе. Всего не перечислить. Но помнится всю жизнь.
Так однажды он рассказал нам об Андрее Константиновиче Нартове. Всю лекцию
мы смотрели, не дыша, на прекрасно рисуемые на доске схемы, а наш
"классный" говорил нам: вот, смотрите и запомните навсегда имена,
которыми сильна и неубиенна наша родина, какие бы новые нелюди ни
покушались уничтожить нас.
И когда он рассказал нам о жизни Нартова при ценившем и награждавшем его185
Петре I, а затем - об унижениях и страданиях от своих и иноземных вельмож
после смерти царя, то стали еще больше понятны и приведенные выше слова
нашего "классного".
Андрей Константинович Нартов (1693 - 1756) - выдающийся русский механик, изобретатель
механического суппорта и автоматизированного копира для токарного станка и мн.др.
Петр I Великий (1672 - 1725) - царь Московский из династии Романовых (с 1682 года) и первый
император всероссийский (с 1721 года), реформатор, основатель Российской империи
Тема 12. Избранные примеры 357
Сегодня уважаемые читатели могут узнать историю жизни А.К.Нартова из многих
источников, но одним из самых важных для меня остается нетолстая и "по-
старому", "классически", оформленная книга186, которую каждому из нас наш
"классный" велел просмотреть. Я воспроизвожу здесь два изобретения
А.К.Нартова по этой книге. Сначала - первое.
Изобретение суппорта и токарно-копировального станка
На рис. 12.63 и 12.64 показаны токарные станки, применявшиеся в конце XVII -
начале XVIII века.
Токарь (рис. 12.63) давил ногой на педаль 9, и веревка 7, обмотанная вокруг
изделия 8, вращала изделие. В это время токарь резал деталь резцом 11,
прижимаемым обеими руками к изделию и к подставке 6 и перемещаемым по
подставке.
Затем токарь отпускал педаль, и пружинящий лук 10 тянул веревку вверх,
поднимая и педаль для нового цикла работы. При обратном вращении детали
резец отводился от детали, и резания не было. То есть, половина цикла уходила
на обратный ход детали.
Работать на таком станке (рис. 12.64) было утомительно. Очень трудно было
получить одинаковые изделия. Для этого нужны были сильные руки, точный
глазомер и большой опыт.
Обработка металлических изделий была особенно трудной из-за необходимости
прилагать большие усилия.
На рис. 12.64 видны разные резцы, лежащие на станине станка и развешенные
на стене.
Рис. 12.63. Токарный станок с лучковым Рис. 12.64. Работа токаря на
механизмом и ножным приводом лучковом токарном станке
' проф. А.С.Бриткин, инж. С.С.Видонов Выдающийся машиностроитель XVIII века
А.К.Нартов. - М.: Гос. научно-тех. изд-во машиностр. лит-ры. - 1950. - 145 с.
358
Часть 4. Мастерская практика
Рис. 12.65. Набор токарных и слесарных инструментов Петра I
е=
^
♦jG=-«
О
Рис. 12.66. Механизированный
суппорт А.К.Нартова
Прежде всего (рис. 12.66), А.К.Нартов
создал механический шестеренчатый
привод для непрерывного вращения 1
детали 2 и изобрел суппорт 3 -
устройство для поддержки резца 4 с
возможностью механизированного
перемещения 5 к изделию и от изделия,
а также вдоль изделия 6.
Это изобретение на 75 лет опередило
аналогичные запатентованные
предложения за рубежом.
А для воспроизведения одинаковых изделий он изобрел механизм управления
движением резца с помощью остроумного копировального устройства.
На рис. 12.67 показана схема токарно-
копировального станка 1718-1729 гг.
По копиру 8 движется палец 22, жестко
связанный с поддерживающим его
суппортом 19. Все перемещения
суппорта 19 передаются на резцовый
суппорт 18 и, соответственно, на резец
20, обрабатывающий изделие 9.
Движение пальца по копиру и резца по
изделию строго синхронизированы. В
общем случае это - разные движения, а
теория и построение копира достаточно
сложны и выходят за рамки этой книги.
Рис. 12.67. Копировальный
механизм А.К.Нартова
С помощью определенного профилирования копира возможно задавать
замысловатые траектории движения резца, позволяющие получать изделия
очень сложной формы.
Тема 12. Избранные примеры 359
Копиры могут выполняться на основе разных принципов и по разной кинематике.
Но в целом они являются устройством, управляющим движением резца по
жесткой программе, зафиксированной в совокупности "частных" поверхностей и
линий, образующих сложную "интегральную" форму копира.
На рис. 12.68 показан более совершенный суппорт токарно-копировального
станка, созданного при участии С.Яковлева, ученика А.К.Нартова в конце 1720-х
(копир и изделие показаны условно, без подробностей, причем мной устранена
неточность, допущенная, по-видимому, рисовальщиком, готовившим рисунки к
изданию цитируемой книги - М.О.). Система шестерен, хорошо видная на этом
рисунке, положила начало всем будущим редукторам токарных станков.
■ Принцип работы современных токарных станков остается тем же,
который был создан А.К.Нартовым, уже в течение 300 лет!
Рис. 12.68. Суппорт токарно-копировального станка Яковлева-Нартова
А теперь нам предстоит выполнить основные процедуры извлечения
изобретательских моделей из артефактов - экстрагирование и реинвентинг.
Реинвентинг суппорта по схеме МАИ 3-И-Р-Т
ЗУМИНГ
Фактически, зуминг мы уже выполнили. Многовековой практикой более чем
доказана эффективность схем А.К.Нартова, превосходящая не только лучковые
токарные станки, но и многие станки с таким же принципом работы (суппорт,
копир, редукторы), как у Нартова, но выпущенных за рубежом и 75, и 150 лет
спустя.
ИНВЕНТИНГ
Здесь мы приведем модели трансформации по ТРИЗ, экстрагируемые из
решений А.К.Нартова, по сравнению с известными историческими реальными
прототипами - с лучковыми станками (рис. 12.69).
360
Часть 4. Мастерская практика
1712
Проблема
БЫЛО
\ Экстрагирование-2
Артефакт-
прототип
Артефакт-
результат
СТАЛО
ЭКСТРАГИРОВАНИЕ -1
04
Замена механической
среды
Перейти от полей
неструктурированных - к имеющим определенную
структуру.
1) Во вращении изделия - созданы эффективные пути (структурные
схемы) передачи энергии с помощью шестеренчатых передач;
2) Созданы пути передачи энергии для перемещения суппорта с
помощью а) реечно-шестеренчатого механизама, а впоследствии, б)
винтового механизма.
10
Копирование
Заменить объект их копиями
(изображениями); использовать при
этом изменение масштаба (увеличить
или уменьшить копии)
1) Копирование действий токаря суппортом - замещение человека
механизмом (удержание, направление и перемещение резца);
2) Копирование профилей обточки с помощью специальной пары
"копир - палец" с пальцевым суппортом, соединенным с резцовым
суппортом.
12
Местное качество
Каждая часть объекта должна
находиться в условиях, наиболее
соответствующих ее работе
С помощью определенных передаточных чисел обеспечивается
синхронизация всех движений: вращение изделия, перемещение
копира и копирного пальца, перемещение резца
18
Посредник
Использовать промежуточный объект,
переносящий или передающий
действие
1) Суппорты играют роль посредника между человеком и резцом (в
некопировальных станках перемещением суппорта вместе с резцом
управляет человек) и, далее, с изделием;
2) Промежуточные передаточные механизмы (трансмиссия) создают
эффективные параметры движений всех частей станка.
19
Переход в другое
измерение
Объект приобретает возможность
перемещаться (размещаться) не
только по линии, но и в двух
измерениях (т.е. на плоскости);
возможно улучшение при переходе от
движения в плоскости к
пространственному
1) Резец получил движение не только в узкой области резания на
поверхности поддерживающего стола, но и вдоль всего изделия;
2) С помощью копира резец получил возможность создавать
трехмерные профили!
3) Шестерни зацепляются не только в одной плоскости, но и в
ортогональных плоскостях; используется преобразование
вращательного движения в поступательное (например, реечный или
винтовой привод суппорта) и сложные пространственные зацепления
- червячные передачи в редукторах.
20
Универсальность
Объект выполняет несколько разных
функций, благодаря чему отпадает
необходимость в других объектах
Суппорт, держащий резец, выполняет все основные функции по
перемещению резца в процессе обработки - перемещение вдоль
всего изделия, подачу резца на нужную глубину резания,
перемещение резца по сложной траектории при резании
34
Матрешка
Ь) Один объект проходит сквозь
полость в другом объекте.
1) Трансмиссия "винт-гайка" для двунаправленного перемещения
суппорта - винтовой силовой вал проходит сквозь гайку, встроенную в
суппорт;
2) Сложные "коробки передач", спрятанные в корпусе станка.
35
Объединение
Ь) Объединить во времени
однородные или смежные операции
С помощью суппорта отдельные операции обработки вдоль всего
изделия со многими переходами и переустановками инструмента
становятся связанными в едином процессе обработки.
40
Непрерывность полезного
действия
a) Вести работу непрерывно (все
части объекта должны все время
работать с полной нагрузкой);
b) Устранить холостые и
промежуточные ходы
1) Полностью устранены холостые обратные прокрутки изделия
лучковым приводом для возврата ножного привода в исходное
положение;
2) Благодаря системе копирования стала возможной "почти
автоматическая" и "почти непрерывная" обработка заготовки от
исходного состояния до завершенного изделия.
Рис. 12.69. Экстрагирование-1 для токарно-копировального
станка Яковлева-Нартова
Тема 12. Избранные примеры 361
Конечно, на следующих ступенях обучения рассматриваются и другие модели
трансформации - стандартные и базовые (физико-технические и другие
эффекты). Но здесь мы ограничиваемся рамками темы книги - первичными
специализированными трансформациями.
РЕДУКЦИЯ
Экстрагирование-2: сформулируем основные стандартные и радикальные
противоречия, присущие прототипу - станку с лучковым приводом.
Примеры стандартных противоречий:
СП1. Резец должен совершать сложное перемещение, но это неудобно для
человека и требует больших усилий.
СП2. Резец должен совершать один и тот же совокупный путь из многих
проходов для получения одинаковых изделий, но точность позиционирования
резца и точность задания параметров резания зависит от человека и не
может быть высокой.
Примеры радикальных противоречий:
РП1. Вращение заготовки должно быть непрерывным для повышения
производительности труда токаря, но оно должно быть прерывным, поскольку
надо вернуть ножной привод в исходное состояние.
РП2. Перемещение резца вдоль изделия должно быть непрерывным, но оно
должно быть прерывным из-за необходимости смены положения
поддерживающей подставки.
ИКР: вращение заготовки должно быть непрерывным, а резец должен
непрерывно перемещаться вдоль изделия по заданной траектории.
Макси-ФИМ: станок САМ осуществляет все необходимые перемещения для
получения ИКР.
ТРЕНД
В течение многих веков обработка резанием вращающихся изделий оставалась
немеханизированной и, тем более, неавтоматизированной. Требовались
изменения в устройстве токарных станков, которые бы обеспечили рост
производительности труда, повышение точности для воспроизведения изделий с
одинаковыми параметрами (серийное производство), снижение зависимости
качества от опыта и способностей токаря, снижение трудоемкости работы.
Нужно было изобрести новые станки с новыми принципами движения частей и с
новыми механизмами для их реализации.
Вот здесь-то и произошла встреча талантливого молодого мастера А.К.Нартова с
царем Петром I, заинтересованным в новых технологиях, более того,
стремившегося к созданию станков и продукции, которые бы превосходили по
все, что было известно в Европе.
Петру I предстояло создать непобедимую армию и флот, чтобы защитить Россию
от врагов, а затем и расширить ее владения, создать Российскую империю.
И в заключение первого реинвентинга приведем его общий результат (рис. 12.70)
в формате МАИ Т-Р-И-3.
362
Часть 4. Мастерская практика
ТРЕНД
Станки с лучковым механизмом вращения изделия и ножным приводом для создания рабочего вращения
обладают крупными недостатками: низкая производительность из-за затраты половины времени на
холостой ход изделия, низкая точность обработки и, как следствие, низкая повторяемость изделий, а
также большие затраты энергии токарем из-за ручного оперирования с резцом. Нельзя ли
усовершенствовать токарный станок?
РЕДУКЦИЯ
Макси-ФИМ: Оперативная зона сама обеспечивает получение ИКР
[ непрерывное вращение изделия в рабочем направлении и непрерывное резание изделия с помощью новых
механических компонетов станка! ].
Стандартное противоречие 1
Факторы Навигаторы
Резец
©
N.
0*
Сложное
точное
перемещение
Неудобно и
трудоемко
05 Точность
изготовления
09 Удобство
изготовления
М
У\18
03 Дробление
Посредник
СП2: 06 Точность измерения VS 08 Сложность контроля и измерения = 04, 09, 10, 18
СПЗ (вместо РП1): 01 Производительность VS 03 Степень автоматизации = 01, 10, 35, 37
СП4 (вместо РП2): 25 Потери времени VS 03 Степень автоматизации = 01, 04, 18, 25
Ранжирование по MITO: 183, 012, 042, 102, 03, 09, 25, 35, 37
Радикальное противоречие
Резец должен
перемещаться
0
непрерывно для повышения
производительности и
точности резания
с прерываниями для накопления
энергии для нового цикла вращения
изделия и для переноса резца в
новую позицию
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Доминирующие модели - 18, 04 и 10.
Ключевые идеи:
1) по модели 18 нужно резец закрепить в держателе на станине так, чтобы его не нужно было держать
руками при резании;
2) по модели 04 нужно сделать так, чтобы держатель мог перемещаться вдоль всего изделия, а также и в
поперечном направлении на нужную глубину резания - создать направляющие движения держателя; при этом
нужно так изменить подачу энергии на изделие, чтобы оно вращалось непрерывно;
3) по модели 10 нужно создать механизм, который бы управлял перемещением держателя с резцом так,
чтобы резец САМ постепенно создавал нужный профиль обтачиваемой детали.
ИТОГ: от единого источника энергии через передаточные механизмы осуществлено непрерывное вращение
изделия, а резец закреплен в специальном держателе, который с помощью реечных, винтовых или других
передач связан с устройством управления его траекторией перемещения в виде аналогичного держателя и
пальца, движущегося по копиру - телу определенной формы, рассчитанной для получения нужного
перемещения резца.
ЗУМИНГ /~\ изделие
Противоречия устранены? - Да. - We*.
Сверх-эффекты: революция в токарном
станкостроении - путь к созданию в
будущем автоматических станков
Негативные эффекты: нет
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Схема
автоматизированных
движений
резец
суппорт
Для повышения производительности и точности работы, снижения трудоемкости и повышения воспроизводимости
изделий, токарный станок снабжен непрерывным вращением изделия, а также специальным держателем резца
(суппортом), перемещение которого управляется с помощью копирующего механизма, включающего аналогичный
суппорт с пальцем, перемещающимся по копиру, форма которого задает траектории перемещения резца.
Объективно присутствуют модели трансформации 04, 10, 18, а также -12, 19, 20, 34, 35 и 40.
Рис. 12.70. Реинвентинг суппорта и токарно-копировального станка А.К.Нартова
Тема 12. Избранные примеры
363
Пример 12.37. "Катюша" А.К.Нартова
Это изобретение187 А.К.Нартова интересно не столько его "боевыми качествами", сколько
творческими идеями, лежащими в основе технических решений (рис. 12.71). И не зря оно
занимает видное место в крупнейшем в мире Военно-историческом музее артиллерии,
инженерных войск и войск связи, ведущего свою историю уже больше 300 лет (!) от
первого "цейхгауза188" при Петропавловской крепости в Санкт-Петербурге, созданного еще
в 1703 году по указу Петра 1 для собрания и хранения "древних"
"курьезных" артиллерийских орудий "для памяти на вечную славу".
достопамятных и
ТРЕНД
К концу XVII столетия уже были известны многоствольные установки, насчитывавшие и
25, и 105 стволов ружейного типа, в том числе и на вращающихся "барабанах" с
небольшими пушками (мортирами), что позволяло потенциально перезаряжать
"свободные" стволы с меньшими потерями времени. Угол стрельбы не регулировался. А
для перезарядки в установках "барабанного" типа тратилось достаточно много времени
на чистку и заряжание стволов. Как повысить скорострельность установки?
РЕДУКЦИЯ
Макси-ФИМ: Оперативная зона сама обеспечивает получение ИКР
[ увеличение частоты и повышение точности залпового огня из нескольких мортир ].
Стандартное противоречие 1
7-ствольная
установка
XVII века
Многоствольная
установка
©
ч.
д
Увеличение
частоты залповой
стрельбы
Потери
времени
Факторы
Навигаторы
01
Производительность
25 Потери
времени
й
12 Местное качество
15 Отброс и регенерация частей
СП2: 01 Производительность VS 21 Форма (не эффективна для перезарядки) = 02,15,17, 22
Ранжирование по MITO: 152,02,12,17, 22
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Доминирующие модели - 15, 02,12 и 22. "Обобщенный портрет" решения по ТРИЗ:
1) по модели 15 расходуемые части объекта должны быть восстановлены непосредственно в ходе работы;
2) по модели 02 нужно заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее удобного
места и без затрат времени на доставку;
3) по модели 12 каждая часть должна находиться в условиях, наиболее соответствующих ее работе;
4) по модели 22 перейти к вращательному движению.
ИТОГ: 44 мортирки установлены на дубовом диске по радиусам. Мортирки объединены в группы по 5-6 штук для общего
запала и залпа. Чистка и перезаряжание упрощаются из-за лучшего доступа к мортиркам. Регулировка угла стрельбы
возможна изменением наклона диска поворотом винта на конце опоры установки.
ЗУМИНГ
Противоречия устранены?-Да. -Не*.
Сверх-эффекты: -
Негативные эффекты: быстрое разрушение лафета (несущей
конструкции установки)
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Скорострельная батарея А.К.Нартова
с 44-мя мортирками
Для повышения скорострельности и точности на вращающейся
дисковой платформе установлены 44 мортирки, объединяемые
общими запалами для залповой стрельбы в группы по 5-6 стволов
Объективно присутствуют модели транссрормации 02, 12. 15 и
22.
Рис. 12.71. Реинвентинг 44-ствольной батареи А.К.Нартова
"катюша"- неофициальное название боевых машин ракетной артиллерии для залповоого огня,
разработанных в конце 1930-х годов в Реактивном Институте (РНИИ) в СССР и успешно
применявшихся советской армией во Второй мировой войне
J Zeughaus (нем.) - арсенал, цейхгауз (уст.)
364
Часть 4. Мастерская практика
Пример 12.38. "Властелин Колец и Струн"
Достижений творческая личность добивается не благодаря, а вопреки обществу.
Вопреки сегодняшнему обществу. Во имя завтрашнего.
Г. С.Альтшуллер
Из 100 гениев 99 умирают непризнанными, а сотый сталкивается с громадными
препятствиями при осуществлении прорыва.
Рудольф Дизель 1
1. Становление "Властелина Колец"
Человечество вправе гордиться теми ракетами, которые оно создало на протяжении
своей истории - от китайских стрел-ракет до современных гигантов для запуска
межпланетных кораблей, а также грузов в околоземный космос. И в этой книге тоже
рассказано о некоторых выдающихся изобретениях в ракетной технике.
Однако, уже на самой заре самых первых и славных стартов в космос советских и
американских ракет, один белорусский юноша, старшеклассник, усомнился в
целесообразности и "вечном" будущем ракетного пути освоения ближнего космоса!
Невероятно, но факт.
Шел 1955 год. Шестилетний мальчик, который ничего не знал о Константине Циолковском,
не говоря уже о Фон Брауне или Сергее Королеве, и когда еще мир не знал первого
космонавта Юрия Гагарина, стал строить "ракеты". Для "двигателя" подходили кусочки
расчесок, которые горели не хуже пороха, или обравки кинопленки от "кинопередвижки",
которая приезжала раз в неделю показывать фильмы в сельском клубе. А лучше всего
для ракет подходил немецкий бездымный порох, похожий на длинные макаронины,
оставшийся в больших количествах от взорванного партизанами оружейного склада на
железнодорожной станции Посудово, в 8 километрах от родной деревни Крюки,
затерявшейся среди белорусских болот на Полесье. Это было опасно - на месте склада
стояло немало крестов, там погибли такие же любознательные дети, подорвавшиеся на
минах или снарядах, которые они пытались разобрать.
А вскоре после исторических полетов первых космонавтов, в 1962 году семья переехала в
Джезказган, Казахстан, поднимать целину. Близость космодрома Байконур усилила
увлеченность школьника ракетами. Однако ему пришлось разрабатывать технологию
монтажа моделей ракет и реактивных двигателей из бумаги и клея - единственно
доступных материалов для школьника тех лет, а также изобретать дымный порох из тех
компонентов, что продавались в аптеках.
К 8-му классу школы его трехступенчатые ракеты уже поднимались на высоту в несколько
километров. Были и свои "космонавты" - серые мышки, которые спускались с этой высоты
опять же на бумажных парашютах. К окончанию школы, получив знания по физике и
математике, приняв участие в многочисленных математических и физических
олимпиадах, и изучив труды Константина Эдуардовича Циолковского, школьник
приступил к самостоя-тельному анализу ракетного пути освоения космоса. Увлекаясь
научной фантастикой, он не сомневался в том, что будущее человечества - за космосом.
Но его ждало глубокое разочарование. Оказалось, что энергетический КПД ракеты-
носителя, если учесть затраты энергии на получение компонентов топлива и на
сбрасываемые одноразовые элементы конструкции, - значительно ниже одного процента.
' по книге: Альтшуллер Г.С., Верткин И.М. Как стать гением: Жизненная стратегия творческой
личности. - Минск: Беларусь, 1994; разрядка моя - М.О.
* Рудольф Дизель (1858-1913) - выдающийся немецкий инженер, изобретатель "дизельного"
двигателя; погиб во время рейса на пароме "Дрезден" из Антверпена в Лондон; англ.: Out of a
hundred geniuses ninety-nine die unrecognized and the hundredth is faced with huge difficulties in
making a break-through - цит. по "The 7 golden rules of creativity. Imagination at the heart of business'
by Gottlieb Guntern, "Business Digest", 112, October 2001; известна более полная цитата в работе
"Генетика гениальности" В.П.Эфроимсона (1908-1989) - известного генетика в советское время
Тема 12. Избранные примеры 365
В то время как у современного паровоза он равен 15%. Космические научно-технические
достижения - чрезмерная мощность реактивных двигателей ракеты-носителя (порядка
100 миллионов лошадиных сил), высокие скорости истечения реактивной струи (во много
раз выше скорости самой быстрой пули) и высокие температуры продуктов горения (выше
температуры в мартеновской печи), - не только не вдохновили молодого человека, а,
наоборот, сильно его огорчили.
Он рассчитал, что за несколько лет в космос, на околоземные орбиты на высотах около
300 км, усилиями всего человечества выведено всего лишь несколько сотен тонн
полезных грузов. За эти же годы, такой же объем грузов и на такое же расстояние в 300 км
на Земле перевезет... всего лишь одна лошадь, запряженная в одну единственную телегу!
Поэтому все достижения современной космонавтики обеспечены одной-единственной,
безумно дорогой, даже не золотой, а бриллиантовой, "космической телегой" с
бриллиантовой же "космической лошадью", имеющей коэффициент полезного действия,
на порядок меньший, чем у паровоза.
Так школьником были разрушены свои же юношеские мечты о светлом будущем -
космических городах, орбитальных заводах и электростанциях. Их ведь не построишь и не
обслужишь с помощью "одной телеги".
Школьник становится студентом Тюменского инженерно-строительного института по
специальности "Инженер путей сообщения (автомобильные дороги и сооружения)", где
получает углубленные знания по сопромату, строительной механике, физике и высшей
математике. Он продолжает исследования и начинает понимать, что наиболее
экологически чистый способ выхода в космос с поверхности планеты - использование
движителем... внутренних сил космической транспортной системы!
Идеальная функциональная модель! Можно сказать, принцип "барона Мюнхгаузена".
Известно, что находчивый барон поднял себя и коня над болотом, потянув за собственную
косичку. Этот принцип хорош тем, что транспортная система "Мюнхгаузен - Конь",
поднимаясь вверх, не опиралась на внешнюю среду и никак не взаимодействовала с ней,
то есть была... абсолютно экологически чистой по отношению к этой среде.
Правда, Мюнхгаузен не учился в современной школе и не знал, что он нарушил один из
законов сохранения - нельзя за счет внутренних сил системы переместить центр масс
системы в пространстве.
Итак, возникло неразрешимое радикальное противоречие: чтобы взлететь, нужны "точка
опоры" на Земле - ракета "опирается" сначала на стартовую платформу, а затем на
газовую струю из двигателя, и вынесение центра масс транспортируемого объекта в
ближний космос, а чтобы не взаимодействовать со средой, "точка опоры" должна не быть
на Земле, а центр масс не должен выноситься в космос!
Казалось бы, у этой задачи нет решения.
Но студент нашел решение, и очень простое - космический аппарат необходимо сделать в
виде эластичного кольца, надетого на Земной шар, и раскрутить это кольцо до скорости,
большей, чем первая космическая! И тогда кольцо преодолеет гравитацию и станет
подниматься вверх, растягиваясь под действием цетробежных сил!
Оказавшись на высоте 300 км над Землей, диаметр этого кольца увеличится всего лишь
на 600 км, или примерно на 5%. Центр масс системы будет совпадать с центром масс
планеты - то есть, останется на Земле, точнее, внутри Земли! А точки опоры просто нет!
Есть траектория раскрутки кольца, но она не воздействует на Землю для старта!
Чудо этой единственно возможной, не повторимой более никем, идеи больше, чем всех
вместе взятых магий191 "Властелина Колец"! Это - чудо самоорганизующейся системы,
основанной на законах и силах Природы, гармоничной с Природой! Настоящий
"Властелин Колец" - 19-летний изобретатель Анатолий Юницкий.
англ.: The Lord of the Rings- название известного, неоднократно экранизированного, волшебно-
фантастического произведения английского писателя Джона Толкина (англ.: John Ronald Reuel
Tolkien; 1892-1973), опубликованного в 1954-1955 в Лондоне
366 Часть 4. Мастерская практика
Тем более, что студент Юницкий изобрел не только запуск одного кольца, но и
поочередный запуск-посадку нескольких колец и их перестроение в полете так, чтобы
можно было занимать разные орбиты в космосе!
2. Восхождение "Властелина Струн"
В начале 1970-х Юницкий возвращается на родину, в Белоруссию, и в 1973 году
заканчивает Белорусский политехнический институт (университет) в Минске. Он
продолжил разрабатывать конструкцию Общепланетного транспортного средства (ОТС)
на инженерном и конструкторском уровне. В 1986 году он становится членом Федерации
космонавтики СССР, а в 1988 году проводит Первую международную научно-техническую
конференцию "Безракетная индустриализация космоса: проблемы, идеи, проекты"!
Работая над проектом, Юницкий встречает не только многочисленную и ожесточенную
критику, но и прямое противодействие со стороны органов государственной безопасности
как в Москве, так и в Минске. Обнаружив "инакомыслящего", общество начинает свою
войну против того, кто несет ему свой талант и свои открытия.
Критика строится, в основном, относительно того, что не хватит строительных материалов
для сооружения эстакады вокруг Земли, с которой должно стартовать ОТС. Поэтому он
занялся оптимизацией эстакады. Оптимизация привела к идее облегчённой конструкции,
для сооружения которой хватило бы бетона, уложенного в плотину всего лишь одной
Саяно-Шушенской ГЭС, и металла, который ушёл всего лишь в каждый сотый автомобиль,
изготовленный на планете!
И вот здесь Анатолий Юницкий делает второе уникальное, неповторимое, открытие-
изобретение: для транспланетарного кольца нужна исключительно ровная и "прямая"
путевая структура - прототипом для такой структуры может быть только струна!
Только самоорганизующаяся система!
Струнные конструкции являются универсальными и широко используются Создателем.
Например, трубчатые кости нашего скелета такие прочные потому, что они выполнены
"струнными": одни волокна в них растянуты, другие - сжаты. Не исключено, что весь наш
материальный мир и вся Вселенная собраны из мельчайших квантовых струн.
В 1995 году Юницкий публикует небольшим тиражом свою первую научную монографию
"Струнные транспортные системы: на Земле и в космосе". И если ОТС продолжает
развиваться как основной проект будущей индустриализации космоса, то развитие
струнных несущих конструкций привело к изобретению струнных мостов и эстакад,
струнных взлетно-посадочных полос, струнных высотных и сейсмоустойчивых зданий,
струнного вакуумного стекла и других удивительных струнных технологий.
Подведем итоги (www.stringtransport.com, www.stt21.ru).
ОТС: может поднять в космос за один рейс миллионы тонн грузов и, если это необходимо,
миллионы пассажиров.
Технически ОТС - это тор с поперечником около 10 м. Внутри тора выполнен кольцевой
вакуумный канал, в котором размещён бесконечный (кольцевой) ротор, подвешенный в
магнитном поле без касания стенок. Когда с помощью линейного электродвигателя ротор-
кольцо будет разогнан внутри вакуумного канала, то есть вокруг Земли, до первой
космической скорости, то он станет невесомым. Если продолжить раскручивать его
дальше, то появится избыточная центробежная сила, которая будет стремиться увеличить
диаметр кольца. Если эта сила превысит вес конструкции, то каждая точка ротора начнет
подниматься вертикально вверх, и кольцо, бесшумно увеличиваясь в диаметре и,
соответственно, растягиваясь, за два-три часа займет круговую орбиту, например, на
высоте 300 км. При этом кольцо поднимет полезную нагрузку, "бесконтактно", магнитными
полями, связанную с кольцом и равномерно распределенную по его длине. Уменьшив
скорость вращения кольца на орбите, можно плавно опустить кольцо на стартовую
эстакаду на Земле.
Струнные технологии: могут произвести переворот в технике дорожного и мостового
сторительства и во многих других областях. Например, почему бы не построить струнный
Тема 12. Избранные примеры 367
мост через Берингов пролив, чтобы связать транспортной мега-системой (лучше, тоже
струнной!) Африканский, Евразийский и Панамериканский континенты?!
Пожелаем "Властелину Колец и Струн", опередившему мир в своих идеях на [ ? ] лет,
скорейшего осуществления его мечты и проектов!
Рис. 12.72. Средние высокоскоростные пассажирские модули
Рис. 12.73. А.Э.Юницкий при подготовке транспортного модуля к
испытаниям в аэродинамической трубе (Санкт-Петербург, 2001)
Рис. 12.74. Транс-Российская Струнная Транспортная Система
с выходом на Берингов пролив (проект 2003 года)
13. СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
13.1. А-каталоги
13.1.1. Ас-каталог
13.1.1.а Плюс- и минус-факторы для моделирования и
решения стандартных противоречий
I Nr.
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
I 25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
Фактор
Производительность
Универсальность, адаптация
Степень автоматизации
Надежность
Точность изготовления
Точность измерения
Сложность устройства
Сложность контроля и измерения
Удобство изготовления
Удобство эксплуатации
Удобство ремонта
Потери информации
Внешние вредные факторы
Вредные факторы самого объекта
Длина подвижного объекта
Длина неподвижного объекта
Площадь подвижного объекта
Площадь неподвижного объекта
Объем подвижного объекта
Объем неподвижного объекта
Форма
Скорость
Время действия подвижного объекта
Время действия неподвижного объекта
Потери времени
Количество вещества
Потери вещества
Прочность
Устойчивость состава объекта
Сила
Напряжение, давление
Вес подвижного объекта
Вес неподвижного объекта
Температура
Освещенность I
Мощность
Затраты энергии подвижным объектом
Затраты энергии неподвижн. объектом I
Потери энергии |
13. Справочный материал 369
13.1.1 .b Ас-каталог специализированных навигаторов
01 Изменение
агрегатного состояния
объекта
02 Предварительное
действие
03 Дробление
04 Замена
механической среды
05 Вынесение
06 Использование
механических
колебаний
07 Динамизация
08 Периодическое
действие
09 Изменение окраски
10 Копирование
11 Наоборот
12 Местное качество
13 Дешевая
недолговечность взамен
дорогой долговечности
14 Использование
пневмо- и
гидроконструкций
15 Отброс и
регенерация частей
16 Частичное или
избыточное действие
а) Сюда входят не только простые переходы, например, от твердого состояния к
жидкому, но и переходы к "псевдосостояниям" ("псевдожидкость") и к
промежуточным состояниям, например, использование эластичных свойств
твердых тел;
о) Изменить концентрацию или консистенцию, степень гибкости, температуру и т.п.
а) Заранее выполнить требуемое изменение объекта (полностью или хотя бы
частично);
о) Заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее
удобного места и без затрат времени на доставку.
а) Разделить объект на независимые части;
о) Выполнить объект разборным;
с) Увеличить степень дробления (измельчения) объекта.
а) Заменить механическую схему оптической, акустической или "запаховой";
о) Использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для
взаимодействия с объектом;
c) Перейти от неподвижных полей к движущимся, от фиксированных - к меняющимся
во времени, от неструктурированных - к имеющим определенную структуру;
d) Использовать поля в сочетании с ферромагнитными частицами.
Отделить от объекта "мешающую часть" ("мешающее" свойство) или, наоборот,
выделить единственно нужную часть (нужное свойство).
а) Привести объект в колебательное движение;
о) Если такое движение уже совершается, увеличить его частоту (вплоть до
ультразвуковой);
c) Использовать резонансную частоту; применить пьезовибраторы;
d) Использовать ультразвуковые колебания в сочетании с электромагнитными
полями.
а) Характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так, чтобы быть
оптимальными на каждом шаге работы;
о) Объект разделить на части, способные перемещаться относительно друг друга;
с) Если объект неподвижен, сделать его подвижным, перемещающимся
а) Перейти от непрерывного действия к периодическому (импульсному);
о) Если действие уже осуществляется периодически, изменить периодичность;
с) Использовать паузы между импульсами для другого действия. |
а) Изменить окраску объекта или внешней среды; I
о) Изменить степень прозрачности объекта или внешней среды;
c) Для наблюдения за плохо видимыми объектами или процессами использовать
красящие добавки;
d) Если такие добавки уже применяются, использовать люминофоры.
a) Вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, неудобного или хрупкого объекта
использовать его упрощенные и дешевые копии ;
b) Заменить объект или систему объектов их оптическими копиями (изображениями);
использовать при этом изменение масштаба (увеличить или уменьшить копии);
c) Если используются видимые оптические копии, перейти к копиям инфракрасным
или ультрафиолетовым.
а) Вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие
(например, не охлаждать объект, а нагревать);
о) Сделать движущуюся часть объекта (или внешней среды) неподвижной, а
неподвижную - подвижной;
с) Перевернуть объект "вверх ногами", вывернуть его.
а) Перейти от однородной структуры объекта (или внешней среды, внешнего
воздействия) к неоднородной;
о) Разные части объекта должны иметь разные функции;
с) Каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее соответствующих
ее работе.
Заменить дорогой объект набором дешевых объектов, поступившись при этом
некоторыми качествами (например, долговечностью)
Вместо твердых частей объекта использовать газообразные и жидкие: надувные и
гидронаполняемые, воздушную подушку, гидростатические и гидрореактивные.
а) Выполнившая свое назначение или ставшая ненужной часть объекта должна быть
отброшена (растворена, испарена и т.п.) или видоизменена непосредственно в
ходе работы;
о) Расходуемые части объекта должны быть восстановлены непосредственно в ходе
работы.
Если трудно получить 100% требуемого эффекта, надо получить "чуть меньше" или
"чуть больше". Задача может при этом существенно упроститься. |
370
Часть 4. Мастерская для практика
1 17 Применение
композиционных
материалов
18 Посредник
19 Переход в другое
измерение
20 Универсальность
21 Обратить вред в
пользу
22 Сфероидальность
23 Применение
инертной среды
24 Асимметрия
25 Использование
гибких оболочек и
тонких пленок
26 Применение
фазовых переходов
27 Применение
теплового расширения
28 Заранее
подложенная подушка
29 Самообслуживание
30 Применение
сильных окислителей
31 Применение
пористых материалов
32 Антивес
33 Проскок
34 Матрешка
35 Объединение
36 Обратная связь
37 Эквипотенциаль-
ность
38 Однородность
39 Предварительное
антидействие
40 Непрерывность
полезного действия
Перейти от однородных материалов к композиционным.
а) Использовать промежуточный объект, переносящий или передающий действие;
о) На время присоединить к объекту другой (легкоудаляемый) объект.
а) Объект приобретает возможность перемещаться (размещаться) не только по
линии, но и в двух измерениях (т.е. на плоскости); возможно улучшение при
переходе от движения в плоскости к пространственному;
о) Использовать многоэтажную компоновку; наклонить объект или положить его
"набок"; использовать обратную сторону данной площади;
с) Использовать оптические потоки, падающие на соседнюю площадь или на
обратную сторону имеющейся площади.
Объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает
необходимость в других объектах.
а) Использовать вредные факторы (в частности, вредное воздействие среды) для
получения положительного эффекта;
о) Устранить вредный фактор при сложении с другими вредными факторами;
с) Усилить вредный фактор так, чтобы он перестал быть вредным.
a) Перейти от прямолинейных частей объекта к криволинейным, от плоских
поверхностей к сферическим, от частей, выполненных в виде куба или
параллелепипеда, к шаровым конструкциям;
b) Использовать ролики, шарики, спирали;
c) Перейти к вращательному движению, использовать центробежную силу.
а) Заменить обычную среду инертной;
о) Вести процесс в вакууме.
а) Перейти от симметричной формы объекта к несимметричной,
о) Если объект уже асимметричен, увеличить степень асимметрии.
а) Вместо обычных конструкций использовать гибкие оболочки и тонкие пленки;
о) Изолировать объект от внешней среды с помощью гибких оболочек и тонких
пленок.
Использовать явления, возникающие при фазовых переходах, например, изменение
объема, выделение или поглощение тепла и т.д.
а) Использовать тепловое расширение (или сжатие) материалов; I
о) Использовать несколько материалов с разными коэффициентами теплового
расширения.
Компенсировать относительно невысокую надежность объекта заранее I
подготовленными аварийными средствами.
а) Объект сам себя должен обслуживать, выполняя вспомогательные и ремонтные I
операции;
о) Использовать отходы (энергии, вещества).
а) Заменить обычный воздух обогащенным; I
о) Заменить обогащенный воздух кислородом;
c) Воздействовать на воздух или кислород ионизирующими излучениями;
d) Использовать озонированный кислород;
e) Заменить озонированный (или ионизированный) кислород озоном.
а) Выполнить объект пористым или использовать дополнительные пористые I
элементы (вставки, покрытия и т.д.);
о) Если объект уже был выполнен пористым, предварительно заполнить поры каким-
то веществом.
а) Компенсировать вес объекта соединением с другими объектами, обладающими I
подъемной силой;
о) Компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (за счет аэро-,
гидродинамических и других сил).
Вести процесс или его отдельные этапы (например, вредные или опасные) на
большой скорости.
а) Один объект размещен внутри другого объекта, который в свою очередь находится
внутри третьего и т.д.;
о) Один объект проходит сквозь полость в другом объекте.
а) Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты; I
о) Объединить во времени однородные или смежные операции.
а) Ввести обратную связь; I
о) Если обратная связь есть, изменить ее.
Изменить условия работы так, чтобы не приходилось поднимать или опускать объект.
Объекты, взаимодействующие с данным объектом, должны быть сделаны из того же I
материала (или близкого ему по свойствам).
Если по условиям задачи необходимо совершить какое-то действие, надо заранее I
совершить антидействие.
а) Вести работу непрерывно (все части объекта должны все время работать с полной I
нагрузкой);
о) Устранить холостые и промежуточные ходы. |
13. Справочный материал 371
13.1.2. Афс-каталог фундаментальных навигаторов (ФН)
с Ас-навигаторами
I ФН
Разделение
противоречивых свойств
в пространстве
Разделение противоречивых
свойств во времени
Разделение противоречивых
свойств в структуре
Разделение противоречивых
свойств в веществе /
энергии
Связь с Ас-навигаторами
05 Вынесение: отделить мешающую часть, выделить нужную часть.
10 Копирование: использовать упрощенные и дешевые копии или изображения.
19 Переход в другое измерение: увеличить степени свободы движения объекта, использовать
многоэтажную компоновку, использовать боковые и другие поверхности.
22 Сфероидальность: перейти к криволинейным поверхностям и траекториям движения, использовать
ролики, шарики, спирали.
24 Асимметрия: перейти к асимметричным формам, усилить асимметрию.
34 Матрешка: разместить объект последовательно один в другом, пропустить объект через полости
(пустоты) в другом.
02 Предварительное действие: полностью или частично выполнить нужное действие; расставить
объекты так, чтобы они быстрее вступили в действие.
07 Динамизация: сделать объект (части объекта) подвижным, оптимизировать характеристики
процесса (объекта) на каждом шаге работы.
18Ь Посредник: на время присоединить к объекту другой (легкоудаляемый) объект.
28 Заранее подложенная подушка: заранее подготовить аварийные средства.
33 Проскок: вести процесс или его отдельные этапы (например, вредные или опасные) на большой
скорости.
35Ь Объединение: объединить во времени однородные или смежные операции.
39 Предварительное антидействие: для совершения основного действия надо предварительно
совершить противоположное действие.
03 Дробление: разделить объект на части, увеличить степень дробления.
04с Замена механической среды: перейти от неподвижных полей к движущимся, от фиксированных - к
меняющимся во времени, от неструктурированных - к имеющим определенную структуру.
11 Наоборот: вместо действия, диктуемого обстоятельствами, сделать обратное.
12 Местное качество: перейти от однородной структуры к неоднородной, чтобы каждая часть выполняла
свою функцию и в наилучших условиях.
16 Частичное или избыточное действие: если трудно получить 100% требуемого эффекта, надо
получить "чуть меньше" или "чуть больше".
18а Посредник: использовать промежуточный объект для передачи или переноса действия.
32а Антивес: компенсировать вес объекта соединением с другими объектами, обладающими подъемной
силой.
35а Объединение: соединить однородные или предназначенные для соседних операций объекты.
36 Обратная связь: ввести обратную связь; если обратная связь есть, изменить ее.
01 Изменение агрегатного состояния объекта: изменение концентрации или консистенции,
использование свойств эластичности материалов и т.п.
04а, b, d Замена механической среды: заменить механическую схему оптической, акустической или
"запаховой"; использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для взаимодействия с
объектом; использовать поля в сочетании с ферромагнитными частицами.
17 Применение композиционных материалов: перейти от однородных материалов к композиционным.
26 Применение фазовых переходов: использовать явления, возникающие при фазовых переходах,
например, изменение объема, выделение или поглощение тепла и т.д.
29Ь Самообслуживание: использовать отходы вещества и энергии.
32Ь Антивес: компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (за счет аэро-,
гидродинамических и других сил).
372 Часть 4. Мастерская для практика
13.1.3. Расширенный Аф-каталог фундаментальных навигаторов
для трансформации ресурсов
13.1.3,а Аф-каталог "Изменение условий - изменение функции"
No
01
02
03
04
05
06
07
08
Ресурс
Системный
мационный
Функциональный
Структурный
ранственный
Временной
Материальный
Энергетический
Изменение условий - изменение функции
Определение
При одних условиях
система имеет
свойство А, а при других -
не-А.
При одних условиях
информация имеет
свойство А, а при
других - не-А.
При одних условиях
функция
сопровождается свойством А, а
при других - не-А.
При определенных
условиях одна часть
элементов системы
обладает свойством А,
а другая часть или вся
система в целом - не-
А.
При определенных
условиях одна часть
системного
пространства обладает
свойством А, а другая часть
или вся система в
целом - не-А.
При одних условиях на
одном интервале
времени система
обладает свойством А, а на
другом интервале при
других условиях - не-А.
При одних условиях
материал обладает
свойством А, а при
других - не-А.
При одних условиях
энергия обладает
свойством А, а при
других - не-А.
Пример
Спасательный жилет в неаварийных
условиях - спрятан и занимает мало места,
а в аварийных - надет и будет наполнен
сжатым воздухом.
Один и тот же по параметрам сигнал может
включать систему (если она была
выключена), и может выключать систему,
если она была включена.
Полет аэроплана на малой высоте после
набора определенной скорости
сопровождается возникновением дополнительной
подъемной силы (экранный эффект), а на
меньшей скорости - не сопровождается.
Для сортировки мелкого немагнитного
металлолома с помощью магниторео-
логической среды создаются такие
условия, при которых изменяется
"плавучесть" элементов - сначала всплывают
элементы с меньшим удельным весом,
затем - "более тяжелые", и так далее.
Вода:
1) "твердая" вокруг "мягкой" (вода в смеси с
воздухом - антитравматическая
"воздушная подушка") - в прыжковом бассейне;
2) неподвижная вокруг подвижной - в
бассейне с искусственным потоком (для
плавания без поворотов). |
Лед в оболочке тает в напитке (становится
жидкостью) и охлаждает напиток, а затем
замораживается (становится льдом) в
холодильнике для нового применения.
Материал с точкой Кюри: немагнитный -
при одной температуре, магнитный - при
другой.
При прочих равных условиях в
неионизированном воздухе отсутствует
путь для электрического разряда (молния),
а в ионизированном - создается. |
13. Справочный материал 373
13.1.3,b Аф-каталог "Изменение назначения - изменение функции"
No
01
02
03
04
05
06
07
08
Ресурс
Системный
мационный
Функциональный
Структурный
ранственный
Временной
Материальный
Энергетический
Изменение назначения - изменение функции
Определение
Для одной цели система
обладает свойством А, а
для другой - не-А.
Для одной цели
информация обладает
свойством А, а для другой - не-
А.
Для одной цели функция
обладает свойством А, а
для другой - не-А.
Для одной цели одна
часть элементов
системы обладает свойством
А, а для другой цели
другая часть элементов
или вся система в целом
- не-А.
Для одной цели одна
часть системного
пространства обладает
свойством А, а для другой
цели другая часть
пространства или вся система
в целом - не-А.
Для одной цели на одном
интервале времени
система обладает свойством
А, и а для другой цели на
другом интервале
времени - не-А.
Для одной цели
материал обладает свойством
А, а для другой - не-А.
Для одной цели энергия
обладает свойством А, а
для другой - не-А.
Пример
Реверсивный насос может
использоваться как для всасывания воды, так и
для нагнетания в обратном направлении.
Псевдослучайная двоичная
последовательность выглядит как шум, а на самом
деле несет полезную информацию (в
кодировании, в радиолокации и т.п.).
Полирование абразивом во льду: нагрев
вместе с охлаждением.
Каждое звено велосипедной цепи
"негибкое", а вся цепь "гибко" охватывает
зубчатые колеса (звездочки).
Струя краски на выходе сопла
распылителя охвачена "конусом" воздуха
с повышенным давлением - в итоге
частички краски не выходят наружу
"конуса" и более плотно покрывают
обрабатываемую поверхность;
сверхэффект: можно работать без
респиратора. |
Рубка капитана на прогулочном катере
опускается на время прохождения под
низким мостом.
Трап из мягкой резины свернут для
хранения, а после наполнения сжатым
воздухом становится "твердым" - для
применения. |
Проволока в поле под напряжением:
напряжание достаточно для отпугивания
животных и недостаточно - для
травмирования. |
374
Часть 4. Мастерская для практика
13.2. Перечень примеров
1. Задача Р1. Звезды Московского Кремля
2. Задача Р2. Как удержать стекло, не прикасаясь к нему?
3. Задача РЗ. Как избежать капель при наливании из бутылки?
4. Задача Р4. Как сделать автомобильную цивилизацию гуманной?
5. Задача Р5. Как построить околоземную космическую цивилизацию?
6. Пример Т1. Это - KOH-I-NOOR!
7. Пример 1.1. Исходная проблема в задаче Р1. Звезды
Московского Кремля
8. Пример 1.2. Уточнение проблемы в задаче Р1. Звезды
Московского Кремля
9. Задача 1.3. "Умная" калитка (начало)
10. Пример 1.4. Генеральное противоречие: как соблюдать чистоту?
11. Задача 1.3. "Умная" калитка (продолжение)
12. Задача 1.5. "Умная" платформа
13. Задача 1.6. Фокусы и "иллюзионы"
14. Задача 1.7. "Короткие руки"
15. Задача 1.8. Длинноват канатик!
16. Задача 1.9. На пути к новой автомобильной эре: электромобиль
17. Задача 1.10. Назад-в будущее!
18. Задача 1.11. Куда хочу - туда и верчу!
19. Задача 1.12. "Умный" почтовый ящик
20. Задача 1.13. Площадка для парковки
21. Задача 1.14. Мост на судоходной реке
22. Задача 1.15. Реклама на автобусе
23. Задача 1.16. Удобная подножка автобуса
24. Задача 1.17. Как в сказке!
25. Задача 1.18. Помнить вечно
26. Задача 1.19. Лежаки
27. Задача 1.20. Мойщик стекла
28. Задача 1.21. Ракеты конструктора В.П.Макеева
29. Задача 1.22. Время не властно!
30. Задача 1.23. Искусство и ремесло льда
31. Задача 1.24. Увидеть невидимое в очевидном (начало)
32. Пример 1.25. Система страхования
33. Пример 1.26. "Ремень безопасности"
34. Пример 1.27. Предохранитель от короткого замыкания или перегрузки
35. Задача 1.24. Увидеть невидимое в очевидном (решение)
36. Пример 1.25 (дополнение). Система страхования
37. Пример 1.26 (дополнение). Ремень безопасности
38. Пример 1.27 (дополнение). Предохранитель от короткого замыкания
или перегрузки
39. Задача 1.18. Лежаки (решение)
40. Пример 1.28. От деревянной указки - к металлической
41. Пример 1.29. Башня для стрельбы
42. Задача 1.13. Мост на судоходной реке (решение)
н 9, р 63)
н 10)
н 11. р 172)
н12, р97)
;с13, рЮЗ)
;c33)
с 38)
(с 39)
н39, р 151)
(с 40)
[н40, р 151)
н44)
[н41,р169)
н42, р 196)
;н43,р197)
[н44, р 199)
(н 44, р 200)
(н44, р 201)
;н45,р152)
(н46, р 153)
[и 47, р 57)
(н47, р212)
(н47,р212)
;н47,р213)
[н47, р213)
;н 48, р 55)
48, р 215)
49, р 216)
50, р 219)
50, р 222)
52, р 53)
52, р 54)
53, р 54)
53, р 54)
(р 53, н 52)
(Р 54, н 52)
(р 54, н 53)
р 54, н 53)
р 55, н 48)
;с55)
;с56)
р 57, н 47)
с-страница, н - начало примера или задачи, п - продолжение, р - решение или завершение,
цифра - номер страницы
13. Справочный материал 375
43. Пример 1.30. Бомбардировщик В-1 (с 57)
44. Пример 1.31. Штурмовик Су-24 (с 58)
45. Пример 1.32. От раздвижной указки - к лазерной (с 59)
46. Пример 1.33. Оперативная Зона в конструкции
Звезд Московского Кремля (с 62)
47. Пример 1.34. Звезды Московского Кремля. Секрет изобретения! (р 63, н 9)
48. Пример 1.35. Реинвентинг Звезд Московского Кремля по ТРИЗ (р 64, н 63)
49. Пример 2.1. Урок из ошибки инженера Эрнеста Павловича Щукина (с 83)
50. Задача 2.2. Метро в Берлине: как зайти в вагон или выйти из него? (с 85)
51. Задача 2.3. Крышка для емкости с моющей жидкостью (н 86, р 218)
52. Задача 2.4. Вентилятор без пропеллерных лезвий! (н 86, р 315)
53. Задача 2.5. Свеча горела на столе, свеча горела... (н 86, р 171)
54. Задача 2.6. Мяч для гольфа (с 87)
55. Задача 2.7. "Магический Кран" (н 87, р 217)
56. Задача 2.8. BRT (н 87, р 221)
57. Задача 2.9. Автобус - троллейбус - трамвай - ? (н 88, р 221)
58. Пример 3.1. Как отрезать "золотой волосок"?
Или: старый опыт - решение "копированием" и "по аналогии" (с 90)
59. Задача 3.2. Инстинкт умельца (пример для приверженцев синектики!) (с 91)
60. Пример 3.3. "Дотягивание" неидеального решения - новые проблемы (с 93)
61. Пример 3.4. Плохое решение стало хорошим (с 94)
62. Пример 3.5. Сильное решение - смена принципа (с 94)
63. Пример 3.6. Революционная смена принципа! (с 95)
64. Пример 3.7. Атомобильная цивилизация (решение для примера Р4) (р 97, н 12)
65. Пример 3.8. Космическая цивилизация (решение для примера Р5) (р 103, н 13)
66. Задача 3.9. Удлинение кольца Юницкого (с 106)
67. Задача 3.10. Самостабилизация формы кольца Юницкого (с 106)
68. Задача 3.11. Как формируются несколько колец Юницкого? (с 106)
69. П-00. Велосипед да Винчи (с 110)
70. П-00. Велосипед графа де Сиврака (с 110)
71. П-01. Велосипед барона Драйса (с 112)
72. П-02. Велосипед Кирпатрика Макмиллана (с 112)
73. П-02. Велосипед Пьера Лаллмана, Пьера Мишо, Филипа Фишера (с 112)
74. П-03. Велосипед с тормозом (с 113)
75. П-04. Велосипед с шарикоподшипником (с 113)
76. П-05. Велосипед Томсона и Лорэна (литые резиновые шины) (с 113)
77. П-06. Велосипед Джеймса Старлея (с металлическими спицами) (с 114)
78. П-07. Велосипед Гарри Лоусона (цепная передача
с разными звездочками) (с 114)
79. П-08. Велосипед Джона Данлопа (надувные шины) (с 114)
80. П-09. Велосипед "Фихтель и Закс" с механизмом свободного хода (с 115)
81. П-09. Велосипед "Фихтель и Закс" со встроенной тормозной системой (с 115)
82. П-10. Велосипед складной (с 115)
83. П-11. Велосипед с рессорным амортизатором (с 115)
84. П-12. Велосипед безшинный (с 116)
85. П-13. Велосипед с планетарной передачей (с 116)
86. П-14. Велосипед цепной с переключателем скоростей (с 116)
87. П-15. Велосипед с натяжением цепи (с 117)
88. П-16. Велосипед с синтетическим зубчатым ремнем (с 117)
376
Часть 4. Мастерская для практика
89. П-17. Велосипед с эллиптическими звездочками (с 117)
90. П-18. Велосипед со слаломным педальным зажимом (с 118)
91. П-19. Велосипед с карбонатными спицами и колесами (с 118)
92. П-20. Велосипед-рекордсмен с магниевой рамой компании Пежо (с 118)
93. П-21. Велосипед с карданной передачей (с 119)
94. П-22. Велосипед Джо Рютера с педалями на оси заднего колеса (с 119)
95. П-23. "Самобеглый байк-скутер" GlideCycle (с 119)
96. П-24. Велосипед складной со средними по размеру колесами (с 120)
97. П-24. Велосипед складной Contortionist (с 120)
98. П-24. Велосипед со складными колесами колледжа RCA (с 120)
99. П-24. Велосипед с разборными-складными колесами Алемана (с 120)
100. П-25. Велосипед складной STRiDA (с 121)
101. П-25. Велосипед складной Mobiky MY16 CONFORT (с 121)
102. П-25. Велосипед складной (электрический) Mobiky Genius (с 121)
103. П-25. Велосипед складной электрический Grasshopper (с 121)
104. П-26. Велосипед-моноколесо Руссо (с 122)
105. П-26. Велосипед-моноколесо Уилсона (с 122)
106. П-26. Велосипед-трансформер Сергио Гарсия (с 122)
107. П-27. Велосипед электрический (современный) Electrobike Pi (с 123)
108. П-27. Велосипед электрический с мотор-колесом Copenhagen Wheel (с 123)
109. П-27. Моноколесный мотоцикл NOAH (с 123)
110. П-27. Моноколесный мотоцикл Ryno Motors (с 123)
111. П-27. Моноколесный мотоцикл Bombardier EMBRIO (с 123)
112. П-28. Велосипед одноколесный Ciclotte (с 124)
113. П-28. Самокат с колесами на ногах Wheelskates (с 124)
114. П-28. Самокат Winglet электрический с гироскопами фирмы Toyota (с 124)
115. П-28. Скутер электрический с тянущим мотор-колесом COOL RIDER (с 124)
116. П-29. Самокат одноколесный Magic Wheel (с 125)
117. П-29. Электрический одноколесный байк SBU (с 125)
118. П-29. Скутер электрический с мотор-колесом YikeBike (с 125)
119. П-29. Велосипед одноколесный WheelU (с 125)
120. П-30. Велосипед с гироскопическим передним колесом Gyrowheel (с 126)
121. П-30. Скутер электрический с мотор-колесом Honda U3-X (с 126)
122. П-30. Робот-колесо (с 126)
123. П-31. Велосипед по дизайн-концепту Криса Бордмана (с 126)
124. Двухпедальное трехколесное "тренспортное средство" (с 127)
125. "Легвэй" (в оригинале "Legway", очевидно, по аналогии с "Segway") (с 127)
126. Двухместная карета-велосипед (с 127)
127. Рекамбент - велик для езды лежа (с 128)
128. 8-местный велосипед (с 128)
129. Из Германии - с юмором:15-местный велосипед-пивная! (с 128)
130. Знаменитый Gossamer Albatros Пола МакРеди перелетает Ла-Манш (с 129)
131. Велосипед - под водой? (с 129)
132. 1883 год: мистер Ферри преодолевает Ла-Манш! (с 129)
133. Шаттл-байки из Италии (с 129)
134. Голландия: это тоже велосипед-амфибия?! (с 130)
135. Веломобиль из Германии (с 130)
136. Monster Bike 2010 (с 130)
13. Справочный материал 377
137. Пример 4.1. Образец рационального порядка! (с 133)
138. Пример 4.2. Образец многофункциональной "идеальности"! (с 135)
139. Пример 4.3. Образец "идеального" удобства! (с 136)
140. Пример 4.4. "Черный ящик" для каждого автомобиля (с 137)
141. Пример 4.5. Пластмассовая бутылка для воды (с 140)
142. Пример 4.6. Рукавица для снятия горячей
кастрюли с кухонной плиты (с 140)
143. Пример-задача 4.7. Мышка прячет USB-коннектор в "карман" (с 141)
144. Пример 4.8. Экстрагирование-2 для примера
4.5. Пластмассовая бутылка для воды (с 142)
145. Пример 4.9. Экстрагирование-2 для примера 4.6. Рукавица
для снятия горячей кастрюли с кухонной плиты (с 142)
146. Задача 4.10. Гаечный ключ со сменными головками (н 143, р 202)
147. Задача 4.11. "Составной" гаечный ключ (н 143, р 203)
148. Задача 4.12. Раздвижной гаечный ключ (с 143)
149. Задача 4.13. Как Микеланджело ваял своего Давида (с 144)
150. Задача 4.14. Живопись на стекле и росписной витраж (с 144)
151. Задача 4.15. Изобретение живописной шутки! (с 144)
152. Пример 5.1. Построение функционально-структурной модели
03 для задачи 1.3. "Умная" калитка (с 146)
153. Пример 5.2. Построение функционально-структурной модели
03 для задачи 1.7. "Короткие руки" (с 147)
154. Пример 5.3. Построение функционально-структурной модели
03 для задачи 1.12. Почтовый ящик (с 147)
155. Пример 5.4. Построение функционально-структурной модели
03 для задачи 1.13. Площадка для парковки (с 148)
156. Пример 5.5. Построение функционально-структурной модели
03 для задачи 1.20. Мойщик стекла (с 148)
157. Пример 5.6. Ресурсы 03 для задачи 1.3. "Умная калитка" (р 151, н 44)
158. Пример 5.7. Ресурсы 03 для задачи 1.12. "Умный" почтовый ящик (р 152, н 45)
159. Пример 5.8. Ресурсы 03 для задачи 1.13. Площадка для парковки (р 153, н 46)
160. Пример 5.9. Как совместить несовместимое? (с 154)
161. Пример 5.10. В школу - по отпечаткам пальцев! (с 155)
162. Пример 5.11. Шасси самолета Сталь-6 (с 157)
163. Пример 5.12. Сталь самолета Сталь-6 (с 158)
164. Пример 5.13. Сталь-7: "чайка" из стали (с 159)
165. Пример 5.14. Проект Р: кривая идеальности и "альбатрос" (с 160)
166. Пример 5.15. Экранопланы и экранолеты (с 162)
167. Пример 5.16. Увидеть ИКР в звездах! (с 166)
168. Пример 5.17. Как Архимед помог Александрии через 2250 лет (с 167)
169. Пример 5.18. "Идеальный" пробочник! (с 168)
170. Пример 5.19. Почему "светится" временная разметка
на полотне дороги? (с 168)
171. Пример 5.20. Указатель номера дома (с 169)
172. Пример 5.21. Решение задачи 1.6. Фокусы и "иллюзионы" (р 169, н 41)
173. Пример 5.22. Бак с бензином для штурмовика (с 170)
174. Пример 5.23. На разных скоростях это - разные машины! (с 170)
175. Пример 5.24. Решение задачи 2.4. Свеча горела на столе,
свеча горела... (р 171, н 86)
176. Пример 5.25. Образец "идеального минимализма"! Решение задачи
РЗ. Как избежать капель при наливании из бутылки? (с 172, н 15)
378
Часть 4. Мастерская для практика
177. Пример 5.26. Гантели
178. Пример 5.27. Ракета сама... висит в пусковой шахте!
179. Пример 6.1. Вытяжка над столом
180. Пример 6.2. Стол-карусель
181. Пример 6.3. Габион
182. Пример 7.1. Решение для примера 1.7. "Короткие руки"
183. Пример 7.2. Решение для примера 1.8. Длинноват канатик!
184. Пример 7.3. Решение для Примера 1.9. На пути к новой
автомобильной эре: электромобиль
185. Пример 7.4. Решение для Примера 1.10. Назад - в будущее!
186. Пример 7.5. Решение для Примера 1.11. Куда хочу - туда и верчу!
187. Пример 7.6. Решение для Задачи 4.10. Гаечный ключ
со сменными головками
188. Пример 7.7. Решение для Задачи 4.11. "Составной" гаечный ключ
189. Пример 7.8. Перекресток
190. Пример 7.9. Решение для Задачи 1.15. Реклама на автобусе
191. Пример 7.10. Решение для Задачи 1.16. Удобная подножка автобуса
192. Пример 7.11. Решение для Задачи 1.17. Как в сказке!
193. Пример 7.12. Решение для Задачи 1.18. Помнить вечно
194. Пример 7.13. Решение для Задачи 1.20. Мойщик стекла
195. Пример 7.14. Решение для Задачи 1.21. Ракеты
конструктора В.П. Макеева
196. Пример 7.15. Решение для Задачи 2.7. "Магический Кран"
197. Пример 7.16. Решение для Задачи 2.3. Крышка для емкости
с моющей жидкостью
198. Пример 7.17. Решение для Задачи 1.22. Время не властно!
199. Пример 7.17. Расширение: надвратные иконы Московского Кремля
(по материалам сайтов Фонда Андрея Первозванного www.fap.ru и
www.cnsr.ru, а также с сайта www.kp.ru)
200. Пример 7.18. Решения для Задачи 2.8. BRT
201. Пример 7.19. Решения для Задачи 2.9. Автобус - троллейбус - трамвай - ?
202. Пример 7.20. Решение для Задачи 1.23. Искусство и ремесло льда
203. Пример 8.1. Тренировка пловцов-марафонцев
204. Пример 8.2. Тренировка дайверов
205. Пример 8.3. Стакан чая
206. Пример 8.4. Уголок листа органайзера
207. Пример 8.5. Тренировка пловцов-марафонцев (продолжение Примера 8.1)
208. Пример 8.6. Тренировка дайверов (продолжение Примера 8.2)
209. Пример 8.7. Стакан чая (продолжение Примера 8.3)
210. Пример 8.8. Уголок листа органайзера (продолжение Примера 8.4)
211. Пример 8.9. Увеличение главного параметра в 2 раза
212. Пример 8.10. Увеличение главного параметра в 4 раза
213. Пример 8.11. Увеличение главного параметра в 10 раз
214. Пример 8.12. Развитие узла нанесения этикетки
215. Пример 8.13. Человек проходит сквозь "стену"
216. Пример 9.1. Рэмификация
217. Пример 9.2
218. Пример 9.3
219. Пример 9.4
с 173)
с 173)
с 180)
с 183)
с 190)
р196, н42)
р197,н43)
(р 199, н44)
(р 200, н 44)
(р201,р44)
р202, н102)
р203, н102)
с 207)
р212, н47)
р 212, н47)
р213,н47)
р213, н47)
р215, н48)
р216, н49)
р217,н87)
р218,н86)
р 219, н50)
(с 220)
221, н 87)
221, н 88)
222, н 50)
224, п 229)
225, п 229)
226, п 229)
п229)
н224)
н225)
н226)
н226)
226,
229,
229,
229,
229,
233)
236)
[н 239, р 272)
(с 242)
[с 246)
[с 257)
(с 259)
(с 259)
(с 259)
13. Справочный материал
379
220. Пример 9.5 (с 259)
221. Пример 9.6 (с 259)
222. Пример 9.7 (с 260)
223. Пример 9.8. Усовершенствование маркировочной машины
- завершение Примера 8.11 (цикл 2) (р 272, н 239)
224. Пример 9.8. Усовершенствование маркировочной машины
- завершение Примера 8.11 (цикл 3) (р 273, н 272)
225. Пример 10.1. Заполнение рабочих окон в софтвере
EASyTRIZ™ Practician™ (с 277)
226. Пример 11.1. Экономическая эффективность инноваций (с 286)
227. Пример 12.0. Magic Eye (с 294)
228. Пример 12.1. "Закрывалка" для фабричной трубы (с 300)
229. Пример 12.2. "Чистильщик" стекол с резиновыми щетками (с 305)
230. Пример 12.3. Безопасные ремни безопасности (с 306)
231. Пример 12.4. Рюкзак для ношения детей (с 307)
232. Пример 12.5. "Утконос" (с 308)
233. Пример 12.6. "Зри в клубень!", или "Из деревни - с любовью" (с 309)
234. Пример 12.7. Цифровые ледяные скульптуры (с 310)
235. Пример 12.8. Самоорганизация: по законам Природы (с 311)
236. Пример 12.9. День Изобретателя в Европе - 9 ноября (с 312)
237. Пример 12.10. Инновационная глобализация компании fischer (c313)
238. Пример 12.11. "Don't tell me it's impossible. Tell me you can't do it." (c314)
239. Пример 12.12. Р.и.М.Аготова к прыжку! (с 315)
240. Пример 12.13. Сушка для рук с воздушными "щетками" (с 316)
241. Пример 12.14. Решение задачи 2.4. Вентилятор без пропеллерных лезвий! (р 317, н 86)
242. Пример 12.15. Как сделать Кремлевскую звезду яркой? (с 318)
243. Пример 12.16. Как заменить отказавшую лампу? (с 319)
244. Пример 12.17. Рубиновый - означает ярко-красный! (с 320)
245. Пример 12.18. Изобретение - это наука плюс искусство! (с 321)
246. Пример 12.19. Все-в акванавты! (с322)
247. Пример 12.20. Шквал из-под воды! (с 323)
248. Пример 12.21. "Летающая линза" из России (1): идеальная интеграция (с 324)
249. Пример 12.22. "Летающая линза" из России (2): победить непобедимое (с 325)
250. Пример 12.23. Русская "летающая тарелка" - гигант воздушного океана (с 326)
251. Пример 12.24. Идеализация по Бартини: кольцеплан (с 327)
252. Пример 12.25. Очевидное - невероятное: "Пепелац" создан!? (с 328)
253. Пример 12.26. Самоорганизация -учиться у Природы! (с329)
254. Пример 12.27. Динамизация-1: модель трансформации и "закон развития" (с 330)
255. Пример 12.28. Динамизация-2: непрерывное изменение - "закон Природы" (с 334)
256. Пример 12.29. Динамизация-3: изменчивое постоянство - "закон Природы" (с 336)
257. Пример 12.30. Борьба за скорость не окончена! (с 338)
258. Пример 12.31. Еще быстрее! (с 339)
259. Пример 12.32. Спирали истории (с 340)
260. Пример 12.33. Screw it, let's do it! - К черту все, берись и делай!
12.33,a. Spaceship (с 341)
261. Пример 12.33,b. Model 76 Voyager (с 349)
262. Пример 12.33.С. Новый виток спирали для носителей White Knight (с 351)
263. Пример 12.34. НЕВА - суперлайнер будущего из Санкт-Петербурга, Россия (с 352)
380 Часть 4. Мастерская для практика
264. Пример 12.35. Об эволюции аэрокосмических систем (с 354)
265. Пример 12.36. Первый в мире механизированный суппорт токарного станка (с 356)
266. Пример 12.37. "Катюша" А.К.Нартова (с 363)
267. Пример 12.38. "Властелин Колец и Струн" (с 364)
13.3. Термины и сокращения
А-матрица, 192
АРИЗ -Алгоритм Решения Изобретательских Задач, 32, 68
Артефакт, 32, 77, 132
Ас-каталог, 192
Ветвление, 246
Главный индуктор, см. также рецептор, 145
Главный рецептор, см. также рецептор, 145
ДИСК (ДИСКОО), 264
Задача, 35, 251
Идеальное моделирование, 156
Изобретательская проблема, 35
Изобретение, 36, 63
ИКР - Идеальный Конечный Результат, 68, 156, 261
Индуктор, см. также эктор, 145
Исправление, 263
МАИ - Мета-Алгоритм Изобретения (простой стандартный АРИЗ на основе АРИЗ-1956), 33, 71, 73
Верификация (Зуминг), 33, 71, 73
Диагностика (Тренд), 33, 71, 73
Изобретение, 33, 71, 73
Редукция, 33, 71, 73
Макро-ФИМ, см. также ФИМ, 165
Макси-задача, 263
Макси-ФИМ, см. также ФИМ, 165
Ментальные барьеры, 78
Микро-ФИМ, см. также ФИМ, 165
Мини-задача, 263
Модернизация, 263
Ноосферы творчества, 76
03 - оперативная зона, 60, 145, 175
ОР - оперативный ресурс (см. также 03), 145
ОВ-оперативное время (см. также 03), 150
Проблема, 38, 251
Противоречие, 38
генеральное, 39, 224
композиционное, 224
ординарное, 224
радикальное, 46, 224
стандартное, 42, 224
Реинвентинг, 33, 177
Ресурсы, 145, 149, 168
временные, 150
информационные, 150
13. Справочный материал 381
материальные, 150
пространственные, 150
системные, 150
системотехнические, 149
структурные, 150
физико-технические, 149
функциональные, 150
энергетические, 150
Рецептор, см. также эктор, 145
Системные
бифуркации, 257
развитие, 257, 263
рэмификации, 257
эволюция, 257, 263
Специализированные трансформации, 52
ТРИЗ -Теория Решения Изобретательских Задач, 74
Т-Р-И-3 - название простейшей версии МАИ; см. этапы МАИ - 35, 71, 186, а также, по буквам:
Тренд, 35,71,187
Редукция, 35,71,187
Изобретение, 35,71,187
Зуминг, 35,71,187
Факторы, 192
минус-, 192
негативный, 192
плюс-, 192
позитивный, 192
проблем-, 193
тренд-, 193
ФИМ - Функциональная Идеальная Модель (моделирование), 68, 164
Фундаментальные трансформации, 208
Цикл, 246
Экстрагирование, 33, 132
Эктор (индуктор, рецептор), 145
BICO - Binary Input Cluster Output, 192
MITO - Multiple Input Tuple Output, 228, 239
RICO - Radical Input Cluster Output, 204
SITO - Single Input Tuple Output, 227, 229
S-кривая, 256
13.4. Интернет-линки
Сайты Модерн ТРИЗ Академии:
www.modern-triz-academy.com, www.easytriz.com, www.abc-triz.com
Ключевой российский ТРИЗ-сайт: www.altshuller.ru
Международный интернет-журнал: www.triz-journal.com
Партнерский центр Академии МТРИЗ в России: www.solon-press.ru
Партнер-сайт в России: www.ariz.ru
382
ОГЛАВЛЕНИЕ
EASyTRIZ: просто, но не проще простого. Презентация книги (профессор Сеонг Ю) 5
Сверхзадача ТРИЗ. Презентация книги (изобретатель А.Э.Юницкий) 6
Бенчмарк-задачи: учиться на эффективных образцах 7
Кто и как учил нас думать? Обращение автора к единомышленникам 15
О дисциплине творчества и стандартизации знаний. Предисловие автора 19
Конструктивная технология обучения в Модерн ТРИЗ 31
ЧАСТЬ 1. ПРИНЦИПЫ ТРИЗ 37
1. ИСХОДНЫЕ КОНЦЕПТЫ 38
Противоречие 38
Изобретательская проблема 38
Генеральное противоречие 39
Стандартное противоречие 42
Радикальное противоречие 46
Трансформации 51
Пирамида трансформаций 51
Специализированные трансформации 52
Оперативная зона 60
Изобретение 63
2. КРАСНАЯ НИТЬ ПОБЕДЫ 68
Алгоритмы творчества 68
Ноосферы творчества 76
3. ПРОСТОЕ - В СЛОЖНОМ 89
Большое - через малое 89
Невероятное - в привычном 96
Невозможное - возможно 103
Невидимое - в очевидном 109
ЧАСТЬ 2. ПЕРВИЧНЫЕ МОДЕЛИ ТРИЗ 131
4. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ: выявление ТРИЗ-моделей 132
Экстрагирование моделей трансформации 132
Экстрагирование противоречий 141
5. ОПЕРАТИВНЫЕ РЕСУРСЫ: строить решение так и здесь! 145
Индукторы и рецепторы 145
Ресурсное моделирование 149
Идеальное моделирование 156
Идеальный конечный результат по Бартини 156
Функциональное идеальное моделирование 164
Схема трансформации 03 175
6. РЕИНВЕНТИНГ: ТРИЗ-моделирование процесса изобретения 177
Реинвентинг 177
383
Алгоритм СТАРТ Т-Р-И-3 186
7. ПОБЕДИТЬ ПРОТИВОРЕЧИЕ: создание эффективных идей 192
Решение стандартных противоречий 192
Решение радикальных противоречий 204
ЧАСТЬ 3. ПРОДВИНУТЫЕ ПЕРВИЧНЫЕ МОДЕЛИ ТРИЗ 223
8. КОМПЛЕКСНЫЕ МОДЕЛИ ТРИЗ 224
Расширенная классификация противоречий 224
Решение ординарных противоречий 229
Решение композиционных противоречий 239
Циклы и ветвления при решении проблемы 246
9. МОДЕЛИ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ 251
Четыре признака проблемы 251
О негативных и позитивных системах 252
Эволюция вида 255
Мета-модель ДИСК 264
ЧАСТЬ 4. МАСТЕРСКАЯ ПРАКТИКА 275
10. БАЗОВОЕ ОБУЧЕНИЕ В МТРИЗ АКАДЕМИИ 276
Учебно-практический софтвер EASyTRIZ™ 276
Технология дистанционного обучения 281
Ассоциация виртуальных кафедр-партнеров 282
11. ЭНЕРГИЯ ПРОГРЕССА 283
На пути к теории инноваций и изобретения 283
Опыт компаний OPEL, VW и других: "Массы VS Элита" 285
Процесс изобретения идеи 288
12. ИЗБРАННЫЕ ПРИМЕРЫ 293
Сверхзадача обучения и самотренинга в Модерн ТРИЗ 293
Изобретения. Люди. Общество 300
"Пестрые" идеи 300
Бенчмарк-примеры "Кремлевские Звезды" 318
Тайны 3-х стихий: вода, воздух, космос 322
Шаги эволюции 356
13. СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ 368
А-каталоги (краткие справочные версии) 369
Перечень примеров 374
Термины и сокращения 380
Интернет-линки 381
ОГЛАВЛЕНИЕ
382
384
Совершенствовать мышление
по ТРИЗ можно и нужно на
протяжении всей жизни.
А начинать осваивать ТРИЗ
лучше, как можно раньше.
Успехов и всего доброго Вам!
Автор
И теперь, после четырех книг, изданных в СОЛОН-Пресс, я выражаю мою
благодарность и глубокое уважение издателю Владимиру Александровичу Митину, за
поддержку и ободрение, за идею выделить из материала и найти силы на написание
специального вводного учебника для начинающих, особенно, для школьников и
учителей, коим и стала "Азбука ТРИЗ", за энтузиазм и неколебимую веру в будущее
ТРИЗ, за многолетнее терпение в ожидании этой книги "Нетрудная ТРИЗ", за
стойкость и личные, невидимые миру, усилия, можно сказать, самоотверженность,
в продвижении идей ТРИЗ в общество.
Михаил Орлов
Серия "Библиотека создания инноваций"
Михаил Александрович Орлов
Нетрудная ТРИЗ
Универсальный практический курс
Ответственный за выпуск: Мишин В. А.
Макет и верстка: Орлов М.А.
Обложка: "СОЛОН-ПРЕСС
Формат 70x100/16. Объем 24 п. л. Тираж 1000 шт.