тема: "решение задач методом ТРИЗ" от Ларисы.
http://www.trizland.ru/trizba.php?id=5
Система — "контекст", в котором возникает задача, ситуация, обстановка
1.
Определить тип задачи: изобретательская(есть цель) или исследовательская (есть явление, его объясняю)
2.
Противоречие к задаче (система обладает св-вом «А», чтобы выполнять нужную ф-ю, и «неА», обусловленное ограничениями и сущ. требованиями ситсемы)
Способы разрешения противоречий:
Разрешение противоречий во времени
"В интервал времени Т1 рассматриваемая система обладает свойством "А", а в интервал времени Т2 — свойством "неА".
Разрешение противоречий в пространстве/структуре
"Одна часть системы (или система в целом) обладает свойством "А", а другая часть (части) — свойством "неА".
Разрешение противоречий в воздействии
"При Воздействии-1 система обладает свойством "А", а при Воздействии-2 — свойством "неА".
и
ИКР (идеальный конечный результат) – что будет служить решением. Идеальный конечный результат — это ситуация, когда нужное действие получается без каких-либо затрат (потерь), усложнений и нежелательных эффектов.
Правила формулировния ИКР:
Обычно используют три основные формулировки ИКР:
· "Система сама выполняет данную функцию".
· "Системы нет, а функции ее выполняются (с помощью ресурсов)".
· "Функция не нужна".
(Возможно несколько вариантов – несколько решений).
3.
Выявить ресурсы. Ресурсами является всё, что может быть полезно при решении Вашей задачи. Причем желательно использовать те ресурсы, которые уже присутствуют в проблемной ситуации, а также "дешевые" ресурсы, затраты на получение и использование которых низки. Ресурсы уже находятся в системе.
Принято классифицировать ресурсы следующим образом:
· Материально-вещественные (вещества, предметы, товары, деньги, оборудование и т.д.).
· Информационные (каналы и носители информации).
· Ресурсы времени.
· Ресурсы пространства (площадь, объем и т.д.).
· Энергетические ресурсы и поля (тепловая, электрическая, электромагнитная, атомная энергия, звуковые сигналы и т.д.).
· Человеческие (сами люди, а также их стереотипы, мотивация, каналы восприятия: зрение, слух, обоняние, осязание).
· Другие ресурсы (события прошлого, имидж, культура и др.).
Как использовать ресурсы (последовательность действий)
1. Сформулируйте задачу.
2. Определите: какие Ресурсы нужны? В каких количествах?
3. Просмотрите Ресурсы. Сначала уже имеющиеся в Системе, потом — те, которых в самой Системе нет, но легко и дешево получить. И лишь в последнюю очередь редкие, дорогие, "трудоемкие" ресурсы.
4. Оцените ресурс. Каков будет эффект от его использования? Каковы затраты на использование или добычу (приобретение) этого ресурса?
5. Определите: каким образом применить ресурс?
4. Примените приемы и принципы решения задач
Принцип объединения
В случае, если требуемые действия невозможно совершить с (над) одним объектом, их производят с несколькими объектами.
При этом можно выполнить следующее:
· Соединить однородные или смежные объекты.
· Объединить во времени однородные или смежные операции.
· Один объект разместить внутри другого.
Принцип дробления
В случае, если сложно произвести необходимое действие с объектом, производят его дробление. При этом можно выполнить следующее:
· Разделить объект на независимые части.
· Выполнить объект разборным. · Увеличить степень дробления объекта.
Принцип динамичности
В случае, если сложно производить необходимые действия с объектом, его из статического состояния переводят в динамическое (подвижное) состояние. При этом можно выполнить следующее:
· Характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться, чтобы всегда соответствовать изменяющимся условиям.
· Разделить объект на части, способные изменяться и перемещаться относительно друг друга.
· Если объект неподвижен, сделать его подвижным.
Принцип "сделать заранее"
Если невозможно в нужное время совершить действие с объектом, то необходимое действие производят заранее. При этом можно выполнить следующее:
· Заранее выполнить требуемое действие (полностью или хотя бы частично).
· Заранее расположить объекты так, чтобы они могли сразу вступить в действие, без подготовительных затрат.
Принцип посредника
В случае, если сложно (или невозможно) произвести необходимые действия с объектом, то вводят посредник (промежуточный объект), с помощью которого и производят действия. При этом можно выполнить следующее:
· Использовать промежуточный объект, передающий или переносящий действие.
· На время присоединить к объекту другой (легкоудаляемый) объект.
Принцип "наоборот"
В случае, если сложно произвести необходимое действие с объектом, производят противоположное действие. При этом можно выполнить следующее:
· Вместо действия, которое диктуется условием задачи, выполнить обратное (противоположное) действие.
· Сделать движущуюся часть объекта или среды неподвижной, а неподвижную движущейся.
· Повернуть объект "вверх ногами", вывернуть его. Принцип "обратить вред в пользу"
В случае, если необходимо устранить вредное действие объекта (или процесса) постарайтесь обратить вред в пользу. При этом можно выполнить следующее:
· Использовать вредные факторы (в т.ч. вредное воздействие среды) для получения положительного эффекта.
· Устранить вредный фактор за счет сложения с другими вредными факторами.
· Усилить вредный фактор до такой степени, чтобы он перестал быть вредным.
Принцип копирования
В случае, если сложно (или невозможно) производить необходимые действия с объектом, используют его копию с которой (или над которой) производят нужное действие. При этом можно выполнить следующее:
· Вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии.
· Заменить объект его оптической копией (изображением). Использовать при этом изменение масштаба (увеличивать или уменьшать копии).
· Если используются оптические копии, перейти к копиям
инфракрасным или ультрафиолетовым.
Принцип согласования и рассогласования
В случае, если сложно произвести необходимые действия с объектом, его (или его параметры) согласовывают/рассогласовывают с окружающей средой. При этом можно выполнить следующее:
· Согласовать новый объект (или действия) с уже существующей системой (или действиями).
· Согласовать или рассогласовать действие с ожиданиями и стереотипами людей.
Воздействие на каналы восприятия
Если необходимо для каких-то целей воздействовать на "живой объект", то на него воздействуют по следующим каналам восприятия/воздействия:
· зрение;
· обоняние;
· вкусовые ощущения;
· звуковые воздействия;
· осязание, мышечные ощущения, чувство равновесия;
· температурные воздействия (тепло-холод);
· воздействие магнитными, электромагнитными Полями;
· другие, более "тонкие" способы воздействия, используемые, в основном, при воздействии на человека
Использование светового канала (зрение)
Для воздействия на живой объект применяют свет (вплоть до инфракрасного, ультрафиолетового освещения и использования привлекающей или устрашающей окраски).
Воздействие через обоняние
Для воздействия на живой объект используют запахи (приятные/неприятные).
Использование вкусовых ощущений
Для воздействия на живой объект используют пищу (вкусную или невкусную).
Использование звуковых воздействий
Для воздействия на живой объект используют акустический сигнал (воздействующий через слух, вплоть до инфразвука, ультразвука и/или тактильные ощущения — колебания, вибрация и пр.).
Использование температурных воздействий
Использование изменений температуры (тепло-холод).
Воздействие током, магнитными и электромагнитными полями
Для воздействия на живой объект используют электрические, магнитные и электромагнитные поля.
Изменение сигналов по каналам восприятия
Бывает, решая задачу, используешь разные каналы воздействия, а удовлетворяющего решения не находишь. Что делать тогда?
Правило 2: Если воздействие на живой объект по данному каналу восприятия не приносит нужного результата, то нужно воздействовать по другому каналу или по нескольким каналам одновременно.
Правило 3: Если параллельное воздействие по нескольким каналам одновременно не приносит результата, то изменяют сам сигнал, которым осуществляется воздействие. При этом изменяют характеристики сигнала:
· частоту сигнала (вплоть до согласования частоты сигнала с собственной частотой колебаний биологического объекта (или его органов);
· интенсивность сигнала, (плавное или дискретное), вплоть до сигналов "болевого порога"; ·
направленность сигнала (в т.ч., обеспечивая определенную структуру сигнала). Использование особенностей биообъектов
А если применение вышеперечисленных правил тоже не дает эффекта? Что делать? Применяют следующее правило:
Правило 4: Для получения нужного Вам результата воздействуйте на систему с учетом особенностей конкретного живого существа:
· воздействие с учетом рефлексов, привычек живых объектов, и подражания;
· использование разных стадий жизненного цикла; разности состояний живого объекта при смене день-ночь, при смене времен года; разности состояний в живом и неживом виде
Уровни творчества
Первый уровень творчества
Объект принципиально не изменяется, остается таким как есть. Изменению подвергаются вспомогательные элементы объекта, — например, скругляются кромки люка, устанавливается дополнительная крышка на бензопиле, изменяется форма рукоятки скребка и тому подобное. Для первого уровня творчества характерно, что задача и средства ее решения находятся в пределах одной узкой специальности. Как правило, решение не связано с устранением какого-либо явного противоречия. В общем объеме мирового патентного фонда находится примерно 32% технических решений, выполненных на первом уровне.
Второй уровень творчества
В объект вносятся мелкие изменения и дополнения, которые не меняют основной принцип действия, — например, дополнительный ударный механизм в мышеловке, установка второй спирали в лампе накаливания для повышения надежности ее работы, телефон снабжается магнитофоном, то есть, автоответчиком и тому подобное. Для второго уровня творчества характерно, что задача и средства ее решения находятся в пределах одной науки, то есть, если задача возникла в механике, то она и решается средствами, взятыми из механики. Как правило, такие решения связаны с устранением мелких противоречий на уровне вспомогательных, подсистемных элементов. В общем объеме мирового патентного фонда находится 45% технических решений, выполненных на втором уровне творчества. Примечание: Изобретения первого и второго уровней творчества, составляют 77% мирового патентного фонда. Они нужны, они совершенствуют технику, но принципиально ее не меняют. Это обычные конструкторские решения, но если они ранее не были известны, то признаются изобретениями. Творчество на первом и втором уровне доступно любому грамотному специалисту.
Третий уровень творчества
В основной объект вносятся значительные изменения и дополнения, направленные на максимальное развитие (модернизацию) существующего принципа действия. Например, изменяемая геометрия крыла самолета, воздушный винт с регулируемым шагом, система автоматического оттаивания холодильника, двигатель внутреннего сгорания с регулируемым объемом камеры сгорания и тому подобные. Для третьего уровня творчества характерно, что задача и средства ее решения находятся в пределах разных наук, но смежных между собой, то есть, если задача возникла в механике, то средства для ее решения берутся, например, из гидравлики, теплотехники, и тому подобных. Как правило, решения третьего уровня связаны с устранением противоречий, возникших на уровне системных элементов. В общем объеме мирового патентного фонда находится 19% технических решений, выполненных на третьем уровне творчества.
Четвертый уровень творчества
В основной объект вносятся изменения, полностью меняющие принцип его действия. Например, суда на подводных крыльях, высокочастотная печь для приготовления пищи, ультразвуковая стиральная машина и тому подобные. Для четвертого уровня творчества характерно, что задача и средства ее решения находятся в пределах разных и не смежных между собой наук. То есть, если задача возникла в механике, то средства для ее решения могут быть взяты, например, из химии, биологии, оптики и тому подобных. Как правило, такие решения связаны с устранением противоречий, возникших на уровне надсистемных элементов. Например, оптоволоконный кабель связи. В нем изменен принцип действия — вместо электрического тока применен световой поток. Задача, лежащая в области электросвязи, решена средствами, взятыми из оптики. Разрешено надсистемное противоречие — кабелей между городами, или иными точками связи, должно быть много, чтобы пропустить многие тысячи и миллионы сигналов связи и должно быть мало, чтобы не усложнять, и так предельно сложную, систему кабельной связи. В общем объеме мирового патентного фонда находится 3,7% технических решений, выполненных на четвертом уровне творчества.
Пятый уровень творчества
Создается не существующий ранее объект с новым, ранее неизвестным, принципом действия. Например, паровой двигатель, самолет, радио, лазер и тому подобные. Эти изобретения называют пионерными, так как они сами порождают новую науку, например, теплотехнику, аэродинамику, радиотехнику, квантовую оптику и т. д. Творчество на пятом уровне предоставляет человечеству новые, неизвестные ему ранее, возможности. Пятый уровень — это удел избранных. В патентном мировом фонде изобретений, выполненных на пятом уровне творчества, содержится всего 0,3%, но они являются основой цивилизации. Однако, для широкого внедрения этих изобретений в производство нужны многие годы, чтобы провести научно-исследовательские, конструкторские, технологические и иные работы с решением сотен и тысяч других задач, требующих использования всех остальных уровней творчества.
Законы развития технических систем
Законы развития технических систем можно разделить на группы: "статику", "кинематику" и "динамику".
"Статика" — законы, которые определяют начало жизни технических систем. Любая техническая система, возникающая в результате синтеза в единое целое отдельных частей, дает жизнеспособную систему. Существуют, по крайней мере, три закона, выполнение которых необходимо для того, чтобы система оказалась жизнеспособной.
СТАТИКА
Закон 1: Закон полноты частей системыНеобходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является наличие и минимальная работоспособность основных частей системы
Следствие: Чтобы техническая система была управляемой, необходимо, чтобы хотя бы одна ее часть была управляемой. "Быть управляемой" — значит менять свойства так, как это надо тому, кто управляет.
Закон 2: Закон "энергетической проводимости" системыНеобходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы.
Следствие: Чтобы часть технической системы была управляемой, необходимо обеспечить энергетическую проводимость между частью и органами управления.
Закон 3: Закон согласования ритмики частей системыНеобходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является согласование ритмики (частоты колебаний, периодичности) всех частей системы.
КИНЕМАТИКА
Закон 4: Закон увеличения степени идеальности системы
Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности
Закон 5: Закон неравномерности развития частей системыРазвитие частей системы идет неравномерно; чем сложнее система, тем не равномернее развитие ее частей.
Закон 6: Закон перехода в надсистемуИсчерпав возможности развития, система включается в надсистему в качестве одной из частей; при этом дальнейшее развитие идет на уровне надсистемы.
ДИНАМИКА
Закон 7: Закон перехода с макроуровня на микроуровень
Развитие рабочих органов системы идет сначала на макро-, а затем на микроуровне.
Закон 8: Закон увеличения степени вепольности
Развитие технических систем идет в направлении увеличения степени вепольности.
«Прием обращения»
Первый такой ход — прием обращения. Допустим, вы столкнулись с загадкой природы: происходит некое непонятное явление, вы хотите его объяснить. И в голову простого смертного, и в голову Мастера приходят вопросы: "почему", "как это происходит", "возможно ли это". Но, в отличие от простого смертного, Мастер вскоре ставит вопрос по-другому: "как сделать, чтобы непонятное явление произошло?". К примеру, Эйнштейн спрашивал себя: "какими способами Природа могла бы добиться, чтобы ЭТО произошло?".
5. Проанализируйте решения
Найденные решения желательно оценить с позиций идеальности. При этом можно задавать себе вопросы:
Насколько сложно и дорого осуществить решение?
Задействованы ли ресуры системы?
Появились ли нежелательные эффекты при внедрении полученного решения?