Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ)

Телегин П.В.,

обучающийся гр. МХПбп-16 ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет» Тобольский индустриальный институт (филиал)

г. Тобольск, Россия

Аннотация

Данная статья посвящена механизмам развития технических систем и методам решения изобретательских задач. Эта проблема актуальна, так как человечество постоянно что-то изобретает и благодаря ТРИЗ можно научиться делать это более успешно, и направленно. Здесь будет описано, откуда берёт своё начало ТРИЗ, дальнейшее её развитие и применение в различных сферах. Также даны определения для большего ознакомления с темой. Приведены примеры с задачами и их решениями.

Ключевые слова: ТРИЗ, изобретать, задача, метод, решение, проблема

Annotation

This article is devoted to the mechanisms of development of technical systems and methods for solving inventive problems. This problem is urgent, as mankind constantly invent something and thanks to TRIZ it is possible to learn to do it more successfully, and it is directed. Here it will be described where the TRIZ originates, its further development and application in various spheres. Also, definitions are given for more familiarization with the topic. Examples are given with problems and their solutions.

Key words: TRIZ, invent, task, method, solution, problem

ТРИЗ берёт своё начало в середине 20 века. Советский изобретатель Г. С. Альтшуллер за период своей работы исследовал десятки тысяч авторских свидетельств и патентов, систематизировал решения по 5 уровням изобретательности и вывел около 40 стандартных приёмов, применяемыми изобретателями. В совокупности с алгоритмом решения изобретательских задач (АРИЗ), это стало основой ТРИЗ.

Г. С. Альтшуллер вместе со своими коллегами в 1946 году начал работу над созданием ТРИЗ. И через 10 лет появилась первая публикация, рассказывающая, что эта совокупность методов основана на идее о том, что, создание чего-то нового зависит от изменения техники, улучшающейся по строгим правилам и законам и что появление новых возможностей труда должно зависеть от объективных закономерностей.

Создание ТРИЗ было вызвано потребностью форсировать изобретательский процесс, исключив из него элементы случайности: неожиданное и непредвиденное озарение, случайный перебор и отсеивание вариантов, зависимость от эмоций и т.д. Помимо этого, задачей ТРИЗ является усовершенствование качества и продвижение уровня изобретений за счёт отсутствия психологических параметров и повышенного творческого воображения. задача триз изобретательский

Изначально «методика изобретательства» демонстрировалась в виде набора правил типа «решить задачу -- значит найти и преодолеть техническое противоречие»

Впоследствии Альтшуллер продолжил развитие ТРИЗ и восполнил его теорией развития технических систем (ТРТС), ясным образом сформулировав основные законы продвижения технических систем. За 60 лет прогресса, благодаря трудам Альтшуллера, его учеников и сторонников, база знаний ТРИЗ-ТРТС постоянно обновлялась новыми методами и физическими явлениями, а АРИЗ получил несколько усовершенствований. Общая же теория была наделена опытом внедрения изобретений, сосредоточенном в его жизненной тактики творческой личности (ЖСТЛ). Впоследствии данной теории было дано наименование общей теории сильного мышления (ОТСМ).

Определения

Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) -- ступенчатая программа по нахождению и разрешению противоречий, то есть решению изобретательских задач (около 85 ступеней).

Изобретательская ситуация - Когда технический вопрос встречается с изобретателем впервые, он обычно сформулирован размыто и не содержит в себе указаний на пути решения.Главный его недочёт в том, что перед инженером оказывается большое количество путей и тактик решения. Перебирать их все долго и дорого, а выбор путей наудачу ведёт за собой к малоэффективный метод проб и ошибок.

Идеальный конечный результат (ИКР) - решение задачи -- такое, которое достигается без какой-либо помощи, только за счёт уже имеющихся возможностей. На практике идеальный конечный результат в редких случаях достигает конца, однако он служит ориентиром для изобретательской идеи. Чем ближе решение к ИКР, тем оно лучше.

Административное противоречие: «надо улучшить систему, но я не имею понятия как этого достичь» Это противоречие является самым слабым и может быть снято либо изучением дополнительных материалов, либо принятием административных решений.

Техническое противоречие: «Когда улучшается одна часть системы, есть вероятность ухудшения другой части системы». Техническое противоречие -- это и есть постановка избирательской задачи.

Технологический эффект -- это переход одних технологических воздействий в другие. Могут запрашивать привлечения других эффектов -- физических, химических и т. п.

Физический эффект - Известны тысячи физических эффектов. В различных областях техники могут применяться разные группы физических эффектов, но есть и общеупотребительные. Их около 300--500.

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

Биологические эффекты -- это эффекты, производимые организмами. Применение биологических эффектов в технике даёт возможность не только расширить пределы технических систем, но и получать выводы, не нанося вреда природе. С помощью биологических эффектов можно выполнять различные операции: обнаружение, преобразование, генерирование, поглощение вещества и поля и другие операции.

Геометрические эффекты -- это использование геометрических форм для различных технологических преобразований. Широко известно применение треугольника, например, использование клина или скользящих друг по другу двух треугольников.

Вещественно-полевые ресурсы (ВПР) -- это ресурсы, которые можно использовать при решении задач или развитии системы. Использование ресурсов увеличивает идеальность системы.

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

Использование

ТРИЗ имеет широкое применение в автомобильных, аэро-космических, высокотехнологических и в крупных промышленных компаниях, помимо этого, система активно применяется в IT, особенно используются такие инструменты ТРИЗ, как "устранение технических противоречий", понятие "идеальной системы" и "идеальной программы". ТРИЗ так же применяется в гуманитарных науках и в бизнесе, в силу того, что основа методики ТРИЗ универсальна для любых творческих задач.

Примеры решения задач

Марсоход

Условие. Во время научной экспедиции на Марс, космический корабль произвёл посадку в долине. Астронавты снарядили марсоход для лучшего изучения планеты, но как только покинули корабль, столкнулись с проблемой. Дело в том, что по поверхности было сложно передвигаться - этому мешали многочисленные холмы, ямы, большие камни. На первом же склоне колёсный вездеход с надувными шинами перевернулся на бок. С этой проблемой астронавты справились - они прицепили снизу груз, что усилило устойчивость машины, но стало причиной новой проблемы - груз задевал неровности, что усложняло движение. Итак, что нужно сделать, чтобы повысить проходимость марсохода? При этом у космонавтов нет возможности изменять его конструкцию.

Предполагаемое решение

Решение. Техническое противоречие сформулировано в условии задачи. Идеальный конечный результат - достичь абсолютной проходимости. При этом космонавты действуют в условиях Марса, у них нет возможности изменять конструкцию марсохода. Исходя из этого, ресурсом выступает груз. Не стоит также забывать и о законах развития технических систем, и следить за тем, чтобы изменение одной части не влияло на функционирование других элементов. Памятуя об этом, становится очевидным, что поднять груз в кабину или на крышу невозможно, так как произойдёт смещение центра тяжести и проблему решить не удастся. Спустить воздух из шин также нельзя - устойчивость немного повысится, но пострадает проходимость, усилится тряска.

Чтобы понять, как поступить с грузом, и получить сильное решение, нужно вспомнить, как мы обычно поступаем в условиях нехватки места? Стараемся разместить всё максимально компактно: объединить, сложить одно в другое. В ТРИЗ такой приём получил название «матрёшка». С её помощью задача про марсоход легко решаема: груз (металлические шарики, тяжёлая жидкость) нужно поместить внутрь шин. Этот способ имеет применение на практике, его предложил использовать японский изобретатель П. Шохо, для повышения устойчивости и проходимости кранов и погрузчиков.

Вода в трубе

Условие. Достаточно простая и известная задача. Есть металлическая труба, проложенная под землёй, по которой течёт вода. Для устранения неполадок в работе системы, часть трубы раскопали и столкнулись с необходимостью определить, в какую сторону движется вода. Попытки выяснить это путём простукивания, на слух, завершились неудачей. Вопрос: как понять в какую сторону течёт вода в трубе? Нарушать герметичность трубы (сверлить, резать) нельзя.

Предполагаемое решение

Решение. Эта задача решается очень просто. ТРИЗ предусматривает не только строгий алгоритм решения, но и чёткую проработку условий задания. Г. С. Альтшуллер всегда советовал перед началом работы попробовать сформулировать условия задачи другими словами. В нашем случае есть труба и вода, которая по ней движется. Воздействовать на трубу нельзя, значит нужно воздействовать на воду. Отсюда самое простое решение - нагреть трубу в одном месте, и по тому в какую сторону будет течь подогретая жидкость, нагревая и трубу, определить направление.

Безопасный бассейн

Условие. Это скорее не задача, а упражнение на способность находить эффективные творческие решения. Цель - предложить максимально безопасный бассейн для людей, которые не умеют плавать.

Предполагаемое решение

Решение. Используя метод системного анализа, можно найти ряд приемлемых решений, поскольку условия задачи не ограничивают нас в выборе средств. Так, можно построить бассейн уникальной конструкции (с небольшой глубиной, верёвочными ограждениями для каждой дорожки, выталкивающими фонтанами). Также можно снабжать пловцов вспомогательными плавсредствами, к примеру, спасательными жилетами. С точки зрения идеальности наиболее удачным вариантом можно считать предложение наполнить бассейн раствором концентрированной поваренной соли. В нём тело будет выталкиваться на поверхность без дополнительных усилий. Кстати, на эту тему существует загадка: «В каком море невозможно утонуть?». Поскольку физическую составляющую необходимого условия вы уже знаете, в качестве дополнения к упражнению подумайте над географической.

Лекарства для космонавтов

Условие. Не многим известно, что «морской болезнью» страдают не только моряки и путешествующие по морю, но и космонавты. Лекарства от данного недуга существуют, но есть оговорки по его применению в условиях космоса. Так, малые дозы нужно принимать часто, что неудобно, а большие - вредно. Как решить эту проблему?

Предполагаемое решение

Решение. Противоречие заключается в необходимости подачи в организм нужного количества лекарства без постоянного отвлечения на этот процесс космонавта. Для его решения был применён метод маленьких человечков. Лекарство представили как толпу людей, желающих попасть в нужное место. Очевидно, что для совершенствования этого процесса нужна определённая организация - очередь, постепенное продвижение. Эту идею реализовали в препарате, придя к выводу, что он должен усваиваться по частям, а не сразу. По этому принципу и были изобретены таблетки со скополамином, помогающие космонавтам справиться с «морской болезнью». Они имеют форму плоского диска, который, как пластырь, крепится за ухом. При этом активное вещество вследствие диффузии нормировано попадает в организм.

Литература

1)https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F_

%D1%80%D0%B5%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D0%B8%D0%B7

%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B5%D1%82%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%

D1%8C%D1%81%D0%BA%D0%B8%D1%85_%D0%B7%D0%B0%D0%B4%D0%B0% D1%87

2) http://www.altshuller.ru/

3) Саламатов Ю.П. Как стать изобретателем: 50 часов творчества. -- М: Просвещение, 1990. -- 240 с. -- 100 000 экз. -- ISBN 5-09-001061-7.

Размещено на Allbest.ru