Надсистема и подсистема автомобиля
Надсистема и подсистема автомобиля
© Владимир Петров, 2020
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Это учебник талантливого мышления, которое также называют творческое, сильное, изобретательское мышление.
Талантливое мышление состоит из следующих составляющих:
– мышление через противоречия;
– мышление с использованием ресурсов;
– мышление с использованием моделей:
– развитие творческого воображения.
Данная книга описывает все составляющие этого мышления. Основное внимание уделено отработке навыков талантливого мышления.
Книга рассчитана на широкий круг читателей от детей до взрослых разных специальностей (бизнесменов, политиков, менеджеров, проектировщиков, преподавателей ТРИЗ и т. п). Она будет полезна тем, кто хочет быстро получать новые идеи и иметь развитое талантливое мышление.
Я премного благодарен Генриху Альтшуллеру, автору теории решения изобретательских задач – ТРИЗ, моему учителю, коллеге и другу, за то, что он создал эту увлекательную теорию. Признателен ему за незабываемое время, проведенное вместе с ним, и за то, что он изменил мою жизнь, сделал ее разнообразнее и интереснее. Некоторые из материалов этой книги обсуждались с Генрихом Альтшуллером.
Данный учебник содержит введение, 7 глав, заключение и приложение.
Введение описывает предназначение и структуру книги.
Глава 1 описывает качества и способы развития талантливого мышления.
Глава 2 посвящена системному мышлению.
Глава 3 рассматривает две составляющие эволюционного мышления:
– выявление закономерностей развития;
– использование законов развития систем.
Глава 4 описывает мышление через противоречия, которое главным образом использует логику решения нестандартных задач.
Глава 5 посвящена отработке навыков применения ресурсов.
Глава 6 представляет методы моделирования и их использования для решения задач.
Глава 7 учит комплексному использованию всех составляющих изобретательского мышления.
В заключении приведены рекомендации по отработке навыков изобретательского мышления.
В приложениях представлен авторский разбор задач.
Учебник написан в последовательности, в которой рекомендуется осваивать его.
Теоретическая часть иллюстрируется большим количеством примеров, задач и графического материала (около 200 примеров и задач и около 80 иллюстраций). В конце каждой главы приводятся задания для самостоятельной работы.
Книга предназначена для широкой публики. Она также может быть полезна бизнесменам, студентам, аспирантам, преподавателям университетов, инженерам, изобретателям, ученым и людям, решающим творческие задачи, и занимающимся ТРИЗ со старшими школьниками.
Желаю успехов, ДОРОГОЙ ЧИТАТЕЛЬ!
Глава 1. Понятие о талантливом мышление
Всегда старайся сначала подумать, а потом лучше промолчи.
Мысль нуждается в упорядочении.
Думать – вот самая тяжелая работа, и поэтому мало кто за нее берется.
Надо развивать ум, читая много, а не многих авторов.
Разум есть способность, дающая нам принципы априорного знания.
1.1. Качества талантливого мышления
Это мышление также называют Сильное, Творческое, Изобретательское или ТРИЗное мышление.
Оно включает составляющие:
1. Системное мышление;
2. Эволюционное мышление;
3. Мышление через противоречия;
4. Мышление через ресурсы (ресурсное мышление);
5. Мышление по моделям;
6. Развитие творческого воображения (РТВ).
Под системным мышлением автор понимает умение видеть составные части системы, ее элементы, иерархию системы, взаимовлияние элементов системы, системы с надсистемой и окружающей средой, учет изменений во времени и по условию, историческое развитие, цепочку по постановке цели, выявления потребностей, построение функциональной модели, дерева принципов действия, системный уровень. Системное мышление рассмотрено в главе 2.
Эволюционное мышление (глава 3) имеет две составляющие:
а) Выявление закономерностей развития (трендов) в любых явлениях, например, как это делается в тестах на логику или IQ (например, последовательность: треугольник, квадрат, пятиугольник… что дальше?).
б) Использование законов развития систем для развития конкретной системы.
Мышление через противоречия – предусматривает выявление и разрешение противоречий (глава 4).
Ресурсное мышление – это умение выявлять и использовать ресурсы (глава 5).
Моделирование (глава 6) – это умение решать задачи с помощью моделирования. Часто используется мыслительное моделирование. В ТРИЗ моделирование осуществляется с помощью веполей, маленьких человечков, компонентно-структурное и функциональное моделирование. Помимо различных методов мыслительного моделирования желательно выполнять простейшие модели из картона, пластилина и т. д. Желательно использовать различные виды математического и компьютерного моделирования.
РТВ нацелено на управление психологической инерцией. Для развития творческого воображения используются все известные в ТРИЗ приемы и методы, применяя которых в отдельности или комплексно поможет значительно расширить творческое воображение человека. В данной книге не будут изложены материалы РТВ. Они подробно описаны в [2] и [13].
1.2. Способы развития талантливого мышления
Талантливое мышление развивается с помощью постоянного применения каждого из описанных видов.
Системное мышление развивается использованием системного подхода (глава 2):
– умения видеть иерархию систем;
– взаимосвязи и взаимовлияния отдельных частей системы на систему, системы на надсистему и окружающую среду, обратное взаимодействие;
– учет любых изменений во времени и по условию, вызванных влиянием и взаимовлиянием;
– выявление и прогнозирование потребностей;
– построение функциональной модели;
– выявление принципа действия системы;
– построение структурной и потоковой модели;
– определение работоспособности и конкурентоспособности системы.
Эволюционное мышление развивается выявлением закономерностей в различных явлениях, системах, процессах, последовательностях и использованием законов развития систем (глава 3) для прогнозированная развития этих систем.
Надсистема и подсистема автомобиля
© Владимир Петров, 2020
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Это учебник талантливого мышления, которое также называют творческое, сильное, изобретательское мышление.
Талантливое мышление состоит из следующих составляющих:
– мышление через противоречия;
– мышление с использованием ресурсов;
– мышление с использованием моделей:
– развитие творческого воображения.
Данная книга описывает все составляющие этого мышления. Основное внимание уделено отработке навыков талантливого мышления.
Книга рассчитана на широкий круг читателей от детей до взрослых разных специальностей (бизнесменов, политиков, менеджеров, проектировщиков, преподавателей ТРИЗ и т. п). Она будет полезна тем, кто хочет быстро получать новые идеи и иметь развитое талантливое мышление.
Я премного благодарен Генриху Альтшуллеру, автору теории решения изобретательских задач – ТРИЗ, моему учителю, коллеге и другу, за то, что он создал эту увлекательную теорию. Признателен ему за незабываемое время, проведенное вместе с ним, и за то, что он изменил мою жизнь, сделал ее разнообразнее и интереснее. Некоторые из материалов этой книги обсуждались с Генрихом Альтшуллером.
Данный учебник содержит введение, 7 глав, заключение и приложение.
Введение описывает предназначение и структуру книги.
Глава 1 описывает качества и способы развития талантливого мышления.
Глава 2 посвящена системному мышлению.
Глава 3 рассматривает две составляющие эволюционного мышления:
– выявление закономерностей развития;
– использование законов развития систем.
Глава 4 описывает мышление через противоречия, которое главным образом использует логику решения нестандартных задач.
Глава 5 посвящена отработке навыков применения ресурсов.
Глава 6 представляет методы моделирования и их использования для решения задач.
Глава 7 учит комплексному использованию всех составляющих изобретательского мышления.
В заключении приведены рекомендации по отработке навыков изобретательского мышления.
В приложениях представлен авторский разбор задач.
Учебник написан в последовательности, в которой рекомендуется осваивать его.
Теоретическая часть иллюстрируется большим количеством примеров, задач и графического материала (около 200 примеров и задач и около 80 иллюстраций). В конце каждой главы приводятся задания для самостоятельной работы.
Книга предназначена для широкой публики. Она также может быть полезна бизнесменам, студентам, аспирантам, преподавателям университетов, инженерам, изобретателям, ученым и людям, решающим творческие задачи, и занимающимся ТРИЗ со старшими школьниками.
Желаю успехов, ДОРОГОЙ ЧИТАТЕЛЬ!
Глава 1. Понятие о талантливом мышление
Всегда старайся сначала подумать, а потом лучше промолчи.
Мысль нуждается в упорядочении.
Думать – вот самая тяжелая работа, и поэтому мало кто за нее берется.
Надо развивать ум, читая много, а не многих авторов.
Разум есть способность, дающая нам принципы априорного знания.
1.1. Качества талантливого мышления
Это мышление также называют Сильное, Творческое, Изобретательское или ТРИЗное мышление.
Оно включает составляющие:
1. Системное мышление;
2. Эволюционное мышление;
3. Мышление через противоречия;
4. Мышление через ресурсы (ресурсное мышление);
5. Мышление по моделям;
6. Развитие творческого воображения (РТВ).
Под системным мышлением автор понимает умение видеть составные части системы, ее элементы, иерархию системы, взаимовлияние элементов системы, системы с надсистемой и окружающей средой, учет изменений во времени и по условию, историческое развитие, цепочку по постановке цели, выявления потребностей, построение функциональной модели, дерева принципов действия, системный уровень. Системное мышление рассмотрено в главе 2.
Эволюционное мышление (глава 3) имеет две составляющие:
а) Выявление закономерностей развития (трендов) в любых явлениях, например, как это делается в тестах на логику или IQ (например, последовательность: треугольник, квадрат, пятиугольник… что дальше?).
б) Использование законов развития систем для развития конкретной системы.
Мышление через противоречия – предусматривает выявление и разрешение противоречий (глава 4).
Ресурсное мышление – это умение выявлять и использовать ресурсы (глава 5).
Моделирование (глава 6) – это умение решать задачи с помощью моделирования. Часто используется мыслительное моделирование. В ТРИЗ моделирование осуществляется с помощью веполей, маленьких человечков, компонентно-структурное и функциональное моделирование. Помимо различных методов мыслительного моделирования желательно выполнять простейшие модели из картона, пластилина и т. д. Желательно использовать различные виды математического и компьютерного моделирования.
РТВ нацелено на управление психологической инерцией. Для развития творческого воображения используются все известные в ТРИЗ приемы и методы, применяя которых в отдельности или комплексно поможет значительно расширить творческое воображение человека. В данной книге не будут изложены материалы РТВ. Они подробно описаны в [2] и [13].
1.2. Способы развития талантливого мышления
Талантливое мышление развивается с помощью постоянного применения каждого из описанных видов.
Системное мышление развивается использованием системного подхода (глава 2):
– умения видеть иерархию систем;
– взаимосвязи и взаимовлияния отдельных частей системы на систему, системы на надсистему и окружающую среду, обратное взаимодействие;
– учет любых изменений во времени и по условию, вызванных влиянием и взаимовлиянием;
– выявление и прогнозирование потребностей;
– построение функциональной модели;
– выявление принципа действия системы;
– построение структурной и потоковой модели;
– определение работоспособности и конкурентоспособности системы.
Эволюционное мышление развивается выявлением закономерностей в различных явлениях, системах, процессах, последовательностях и использованием законов развития систем (глава 3) для прогнозированная развития этих систем.
Методы, основанные на системной подходе и выявлении противоречий в системе
Страницы работы
Содержание работы
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»
Факультет компьютерных технологий
по курсу «Развитие творческого воображения»
Студент группы 4ВС-1 Лоушкин А.В.
Преподаватель Бердоносов В.Д.
Тема: Методы, основанные на системной подходе и выявлении противоречий в системе
Цель работы: Изучить методы, основанные на системной подходе и выявлении противоречий в системе
Задание: 1 Рассмотреть по системному оператору системы автомобиль
2 Предложить решение для следующих задач
2.1 Для очистки труб большого диаметра в нее запускают обломки кирпичей. Но иногда, особенно на поворотах трубы, крупные обломки кирпичей образуют пробки. Как быть? Кирпичи должны быть крупными, чтобы хорошо чистить трубу, и не должны быть крупными, чтобы не образовывать пробку
2.2 Поршень двигателя внутреннего сгорания при рабочем ходе, взаимодействуя с шатуном, усиленно прижимается к одной стороне цилиндра. В результате происходит односторонний неравномерный по окружности износ цилиндра и самого поршня. Устраните этот недостаток, используя имеющиеся вещественно-полевые ресурсы
Выполнение задания 1
Система «автомобиль» обладает свойством передвижения по поверхности земли, которым не обладает ни один элемент, взятый в отдельности – не может передвигаться мотор, бензобак, колесо.
Выделим подсистемы и надсистемы автомобиля: в подсистемы входят двигатель, коробка скоростей, рулевое управление, топливная система, тормозная система, сигнальная система и т.д.; в надсистемы автомобиля входят водитель, пешеход, инспектор ГИБДД, автомагистрали и т.д.
Будем последовательно изменять подсистемы и надсистемы автомобиля, выявляя новые качества.
Удалим из исходной системы двигатель, коробку скоростей, систему подачи топлива – получим четырехколесный велосипед. Поменяем двигатель внутреннего сгорания на электрический и заменим систему подачи топлива на водородные элементы – получим электромобиль, не выделяющий при своей работе ничего, кроме паров воды.
Заменим биологическую надсистему водитель на электронную. Получим автомобиль с автоматическим управлением. Существуют машины с круизконтролем, системой, которая сама регулирует скорость движения автомобиля на автомагистрали. Автомагистрали входят в надсистему автомобиль. Пусть автомагистрали стали находится в плохом состоянии. Существует специальный класс автомобилей – внедорожники, способные передвигаться вне автомагистралей или дорог с твердым покрытием.
Рассмотрим антисистему. Антиавтомобиль – устройство, для удержания объекта на одном месте. Это может быть цепь, капкан, кандалы.
Примеры состояния системы, подсистемы и надсистемы в прошлом, настоящем и будущем приведены в табл. 1.
Текст книги «Теория решения изобретательских задач»
Автор книги: Александр Кудрявцев
Жанр: Учебная литература, Детские книги
Текущая страница: 2 (всего у книги 6 страниц) [доступный отрывок для чтения: 2 страниц]
3. Подсистемы и надсистемы, системный подход
Подсистемы
Как правило, ТС рассматривается не абстрактно, а в контексте какой-либо задачи.
Например, необходимо удешевить автомобильное колесо, не ухудшая его потребительских качеств. Колесо автомобиля, как и любая ТС, имеет части. Можно выделить эти части и представить колесо в виде структурной схемы (рис. 7):
Рис. 7. Структурная схема колеса
При этом не забудем, что части колеса тоже могут рассматриваться как технические системы и детализация схемы может продолжаться настолько глубоко, насколько это необходимо для решения конкретной задачи.
Структурная схема – это схема, показывающая связи между подсистемами ТС.
Любые части (элементы) ТС в ТРИЗ называются подсистемами. Зачем нужно «вычислять» подсистемы, делать структурную схему? Дело в том, что все свойства ТС определяются её подсистемами и взаимодействием между ними. Структурная схема позволяет тщательно разобраться в устройстве и свойствах ТС, найти неиспользованные резервы совершенствования, ресурсы развития ТС.
Подсистема – часть ТС, имеющая значение для решения задачи. Элемент – подсистема ТС, условно считающаяся неделимой в рамках конкретной задачи.
Надсистемы
В то же время каждая ТС является частью какой-то бóльшей системы. Эта бóльшая система, в которую рассматриваемая ТС входит в качестве подсистемы, в ТРИЗ называется надсистемой.
Так, кухонная плита является подсистемой кухни, а сама кухня – подсистемой квартиры. Кухня – надсистема для плиты. Квартира – надсистема для кухни.
Для каждой ТС можно найти много надсистем. Выбор надсистемы зависит от задачи, в рамках которой рассматривается система. Если решается задача о продаже кухонных плит, то в качестве одной из надсистем логично рассматривать торговый зал магазина, в котором их продают.
А что следует выбрать в качестве надсистем для вышеупомянутого автомобильного колеса в контексте задачи по его удешевлению? Это системы производства колёс и составляющих материалов. Если рассматривать не только удешевление производства колеса, а снижение его стоимости для потребителя, то в качестве надсистем следует также рассматривать и склады для хранения колёс, систему перевозок и рынок их сбыта, системы ремонта и утилизации.
Надсистема – система, в которую рассматриваемая ТС входит как часть.
Системный подход
Системный подход предполагает выявление совокупности подсистем и надсистем рассматриваемой ТС и учёт их взаимодействия в разных условиях и на разных этапах существования ТС.
Так, проектируя автомобиль, необходимо рассмотреть его функционирование в разных надсистемах. Это дорога (с учётом разного вида дорог, разного их состояния, разной скорости автомобиля и режимов его работы), ремонтная мастерская, гараж, город и общество в целом с его проблемами (например, угон автомобилей). Водителя с пассажирами и грузом также можно рассматривать в единой надсистеме с автомобилем. Способ открывания дверей влияет на возможности парковки. Регулировка положения руля обеспечивает комфорт водителям разного роста. Имеют специфику и разные этапы жизни автомобиля: проектирование, производство подсистем, сборка, испытание, функционирование, обслуживание и ремонт, утилизация.
Всё связано со всем… Системность подхода выступает как синоним полноты, всесторонности.
Системный подход помогает найти:
1) Проблемы, связанные с несовершенством тех или иных подсистем или надсистем рассматриваемой ТС, случаи рассогласования взаимодействия подсистем ТС между собой или ТС и её надсистем.
Колесо автомобиля хорошо выполняет функции на сухом асфальте. Но если на высокой скорости колесо попадёт на мокрую поверхность, может начаться скольжение, и управляемость автомобиля резко снизится.
2) Ресурсы для решения найденных проблем.
В старые времена случилась такая история [7]: корабль потерял управление и много дней блуждал по морю, пока не встретился с другим судном. С мачты потерявшего курс корабля был подан сигнал «Мы умираем от жажды!». Тотчас со встречного корабля ответили: «Опустите ведро за борт». И снова бедствующий корабль повторяет свой сигнал и получает тот же ответ. Тогда капитан внял совету и приказал опустить ведро. Когда его подняли, оно было наполнено прес ной водой. Оказалось, в этом месте воду опреснял сток реки Амазонки, чьё влияние сказывается на расстоянии до 300 морских миль от устья.
С позиций ТРИЗ эта история рассказывает, как ресурс для решения задачи был найден в ближайшей надсистеме и как люди не смогли без подсказки самостоятельно найти этот ресурс из-за его неочевидности.
Так же бывает и с реальными задачами – их решают, найдя необходимый ресурс в ближайшей надсистеме. Но самые красивые решения получаются, когда удаётся найти неочевидный ресурс внутри самой проблемной системы, среди её подсистем.
Как сделать, чтобы пары бензина в бензобаке не взрывались при попадании пули? Для этого нужно заполнить свободный объём в баке негорючим газом – углекислым или азотом. Но баллоны с газом уменьшат свободное пространство и полезную нагрузку. Хорошее решение нашли, когда догадались заполнять свободный от горючего объём бака охлаждёнными выхлопными газами двигателей самого самолёта, то есть практически той же смесью углекислого газа и азота, не поддерживающей горение.
1. Существует ли чёткая методика деления ТС на подсистемы?
– Технические системы делят на части относительно произ вольно. Иногда достаточно поверхностного деления, которое потом несколько раз уточняют в зависимости от цели задачи.
2. Всегда ли ресурсы, нужные для решения задачи, можно отыскать внутри ТС (среди её подсистем) или в ближайших надсистемах?
– Нет. Если внутренние или ближайшие ресурсы не обнаруживаются, то для решения привлекают внешние ресурсы.
1. Перечислите подсистемы крепёжного устройства «винт с гайкой».
2. Перечислите основные подсистемы самолёта. Составьте его структурную схему.
3. Перечислите надсистемы самолёта в различные периоды его жизненного цикла: разработка нового самолёта, испытания, хранение, взлёт, полёт и посадка.
4. Изобретательская ситуация и изобретательская задача
Откуда берутся изобретательские задачи? Существуют ли они в окружающем мире? Как их увидеть, осознать, сделать явными? Ответы на эти вопросы очень важно знать тем, кто хочет заниматься изобретательством.
Ситуация
Нейтральное описание происходящего определим как описание ситуации. Описать ситуацию – значит передать информацию о фрагменте действительности, указав на важные или интересные её объекты или процессы и их взаимодействия. Описание может быть подробным или фрагментарным, сжатым, кратким. Важно то, что в нём отсутствует проблемность. Ситуация – это описание фрагмента действительности.
• В комнате стоит шкаф. В нём хранятся вещи.
• Постукивая на стыках рельс, движется поезд, перевозящий пассажиров.
• При резком торможении автомобиля в его кузове произошло перемещение перевозимых грузов.
Изобретательская ситуация
Если в описании присутствует проблемность, то есть можно выявить нежелательные особенности, недостатки, то получаем изобретательскую ситуацию. В изобретательской ситуации (ИС) фиксируется не только описание важного фрагмента действительности, но и критическое отношение к нему. В ситуации выявляются нежелательные эффекты (НЭ), то есть вредные явления, ухудшающие важные потребительские качества рассматриваемой ТС. Указание на НЭ позволяет задать цели дальнейшего совершенствования описанных в ситуации объектов или процессов.
Изобретательская ситуация – это ситуация с выделенными в ней недостатками (нежелательными эффектами).
Нежелательный эффект – вредное явление, ухудшающее какое-либо потребительское качество системы.
Примеры изобретательских ситуаций
• В комнате стоит шкаф. В нём хранятся вещи. Из-за плотного размещения поиск нужной вещи внутри шкафа затруднён.
• Постукивая на стыках рельс, движется поезд, перевозящий пассажиров. Шум колёс и вибрация вагонов мешают пассажирам.
• При резком торможении автомобиля в его кузове произошло перемещение перевозимых грузов. Это перемещение привело к смещению центра тяжести автомобиля, а также к повреждению наружной оболочки грузов.
Изобретательская ситуация возникает при предъявлении к объектам или процессам требований, которые на данный момент не могут быть выполнены. Пока таких требований нет, нет и ИС. Меняя требования к происходящему в описанной ситуации, можно обнаруживать в ней различные нежелательные эффекты. Их выявление позволяет получать различные ИС. Например, для одной из рассмотренных выше ситуаций (в комнате стоит шкаф, в нём хранятся вещи) могут быть заданы различные НЭ:
• Затруднён поиск нужной вещи внутри шкафа.
• Шкаф занимает много места.
• Дверцы шкафа скрипят.
• При открывании шкафа внутрь попадает воздух, который несёт с собой пыль, загрязняющую хранимые вещи.
• Вещи, висящие в шкафу, мнутся при контакте друг с другом.
Изобретательская задача
Для получения изобретательской задачи (ИЗ) достаточно объединить описание ситуации, нежелательный эффект и цель, которую надо достичь. При описании ИЗ могут быть указаны и ограничения на используемые при решении средства.
При движении поезда взаимодействие колёс и стыков рельс приводит к вибрации вагонов. Стук колёс и вибрация мешают пассажирам. Для повышения комфортности пассажиров необходимо устранить в вагонах шум и вибрацию. Переходить к бесстыковому рельсовому пути слишком дорого.
Изобретательская задача представляет собой описание ситуации с указанием нежелательного эффекта, цели, которой необходимо достичь, и ограничений на способы достижения этой цели.
Сложность задачи во многом определяется тем, с каким количеством ограничений приходится иметь дело. Предельным случаем увеличения количества ограничений будет требование получить желаемый результат без каких-либо существенных изменений в исходной системе. В таком случае в ТРИЗ принято говорить, что необходимо решить мини-задачу.
Мини-задача – это изобретательская задача, в условиях которой специально оговорена необходимость добиться требуемого результата без внесения существенных изменений в исходную систему.
При движении поезда взаимодействие колёс и стыков рельс приводит к вибрации вагонов. Стук колёс и вибрация мешают пассажирам. Для повышения комфортности пассажиров необходимо устранить в вагонах шум и вибрацию. Переходить к бесстыковому рельсовому пути слишком дорого. Габариты вагонов, их внутренний полезный объём и грузоподъёмность, а также используемый способ амортизации не должны быть изменены.
Пример формулирования изобретательской задачи в реальной ситуации
Как правило, при совершенствовании техники первоначально приходится иметь дело с весьма расплывчато описанными изобретательскими ситуациями. Вот один конкретный случай из практики специалистов по ТРИЗ.
Фирма осваивала производство косметических средств на основе измельчённых пантов – молодых отростков рогов северного оленя, содержащих ценные вещества. Технология дробления пантов такова: предварительно измельчённое сырьё поступает в специальную вихревую дробилку (ёмкость, в которой создан устойчивый воздушный вихрь). Туда же направляют дополнительные мелющие тела – мелкие ферромагнитные частицы. Они также летают в воздушных вихрях и, сталкиваясь с частичками пантов, измельчают их. Кроме того, в дробилке создают переменное магнитное поле. Под его действием магнитные частицы совершают колебания вокруг траектории своего движения. Таким образом панты измельчаются до величины 1–50 микрон. После завершения процесса измельчения ферромагнитные частички отделяют в магнитном сепараторе.
Выяснилось, что некоторые ферромагнитные частицы так сцепляются с измельчёнными частичками пантов, что их невозможно отделить магнитом. Это плохо, ферромагнитный порошок загрязняет готовый продукт.
Итак, основной недостаток связан с тем, что вредный для человека ферромагнитный порошок попадает в готовую продукцию. Это изобретательская ситуация, расписанная довольно подробно.
Пока не поставлены цель и ограничения, переход к изобретательской задаче ещё не выполнен. Цели конкретной задачи могут быть различными. Может быть, надо совершенствовать вихревую дробилку, чтобы измельчать продукт без дополнительных мелющих тел, или заняться разработкой способа получения микрочастичек железа с поверхностью, не пристающей к пантам. А возможно, надо создать такие сильные магнитные поля, в которых обязательно произойдёт отделение металла от измельчённого сырья.
Какую цель выбрать? Прежде всего нужно сформулировать мини-задачу, так как её решение наиболее выгодно для производства – не надо закупать новое оборудование, перестраивать технологический процесс…
Сформулируем мини-задачу: избавиться от нежелательного эффекта – попадания частичек мелющих тел в готовый продукт. При этом технологический процесс необходимо оставить без изменений (или почти без изменений).
Специалист по ТРИЗ описывает задачу в максимально обостренной форме – с помощью противоречия. В данном случае было выбрано такое противоречие: частицы мелющих тел не должны оставаться в готовом продукте, чтобы не загрязнять его вредными для человека веществами, и должны оставаться в готовом продукте, чтобы не усложнять процесс изготовления. Формулировка минизадачи, содержащая противоречие, – уже серьёзная подсказка для специалиста. Разрешение противоречия – стандартная процедура в ТРИЗ… Вводимые в дробилку частицы должны быть мелющими телами, чтобы улучшить измельчение, и они должны быть элементами готового продукта, то есть нужно заменить железные частицы безопасными (или даже полезными) для потребителя мелющими телами, которые можно оставить в составе готового продукта.
Повторим последовательность действий при постановке ИЗ:
1. Описываем исходную ситуацию.
2. Формулируем ИС: в исходной ситуации выявляем проблемную часть – нежелательные эффекты.
3. Ставим ИЗ: определяем цели дальнейших улучшений и ограничения, которые необходимо учесть.
Дана изобретательская ситуация: «После праздника несколько надувных шариков оказалось под потолком конференц-зала гостиницы. К началу следующего мероприятия шарики нужно убрать. Но лестницу подходящей длины взять негде. Использовать пожарную машину с длинной лестницей нежелательно – машина не попадёт в зал, кроме того, её приезд может потревожить постояльцев гостиницы. Что делать?»
Рассмотрите эту ситуацию. Сформулируйте несколько изобретательских задач на основе этой ИС с разной формулировкой НЭ. Какую задачу (какие задачи) из сформулированных вами вы считаете мини-задачей?
Человек, который собирает в лесу ягоды, вынужден наклоняться за каждой ягодкой. Это может привести к повышению внутричерепного давления. Какие изобретательские задачи вы можете предложить для решения в рамках этой изобретательской ситуации?
5. Причинно – следственный анализ
При анализе ИС полезно строить причинно-следственные цепочки. Это позволяет найти в ситуации целый ряд нежелательных эффектов.
Вот широко известная английская песенка[11] 11
Перевёл на русский язык С.Я. Маршак.
Не было гвоздя, – подкова пропала.
Не было подковы, – лошадь захромала.
Лошадь захромала, – командир убит.
Конница разбита, армия бежит.
Враг вступает в город, пленных не щадя, —
Оттого что в кузнице не было гвоздя!
Как видите, большие последствия могут возникать по незначительным причинам. Из этой условной ситуации можно сделать несколько методически важных выводов.
Первый вывод: далеко не всегда следует работать с тем, что непосредственно представляется как задача (как защитить город от врага, если защищающая его армия разбита?). Надо находить более глубокие причины, которые могут быть легко устранены.
Второй вывод: решать задачу можно на самых разных уровнях. В нашем случае – обеспечивать наличие в кузнице полного комплекта гвоздей, придумывать, как удержать подковы на копытах лошади без гвоздей, учить лошадь скакать без подков, предусмотреть защищённость командира в любых условиях и так далее.
Все явления окружающего нас мира имеют причины. Естественно, что есть причины и у нежелательных эффектов. Выявить эти причины – значит иметь возможность бороться с мешающим нам недостатком ещё до его возникновения. Исходный нежелательный эффект может быть устранён через решение разных задач.
Картины в музеях необходимо освещать. Плохо освещённые картины не воспринимаются посетителями. Если музей расположен в специально созданном для него здании, то задача местного освещения решается просто. Но если здание музея само по себе представляет историческую ценность, то возникает изобретательская ситуация. Размещать в стенах проводку и светильники нельзя. Можно разместить рядом с картиной торшер – лампу на высокой подставке. Крепить её к полу тоже нельзя: пол из ценного паркета. Незакреплённый торшер может упасть из-за случайного толчка посетителя.
Исходно заданный НЭ: картина плохо видна посетителям. Найдём совокупность более глубоко заложенных в этой изобретательской ситуации нежелательных эффектов, выстраивая причинно-следственную цепочку. Для этого будем последовательно задавать вопрос «По какой причине?» сначала к исходно заданному нежелательному эффекту, а затем к тем, которые будут выявлены как его причины.
Детали картины не видны посетителям.
У картины нет добавочного освещения.