Методы анализа технических решений и создания изобретений
2.2 Теория решения изобретательских задач
Смысл теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) сводится к нахождению модели идеального решения рассматриваемой задачи и, на основе законов развития технических систем, подтягивания к нему реального решения. Совершенствование систем предполагается проводить по заранее сформулированным правилам - алгоритму решения изобретательских задач (АРИЗ).
АРИЗ - единая система, состоящая из взаимосвязанных между собой разделов, основными из которых являются:
1) Вепольный анализ, который рассматривает в системе нарушения взаимосвязей между веществом (ве) и энергией (полем) - (веполь).
2) Стандарты - конкретные пути восстановления работоспособности системы с позиции вепольного анализа.
3) Информационный фонд- набор эвристических приемов устранения технических противоречий, задачи-аналоги, физико-химические, геометрические и другие эффекты.
ТРИЗ является следствием системного подхода, который рассматривает любой технический объект, как систему, то есть совокупность отдельных относительно неделимых элементов. Элементы организованы в пространстве и между собой таким образом, что в состоянии обеспечивать достижение определенной цели системы - главной полезной функции (ГПФ).
Важной характеристикой любой системы является ее структура - устойчивая связь между элементами системы, отражающая форму расположения элементов и характер взаимодействия их сторон и свойств. Вепольный анализ направлен на выявление определенных связей отдельных элементов системы с энергетическим ресурсом.
Как и физические законы, которые одинаково проявляются в различных ситуациях, так и законы развития техники едины для всех ее систем и позволяют предсказать "поведение" ее элементов. На этом и основаны "изобретательские" стандарты.
Стандарты делятся на пять больших классов:
1) Построение и разрушение вепольных систем.
2) Развитие вепольных систем.
3) Переход к надсистеме и на микроуровень.
4) Стандарты на обнаружение и изменение систем.
5) Стандарты на применение стандартов.
Каждый из этих классов разделен на подклассы и группы. Для решения задачи необходимо определить класс, к которому она относится, провести вепольный анализ, выявить подкласс и группу.
Нахождение идеального решения технической задачи невозможно без четкого представления об «идеальности системы». Принципы идеальности технической системы можно сформулировать следующим образом:
1) Полезный результат получается от действия или средства без самого действия ("получить даром").
2) В каждый момент времени и в каждой точке пространства в технической системе должны быть только те свойства и взаимодействия, которые необходимы для получения полезного результата ("ничего лишнего");
3) Необходимо максимально использовать имеющиеся свойства и взаимодействия элементов системы и ее окружения, устранять потери и отходы ("из лишнего - максимальную пользу");
4) Необходимо доводить до минимума затраты времени на получение полезного результата ("получить сразу, мгновенно").
Второй принцип ориентирует на создание технической системы лишенной избыточности. В соответствии с ним ищется решение технических противоречий в пространстве и во времени.
Третий принцип идеальности ориентирует на максимальное использование всех резервов системы. Он применяется наиболее часто, поскольку совершенно не избыточных систем не бывает.
Четвертый принцип идеальности соответствует повышению эффективности происходящих в системе процессов. Основной путь его реализации, кроме интенсификации процессов, - сокращение числа операций и совмещение их в пространстве и во времени.
Так как новое техническое решение практически всегда основано на известном аналоге, то возникает вопрос о путях повышения степени идеальности системы. В этом направлении так же выработаны некоторые формальные приемы.
Первое: сохраняя функцию неизменной, техническая система упрощается, уменьшается в габаритах, облегчается, уменьшается потребление энергии.
Второе: техническая система увеличивает количество функций, но при этом не увеличивается в габаритах, остается в той же массе и потребляет то же количество энергии.
Важный этап в совершенствовании технической системы заключается в четком описании того действия которое ведет к достижению желаемого результата. При этом общая схема составления формулировки идеально-конечного результата (ИКР) может выглядеть следующим образом:
ИКР - элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет (указать вредное действия) в течение (указать время действия) и в пределах (указать место и зону действия), сохраняет способность (указать рассматриваемый элемент) совершать (указать необходимое полезное действие) [2].