На главнуюНаписать намenglish version
Схема решения задачи
Николай Шпаковский, Василий Леняшин, Елена Новицкая, Ким Хьо Джун

29 сентября 2002
Структурная схема порядка решения сложных производственных задач, разработанная на основе практического опыта.

1. Общая схема решения задачи и действия в мониторинговой области
Решение задачи производится нами в следующей последовательности .
1. Решение мини-задачи.
При решении мини-задачи не допускается значительных преобразований исходной технической системы. Мы должны действовать согласно формуле «Все остается, как было, а недостаток устраняется». Решение мини-задачи всегда начинается с анализа мониторинговой области.
2. Решение макси-задачи.
В этом случае допускается значительное преобразование структуры исходной технической системы, а также замена ее принципа действия на более целесообразный.

Решение мини-задачи часто выливается в более трудную проблему, чем устранение имеющегося недостатка за счет полного преобразования принципа работы технической системы и ее структуры.

Как правило, попытки разрешения возникшей проблемы предпринимаются специалистами заказчика еще до обращения к ТРИЗ-экспертам. Специалисты заказчика достаточно высокой квалификации пытаются решить проблему на требуемом уровне и не достигают успеха. Но благодаря их попыткам решить задачу вокруг исходной проблемы формируется сравнительно хорошо изученное информационное пространство. Мы называем ее «Мониторинговая область». При анализе исходной ситуации полезно тщательно изучить эту область, используя знания специалистов, проанализировать предшествующий опыт решения проблемы и полученные при этом конкретные предложения. Нужно обращать особое внимание на те предложения, которые были отвергнуты заказчиком в силу их кажущейся невыполнимости.

Важным инструментом изучения мониторинговой области является анализ взаимодействующих технических систем. В.Леняшин и Л.Чечурин /3/ предлагают при этом определять «вредную» и «полезную» технические системы (ТС), и устанавливать детальные особенности их взаимодействия, действуя по следующей схеме:

  • определить полезный продукт ТС, в которой возникает проблема;
  • определить полный состав частей ТС, производящей этот продукт, и характер взаимодействия между ними (с обязательным включением источника энергии и обрабатываемого объекта);
  • определить «вредный» продукт, самопроизвольно возникающий при работе «полезной» ТС и вызывающий недостаток; определить полный состав частей «вредной» ТС, производящей этот «вредный» продукт, и характер взаимодействия между ними (аналогично полезной ТС);
  • найти элементы, которые являются общими для «полезной» и «вредной» технических систем.

 

Полная структурная схема решения задачи

 

Далее необходимо устранить действие «вредной» ТС при максимальном сохранении действия «полезной». Это можно сделать, используя следствия из законов развития ТС Г.С.Альтшулера.

1. Для прекращения действия «вредной» ТС необходимо и достаточно устранить любую из ее частей (двигатель, трансмиссия, рабочий орган или орган управления), определенную в соответствии с законом полноты частей технической системы. Как правило, удобнее всего бывает удалять трансмиссию «вредной» ТС. Достаточно часто встречаются случаи, когда некоторые элементы «вредной» ТС не участвуют или играют очень незначительную роль в функционировании «полезной» ТС (как правило, они «перекочевывают» из предшествующей системы по причине психологической инерции). В этом случае их можно сравнительно просто удалить, устранив тем самым недостаток, присутствующий в «полезной» ТС.

2. В соответствии с законом энергетической проводимости для предотвращения действия «вредной» ТС необходимо и достаточно нарушить сквозное прохождение энергии по всем ее частям. Сами части системы при этом могут быть оставлены без изменения.

3. Чтобы сделать «вредную» техническую систему неработоспособной, необходимо и достаточно произвести рассогласование действий (периодичности работы) частей этой системы. Закон согласования ритмики частей системы предусматривает действия ее частей в некоторой последовательности. Его сознательное нарушение неизбежно приведет к потере работоспособности вредной ТС, чего и надо достичь.

Проблема поиска и устранения действия «вредной» ТС усложняется тем обстоятельством, что эта система является, как правило, идеальной. То есть, сама система не существует (ее никто специально не организовывал) а продукт появляется. Именно потому ее достаточно трудно увидеть и предотвратить ее действие.
При поиске возможных путей решения проблемы, рассмотренной в такой трактовке, удобно использовать понятие «антисистема», введенное Г.С.Альтшуллером. Антисистема это система, производящая действие, обратное «вредному». Такой подход во многом упрощает и поиск элементов «вредной» системы при ее анализе, особенно в случаях не совсем ясного понимания, что является причиной «вредного эффекта». Нечто подобное сделано при развитии «диверсионного анализа» /4/, но без привязки к законам развития технических систем теоретическим основам ТРИЗ.
На основе предложений специалистов заказчика и анализа взаимодействия полезной и вредной систем проводится уточнение исходной проблемы и выдвижение ряда гипотез ее разрешения.

2. Диаграмма «Рождественская елка»
Диаграмма разработана при участии Е. Новицкой и отображает схему решения единичной, выделенной задачи. Она применяется после анализа исходной проблемы в мониторинговой зоне и выдвинуты гипотезы ее разрешения. При составлении диаграммы (Рис.2) были использованы некоторые положения, разработанные Н.Хоменко в ОТСМ-ТРИЗ /5, 6/. Использование этой диаграммы предусматривает постоянное уточнение ситуации путем перехода от конкретной задачи к ее абстрактной модели, построения абстрактной модели решения, дальнейшего ее уточнения и выдвижения на этой основе одного или нескольких концептуальных решений.

Основу диаграммы составляют две оси:
ось Х, ось уровня абстракции ситуации.
ось Y, ось идеальности получаемых концепций решений.

Левая часть диаграммы объектная область. В ней рассматриваются конкретные объекты, и все действия осуществляются с ними.
Правая часть абстрактная область. В ней все рассмотрения и действия осуществляются с абстрактными описаниями объектов.
Объектная и абстрактная области разделяются условной линией, которая названа «Линия концепций». Здесь располагаются концептуальные описания ситуации, в которых смешиваются на равных правах как существующие объекты, так их параметры и абстрактные описания. Линия концепций совпадает с нижней частью оси идеальности.
Все три ситуативных уровня объектный, концептуальный и абстрактный, сливаются в один в вершине диаграммы «Рождественская елка». Возникает особая ситуация, называемая ИКР идеальным конечным результатом.

Диаграмма «Рождественская елка»

 

Процесс решения задачи, проиллюстрированный диаграммой, включает следующие переходы:

1. Переход от исходной проблемы к ее концептуальной модели.
При этом переходе из условия задачи выделяется ее «костяк», оно освобождается от ненужных подробностей. Необходимо определить конфликтующие объекты и особенности их взаимодействия во времени и пространстве, а также идеальный конечный результат для рассматриваемой ситуации.

2. Построение и разрешение технического противоречия.
Для этого следует установить, как мы можем традиционным, обычным способом улучшить желаемые параметры, характеризующие выполнение главной полезной функции. Затем нужно посмотреть, какой параметр системы при этом недопустимо ухудшается. Построить одно или несколько противоречий в соответствии со списком характеристических параметров Г.С.Альтшуллера.
Получив несколько идей разрешения технического противоречия, можно пытаться найти промежуточные концепции решения задачи, используя доступные ресурсы.

3. Построение абстрактной модели задачи.
Для этого удобно использовать правила вепольного анализа и строить схему взаимодействия элементов в виде вепольной модели. Все участвующие в концептуальной модели объекты заменяются абстрактными «веществами», а силы и взаимодействия соответствующими «полями», характеризующими взаимодействие объектов.

4. Построение абстрактной модели решения.
Построение модели решения производится путем трансформации абстрактной модели задачи при помощи:
a. Фундаментальных знаний решателя так называемого «жизненного опыта».
b. Анализа решений задач-аналогов.
c. Правил стандартных решений задач.
После построения абстрактной модели решения следует попытаться найти предварительные концепции решения задачи, еще раз проанализировав имеющиеся ресурсы.

5. Определение требований к Х-элементу.
Очень важный этап, позволяющий составить описание Х-элемента, необходимое для поиска реального объекта с использованием имеющихся ресурсов. Х-элемент удобно описывать по схеме: «Элемент Признак элемента Значение признака», предложенной Н.Хоменко.

6. Построение физического противоречия.
Физическое противоречие возникает, когда к Х-элементу, или его части предъявляются взаимоисключающие или противоположные в физическом смысле требования.
Разрешение этого противоречия позволяет максимально уточнить ситуацию и получить концептуальное решение, наиболее близкое к идеальному.

7. Построение финального решения.
На основе всех концепций, полученных в процессе решения, и проведения экспериментов строится финальное решение рассматриваемой единичной мини-проблемы.

3. Решение мини задачи
Мини задача предполагает устранение недостатка без значительного преобразования исходной системы, только за счет имеющихся или легко вводимых ресурсов. При ограниченных ресурсах решение такой задачи часто представляется более сложным, чем решение макси-задачи, позволяющей производить значительные изменения в исходной системе.
Решением мини задачи проводится после выдвижения нескольких гипотез ее решения, полученных совместно со специалистами заказчика при анализе мониторинговой зоны. Гипотеза это главная, генеральная идея устранения недостатка. Весь процесс решения это конкретизация отдельных гипотез, построение их объектного воплощения и уточнение их применимости для решения главной проблемы в конкретной ситуации.

Структурная схема решения мини-задачи

 

При объектной реализации каждой гипотезы могут возникнуть следующие ситуации.
1. Нет никаких препятствий для этого, и решение получается автоматически, непосредственным применением известных методов. Никакого противоречия не возникает.
2. Невозможно реализовать выполнение гипотезы известными методами. При их использовании возникает противоречие. В этом случае используется решение в соответствии с диаграммой «Рождественская елка».
3. После решения одной из задач, возникших при реализации гипотезы, возникают новые задачи, без решения которых невозможно реализовать решения предыдущих. При этом возникает ситуация, во многом подобная описанной Н. Хоменко в технологии «Поток проблем» /5/, когда некоторые частичные решения сливаются в конце в финальное решение задачи.

После получения объектной реализации каждой гипотезы строится финальное решение мини проблемы. Для этого совместно со специалистами заказчика выбирается наиболее подходящая к конкретным условиям объектная реализация и дополняется другими реализациями или их полезными свойствами. Методика построения финального решения мини-проблемы во многом подобна методике объединения альтернативных систем /7/.

4. Решение макси-задачи
Решение макси-задачи носит в какой-то степени прогнозный характер и предусматривает значительное преобразование исходной технической системы и технологического процесса, который она выполняет. Довольно часто после ее решения мы получаем ряд патентоспособных предложений по развитию технологии получения продукта и самой технической системы. Решение макси-задачи производится по следующей схеме:
«желаемый продукт технология его получения ТС для осуществления этой технологии».
Сначала необходимо точно определить требования к продукту, производимому анализируемой ТС. Это делается с использованием информации, полученной при анализе мониторинговой области и решении мини-задачи. Затем, по уточненному продукту, мы строим желаемую технологию его получения. Это, по сути дела совокупность операций, которые должна выполнять наша некоторая «желаемая ТС», которая будет осуществлять эту технологию. Таким образом, мы выполняем требования закона согласования действия частей системы.
Затем, определив желаемую технологию, необходимо построить саму модель «желаемой ТС». Это делается в соответствии с законом полноты частей системы и законом сквозного прохождения энергии. При этом сравнительно легко использовать огромный объем информации, уже полученный при анализе мониторинговой зоны и решении мини-задачи.

Структурная схема решения макси-задачи

 

Особенность нашего подхода состоит здесь в следующем. При получении каждой отдельной концепции решения мини-задачи очень полезно фиксировать главную идею этой концепции. Это может быть как вид применяемого для решения проблемы преобразования, так и используемые для этого вещества и поля, а также совокупность того и другого. Получаемые при этом ситуации анализируются с помощью трендов развития технических систем /8/ и выбирается их наиболее идеальное воплощение, которое используется затем для построения модели «желаемой ТС».
Например, если в исходной ТС преобразуемый объект был монолитным, а мы при решении мини задачи применили жидкость, очень полезно проанализировать, как будет решаться задача с использованием других преобразований монолита, лежащих на оси «Дробление». Следует проверить применимость для построения модели «желаемой ТС» пены, газов, плазмы, электрических и магнитных полей и вакуума.
Если же мы, например, применили переход «моно-би», то необходимо посмотреть, как может работать наша «желаемая ТС» с введением нескольких дополнительных объектов, а также при объединении вводимых объектов в некоторую новую структуру. Получив концептуальную модель желаемой ТС (что-то близкое к понятию «идеальный конечный результат»), необходимо разрешить проблемы, возникающие при переходе от этой модели к реальному ее воплощению. В ТРИЗ очень удачно говорят: «сделать шаг назад от ИКР».

Проведя вышеописанные действия, мы получаем максимально эффективные преобразования, решающие исходную проблему и показывающие наиболее эффективные пути для развития исходной технической системы.

На основе данной методики создана обучающая система ТРИЗ-тренер. О ТРИЗ-тренере можно почитать и посмотреть демо-версию. Доклад по этой статье был озвучен на ТРИЗ-конференции ЕТРЕЯ в г. Бас (Англия).
Опубликована в Американском журнале ТРИЗ в январе 2002 года.
(http://www.triz-journal.com/archives/2002/01/f/index.htm#top)

Литература:
1. Г.Альтшуллер. «Алгоритм изобретения». М.: Московский рабочий, 1973.
2. Г.Иванов, А Быстрицкий. «Формулирование творческих задач». МАТРИЗ, Челябинск, 2000.
3. ТРИЗ форум. (http://www.geocities.com/cepreu4/MyTRIZ.html)
4. Г.Альтшуллер, Б.Злотин, А.Зусман. В.Филатов. Поиск новых идей: от озарения к технологии. Кишинев, Картя Молдавеняска, 1989.
5. Н.Хоменко. «ТРИЗ как Общая Теория Сильного Мышления (ОТСМ)»
(http://www.trizminsk.org/e/prs/kho.htm)
6. S. Dubois, N Knomenko, P.Lutz, R. de Guio. «Problem formulation A Key Step in the Process of Resolution of Inventive Problems». Materials of word conference «TRIZ future 2001» (на английском языке).
7. С.Литвин, В.Герасимов. «Развитие альтернативных систем путем объединения их в надсистему». Журнал ТРИЗ, 1990, 1.1.
8. TechOptimizer®/Prediction/ Trends of Technology Evolution.
(http://www.invention-machine.com/prodserv/techoptimizer.cfm)

Вторая формула ТРИЗ / Семинар по обмену опытом (ТРИЗ коллоквиум №2) / Семинар по обмену опытом (ТРИЗ коллоквиум №1) / Эволюция технологий обработки почвы / Нари, нари, генари... / ТРИЗ и Six Sigma – друзья или соперники?  / Использование метода ФСА+ТРИЗ для совершенствования очесывающего зерноуборочного устройства / Беда в Мексиканском заливе (продолжение) / Беда в Мексиканском заливе / Этажи ТРИЗ / Алгоритм работы с изобретательскими проектами / История Галльской жатки  / Эмоциональная Toyota  / Безразмерные кроссовки / Переход на микроуровень одна из основных тенденций развития дисплея  / Преобразование структурно подобных элементов технических систем  / «Медный Всадник»  / ТРИЗ-приемы для арт-композиции / Человек и Техническая Система (часть II)
Идеи и решения / Инструменты и методы / Решённые задачи / Старые и новые байки / Эволюция
Алгоритмы решения задач / Деревья эволюции / Идеальный конечный результат / Приемы Альтшуллера / Противоречие / Ресурсы / Физические эффекты / ...
Автомобили / Безопасность / Дисплеи / Материалы с особыми свойствами / Медицина / Приятные мелочи / Юзабилити / ...
Обзорный семинар по ТРИЗ / Семинар «Прогнозирование как метод управления бизнесом» / Семинар «Технология обхода патентов»

Copyright © 2002-2019 «Генератор»
Авторы сайта Н.Шпаковский, Е.Новицкая