Противоречия при решении технических задач (стр. 4 )

Этот прием можно трактовать также как использование принципа местного качества, т. е. создать нужное свойство только там, где это действительно необходимо.

Таким образом, чтобы понять можно ли разрешить предметное противоречие в пространстве или во времени, нужно проанализировать нормативные системы (требования), которые приводят к несовместимости двух суждений, выяснить, в чем различие этих требований.

Для разрешения ПП в пространстве можно либо использовать свободное (пустое) пространство в ТО, либо ввести в систему вещество-разделитель.

Следует отметить, что формулировка ПП, – это модель задачи. И как всякая модель она должна позволять выделить существенные стороны решаемой задачи, сконцентрировать на них свое внимание, понять какие вещественно-полевые, пространственные и временны́е ресурсы можно использовать для решения проблемы.

Формулирование ПП раскрывает еще два важных аспекта поиска решения. Эта модель дает возможность выявить оперативную зону и оперативное время.

Оперативная зона (ОЗ), – это пространство, в пределах которого возникает конфликт.

Оперативное время (ОВ), – это момент времени, когда конфликт возникает, а также время до появления конфликта, когда в ТО происходят процессы, подготавливающие этот конфликт.

Выделение ОЗ и ОВ локализуют конфликт в пространстве и времени для поиска вещественно-полевых ресурсов, необходимых для разрешения противоречия.

В предметном противоречии субъектом суждения может быть некоторый компонент (или его атрибут) технической системы, а может быть связь между компонентами. Т. е. противоречащие свойства могут проявляться как в компоненте, так и в связи.

Если противоречащие свойства проявляются в некотором компоненте (рис. 8.9 а), то предметное противоречие может заключаться в том, что этот компонент должен обладать двумя противоречащими (или противоположными)[2] свойствами или некоторое свойство компонента должно иметь различные значения.

Для разрешения предметного противоречия, проявляющегося в компоненте, можно ввести второй компонент таким образом, что в одном из них будет проявляться свойство Pi, а в другом противоположное свойство не-Pi. Тогда высказывания, составляющие ПП, перестают быть противоречащими, так как в них разные субъекты (рис. 8.9 б).

Рис. 9. Схема противоречия, проявляющегося в компоненте (а), и способ его разрешения (б)

Если противоречащие свойства проявляются в связи между компонентами (рис. 10 а), то введение между ними еще одного компонента приведет к тому, что в одной связи будет проявляться свойство Pi, а в другой противоположное свойство не-Pi (рис. 10 б).

Рис. 10. Схема предметного противоречия, проявляющегося в связи (а), и способ его разрешения (б)

Рассматривая противоречащие высказывания как диалектическое противоречие, естественно заключить, что для его разрешения нужно найти (синтезировать) такое решение, которое позволило бы избавиться от НЭ и сохранить или, еще лучше, усилить нужное свойство. Т. е., нужно создать объект с новыми свойствами, которые разрешали бы рассматриваемое противоречие (речь идет не о поиске компромиссного решения). Поэтому для разрешения противоречия естественно воспользоваться приемами, которые позволяют изменять системные свойства рассматриваемых объектов.

3. Введение компонентов, связей, изменение характера связей между компонентами системы.

Т. е. использование вещественно-полевых и системных ресурсов.

4. Количественные изменения в компонентах или во взаимодействиях между ними, которые привели бы к качественным изменениям.

Количественные изменения весьма часто приводят к качественным изменениям и, следовательно, оказывают существенное влияние на системные свойства объекта.

Например, при нагреве жидкости до определенной температуры происходит ее испарение, при нагреве ферромагнетика до определенной температуры, называемой точкой Кюри, происходит скачкообразное изменение магнитных свойств.

Закалка сталей основана на том, что при охлаждении при определенной температуре происходит изменение кристаллической решетки железа. При этом изменяется растворимость углерода в железе (сталь, – это твердый раствор углерода в железе). Но здесь применен еще один прием, – количественные изменения. При быстром охлаждении фиксируются те структуры, которые устойчивы при высокой температуре. Повышается прочность материала и снижается его пластичность.

Следует отметить, что при решении технических задач, как правило, используется сразу не менее двух приемов. Например, введение компонента в систему часто приводит и к разделению противоречащих свойств в пространстве; для того, чтобы разделить противоречащие свойства во времени или ввести количественные изменения во взаимодействие компонентов, иногда приходится вводить в систему еще один компонент в виде вещества или поля. Динамизация технических систем достигается введением веществ и полей, изменением связей между компонентами технической системы.

3.4.  Методические рекомендации по решению задач

Социально-технические (СТП), операционные (ОП) и предметные (ПП) противоречия, – это модели задач. В социально-технических противоречиях дается описание проблемной ситуации.

В операционных противоречиях формулируется некоторая попытка улучшить одно свойство изменением какого-либо параметра, характеризующего компонент технической системы или связи.

Формулировка ОП позволяет обозначить направления решения проблемы и, тем самым, определить область поиска ресурсов для его разрешения. Формулирование ОП отражает операционный способ мышления.

Формулировка предметного противоречия, раскрывая суть конфликта, обладает эвристической ценностью и позволяет наметить приемы поиска решения задачи. Формулирование ПП отражает предметный способ мышления.

В настоящее время в ТРИЗ накоплен весьма обширный материал по приемам поиска решений. Г. С. Альтшуллер разработал 40 приемов устранения технических (операционных) противоречий, им разработана таблица для выбора приема в зависимости от условий задачи; он предложил около 80-и стандартов на решение изобретательских задач, которые разделены на 5 классов. А. И. Половинкин приводит 176 эвристических приемов, которые сведены в 12 групп.

Задачи и обстоятельства, в которых они возникают, могут быть самые разные. Дать рекомендации на все случаи невозможно. Поэтому важна систематизация приемов, их свертывание в компактный набор, который, при необходимости, можно было бы развернуть.

Для некоторых видов технических задач можно предложить следующие основные этапы решения задачи.

1. Какая конечная цель, для которой ставится задача?

Варианты постановки задачи:

1.1. Не допустить появление НЭ

1.2. Избавиться от имеющегося НЭ

2. Что желательно получить в идеальном ТО?

Сформулировать ИКР

2.1. Заменить технические термины функциональными; сформулировать цель, используя утвердительную форму со словами: «Само собой…», «Без ничего…».

2.2. Не думать как получить ИКР!

3. Что мешает получению ИКР? В чем помеха?

Примерная формулировка: «Само собой, без ничего – не получается, реально существует нежелательное действие, помеха, а это не допустимо».

4. В чем заключается причина помехи?

Вникнуть в суть происходящих процессов и явлений, понять происхождение нормативных требований.

5. Сформулировать противоречия (ОП или ПП).

6. Проверка хода решения задачи.

Если противоречие будет разрешено, то поставленная цель (см. п. 1) будет достигнута? Если ответ отрицательный, то вернуться к п. 2.

Если ответ положительный, то наметить способ разрешения противоречия.

Для разрешения противоречий можно предложить следующие методические рекомендации.

7. Сформулировать операционные противоречия

7.1. Попытаться упразднить функцию, порождающую ОП.

Для этого изменить характер взаимодействия ТО с надсистемой таким образом, чтобы функция была не нужна или передать функцию другому компоненту технической системы, или в надсистему.

7.2. Изменить техническую функцию – поставить другую цель выполнения физической операции рассматриваемым функциональным компонентом.

7.3. Изменить физический принцип действия физической операции, содержащей противоречие. Перейти на другой ФПД, ориентируясь на закономерности развития технических систем.

8. Выявить и сформулировать предметные противоречия (ПП).

Для этого построить цепочку: ПЭ Þ НЭ

9. Рассмотреть разрешение ПП с позиции конфликта нормативных систем

9.1. Проанализировать, можно ли изменить одну из нормативных систем за счет изменения характера взаимодействия рассматриваемого технического объекта с надсистемой таким образом, чтобы упразднилось требование, отраженное в одной их нормативных систем.

Найти вышестоящую по иерархии нормативную систему и, сформулировав критерий, найти оптимальное решение.

9.2. Изменить нормативную систему, поставив другую цель функционирования рассматриваемого компонента.

Сформулировать другую техническую функцию (ТФ), – цель выполняемой физической операции. Например, не контролировать, а регулировать.

Рассмотреть возможность применения другой физической операции (ФО). Например, измерять не тот параметр, который задан в условии задачи, а другой.

10. Рассмотреть разрешение предметных противоречий с позиции конфликта свойств.

10.1. Проанализировать нормативные системы и наметить прием разрешения предметных противоречий.

10.2. Выбрать изменяемый компонент, выделить ОЗ и определить ОВ для сформулированных противоречий. Осуществить поиск вещественно-полевых ресурсов.

10.3. Разрешить противоречие приемами, направленными на изменение системных свойств ТО.

Ввести вещество или (и) поле на некоторое время, ввести вещество-разделитель, ввести или удалить некоторые связи, произвести количественные изменения в компонентах и связях – применить оператор РВС, образовать из изменяемого компонента бисистему, повысить степень динамизации компонентов и связей между ними.