Главная    ПРОЕКТЫ    Терминологический аспект ТРИЗ    Что есть "функция" в ТРИЗ?

Терминологический аспект ТРИЗ

Паренчик Г.И.

8. Что есть "функция" в ТРИЗ?

Выявление истинного носителя функции

Понятие "функция" следует отнести к числу наиболее значимых в ТРИЗ, т.к. на его основе сформировано понятие об идеальном средстве достижения цели (далее - ИСДЦ). Первоначально таковым Г.С. Альтшуллер считал идеальную машину: "Любая машина - не самоцель, она только средство для выполнения определенной работы" /129/. Затем в качестве ИСДЦ была выбрана ТС: "Существование технической системы - не самоцель. Система нужна только для выполнения какой-то функции (или нескольких функций). Система идеальна, если ее нет, а функция осуществляется" (/25/, с. 66); "Идеальная техническая система - это система, вес, объем, и площадь которой стремятся к нулю, хотя ее способность выполнять работу при этом не уменьшается. Иначе говоря, идеальная система - это когда системы нет, а функция ее сохраняется и выполняется" (/23/, с. 125).

Из последней цитаты следует, что Г.С. Альтшуллер под функцией понимал способность ее носителя выполнять некоторую работу. Что же именно следует считать этим носителем? Если судить по цитате, то техническую систему. Но ведь это понятие было введено Г.С. Альтшуллером искусственно, в качестве обобщающего для множества объектов из области техники: "Технических объектов много, и они очень разнородны. Но есть нечто общее, присущее всем техническим объектам: все они являются системами. При системном подходе технические объекты рассматриваются как целостные организмы, подчиняющиеся общим законам развития. Карманный фонарик, двигатель, тепловоз, химический завод, речной транспорт - все это примеры технических систем. Внешне они несколько не похожи друг на друга. Их объединяет то, что они системы, т.е. нечто большее, чем арифметическая сумма составных частей" (/3/, с. 228). Другими словами, понятие "ТС" каким-либо образом связывать с функцией технического объекта (далее - ТО) - не корректно, ибо оно есть средством иного (системного) ракурса рассмотрения ТО. И наоборот: корректным является использование при обобщении множества ТО с позиции функциональности понятия "техническое средство" (далее - ТСр), ибо именно такой подход лежит в основе классификации как объектов техники /130/, так и объектов изобретений (ОИ): "Технические средства или средства техники - это средства, основанные на одной из форм движения материи, а техническое решение - указание на техническое средство или совокупность этих средств, необходимых для достижения определенного результата" (/131/, с. 6).

К числу факторов, свидетельствующих о необходимости отказа от использования ТС в качестве носителя функции, следует отнести и момент неясности вида системы, принимаемого во внимание при решении изобретательских задач (ИЗ) посредством АРИЗ-85В. Так, в статье "Главный производственный процесс" (ГПП) в электронной книге /46/ разъясняется, что это должна быть техническая система, тогда как п. 1.4 АРИЗ требует, чтобы это была технологическая система (/30/, с. 15). Этой двусмысленности можно избежать, если содержанием аббревиатуры "ТС" в п. 1.1 считать не техническую систему, а техническое средство (ТСр). На первый взгляд, какого-либо смысла в этом нет, т.к. фактически рассматривается фрагмент исходной ситуации, т.е. какая-то совокупность технических средств со своими функциями. Однако и бессмысленным выглядит бездоказательное называние этой совокупности целым, имеющим определенную функцию (назначение).

Другими словами, выделение назначения фрагмента исходной ситуации не адекватно содержанию совокупности, используемой для построения модели задачи. Т.е. либо эта совокупность есть системой, но тогда не имеет смысла говорить о какой-либо функции; либо следует рассматривать именно функцию совокупности, но тогда следует принимать во внимание лишь те элементы (признаки), которые присутствуют в определении понятия "функция". Г.С. Альтшуллер в своих работах такого определения не дал. Нет разъяснения ее смысла и в электронной книге /46/ - там она лишь характеризуется с разных сторон (таблица 32). А этот момент - существенный, ибо термин "функция" многозначен. "Из литературы известны следующие значения: 1) действие, деятельность, операция; 2) способность или пригодность к действию; 3) роль; 4) значение; 5) свойство; 6) обязанность; 7) компетенция; 8) зависимость одной величины от другой; 9) задача" (/132/, с. 52). Какое же из них Г.С. Альтшуллер использовал при формировании понятия об ИСДЦ?

Таблица 32

№ п.п.Вид функцииЧего касается в электронной книге /46/Где ссылка
1"Отсутствующая" у идеальной ТСИстория создания стандартов/36/, с. 141.
2Главная функцияНесколько правил вепольного анализа/25/, с. 102
7ИдеальнаяКраткая история ТРИЗ/133/
3Основная функция технологической системыГлавный производственный процесс/30/, с. 15
4ПолезнаяСистема техническая/31/, с. 20
5Сохраняющаяся у идеальной ТСЗакон увеличения степени идеальности системы/23/, с. 125
6Цель существования ТСЗакон увеличения степени идеальности системы/25/, с. 66

Установление смысла функции

Если исходить из текста п. 1.1 АРИЗ-85В, то функция была им определена с позиции "назначение ТС". Об этом свидетельствует применение частицы "для", которая также используются для описательного названия изобретения, например: "Устройство для заклинивания" (поз. 403 в Указателе УК-3 /4/), "Устройство для автоматической покраски и сушки изделий в виде тел вращения" (поз. 165 в УК-3) и т.д. (всего Г.С. Альтшуллер использовал 66 изобретений с описательным названием своих объектов). Но и в случае использования терминологического названия (например, "Магнитный фильтр" (поз. 48), "Молниеотвод" (поз. 74) и т.д., "… название изобретения должно характеризовать его назначение (выполняемую им функцию) … (/92/, с. 120). Другими словами, выражение "Техническая система: для (указать назначение) …." предопределяет понимание ТС как некоторого целого образования, выступающего "техническим средством удовлетворения потребности общества" /там же, с. 8/, например, в приеме радиоволн /44/.

И вот вопрос: "Сколько функций следует соотносить с ТС"? Если исходить из разъяснения: "Средство - это то, что с помощью чего может быть реализована функция" (/134/, с. 27), то "основные части системы" должны обеспечивать выполнение только одной функции. Однако это не следует из описания ТС, например, в задаче "О молниеотводе", ибо там фактически указаны три технических средства с разными функциями: антенна (радиотелескопа) - средство для улавливания радиоволн, молниеотвод - средство для улавливания молний, радиотелескоп - средство для анализа радиоволн. Т.е. функций - три. Следует ли из этого, что указанные функциональные элементы составляют в совокупности ТС? Без указания на связи между ними такое утверждение выглядит безосновательным. К слову сказать, при отсутствии молниеотводов их функцию во время грозы вполне "может" выполнять и сама антенна, - единственно, что таким образом нарушается качественное выполнение своего назначения "радиоприемным устройством для исследований в диапазоне радиоволн излучения Солнца, планет, межзвездной среды и других небесных объектов" (/135/, с. 408). Поэтому по отношению к перечисленным в п. 1.1 элементам применение термина "ТС" корректно лишь в совокупности с функцией "для исследований в диапазоне радиоволн излучения … небесных объектов". Но тогда следует либо перечислить все функциональные элементы этой ТС и связи между ними, либо указать, что перечисляемые элементы есть фрагмент ТС с такой функцией. Не ясно, правда, что будет функцией этого фрагмента, и следует ли ее определять вообще.

Следует ли изменить п. 1.1 АРИЗ-85В?

Представляется, что следует вообще отказаться от использования в п. 1.1 АРИЗ-85В группы слов "техническая система: для (указать назначение)". Во-первых, она никак не обусловлена целью, на основании которой перечисляются "основные элементы системы". Т.е. по своему смыслу в едином предложении группа слов "ТС для …" - сама по себе, а группа слов "ее основные части" - сама по себе. Зачем же тогда их употреблять вместе? Тем более что по замыслу Г.С. Альтшуллера в п. 1.1 речь должна идти лишь "о "действующих лицах", создающих задачу" /33/. Из цитаты следует, что в п. 1.1 должен быть описан тот фрагмент исходной ситуации, который непосредственно связан с НЭ. А не некоторая ТС, которая во многих случаев является одной из подсистем более общей совокупности элементов, посредством которой осуществляется технологический процесс изготовления чего-нибудь. Например, в задаче "О корке шлака" транспортировка расплавленного шлака от места его слива из домны в ковш к месту его слива из ковша - это лишь одна из операций технологического процесса использования шлака как сырья для отливки шлаковых изделий. Во-вторых, использование слов "ТС для …" не способствует фиксации внимания решателя на задаче, а, наоборот, - отвлекает от нее, ибо вместо сосредоточения на поисках путей устранения НЭ он неосознанно задумывается, как соответствуют перечисляемые "основные части системы" ее определению. Поэтому "из фразы "Техническая система для (указать назначение) включает..." надо убирать не одно слово "техническая", как это предположил сделать Г.С. Альтшуллер /33/ , а всю эту фразу. Но и указание только частей (самих по себе), т.е. без характеристики статуса их совокупности, - выглядит неясным. Другое дело, если они будут упомянуты как присутствующие в зоне нежелательного эффекта (НЭ), например, таким образом:

  • в зоне НЭ (состоящем в …)

  • имеются (перечислить элементы, имеющиеся в ней, а также связи между ними).

Продолжение разбора задачи о корке шлака

Как правильно их охарактеризовать? Например, в задаче "О корке шлака" /45/ в качестве частей технического средства для перевозки расплавленного доменного шлака перечисляются железнодорожная платформа, ковш, расплавленный шлак. Но разве платформа участвует в возникновении НЭ? Ее назначение - не только перемещение ковша из точки заливки шлака в точку его слива, но и обеспечение вертикального (при заливке шлака) и наклонного (при сливе шлака) положений ковша. В том числе - и без шлака. Другое дело - сам ковш, заполненный расплавленным шлаком. Выполняет ли он одну функцию? Вполне очевидно, что нет, ибо, во-первых, он удерживает объем шлака от растекания (за счет жесткости своего корпуса), а во-вторых, он изолирует его от внешней среды. Т.е. функций, связанных со шлаком, у ковша - две. Достаточно ли этих элементов для получения НЭ? Из условий задачи известно, что именно отверстие в верхней части стенки ковша способствует тому, что на поверхности расплава образуется твердая корка. Поэтому и его надо ввести в состав элементов зоны НЭ. А также - холодный воздух, проникающий через отверстие в стенке ковша, и твердую шлаковую корку.

В результате получим следующее: в зоне НЭ (состоящем в появлении твердой корки на поверхности расплавленного шлака) имеются: ковш, в верхней части которого есть отверстие; ковш заполнен расплавленным шлаком; верхний слой расплава шлака по всей своей площади представляет собой твердую корку; ковш окружен холодным воздухом. Если сравнить эту запись с текстом п. 1.1 АРИЗ-85В, то видно явное отличие - указание (известных из условий задачи) связей между элементами зоны НЭ.

Зачем нам это делать?

С одной стороны, таким образом у решателя формируется легко запоминающееся образное представление зоны НЭ. С другой - указание связей между элементами зоны облегчает последующее понимание ее как системы. На первый взгляд, это можно сделать сразу же, ведь НЭ как результат взаимодействия описанных элементов фактически можно принять системным свойством. Но вряд ли это будет корректным. Ведь в стороне останутся другие реально существующие связи, в том числе и природные, например, между коркой шлака и стенкой ковша, между холодным воздухом снаружи и более теплым газовым веществом, непосредственно контактирующим с поверхностью шлака, и т.д. Кроме того, каждый из указанных элементов зоны НЭ также выполняет какую-то функцию (полезную или вредную), т.е. является "техническим средством для …". Вместе с тем, не все эти средства являются искусственными. В частности, холодный воздух, проникающий через отверстие стенки, - природный элемент. Поэтому представляется целесообразным взаимосвязанные элементы в зоне НЭ понимать как совокупность природных и технических средств, или, с позиции более общего термина, - как совокупность средств. Что это может дать?

Несмотря на указание содержания функции ТС в п. 1.1 АРИЗ-85В, она сама как таковая далее не рассматривается, равно, как и не устанавливается связь с ней функций "основных частей системы", а также не указывается смысл этих функций. Почему так - не понятно: ведь если перечисляются именно основные части, то при известной функции всей ТС формулировка основных функций не должна составлять труда, тем более что смысл функций прямо следует из названий этих частей, которые не берутся "с потолка", а содержатся в условии задачи. Кроме того, если мы исходим из представления о системе, то следует соблюдать смысл положений системного подхода (далее - СП), состоящих в том, что в качестве элементов системы надо рассматривать лишь те единицы, которые способны к самостоятельному осуществлению функций /106/, т.е. (функциональные) средства (далее - ФСр). С другой стороны, в п. 1.1 перечисляются не все основные части "средства для осуществления функции", а лишь обуславливающие возникновение НЭ. Вместе с тем, - это и не совсем так. Например, в задаче "О корке шлака" нежелательное изделие "корка" возникает лишь потому, что ковш с отверстием вообще не имеет средства для закрывания отверстия после прекращения налива шлака. Т.е. не весь ковш сам по себе вызывает НЭ, а лишь та часть его стенки, которая находится выше корки на поверхности шлака. Поэтому во внимание следует принять лишь ту из двух его функций, которая состоит в изоляции расплавленного шлака от окружающего ковш холодного воздуха. А поскольку средством для ее осуществления является стенка ковша, то именно по отношению к ней, а не к "отсутствующей крышке", и следует формулировать ФП: стенка в верхней части ковша должна быть сплошная (т.е. без отверстия), чтобы изолировать расплавленный шлак от холодного воздуха, и она же (т.е. стенка) должна быть не сплошная (т.е. с отверстием), чтобы не мешать сливу расплавленного шлака из ковша. Поскольку именно последнее состояние и есть исходным для стенки ковша в верхней его части, то единственным путем устранения НЭ может быть лишь герметизация отверстия ковша, например, посредством металлической крышки, закрывающей ковш снаружи. Но этот путь, если исходить из условий учебной задачи нежелательный, т.к. для этого каждый ковш, кроме соединенной с ним посредством (вертикального или горизонтального) шарнира крышки, надо снабдить также и системой механизмов для ее открывания и закрывания. Другими словами, сама функция "закрывать отверстие ковша" нужна, только не подходит известное средство для осуществления этой функции. Вместе с тем, эта функция - не разовая: через некоторое время должна осуществляться функция "открывать отверстие ковша". Затем - снова должна осуществляться функция "закрывать отверстие ковша". И т.д.

Разбор хода анализа задачи

Должны ли обе эти функции осуществляться одним и тем же средством?

В случае использования металлической крышки, присоединенной к ковшу, именно это и будет иметь место: общий привод обеспечит два положения крышки относительно стенки ковша - прижатой к ней и откинутой от нее. Вместе с тем, как уже указывалось при разборе этой учебной задачи в главе 4 /136/, средство для открывания отверстия в ковше в какой-то мере можно считать вспомогательным, т.к. оно необходимо лишь потому, что возможны случаи многократного налива шлака в один и тот же ковш (см. там же, прил. 2). Значит ли это, что это средство следует из дальнейшего рассмотрения исключить? На первый взгляд - да, т.к., во-первых, указанные функции разновременные, а во-вторых, ИКР формулируется лишь для одной функции. Кроме того, ведь и нет никакой необходимости открывать металлическую крышку ковша для заливки металла, если ее не закрывать после слива расплава шлака. Но, с другой стороны, при порционном наливе одного ковша сама по себе необходимость его открывания ковша - не просто следствие, возникающее из-за выполнения предыдущей функции (изоляция налитой порции шлака от окружающего воздуха путем закрывания металлической крышки ковша), но и необходимое действие для осуществления повторного налива порции шлака. Поэтому постановка цели "исключение средства для открывания отверстия в ковше" достижима лишь в случае поиска путей осуществления не одного, а двух ИКР. Почему так?

Во избежание ситуации образования твердой корки на поверхности расплава при его транспортировке, ковш надо закрывать сразу по окончании налива шлака. Если налив однократный, то открывание крышки потребуется только по окончании транспортировки, т.е. по отношению к налитой в ковш (достаточной для целесообразности осуществления транспортировки) порции шлака "открывание крышки" - однократно осуществляемая функция, в принципе не требующая осуществления (предварительной) функции "закрывание крышки". Иная ситуация - при многократном наливе: закрывание ковша крышкой - многократное. И каждое таковое обуславливает как исключение образования твердой корки на поверхности расплава шлака во время простоя до следующего его налива, так и необходимость осуществления (последующей) функции "открывание крышки ковша". Другими словами, если в случае однократного налива расплава шлака в ковш рассматриваемые функции - действительно разновременные, то при многократном наливе порций расплава интервал между ними - намного меньше: открыл крышку - налил порцию - закрыл крышку. И если мы ставим целью "исключение образования твердой корки на поверхности расплава в интервале между наливами порций", то ни одно из средств осуществления указанных функций исключать нельзя, а если исключать - то только их обоих, ибо они лишь только вместе необходимы и достаточны для достижения этой цели. Но таковое исключение (и, соответственно, постановка двух ИКР) будет корректным лишь в случае такого интервала между последовательно осуществляемыми функциями, что можно говорить о почти одновременном их осуществлении.

Почему мы рассматриваем в общем-то случайную ситуацию "порционный налив расплав шлака в ковш", а не (вероятно) более частую ситуацию "однократный налив"? В первую очередь это вызвано ориентацией на ранее сформулированное автором (первое приближение) цели ТРИЗ, а именно - на "поиск новых ТР путем разрешения технических противоречий" /137/. Последние же, как известно, возникают в случае постановки цели выполнения двух каких-либо действий одновременно. Ситуация "порционный налив" более отвечает такой ориентации, поскольку в ней сразу есть ясное понимание, на основе чего можно формулировать ТП. Иное дело - ситуация "однократный налив": там надо сначала искусственно уменьшить временной интервал между необходимыми функциями вплоть до логичного минимума, и лишь затем на такой основе формулировать ТП. Любая же абстракция, как известно, чревата возможными пропусками нюансов сути проблемы в исходной ситуации. В задаче о шлаке, например, из внимания ускользает тот момент, что на самом-то деле смысл ТП, рассматриваемого на шаге 1.1 в /45/, несколько натянут и неправилен, ибо образование "твердой корки застывшего шлака" и "обслуживание ТС для перевозки расплавленного доменного шлака" некорректно противопоставлять друг другу, поскольку корка - причина замедления (последующего) обслуживания хода слива шлака из ковша, а не иная техническая характеристика ТС. Другими словами, ТП как таковое в /45/ не сформировано вообще, а построена некая квази-похожая конструкция.

Осмысление сущности ТП с функциональных позиций

Представляется, что такое положение вызвано в первую очередь несоответствием между определением ТП и правилами его формулирования. Ибо одно дело - сравнение действий между собой, и совсем другое - сравнение состояний какого-либо элемента системы. Другое дело, что ТП по определению из примечания 3 к п. 1.1 АРИЗ-85В, и ТП, построенное на основе рекомендациях следующего за определением абзаца текста этого же примечания - это разные по смыслу ТП, а именно ТП действий (функций) и квази-ТП: "ТП-1: если ковш имеет крышку, не образуется твердой корки застывшего шлака, но обслуживание системы замедляется. ТП-2: если ковш не имеет крышки, обслуживание не замедляется, но образуется твердая корка. Необходимо при минимальных изменениях в системе предотвратить образование твердой корки шлака" /45/.

Почему же неправильны квази-ТП-1 и квази-ТП-2?

На самом деле ковш и крышка - это не один элемент системы, а целая их группа, поскольку с крышкой напрямую связан привод ее перемещения, связанный также и с ковшом. Поэтому как при наличии твердой корки (при отсутствии крышки), так и при наличии крышки в отсутствие привода ее перемещения будет иметь место замедление обслуживания. Т.е. именно наличие или отсутствие привода перемещения крышки обуславливает, в конечном итоге, замедление процесса слива ковша. Конечно, в разной степени: при отсутствии крышки время удаления корки из ковша существенно превышает время поднятия или сдвига крышки с отверстия ковша. Но это лишь одна сторона ТП. Что же является его другой стороной? А ее-то как раз и не видно, разве что принять в качестве таковой какую-либо подходящую техническую характеристику из "Таблицы устранения ТП" /138/.

Но ведь не в том же состоит смысл действий решателя в процессе поиска новых ТР, чтобы абы как формулировать ТП, да еще на основе тех элементов, изменение состояния которых на самом деле появление этого ТП не обуславливают. Тем более что на основе подобных ТП - и ФП строится с натугой все тем же искусственным образом, а не логично следует из смысла выбранного и усиленного ТП. И, наоборот, искусственности нет, если строго следовать смыслу вводимого прим. 1 определения ТП, ибо именно действие как таковое есть квинтэссенция не только свойства, но и смысла понятия функции. Более того, именно ориентация на совмещение функций элементов ТО (или самих ТО) и обуславливает выявление истинных ТП.

Проще всего совмещать функции, если таковые выявлены для каждого элемента исходной ситуации. Попытки совместить подобный подход с АРИЗом в истории развития ТРИЗ известны. Например, такова логика действий решателя в функционально-идеальном моделировании /139/, АРИЗ-СМВА-91 (Э2) /14/, АРИЗ-98/Т-1/140/, АРИЗ-85В-НЭ /141/ и т.д. Механизмы свертывания функций ТС анализировались И.М. Верткиным /82/, Д.С. Смирновым /69/. Однако нигде не ставился вопрос о необходимости рассмотрения не одного ИКР, а сразу двух (напомним, что необходимость такого подхода возникла при попытке ужесточения ситуации, в которой имеет место выполнение двух разновременных последовательных функций, а именно искусственное уменьшение промежутка времени между ними до минимума, ибо лишь на такой основе корректно ставить вопрос о ТП).

Анализ идеи о двойном ИКР

Что же нам дает постановка двойного ИКР?

Во-первых, в общепринятом понимании "функция - это внешнее проявление свойств к.-л. объекта в данной системе отношений" /142/. Поэтому (искусственное) сближение двух функций, осуществляемых последовательно, - это расширение числа элементов зоны НЭ, на основе которых решателю надо создать ТСр для изоляции расплава шлака от воздействия внешнего холодного воздуха.

Во-вторых, двойной ИКР принуждает решателя искать не раздельные средства для осуществления каждой функции, а единое средство для их группового осуществления. Но если единую функцию можно получить путем объединения в одном предложении двух словесных формулировок функций посредством частицы "и", то единое свойство таким образом сформулировать нельзя, т.к. "свойство - это свернутое отношение" (/64/, с. 81). Поэтому единая функция лишь тогда будет действительно иметь место, если совокупность ФСр каждой одной функции будут образовывать единую (системную) совокупность элементов. И если функция выбрана правильно, то процесс поиска "конструкции" средства для ее осуществления, понимаемого как система, можно начинать.

Что значит правильно выбрать функцию?

В исходной ситуации, как правило, указывается не один НЭ, а несколько. Какой же из них следует рассматривать в первую очередь? Поскольку основное назначение технических средств - "частичная или полная замена производственных функций человека с целью облегчения труда и повышения его производительности" /130/, то первоначально следует рассматривать те НЭ, которые связаны с тяжелым человеческим трудом. Но тогда и функцию логично выбирать из этих же соображений, именно как целевую функцию (потребностью) /144/. Более того, следует поступать даже наоборот: сначала определить действительно необходимую для обеспечения, например, технологического процесса, функцию, и лишь затем выяснять, какой НЭ мешает ее качественному осуществлению. Так, из условий задачи "О корке шлака" /136/ следует, что по замыслу автора техпроцесса варки стали, расплавленный шлак после слива его из домны используется для отливки шлаковых изделий за пределами места его получения. Для осуществления этой функции используется совокупность технических средств: железнодорожная платформа с ковшом для размещения расплава шлака, устройство для перемещения платформы по рельсам, проложенным от места заливки расплава шлака в ковш до места его слива в формы шлаковых изделий. Из чего следует, что шлак в месте его использования должен легко сливаться из ковша. Чему, как известно, мешает твердая корка на его поверхности. И если мы найдем путь, при котором либо корки не возникает вообще, либо она, в случае образования, не будет мешать свободному сливу шлака из ковша, то тем самым будут исключены ненужные для осуществления задуманного автором техпроцесса отливки шлаковых изделий затраты человеческого труда.

Из этого соображения следует, что не только в случае ИКР, но и вообще любую функцию следует понимать как объединяющую не менее двух функций, одна из которых направлена на достижение цели ее выполнения, а вторая - на обеспечение условий качественного ее выполнения. Так, для задачи "О корке шлака" единую функцию следует формировать путем объединения функции "перевозка расплавленного доменного шлака" и функции "свободный слив шлака из ковша".

Если изложить условия задачи по форме п. 1.1 АРИЗ-85В, получим следующее:

"Совокупность ФСр для перевозки расплавленного шлака в ковше и свободного его слива в месте отливки шлаковых изделий включает железнодорожную платформу с открытым сверху ковшом для размещения расплава шлака, устройство для перемещения платформы по рельсам, соединяющим место заливки расплава шлака в ковш и место его слива из ковша в формы шлаковых изделий. Из-за действия холодного воздуха на поверхности расплава образуется толстая корка твердого шлака. Как быть"?

Вполне очевидно, что часть ФСр никак не связана с функцией "свободный слив расплава шлака из ковша", осуществлению которой мешает "толстая корка твердого шлака". Поэтому, если ориентироваться на НЭ, то из дальнейшего рассмотрения следует не только исключить средства, с ним не связанные, но и указать именно ту функцию, осуществлению которой он мешает. Получим: совокупность ФСр для свободного слива расплава шлака из ковша включает открытый сверху ковш с расплавленным шлаком и твердой коркой на его поверхности, образовавшейся под воздействием холодного воздуха.

Можно ли на такой основе сформулировать двойной ИКР?

По своей сути НЭ - это природный эффект, поэтому устранить его можно лишь искусственным прекращением доступа холодного воздуха к поверхности горячего шлака. Если отказаться от крышки, то устранить НЭ можно лишь введением вовнутрь ковша средства для прекращения доступа холодного воздуха к поверхности расплава. При этом оно должно не только изолировать всю поверхность расплава шлака, но и сохранять эту способность во время перевозок, для чего ему надо не только заполнять собой весь свободный объем внутри ковша, но и быть "достаточно прочным", чтобы противостоять воздействию колеблющейся массы шлака. Вместе с тем изолирующее средство не должно быть "достаточно прочным", иначе не произойдет его разрушения под воздействием сливаемого шлака. Это ФП, возникшее в связи с необходимостью осуществить посредством одного ТСр две искусственно приведенные к одному моменту времени разновременные функции, можно разрешить за счет отказа от прочного объемного ТСр, части которого связаны между собой жестко, и переходом к упругим связям между частями. Возможные варианты - жидкость, пена /145/.

Как идеализировать функции?

Ситуация, описанная в задаче "О корке шлака", интересна еще и тем, что уже, по сути, представляет собой образ ИКР: смысл необходимой для устранения НЭ функции ясен, а ТСр для ее осуществления нет. Однако поиск этого средства посредством АРИЗ-85В ведется несколько с иных позиций: "Шаг 3.1. ИКР-1. Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, предотвращает в течение 0В образование корки, сохраняя способность отсутствующей крышки свободно пропускать шлак при заполнении и опорожнении ковша" /45/.

Из цитаты следует, что икс-элемент по смыслу является ТСР, элементы которого должны выполнять следующие функции (в порядке их осуществления): 1) не мешать свободному наливу шлака в ковш; 2) предотвратить образование корки на поверхности шлака после прекращения его налива; 3) не мешать свободному сливу шлака из ковша. И все это должно происходить в течение времени от начала заливки шлака до окончания его слива (Т1). Первая функция осуществляется как в случае всегда открытого ковша (в этом случае ТСр для осуществления функции есть воздух внутри ковша), так и при закрывании его металлической крышкой, поскольку есть ТСр ее открывания. И если крышка не применяется, то первая функция осуществляется без затруднений. Иное дело вторая функция: смысл ее известен, а ТСр для ее осуществления нет. Известно лишь, что внутри ковша до налива был холодный (в сравнении с наливаемым шлаком) воздух, а после окончания налива - занимаемый воздухом объем уменьшился и переместился в положение над поверхностью расплава шлака. И именно с ним связан НЭ - образование на поверхности расплава шлака твердой корки с постепенным ростом ее толщины, т.к. он не мешает проходу холода из окружающей среды. Вполне очевидно, что НЭ устраняется, если заполнить пространство над поверхностью расплава шлака каким-то веществом, не пропускающим холод.

Каким должно быть это вещество и следует ли для его размещения воздух удалить из ковша полностью? Во-первых, оно должно быть непроницаемо для воздуха, точнее, для холода, по всей поверхности расплава шлака, а значит - и в зоне контакта со стенкой ковша. Во-вторых, оно должно легко удаляться из ковша при воздействии расплава шлака при его сливе, иначе возникнут затруднения при осуществлении третьей функции. В идеале было бы неплохо, если бы искомое вещество вообще заменило собой бы воздух внутри ковша. Как это сделать и чем? Подсказка ответа на этот вопрос - решение задачи "О трех баллонах" /60/: любой газ полностью вытесняется жидкостью, заливаемой в емкость перед введением туда газа, т.к. газ и жидкость не смешиваются. Аналогичное имеет место и в нашем случае: расплав шлака также не смешивается с воздухом в ковше, а лишь выдавливает его за пределы пустого ковша. Единственно что - в задаче-аналоге нет высокой температуры. Зато посредством ее вода при соприкосновении с расплавом легко переводится в парообразное состояние, и этот переход, думается, должен сопровождаться каким-либо взаимодействием водяного пара и частиц шлака. Можно предположить, что в процессе добавления новых порций расплава будет происходить постепенное насыщение водяных прослоек между пузырьками газа частичками шлака /147/. Это, конечно, не защитит саму паро-шлаковую среду от затвердевания после перемещения ее в свободную верхнюю часть ковша. Но, в отличие от твердой сплошной шлаковой корки, благодаря присутствию газовых пузырьков она будет менее прочная. И именно это ее состояние, с одной стороны, обеспечит теплоизоляцию расплава шлака, а со второй - не будет мешать свободному сливу расплава шлака из ковша. А также - доливке шлака в ковш, единственно, что для восстановления поврежденной паро-шлаковой "пенообразной" среды надо будет одновременно вновь добавлять в ковш и воду. И т.д.

Двойственность понятия идеальности

Наряду с пониманием идеальности как отсутствия средства выполнения функции, Г.С. Альтшуллер связывал ее и с отсутствующим действием: "ИКР формулируют по простой схеме: один из элементов конфликтующей пары сам устраняет вредное (ненужное, лишнее) действие, сохраняя способность осуществлять основное действие. Идеальность решения обеспечивается тем, что нужный эффект достигается "даром", без использования каких бы то ни было средств" (/23/, с. 49). Подобная двойственность понимания ИКР объясняется, как уже упоминалось в начале главы, использованием в практике ТРИЗ не только понятия об идеальной машине (далее - ИМ), но и понятия об идеальном способе (далее - ИС), именно с которым Г.С. Альтшуллер, собственно, и связывал понятие "действие": "Непрерывность действия - это приближение к идеальному способу, а прерывность - отход от него" (/23/, с. 99). Из цитаты следует, что каким-либо образом смешивать понятия ИМ и ИС не корректно. Однако в практике и при обучении ТРИЗ имеет место ситуация "с точностью наоборот" (таблица 33).

Таблица 33

№ п.п.Разъяснение понятий "Идеальность" и "ИКР"
1А. Гин, Г. Френклах /148/
 Для лучшего понимания этих терминов сначала ответим на вопрос: что же такое идеальная техническая система (ТС)? Идеальной называют такую систему, которой нет, а функции ее выполняются. … Теперь можно объяснить понятие идеальный конечный результат (ИКР). … Решая задачу, изобретатель должен представить себе ИДЕАЛЬНОЕ решение, т. е. такое решение, которое не требует для выполнения необходимого действия введения дополнительных механизмов, операций технологического процесса. Т. е. действие осуществляется само собой. Это и есть ИКР"
2Иванов Г.И (/149/, с.с. 45-46)
 "… достигнув идеала, техническая система исчезает. Это кажется несколько странным - машины нет, а функция выполняется. Однако здесь нет никакой мистики. Просто функция исчезнувшей технической системы "по совместительству" стала выполнять надсистема, в которую она входит, или окружающая среда, что иногда составляет одно и то же.
… Выявлены два пути повышения степени идеальности технической системы.
Первый путь: сохраняя функцию неизменной, техническая система упрощается, уменьшается в габаритах, облегчается, сокращает потребление энергии, наконец, исчезает.
Второй путь: техническая система увеличивает количество функций, но при этом не увеличивается в габаритах, остается в том же весе и потребляет то же количество энергии.
3Разъяснения на сайте "Генератор" (http://gnrtr.com/explanations/ru/i01.html)
 ИКР (Идеальный Конечный Результат) - это наиболее устраивающая нас ситуация, когда требуемое действие выполняется само, без каких-либо дополнительных усилий и введения в систему дополнительных объектов. Понятно, что такую идеальную ситуацию можно только вообразить, но при решении изобретательской задачи понятие ИКР дает ориентир, к которому надо стремиться.
4ТРИЗба-читальня (http://www.trizland.com/trizba.php?id=8)
 §2 Идеальный конечный результат (ИКР)
Решать задачу проще, если заранее знаешь ответ. Но как быть, когда перед нами творческая задача, ответа на которую не знает никто? В таких случаях тризовцы советуют представить себе идеальный образ решения, или Идеальный Конечный Результат. ИКР - это ситуация, когда нужное действие получается без каких-либо затрат (потерь), усложнений и нежелательных эффектов. … Если сделать теплоизоляционную крышку для ковша, она будет слишком тяжелой. Одевать и снимать ее придется подъемным краном, что тоже затруднительно. Как быть? Идеальная крышка - это такая крышка, которой нет, а функция ее (изолировать шлак от воздуха) выполняется.
ИКР: Шлак сам защищает себя от холодного воздуха.

На первый взгляд, смешения смыслов понятий ИМ и ИС автор ТРИЗ (в отличие от авторов электронной книги /46/, где понятие "ИКР" разъясняется как на примере ИМ, так и на примере ИС) избежал: если до 1975 г. он повсеместно говорил об идеальности машины, которой нет, а ее функция выполняется, то далее понятие об ИКР и идеальности он связывал только с идеальной ТС: "Идеальная техническая система - это система, вес, объем, и площадь которой стремятся к нулю, хотя ее способность выполнять работу при этом не уменьшается. Иначе говоря, идеальная система - это когда системы нет, а функция ее сохраняется и выполняется" (/23/, с. 125).

Но если вдуматься в смысл написанного по поводу ИМ (см. ссылки в электронной книге /46/ по этому поводу), то вполне можно предположить, что Г.С. Альтшуллер имел в виду не собственно машину как таковую, т.е. "механизм или комплекс механизмов, предназначенный для выполнения требуемой полезной работы, связанной с процессом производства или транспортирования или же с процессом преобразования энергии" (/84/, с. 524), а именно устройство как ОИ: "Прототипом должна быть идеальная машина (идеальный способ). … Историки техники и патентоведы подметили, что, когда прототип молод, он быстро и легко изменяется: за короткое время появляется много изобретений, направленных на его улучшение" (/3/, с. 227). Но если имеется в виду именно патентный аспект идеальности, то замена слово "машина" на слово "система" фактически существенно изменил смысл идеализируемого объекта.

Истоки этой коллизии - в возведении в ранг идеальных не только устройства, но и способа и вещества (/23/, с. 99), которое имело место при формировании системы приемов устранения ТП (см. также /1/). Не отрицая целесообразности развития инструментов ТРИЗ подобным образом, следует все же заметить, что расширение числа видов идеальных объектов фактически усложнило эффективность ориентации на ИКР. В первую очередь - потому, что каждый из объектов изобретения (ОИ) характеризуется разными признаками, а именно с ними соотносится понятие "функция" в изобретениях: "Функция - это роль признака, то, для чего он предназначен в составе объекта" (/134/, с. 27). Но признаки-то у разных видов ОИ - разные: "Элементы, т.е. детали, узлы, агрегаты и тому подобные законченные материальные единицы, которые входят в устройство" и "Приемы, операции, т.е. различные целенаправленные действия, совершаемые для достижения определенной цели (в способе)" (/151/, табл. 2). Да и обобщить их путем заменой единым термином не представляется возможным. Это вызвано спецификой ОИ как искусственных технико-юридических образований. И, соответственно, сравнивать между собой признаки способа как ОИ и устройства как ОИ не корректно, т.к. следует учитывать не только отличия их друг от друга, но и специфическую форму взаимосвязи их между собой - через (единую) решаемую задачу. Более того, следует различать задачи, уже решенные (кем-то ранее) в прототипе, и задачи, которые только предполагается решить, ибо любое существенное изменение частей исходной ситуации, в т.ч. введение новых, может и существенно изменить содержание их функций.

Какой ОИ можно считать идеальным?

С другой стороны, использование слова "функция" выглядит более уместным по отношению к признакам устройств, чем по отношению к признакам способа. Иное дело, если под действиями как составными элементами взаимодействий, используемых в формулировке ТП, понимать не действия как признаки способа как ОИ, а действия как признаки взаимосвязи элементов устройства между собой, т.е. действия, "при помощи которых элементы устройства воздействуют друг на друга" (см. там же). Другими словами, - говорить о назначении (функции) каких-либо воздействий, а не действий. Такое понимание функции - логично, ибо таким образом как сами действия привязаны к конкретной совокупности материальных элементов, так и ясно видна логичность иных понятий, уже определенных в ТРИЗ, например, в вепольном анализе.

Но тогда следует признать, что введенное Г.С. Альтшуллером понятие "идеальный способ" - фетиш, не имеющий под собой никакой основы и, соответственно, ничего не упрощающий, а, наоборот, запутывающий логику решателя ход. Да и как его выделить, этот "идеальный способ", из исходной ситуации? Ведь чаще всего решатель имеет дело с ее текстовым описанием. Его еще надо понять, т.е. перевести "смысл этого текста в любую другую форму его закрепления" (/152/, с. 141). Вполне очевидно, что первой такой формой может выступить эскиз структуры исходной ситуации. Не менее очевидно, что элементы такой структуры являются лишь элементами "устройства", но никак не способа. И, соответственно, их функции - это назначения каждого из них в исходной ситуации. Но любой конструктивный элемент, как это хорошо показала практика проведения ФСА, многофункционален, ибо такова исторически сложившаяся методика конструирования какого-либо ТО, а, значит, и связан с окружающими его элементами многообразными связями. Аналогично связаны между собой и группы элементов исходной ситуации. Или, иначе, - группы элементов воздействуют друг на друга. Но это не действия способа, ибо в нем отсутствует синхронизация времени действий элементов друг на друга, что непременно имеет место в устройстве. Конечно, время взаимных воздействий элементов может быть различным, равно как и не все они работают одновременно, но в устройстве эти взаимодействия взаимоувязаны между собой, иначе не будет достигнута задуманная предыдущим решателем цель существования устройства. Иная ситуация в способе как ОИ: его действия связаны между собой целесообразно, а каждое из них реализуется некоторой совокупностью (группой) элементов, которыми, в частности, могут быть как целые устройства, так и их части. Поэтому о "функционально-конструктивном" единстве элементов можно лишь говорить по аналогии. Что это может дать?

Во-первых, устройство тем эффективнее, чем короче время достижения задуманного результата. В идеале - это время должно быть равно нулю. Для чего надо либо вообще исключать какие-либо функции, либо увеличивать число одновременно выполняемых их. Первый путь ведет к изменению принципа действия устройства, второй - корректен лишь по отношению к внутренним функциям, ибо их всегда несколько, тогда как назначение (и, соответственно, внешняя функция) у устройства в способе (т.е. у ТСр) одно, разве что оно изначально является комбинированным, когда в одном корпусе размещаются несколько разнофункциональных ТСр.

Во-вторых, при формулировании ТП по правилам п. 1.1 в АРИЗ-85В все равно имеет место одновременное (искусственное) связывание между собой отдельных элементов исходной ситуации в некоторое квази-устройство, предназначаемого для устранения выбранного НЭ. И если этот неявный момент упускать, то тем самым имеет место отказ от возникающего ресурса: само устройство уже есть, надо лишь проверить, работоспособно ли оно, и что надо сделать, если это не так. Одновременно приходит понимание, что действия, о которых говорится в формулировке ТП, на самом деле представляют собой не действия способа, а суть взаимосвязей, при помощи которых элементы квази-устройства воздействуют друг на друга. А также становится ясным, что воздействия не взаимные, как в конфликтной паре, т.е. между двумя элементами, а между большим числом элементов. В то числе и потому, что устройств из двух элементов даже в квази-виде не существует. Из чего следует, что в случае формулирования ТП путем искусственного уменьшения периода времени между двумя последовательно выполняемыми разновременными функциями в расчет надо принимать не один, не два, а большее число элементов ИС. Что, собственно, и подтверждается ходом рассуждений по задаче о корке шлака.

Итак, складывается мнение, что идеальное устройство в виде машины может быть ориентиром идеальности решения, а идеальный способ вроде как не вполне логичен. Тем более - по отношению к уже упоминавшейся группе объектов "способ и устройство для его осуществления". Ведь если считать, что способом достигается лишь одна цель, суть которой есть назначение устройства, то тем самым само это устройство сводится к ФСр, а его функция - к цели (одного) приема или (одной) операции способа. Тогда идеальным способом может быть лишь такой, число операций которого сведено к нулю. Чего по смыслу самого способа вроде как быть не может, ибо что это за способ, в котором вообще нет никаких целенаправленных действий. С другой стороны, может, сам смысл идеальности по отношению к способу должен быть иным? Логично предположить, что в группе "Сп-У" стратегия достижения идеальности должна состоять в том, что всю совокупность целесообразных действий способа следует стремиться перевести в статус "совокупность функций конструктивных элементов устройства". Т.е. способ идеальным может быть тогда, когда все его действия трансформированы в функции конструктивных элементов некоторого устройства.

Сведение способа действий к устройству

Возможно ли такое вообще? В первом приближении можно сказать, что квази-устройство таким образом сформировать определенно можно. И одним из путей его образования есть искусственное уменьшение времени между двумя последовательно выполняющимися разновременными функциями в исходной ситуации, ибо тем самым формируется мини-группа из двух ТСр. Но и не только они должны быть элементами квази-устройства - следует, очевидно, в их состав ввести и то, по отношению к чему, согласно определения, внешне проявляются свойства носителей функций, т.е. саму систему отношений. Иными словами, квази-"конструктивно-функциональное единство" должны составлять не только элементы-носители указанных функций, но и те элементы исходной ситуации, по отношению к которым определяются смыслы этих функций. Несмотря на кажущуюся сложность построения, такой путь формирования квази-устройства целесообразен, т.к. так проще выбирать элемент или группу элементов, вызывающих ТП. Вместе с тем и следует понимать, что искусственное образование, пусть даже и модели устройства, может нарушать смысл самих (теперь уже внешних) функций, поскольку будут возникать какие-то новые внутренние функции. Однако этого не следует бояться, ибо именно на такой почве и "произрастают" НЭ - провестники будущих ТП.

Возможно, можно додуматься и до иных путей достижения идеальности способа.

Другой вопрос, - какой именно способ из 10 их видов (см. табл. 30 в /63/) корректно идеализировать вообще, а какой - нет. Так, если способ связывать с устройством, посредством которого он осуществляется, то представляет интерес, что происходит с неидеализированными функциями устройств для выполнения отдельного целесообразного действия, если в способе идеализирована одна функция в связи с тем, что произведена идеализация устройства, ее осуществляющего. Вполне очевидно, что если сама функция как таковая в способе осталась (а это следует из определения идеальной машины), то она должна чем-то выполняться: либо эта роль возложена на уже имеющиеся устройства, либо для ее выполнения пришлось создавать новое квази-устройство. И если первый момент в какой-то мере соответствует закону увеличения степени идеальности, то во втором случае говорить об этом вроде как и не корректно. Разве что согласиться, что идеальности в процессе решения ИЗ ни в случае ориентации на идеальную машину (т.е. на отказ от носителя функции при сохранении ее самой), ни в случае ориентации на идеальный способ (смысла которого Г.С. Альтшуллер нигде так подробно и не разъяснил) полностью добиться не удается. К слову сказать, в своде терминов ТРИЗ /46/ автор так и не нашел ни одной ссылки на слова "функция" и "идеальный способ". Равно как - и на "идеальное вещество". И это непонятно. Ибо преумаляет роль идеальности в ТРИЗ.

Однако с ее смыслом надо все же разобраться. Ведь если вдуматься в смысл ИКР, то смысл идеальности выглядит не вполне так, как постулируется: ""Главный закон развития технических систем - стремление к увеличению степени идеальности: идеальная техническая система - когда системы нет, а ее функция выполняется" /46/. По крайней мере, этого не происходит при постановке идеального конечного результата решения ИЗ посредством АРИЗ, ибо ставится задача не сохранить (вредную) функцию, а удалить ее вообще: "ИКР формулируют по простой схеме: один из элементов конфликтующей пары сам устраняет вредное (ненужное, лишнее) действие, сохраняя способность осуществлять основное действие. Идеальность решения обеспечивается тем, что нужный эффект достигается "даром", без использования каких бы то ни было средств" (/23/, с. 49). На первый взгляд, задумывается полезное изменение исходной ситуации, ибо удаляется причина НЭ, но удаление действия одновременно удаляет и функцию. Да, она вредная, поскольку принято вредным ее действие, но если временно отстраниться от ее оценки, т.е. стать на формальную позицию, то фактически имеет место ориентация на идеальность не носителя функции, а самой функции.

Об идеальной функции

Понятия же "идеальная функция" в ТРИЗ нет. Как ее можно было бы понимать? Если рассматривать смысл этого понятия с позиции уже упоминавшегося определения из философского словаря /142/, то устранение функции будет иметь место, если исчезнут условия проявления (вредного) свойства носителя функции. Или, наоборот, введутся новые, которые эти условия заблокируют. Конечно, более идеальным выглядит первый вариант. Но в любом случае число носителей функций и самих функций будет больше одного, поскольку и само свойство, как уже упоминалось, это лишь абстракция в виде свернутого отношения, т.е. более одного элемента. И если развернуть отношения свойств или взаимодействий, сравниваемых в ТП (а это может быть полезно для более глубокого понимание сути НЭ), то число функций может возрасти не меряно.

С другой стороны, а надо ли разворачивать отношения - ведь это существенно затруднит процесс использования понятия "идеальность"? Зато из выявленных элементов можно сформировать квази-устройство с тем, чтобы на основе взаимосвязей его элементов точно установить, какой именно элемент ведет к появлению ТП. А далее можно рассмотреть квази-устройство как систему, т.е. раскрыть смысл самих связей между его элементами, например, на основе введенного в главе 7 блока новых понятий системности /153/. И т.д. Почему формировать надо именно устройство, а не способ? Представляется, что именно функциональная структура устройства в большей мере способствует пониманию смысла понятия "идеальная функция". Однако вряд ли его следует соотносить с оценочной характеристикой, как это считает Ю.Г. Тамберг: "…еще одно определение идеального предмета - это предмет, у которого есть только полезные функции. Но это, как и идеальность, недостижимо" /154/. Во-первых, потому что одной только пользы, как известно, не бывает вообще. А во-вторых, оценочная характеристика уводит в сторону, ибо это социальный аспект, а не технический: он связан с интересами людей, в т.ч. - с их противодействием внедрению изобретений. Ведь если крышка из пены просто уменьшает затраты труда рабочих на производстве шлаковых изделий, и они за освободившееся время могут выполнить другие потребные функции - это одно, а если новшество лишает работы людей, единственной функцией которых была пробивка отверстий в корке шлака на поверхности расплава - это совсем другое.

Каким же должно быть содержание понятия "идеальная функция"?

Для выяснения рассмотрим один из методов обработки металлов, а именно обработку резанием на токарном станке. Для того чтобы (продольно) проточить какую-либо цилиндрическую поверхность (детали), следует придать жестко закрепленной в патроне станка детали вращение, а резец принудительно перемещать вдоль образующей этой поверхности, углубив его в тело детали на необходимую глубину. С позиции формообразования поверхности, такие совместные (одновременные) движения ведут к образованию на детали винтовой канавки, шаг между вершинами которой тем больше, чем выше глубина резания и скорость подачи резца. Влияет также форма режущей части инструмента, причем это влияние противоречиво: чем больше радиус ее закругления, тем меньше шероховатость образующейся поверхности, и наоборот. Кроме этих проблем, есть и сопутствующие, например, необходимость стружколомания, стойкость режущей части и т.п. Но главными являются все же погрешности формообразования, т.к. в дальнейшем для улучшения качества поверхности приходится зачастую неоднократно осуществлять дополнительные перемещения резца вдоль детали. И этого не избежать никак, поскольку описанные НЭ обуславливаются принципом действия токарного станка.

С точки зрения рассматриваемого подхода, налицо ситуация, в которой имеются не только последовательно, но и параллельно (например, стружколомание) осуществляемые разновременные функции числом более двух. Конечно, можно этот клубок задач решать, путем постепенного приближения к идеалу, например, посредством АРИЗ-85В. Т.е. путем попарного связывания противоположных технических характеристик последовательно, на основе их сравнения формулировать ТП. Однако этот путь долгий, ибо неизбежно возникнет необходимость устранения новых ТП, которые будут возникать в процессе перехода от "физического решения к техническому и далее к расчетному" /155/.

Но если искусственно сблизить не две, а все эти функции (путем уменьшения промежутка времени между ними до возможного минимума), т.е. сформировать на основе носителей этих функций "квази-устройство", то можно быстро додуматься до патентоспособного ТР (приложение 6). Единственно что - постоянно следует понимать, что "методика изобретательства", сформированная на основе анализа тысяч патентных документов и имеющая целью получать решения на уровне изобретений, не будет резонансной для логики решателя, если используемые термины не будут однозначно понимаемы на всех этапах создания изобретений - от анализа прототипов до стадии патентования нового ТР.

Ведь чем сильна позиция отказа от использования при решении ИЗ многосмыслового (см табл. 26 в главе 7) понятия "техническая система" (ТС) и переход к использованию понятия "техническое средство" (ТСр)?

Во-первых, само понятие ТСр включает три элемента - форму, применение и функцию. Форма ТСр может быть материальной (орудие, инструмент, приспособление) и не материальной (прием или способ действия для выполнения какой-либо работы). Применение ТСр заключается в его осуществлении для выполнения заданной технической функции. Функцией ТСр признается работа или действие, осуществляемое для получения технического эффекта" /156/ (для сравнения - в таблице 34 приведены определения понятия "функция" некоторыми разработчиками ТРИЗ).

Таблица 34

Автор определенияОпределение понятия "функция"Где ссылкаГод
Злотин Б.Л."1.8. Функция - действие, осуществляемое системой"./14/, с. 71991
Саламатов Ю.П."Функция - это способность ТС проявлять свое свойство (качество, полезность) при определенных условиях и преобразовывать предмет труда (изделие) в требуемую форму или величину"./157/, с. 401991
Меерович М.И."Функция - это то, для чего данный объект (в технике говорят - техническая система, или ТС) создан"./158/, с. 131993
Королев В.А."Но техническая система - только для одной цели, только для одной функции (действия)"./159/2000
Тамберг Ю.Г."Функция - это то, что нужно людям, это способность предмета или изделия обеспечить какое-то потребительское свойство, это сущность предмета и цель его создания"./154/2003

Во-вторых, так упрощается понимание идеальности. Тем более, что разбивка ОИ на устройство, способ и вещество вообще-то искусственна, и они сами по себе могут существовать отдельно друг от друга. Тогда как в реальном производстве эти понятия тесно взаимосвязаны: изменить можно "либо процесс, либо продукт (разумеется, могут одновременно изменяться и то, и другое, но то не противоречит схеме); в свою очередь продукты можно разделить на две группы - вещества и устройства - по их делимости. Вещество делится без потери свойств (уголь, цемент, сахарный песок), но даже простейшее устройство (например, иголка), будучи разделенным, утрачивает свойства, перестает выполнять свои функции. Вещество в производственных процессах обычно выступает как исходный материал, устройство - как конечный продукт. Вещество характеризуется тем, что из него можно сделать; устройство - тем, что оно может делать (с его помощью); способ - как можно сделать" /160/. Поэтому решатель, ориентируясь в процессе решения ИЗ на использование "идеального ТСр", просто абстрагируется от всех тех недостатков, которые возникают при использовании в качестве ориентира какого-либо из "идеальных ОИ". Не в последнюю очередь, кстати, вызванных тем, что чаще всего используемое понимание системы как некоторого множества взаимосвязанных элементов, обладающего свойствами, "не сводящимися к свойствам отдельных элементов" (/31/, с. 18), есть неправильно определенный термин, поскольку к специфическому признаку "взаимосвязь элементов", отличающему понятие "система" от понятия "целое", добавлен совершенно излишний признак, присущий как системе, так и целому. Т.е. вместо простого и ясного понятия вводится сложная конструкция, затрудняющая решателю понимание порядка действий по преобразованию ИС. Чего не будет иметь места, если использовать, например, такое определение: "система - совокупность, объединение взаимосвязанных и расположенных в соответствующем определенном порядке элементов (частей) какого либо целостного образования" (/41/, с. 545). Или такое (более близкое контексту): "Система - это совокупность взаимосвязанных элементов (частей), совокупность органов, связанная общей функцией" (/161/, с. 45). Вместе с тем более корректным выглядит не ввод самостоятельных понятий "система" и "ТС" (даже если в их определениях и есть указание на функцию), а понимание ТСр системой, т.к. в этом случае на первый план выступает именно (целевая) функция, а также становится понятным, что признак "взаимосвязь" в процессе решения ИЗ следует соотносить не с элементами ТСр как системы, а с функциями этих элементов. Ибо лишь функциональная взаимосвязь, взаимодействие отдельных элементов устройства как ОИ делает его единым, а именно этот момент есть определяющим возможность сведения групп элементов исходной ситуации в совокупное "квази-устройство".

Пример решения задачи на основе вводимого понятия "идеальная функция"

В этой связи рассмотрим ситуацию из приложения 6. Процесс реального точения показывает, что после начала внедрения режущей части в материал сразу же возникает ее винтовой след на цилиндрической поверхности, длина которого равна длине точения. В принципе, сразу же возникает и необходимость ломания стружки, особенно при черновом точении на высоких скоростях, когда образуется так называемая "сливная" стружка. Но и при получистовом и чистовом точении этот момент актуален, особенно для деталей из пластичных материалов. Не менее актуален и вопрос стойкости режущей части, износ которой при точении так называемых труднообрабатываемых материалов вынуждает останавливать процесс точения для перезаточки ее кромки. Это недостаток был устранен изобретением ротационных резцов, у которых режущая часть прикреплена к держалке не жестко (т.е., например, не припаяна), а установлена на ней с возможностью само- или принудительного вращения. Это дало возможность изменить принцип взаимодействия между режущей частью, сбегающей стружкой и обработанной поверхностью, именно "скольжение заменить качением" /162/. Одновременно изменилась форма режущей части резца (с остроугольной на круглую). Это дало возможностью изменить и форму винтового следа, что, в свою очередь, обусловило измельчение шероховатостей, образующихся на обрабатываемой поверхности. Однако полностью исключить необходимость повторных проходов с целью снижения шероховатости новый принцип не дает. Равно как и на его основе и не обеспечивается самостружколомание.

В первую очередь это объясняется тем, что приведение режущей части во вращение в первую очередь решает лишь задачу "увеличение стойкости режущей кромки", тогда как сама по себе эта цель - вторична, ибо обусловлена необходимостью совершения повторных проходов вдоль поверхности одной и той же детали. Чего можно было бы избежать, если ориентироваться на достижение двойного ИКР, т.е. искусственно свести все эти проходы к одному. Как это сделать? Если не ставить задачу "поиск нового принципа формообразования цилиндрической поверхности", т.е. не устранять возможность появления на ней винтового следа, то режущая часть должна не только срезать слой материала, но и одновременно зачищать (сзади себя) возникающие шероховатости. Это возможно, если режущая часть, помимо перемещения вдоль цилиндрической образующей, будет совершать еще одно (дополнительное) движение. Т.е. одновременно не только катиться по обрабатываемой поверхности вперед, но и как бы проскальзывать вдоль нее назад (нечто вроде маятника). ТР по а.с. № 1220845 представляет собой один из возможных путей достижения такой цели: каждая точка режущей части инструмента после перемещения ее по холостому участку траектории сначала перемещается вдоль уже обработанной поверхности, и лишь затем входит в контакт с удаляемым слоем материала. Это достигается тем, что вместо тела качения использован треугольник Релло, который в силу своих геометрических особенностей при соответствующей конструкции привода его перемещения, имеет возможность, как перемещаться вдоль квадратной траектории, так и постоянно изменять размер своего радиуса взаимодействия со стружкой, ломая ее. И т.д.

Доводы в пользу замены ТС на ТСр

Рассмотренный пример, свидетельствуя о возможности выхода на сильные решения посредством связывания (последовательно выполняемых) функций элементов ТСр путем искусственного уменьшения временного интервала между ними таким образом, чтобы на такой основе логично складывалось бы (квази) устройство, вовсе не отвергает необходимость связывания самих элементов (в систему). Наоборот, это следует делать непременно, весь вопрос в том, что именно надо связывать и зачем. Не в первую очередь это обуславливается объемом ИС, количеством НЭ в ней и постановкой ИЗ. Ведь для того, чтобы представить всю ИС системой, решателю надо, согласно ее определению, установить все связи между описанными элементами. Помимо сложности самого этого процесса, вполне вероятны как связывание между собой несущественных элементов ИС, так и пропуск важных моментов, например, НЭ, существенность которых не вполне очевидна. Поэтому-то и вполне логична ориентация на связывание функций, тем более на уровне "потребностных", ибо именно на уровне оценки пользы или вредности потребности совершать какие-либо действия формулируются ТП.

Кроме того, если не работать с функциями, то зачем их тогда определять? Ибо даже если о них упоминается мельком, в виде "ТС для…", то это создает массу трудностей при логичном построении ТП. Более того, в процессе знакомства с трудами разработчиков ТРИЗ у автора сложилось мнение, что в теорию решения ИЗ специально (возможно, с целью борьбы с психологической инерцией или еще для чего-то подобного) введено запутывание смысла как системного, так и функционального подходов. Например, с позиции СП нет никакого смысла в том, чтобы разделять объекты на природные и искусственные: "… объект (природный или искусственный) не тождественен системе, на нём определённой. Объект - это реальность, а система - абстракция, модель. Объект, даже искусственный и целенаправленно созданный, может быть использован в самых разных целях" /159/. Аналогично, с позиции функционального подхода упоминаемый в этой работе объект "булыжник" - это функциональное средство (ФСр), т.е. элемент некоторой системы, и ничего более. Конечно, его можно рассматривать как систему, но если говорить о его функциях, то к чему тут выделение на нем "каких-то" систем?

Продолжим цитату: "Но техническая система - только для одной цели, только для одной функции (действия). Меняется цель - меняется и система, как набор свойств образующих её элементов. Если не путать объект с ТС, на нём определённой, то можно говорить о целенаправленности создания ТС" (там же). Здесь явная ошибка, вызванная неучетом того момента, что в технике "двухместное асимметричное отношение между системой целей (назначением, задачей) и средством их реализации" (/28/, с. 31) напрямую применять некорректно, ибо таким образом не учитывается неявно присутствующий в нем "способ действий по достижению цели". Т.е. имеет место не отношение "цель-средство", а более широкое отношение: "цель - способ достижения цели - технология реализации способа" /163/. Поэтому не вполне понятно, о каком, собственно, объекте идет речь. Если имеется в виду какая-то ситуация как совокупность многих элементов, одним из которых является булыжник, то его следует понимать как ФСр, т.е. как одно из средств технологии реализации способа достижения цели. Другими словами, все рассуждение верно, если под технической системой понимать ТСр. как систему. Но привязка функции к абстрактной модели выглядит некорректной. Тем более, что понятие "ТС" уже определено: "Каждая техническая система должна включать четыре основные части: двигатель, трансмиссию, рабочий орган и орган управления" (/23/, с. 123). И если оно возведено в ТРИЗ в ранг закона, то почему бы ни ввести в качестве следствия из этого закона, например, такое определение: "Любое (однофункциональное) техническое средство есть технической системой". Хотя, конечно, более корректным выглядит изменение формулировки самого закона полноты частей системы, например, таким образом: каждое (однофункциональное) техническое средство должно включать четыре основные части: двигатель, трансмиссию, рабочий орган и орган управления. Тем более, что так оно и есть на самом деле.

Ссылки

1. Паренчик Г.И. К вопросу о практике использования изобретений в качестве подтверждающих примеров. - Гл. 5. Противоречивые ссылки. - http://www.metodolog.ru/00216/00216.html

3. Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. - М.: Моск. Рабочий. - 1973. - 296 с.

4. Паренчик Г.И. "Жизнь" изобретений в работах Г.С. Альтшуллера / Патентный фонд ТРИЗ. - Выпуск 1/3-я ред. - Коломыя, 2003. - 37 с. - http://www.metodolog.ru/00038/00038.html.

14. Алгоритм решения изобретательских задач АРИЗ-СМВА-91 (Э2) // Сценариий машинной версии, адаптированный/ Зусман А.В., Злотин Б.Л. - Кишинев, МНТЦ "Прогресс", 1991. - Разд. 1. Пояснительная записка (ротапринт).

23. Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. - М: Советское радио, 1979. - 175 с.

25. Альтшуллер Г.С. Найти идею: Введение в теорию решения изобретательских задач // Отв. ред. А.К Дюнин. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд. - 1986. - 209 с.

28. Хубка В. Теория технических систем: Пер. с нем. - М.: Мир, 1987. - 208 с.

30. Альтшуллер Г.С. АРИЗ - значит победа. Алгоритм решения изобретательских задач АРИЗ-85-В // Правила игры без правил. - Петрозаводск: Карелия, 1989. - С. 10 - 50.

31. Поиск новых идей: от озарения до технологии (теория и практика решения изобретательских задач). - Кишинев, Картя Молдовеняска, 1989. - 381 с.

33. Альтшуллер Г.С. Письмо 13 от 10.08.1988 г. //Переписка/ Избранные письма. - http://www.altshuller.ru/corr/correspondence1.asp.

36. Альтшуллер Г.С., Селюцкий А.Б. Крылья для Икара: Как решать изобретательские задачи. - Петрозаводск: Карелия. - 1980. - 224 с.

40. Ожегов С.И. Словарь русского языка: Ок. 57 000 слов / Под ред. докт. филол. наук, проф. Н.Ю. Шведовой. - 15-е изд., стереотип. - М.: Рус. яз., 1984. - 816 с.

44. АРИЗ-85В/ Часть 1 "Анализ задачи". - http://www.altshuller.ru/triz/ariz85v-p1.asp.

45. АРИЗ-85В/ Приложение 1 "Задача о перевозке шлака". - http://www.altshuller.ru/triz/ariz85v-p1.asp.

46. Электронная книга "Введение в ТРИЗ. Основные понятия и подходы" /версия 3.0. - http://www.altshuller.ru/e-books/.

60. Альтшуллер Г., Шапиро Р. Изгнание шестикрылого серафима / Изобретатель и рационализатор, 1959. - № 10. - с.с. 20-30. - http://www.altshuller.ru/triz12.asp.

63. Паренчик Г.И. К вопросу о практике цитирования изобретений в качестве подтверждающих примеров. - Гл. 6. Виды способов в разделах ТРИЗ. - http://www.metodolog.ru/00221/00221.html.

64. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. шк., 1989. - 367 с.

69. Смирнов Д.С. Функциональное свертывание. - 29с. - Рукопись деп. в ЧОУНБ 02.07.1989 № 638.

82. Верткин И.М. Механизмы свертывания технических систем. - 1984. - 10 с. - Рукопись деп. в ЧОУНБ 27.06.1987 № 89. - http://www.trizminsk.org/e/213001.htm.

84. Краткий политехнический словарь. - М.: Гос. изд-во технико-теорет. лит., - 1956. - 1136 с.

92. Руководство по методике предварительной и государственной научно-технической экспертизы изобретений. - М.: ВНИИПИ, 1985. - 190 с.

106. Блауберг И.В., Садовский В.П., Юдин Э.Г. Системный подход: предпосылки, проблемы, трудности. - М.: Знание, 1969.

129. Альтов Г. Перечитывая Уэллса // Эти удивительные звезды: Сб.

научно-фантастических рассказов. - Баку, Гос. Изд-во, 1966 г., с.с. 275-276.

130. Большая советская энциклопедия / Статья "Техника" - http://encycl.yandex.ru/cgi-bin/art.pl?art=bse/00078/89600.htm.

131. Червова Л.В. Выявление изобретений / конспект лекций. - М.: ВНИИПИ, 1986. - 48 с.

132. Одрин В.М. Метод морфологического анализа технических систем. - М.: ВНИИПИ, 1989. - 312 с.

133. Теория решения изобретательских задач: Справка ТРИЗ-88 / Г.С. Альтшуллер. - Баку, 1988. - 20 с. (http://www.altshuller.ru/engineering16.asp).

134. Полищук Е.П. Алгоритм проверки осуществимости заявленного изобретения / Вопросы изобретения, 1989. - № 8. - с.с. 26-30.

135. Политехнический словарь. Гл. ред. И.И. Артоболевский. - М.: "Советская Энциклопедия", 1976. - 608 с.

136. Паренчик Г.И. Терминологический аспект ТРИЗ. - Гл. 4. Ситуации и виды их задач. - http://www.metodolog.ru/00270/00270.html.

137. Паренчик Г.И. Терминологический аспект ТРИЗ. - Гл. 3. Что есть цель ТРИЗ?. - http://www.metodolog.ru/00263/00263.html

138. Таблица применения приемов разрешения технических противоречий // Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения / Приложение 1 - М.: Моск. Рабочий. - 1973. - 296 с. (http://www.altshuller.ru/triz/technique2.asp)

139. Герасимов В.М., Литвин С.С. Учет закономерностей развития техники при проведении функционально-стоимостного анализа технологических процессов /// Практика проведения функционально-стоимостного анализа в электротехнической промышленности //Для разработки новой и совершенствования действующей технологии, для рационализации управления и организации производства // под ред.М.Г. Карпунина, - М: Энергоатомиздат, 1987. - http://www.trizminsk.org/e/216001.htm.

140. Зломанов Ю.П. О формальной структуре эволюции "технического противоречия". - http://www.metodolog.ru/00489/00489.html.

141. АРИЗ-85В-НЭ: методическое пособие для слушателей семинара "Методы научно-технического творчества" / ИТФ ИНЭК. - Новосибирск, 1990. - 16 с. (рукопись)

142. Философский словарь / Под ред. И.Т. Фролова. - 4-е изд. - М.: Политиздат, 1981. - 445 с. - http://filosof.historic.ru/enc/item/f00/s12/a001232.shtml.

144. Орлова Н.С., Павловский А.Н. Основные принципы отбора важных, высокоэффективных изобретений / Вопросы изобретения. - 1989. № 4. - с.с. 2-6.

145. Большая советская энциклопедия / Статья "Пены". - http://encycl.yandex.ru/cgi-bin/art.pl?art=bse/00058/22900.htm.

147. Глоссарий.ру: статья "Пар" - http://encycl.yandex.ru/cgi-bin/art.pl?art=gl_natural/2574/257_4762.HTM.

148. Лаборатория образовательных технологий // Основные понятия ТРИЗ / Идеальность и ИКР. - http://www.trizway.com/lot-references.php?ref=terms-i.

149. Иванов Г.И. И начинайте изобретать: Научно-популярная книга. - Иркутск, Вост. - Сиб. книжное изд-во, 1987. - 240 с.

151. Паренчик Г.И. К вопросу о практике использования изобретений в качестве подтверждающих примеров. - Гл. 1. Состояние вопроса. - http://www.metodolog.ru/00074/00074.html.

152. Леонтьев А.А. Основы психолингвистики. - М.: Смысл, 1999. - 287 с.

153. Паренчик Г.И. Терминологический аспект ТРИЗ. - Гл. 7. О системности в ТРИЗ. - http://www.metodolog.ru/00321/00321.html.

154. Тамберг Ю.Г. Развитие мышления ребенка с использованием методик ТРИЗ / Что такое функциональное мышление. - Новгород. - http://www.natm.ru/triz/function/fun_01.htm

155. Альтшуллер Г.С. Процесс решения изобретательской задачи. -1975. - 7 с. - Рукопись деп. в ЧОУНБ 26.09.1989 № 56. - (http://www.altshuller.ru/triz1.asp).

156. Еременко В.И. Формула изобретения в зарубежном патентном праве / Вопросы изобретения. - 1983. № 12. - с.с. 17-21.

157. Саламатов Ю.П. Система законов развития техники // Шанс на приключение / Сост. А.Б. Селюцкий. - Петрозаводск: Карелия, 1991.- 304 с.

158. Меерович М.И. Формулы теории невероятности. Технология творческого мышления. - Одесса, "ПОЛИС", 1993. - 232 с.

159. Королев В.А. Отзыв на статью Голдовского Б.И. "О противоречиях в технических системах - 2" (Нижний Новгород, 1999г.). - 2000 г. - http://triz.org.ua/data/w116.html.

160. Лахтин Г. Что считать изобретением? / ИР, 1986. - № 11, с.с. 2-3.

161. Минин Б.А. Изобретение как система: основы подхода, развитие и некоторые следствия (в дискуссионном порядке) / Теория и практика научно-технической экспертизы изобретений. Сб-к научных трудов, вып. IX, р.I-II. - М.: ЦНИИПИ, 1978. - 137 с.; с.с. 43-54.

162. Коновалов Е.Г. и др. Прогрессивные схемы ротационного резания металлов. - Минск, "Наука и техника", 1972. - 272 с. - с. 5

163. Паренчик Г.И. Оптимизация выбора творческих технических задач в процессе создания новой техники. - В сб.: Тезисы докладов Всесоюзной научно-практической конференции "Методологические проблемы научно-технического творчества" (г. Юрмала, 23-25 ноября 1988 г.). - Рига, 1988. - с.с. 430-432.


Приложение 6

Г.И. Паренчик. А.с. № 1220845 А, В 23 В 1/00, 1986 г.

Способ обработки ротационным резцом и устройство для его осуществления

1. Способ обработки ротационным резцом, при котором одновременно осуществляют прямолинейную подачу резца и принудительное перемещение режущей части по замкнутой территории, отличающийся тем, что с целью повышения производительности, режущую часть резца перемещают по траектории квадрата с параллельной направлению прямолинейной подачи стороной.

2. Устройство для обработки ротационным резцом, содержащее ротационный резец с режущей частью в виде замкнутой плоской кривой и приводы прямолинейной подачи резца и перемещения режущей части, отличающееся тем, что привод перемещения режущей части по замкнутой траектории выполнен в виде планетарной передачи, сателлит которой жестко связан с выполненной в виде треугольника с выпуклыми сторонами режущей частью ротационного резца.

г. Коломыя, 12.03.2006 г.
(Продолжение следует)


Главная    ПРОЕКТЫ    Терминологический аспект ТРИЗ    Что есть "функция" в ТРИЗ?