Динамический вепольный анализ в АРИЗ

Введение

В некотором смысле эта статья является продолжением и развитием работы [1], в которой представлена динамическая модель технического противоречия на 1.1- 1.6 шагах АРИЗ-85В. Динамическая модель позволяет сгладить логические скачки между шагами алгоритма, так как функционирует в непрерывном времени.

Первая часть АРИЗ также включает шаг 1.7, который появился позже, примерно в 1989 году[3]. На этом шаге АРИЗ начинает использовать другие инструментальные средства решения изобретательских задач: стандарты и вепольный анализ, поэтому логический скачок на этом шаге наиболее велик. Действительно, стандарты и вепольный анализ, возможно, равносильны АРИЗу, поэтому существуют объективные трудности встраивания одного инструментального средства в другое. Поэтому целью этой статьи является изучение и моделирование процесса перехода от технического противоречия к веполю.

1. Взаимосвязь между моделью изобретательской задачи и веполем

Как уже указывалось, стандарты на решение изобретательских задач и вепольный анализ используются на шаге 1.7 первой части АРИЗ. Эта часть позволяет находить стандартные решения в нестандартных задачах. Очевидно, что после шага 1.6 в модели задачи содержатся вещества и поля, необходимые для вепольного анализа.

Действительно, имеется определение [3]: " Веполь включает в себя изделие, инструмент и энергию (поле), необходимую для действия инструмента на изделие". С другой стороны, модель задачи на шаге 1.6 содержит три объекта: изделие, инструмент и Х-элемент, необходимый для разрешения технического противоречия. Сравнение этих двух триад позволяет сделать вывод, что Х-элемент является полем.

В связи с этим возникают два вопроса:

К какому виду энергии можно отнести поле Х-элемента?

Какое место в вепольной структуре занимает это поле?

Х-элемент является некоторым неизвестным, изменением вообще, позволяющим решить нашу задачу, т.е. он дает новый результат. Когда Х-элемент становится известным, тогда в сознании изобретателя появляется новое решение. Следовательно, Х-элемент должен быть информационным полем психологической энергии.

Борьба противоположных свойств конфликта рождает новое знание, которое развивается внутри технического (или физического) противоречий. Следовательно, информационное поле должно возникнуть и развиваться внутри вепольной структуры. Г.С. Альтшуллер указал место внутреннего поля в структуре веполя, например, в задаче 12 [4] . Задача 12 связана с извлечением клина, состоящего из двух частей, одна из которых выполнена из материала с низкой температурой плавления. Вепольная структура этой задачи приведена на рис. 1.

Рис.1. Вепольная структура для задач на построение систем

На рис.1 введены следующие обозначения: П1- тепловое (входное) поле, П2 - механическое (внутреннее) поле, В2- вещество с низкой температурой плавления. Г.С. Альтшуллер дает два эквивалентных варианта веполя (a и b на рис. 1). Впоследствии веполь обычно изображался в первом варианте (a), т.е. в том, в котором входные и выходные поля явно выражены. Тогда эти поля могут вводиться, изменяться, отыскиваться, а взаимосвязь между веществами В1 и В2 изображалась без внутреннего поля П2.

Таким образом, место информационного поля Пинф., как внутреннего в структуре веполя, может быть определено на месте П2 (рис.2). На рис.2 веполь не имеет входных и выходных полей, его развитие представляет собой двухстороннюю обостренную борьбу, в которой удары наносятся информацией, энергией и, возможно, веществом. Назовем такую структуру саморазвивающимся веполем. Саморазвитие характерно присутствием положительной обратной связи, которая обостряет борьбу антагонистов. Толчком для начала борьбы является начальное информационное поле прототипа, т.е. не-веполь (или неполный веполь : Пинф. +В). Вещества В1 и В2 являются противоположными свойствами технического противоречия, например, производительность и точность при обработке, маневренность и комфортабельность для транспорта, чувствительность и диапазон измерений для датчиков (в целом, см. таблицу выбора приемов устранения технических противоречий [3]).

Рис.2. Саморазвивающийся веполь

Достижение общих целей путем взаимной борьбы называется гомеостазисом [5]. Многие естественные организмы используют гомеостазис. Например, одна система увеличивает уровень сахара в крови, а другая система все время уменьшает этот уровень. В результате устанавливается динамическое равновесие сахара в крови. Такая структурная избыточность позволяет организации достигать своей цели в условиях внутренних и внешних помех.

Гомеостат как структура разворачивается из моно-системы в би-систему с инверсными характеристиками. Би-система формируется веществами В1 и В2 саморазвивающегося веполя. Следовательно, саморазвивающийся веполь является ячейкой памяти, которая аккумулирует стандартный ответ на стандартную ситуацию. Модель задачи на шаге 1.6 АРИЗа является такой стандартной ситуацией. Распад саморазвивающегося веполя разрешает противоречие, в результате появляется одно из возможных стандартных решений.

Рис.3. Развитие вепольной структуры в первой части АРИЗ

В ходе решения задачи от шага 1.1 к шагу 1.7 можно получить последовательность развития вепольных структур, представленную на рис.3.

Прототип обладает нежелательным эффектом, поэтому в его веполе (рис.3a) представлено вредное взаимодействие между веществами В. Если прототип является работоспособной системой, его веполь полный. Следующей стадией является саморазвивающийся веполь (рис.3b). Стандартное решение представляется конечным веполем (рис.3c). Возможно существование и промежуточных стадий, например, разрушение прототипа в неполный веполь между первой и второй стадиями развития.

Вепольные преобразования отражают генеральную схему преобразования веществ и полей АРИЗом (рис.4).

Рис.4. Генеральная схема преобразования веществ и полей

Входные вещества и поля прототипа преобразуются в действия конфликтной пары ( полезное и вредное действия инструмента на изделие). Действия преобразуются в противоположные свойства технического (или физического) противоречия. Свойства конвертируются в выходные вещества и поля нового решения, причем эти выходные вещества и поля определяются Х-элементом.

Интересно отметить двойственность Х-элемента. Существуют две формулировки модели задачи (на шаге 1.6):

" Дана конфликтная пара и техническое противоречие. Необходимо ввести Х-элемент ..." и т.д. [3, с.110];

" Дана конфликтная пара и техническое противоречие. Необходимо найти Х-элемент ..." и т.д. [3, с.330] (подчеркнуто мною).

Х-элемент в первой формулировке является внешним объектом для модели задачи. Он вводится в модель для разрешения противоречия и является структурно известным объектом, поскольку определено его место в пространстве вепольной структуры. Такая формулировка в вепольном анализе характерна для задач на построение систем.

Во второй формулировке Х-элемент является внутренним объектом в модели задачи. Он должен быть найден, так как его внутренняя сущность пока неизвестна. Такая формулировка в вепольном анализе характерна для задач на обнаружение систем. В этом случае универсальная схема Г.С. Альтшуллера (см. рис.1b) также годится для структуры веполя, только необходимо добавить определенную связь (рис. 5b).

Рис.5. Веполь для задач на обнаружение:

5а) стандартная модель, 5b) гомеостатическая модель

На рис.5 введены следующие обозначения: П1,В - обнаруживаемое поле или вещество, П2- выходное поле, воспринимаемое человеком, П- входное информационное поле прототипа, Пинф. - информационное поле Х-элемента, В1 и В2 - противоположные свойства технического противоречия. Выходное поле Пинф. гомеостатической модели должно быть обнаруживаемым и воспринимаемым одновременно, поскольку это необходимо для запоминания информационного поля Х-элемента. Вещества В1 и В2 формируют гомеостат памяти.

Задача на разрушение вепольной структуры также строится на базе задачи на обнаружение (рис.6).

Рис.6. Преобразование веполей в задаче на разрушение

Информационное поле Х-элемента должно давать знание вещества В3.

Одновременное представление вепольных структур в первой и второй формулировках приводит к преобразованному саморазвивающемуся веполю (рис. 7). Информационное поле Пинф. Х-элемента становится одновременно вводимым и обнаруживаемым, входным и выходным, т.е. внешним и внутренним. Обратная связь преобразуется во внешнюю и отрицательную.

Начальным условием и ядром кристаллизации для информационного поля Х-элемента является информационное поле прототипа. Оба поля аккумулируются в одной ячейке памяти, или, лучше сказать, что поле прототипа перерождается в поле Х-элемента.

Рис.7. Преобразованный саморазвивающийся веполь

Следовательно, веполь проходит две стадии развития: 1.

Эмбриональный рост (или "беременность" веществ В1 и В2).

Информационное поле Пинф. созревает в подсознании изобретателя. Оно внутреннее, ненаблюдаемое и необнаруживаемое. Структура веполя на этой стадии приведена на рис.2. 2.

Рождение и существование Х-элемента.

Информационное поле пробивается в сознание изобретателя. Оно рождается, т.е. информация замыкается в кольцо по обратной связи между сознанием и подсознанием. В этом случае информационное поле является как внутренним, так и внешним. Психологическая энергия рожденного информационного поля усмиряет борьбу между "родителями" (веществами В1 и В2), так как обратная связь стала отрицательной и демпфирующей гомеостаз. Противоречие погибает, получается новое решение. Структура такого веполя приведена на рис.7.

2.

Динамическая модель саморазвиваюшегося веполя

Для моделирования объектов с памятью требуются устройства запоминания. В качестве таких устройств могут использоваться аналоговые интеграторы. Для описания работы интеграторов применяются дифференциальные уравнения, которые отражают динамику работы моделирующей системы. Для динамической модели веполя можно использовать теорию катастроф [6].

Предположим, что модель веполя может быть характеризована координатами y и p, которые являются аргументами потенциальной функции

U(y,p) = y3 + p3- ayp + by + cp, (1)

Такой вид потенциальной функции имеет каноническая катастрофа типа гиперболической омбилики. Кроме двух координат она зависит от трех управляющих параметров a, b и c. В математических моделях изобретательских задач потенциальная функция задает нежелательный эффект.

Будем полагать, что веполь является так называемой градиентной системой, стремящейся к минимуму нежелательного эффекта, т.е. к минимуму потенциальной функции. Тогда антиградиент - ?U(y,p)/?y, задающий направление убывания потенциальной функции по координате y, должен быть пропорционален скорости изменения (или первой производной по времени) этой координаты. Аналогично антиградиент -?U(y,p)/?p потенциальной функции по другой координате p должен быть пропорционален скорости изменения второй координаты p, т.е.

K dy/dt =- ?U(y,p)/?y = -3y2 + ap - b, (2)

K dp/dt =- ?U(y,p)/?p = - 3p2 + ay - c, (3)

где t - время, некоторая константа K выравнивает размерности левой и правой частей системы уравнений (2),(3). Ее физический смысл будет пояснен в разделе 2.2.

Введем условие:

y=p, (4)

тогда уравнения (2) и (3) полностью эквивалентны при b = c.

Система уравнений (2), (3), (4) обладает математической избыточностью . Действительно, подстановка y = p или p = y дает

K dy/dt = -3y2 + ay - b, (5)

K dp/dt = - 3p2 + ap - c. (6)

Тогда одно из уравнений (5) или (6) избыточно при наличии уравнения (4). Однако не будем забывать, что избыточность является важнейшим свойством гомеостаза.

Для формирования антагонизма и усиления конфликта введем антисимметричную координату x = - y = - p. Эта операция в [5] определяется как "склеивание" антагонистов. Математически склеивание противоположных координат достигается подстановкой y = - x в (2) и p = - x= y в (3), т.е.

K dy/dt = -3(-x)y + a(-x) - b, (7)

K d(-x)/dt = - 3(-x)(y)+ a(y) - c. (8)

Упрощение уравнений (7), (8) дает математическую модель веполя

K dx/dt = - 3xy - ay + c, (9)

K dy/dt = 3xy - ax - b, (10)

x= - y. (11)

С другой стороны, система уравнений (9), (10), (11) описывает компенсационный гомеостат с потенциальной функцией

U(x,y) = - x3 + y3 + axy - cx + by. (12)

Эти уравнения используются для моделирования двух стадий саморазвития веполя.

2.1. Моделирование стадии эмбрионального роста

Пусть координата y(t) представляет эволюционное развитие вещества В1, а противоположная координата x(t) будет представлять развитие вещества В2. Предположим [7], что величины y(t) и x(t) развиваются в сознании изобретателя диссимметрично, т.е. y(t) = - x(t) и y(t)>0, x(t)<0. Отрицательность коордитнаты x(t) имеет условный характер. Она только показывает, что когда одна координата, например, точность растет, тогда другая координата, например, производительность убывает.

Теперь определим величины управляющих параметров a, b, c . На этой стадии саморазвивающийся веполь реализует свободное собственное движение от ненулевых начальных условий, поэтому входные параметры c в (9) и b в (10) равны нулю. Тогда уравнения (9), (10), (11) образуют однородную систему уравнений (система Лотки- Вольтерра с антисимметричными координатами [8])

K dx/dt = - 3xy - ay, x(0)= - y(0)<0, (13)

K dy/dt = 3xy - ax, y(0)= - x(0)>0, (14)

где x(0), y(0) - начальные условия.

Найдем состояния равновесия и определим их устойчивость. Легко показать, что система уравнений (13),(14) имеет два состояния равновесия:

Первое состояние x1= 0, y1= 0, U(x1,y1) = 0,

Второе состояние x2 = - a/3, y2 = a/3, U(x2,y2) = - a3/27.

Для a>0 первое состояние равновесия неустойчивое, а второе -устойчивое. Для a<0 первое состояние равновесия устойчивое, а второе - неустойчивое.

Выберем условие a>0 потому, что величина x должна быть отрицательной, да и величина нежелательного эффекта U(x2,y2) во втором состоянии равновесия меньше, чем в первом состоянии равновесия. Следовательно, можно сказать, что первое неустойчивое состояние [x1, y1] равновесия будет представлять состояние прототипа с большим значением нежелательного эффекта, а второе состояние [x2, y2] тогда будет устойчивым состоянием равновесия нового решения с меньшим значением нежелательного эффекта.

Результаты моделирования системы (13), (14) приведены на рис.8.

Развитие веществ В1 и В2 во времени образует положительную и отрицательную S-кривые соответственно. Нежелательный эффект U(x,y) убывает по мере развития S-кривых. S-кривые аппроксимируются логистами (кривые Ферхюльста-Перла [9]). Например, подстановка x =- y в (14) дает

K dy/dt = -3y2 + ay, y(0) >0 или

dy/dt = -(3/K) y2 + (a/K) y, y(0) >0 (15)

где 3/K = m - коэффициент рождаемости новых идей , a/K = n - коэффициент смертности старых идей.

Рис 8. Результаты моделирования стадии эмбрионального роста

a) схема модели веполя; b) развитие веществ В1 и В2

Отношение K/a имеет размерность времени и является постоянной времени T=1/n, характеризующей психологическую инерционность мышления. Коэффициент a имеет размерность конфликтной координаты y (или x), причем a = 3?1/ 2, где величина ?= (n/m)2 , и в [1] определена как конфликтная мощность или мощность конфликта. Конфликтная мощность ? оценивает спсобность изобретателя усиливать конфликт.

Отношение I = n/m может быть названо идеальностью мышления. Подстановка T и ? в (14) дает уравнение

T dy/dt = - ?-1/ 2 y2 + y, y(0) >0 или

T dy/dt = - I -1 y2 + y, y(0) >0. (16)

Следовательно, развитие веполя определяется психологическими характеристиками мышления (I и T), а также информацией от прототипа (начальные условия y(0), x(0)).

2.2. Энергетический баланс на стадии эмбрионального роста

Уравнения (9), (10), (11) описывают эволюцию веществ В1 и В2 в потенциальном психологическом поле. Например, для координаты y можно записать

K dy/dt = K ·Vy= F(x,y,a) = - ?U(x,y)/?y, (17)

где F(x,y,a) - сила психологического сопротивления , Vy = dy/dt - скорость изменения координаты y, K - коэффициент психологического сопротивления , U(x,y) - потенциал психологического поля или потенциальная энергия мышления. Уравнение типа (17) описывает движение материальной точки в вязкой среде. Такой материальной точкой является веполь (рис.9).

Коэффициент психологического сопротивления влияет на конфликтную мощность, так как ?1/ 2 = K/3T. Увеличение психологического сопротивления усиливает конфликт.

Рис.9. Развитие веполя в вязкой среде психики

Будем считать, что суммарная психологическая энергия мышления, по крайней мере, в процессе решения задачи, остается постоянной в соответствии с законом сохранения энергии. Тогда закон сохранения можно записать в виде

P (x,y) = U (x,y) + H(x,y) = Const, (18)

где P (x,y) - суммарная психологическая энергия задачи , U (x,y) - потенциальная энергия мышления, H(x,y) - кинетическая энергия гомеостаза веществ В1 and В2.

Следовательно, энергия гомеостаза равна

H(x,y) = Const - U (x,y). (19)

Потенциальная энергия определяется уравнением (12) с точностью до постоянного слагаемого :

U(x,y) = - x3 + y3 + axy + D.

где D - аддитивная константа.

График измения энергии гомеостаза можно построить только качественно, так как величины параметров a, D и Const неизвестны. Однако масштабирование катастрофы для конкретной задачи позволяет найти величины этих параметров, при которых можно построить кривую изменения информационного эффекта (см. пример масштабирования катастрофы в [1]). Например, если выбрать следующие значения: D = 1, Const = 0.9, a =3, мы получим кривые изменения энергии, представленные на рис.10.

Кривая H(x,y) является аналогом изменения экономического эффекта на этапах развития технических систем[3]. На первом этапе энергия гомеостаза отрицательная, так как вещества В1 and В2 борются с психологическим сопротивлением мышления, с психологической инерцией. Для гомеостата В1 и В2 эта борьба является внешней, т.е. борьбой с внешней помехой. Взаимная, внутренняя борьба веществ В1 и В2 начинается на втором этапе, когда преодолено психологическое сопротивление. Информационный эффект Х-элемента становится положительным. В конце третьего этапа наступает максимум конфликта, т.е. Х-элемент готов к рождению.

Рис. 10. Изменение энергии веполя на стадии эмбрионального роста: U(x,y) - потенциальная энергия или нежелательный эффект, H(x,y) -энергия гомеостаза или информационный эффект.

2.3. Моделирование стадии рождения и существования

При максимальном обострении конфликта, когда нежелательный эффект достигает минимума, а информационный эффект -максимальный, рождается Х-элемент. Уравнение гиперболической омбилики "терпит" математическую катастрофу. Это значит, что мы должны задать новые значения управляющих параметров в уравнениях, описывающих развитие веполя.

Выберем в уравнениях (9), (10), (11) критическое значение параметра a=0, так как появление Х-элемента разрешает конфликт, и конфликтная мощность ? становится нулевой ( a = 3?1/ 2=0):

K dx/dt = - 3xy + c, (20)

K dy/dt = 3xy - b, (21)

x= - y. (22)

Для определения значений управляющих параметров b и c используем уравнения ферментативной кинетики [9]. Обратимая химическая реакция двух реагентов X и Y записывается в виде

X + Y Ы Z. (23)

Такая реакция относится к бимолекулярным, так как две молекулы X и Y обратимо превращаются в одну молекулу Z. Скорость реакции пропорциональна концентрациям реагентов в соответствии с законом сохранения масс. Например,

d[Y] / dt = - k1 [X] [Y] + k-1[Z], (24)

d[X] / dt = - k1 [X] [Y] + k-1[Z], (25)

d[Z] / dt = k1 [X] [Y] - k-1[Z], (26)

где - [X], [Y] , [Z] - концентрации реагентов X,Y,Z соответственно, k1 и k-1 - коэффициенты прямой и обратной реакций.

Воспользуемся уравнениями (25) и (26) в дальнейшем, но при подстановке [X] = - [Y] и [Y] = - [X] в (25), которая позволяет получить уравнение для [Y]:

d[Y] / dt = k1 [X] [Y] - k-1[Z]. (27)

Далее подставляя [X] = x/v, [Y] = y/v, [Z] = z/v, получаем систему

dx/dt = - (k1/v) xy + k-1z, (28)

dy/dt = (k1/v) xy - k-1z, (29)

dz/dt = (k1/v) xy - k-1z, (30)

где v - объем среды вязкого сопротивления.

Аналоговая схема модели веполя, составленная по уравнениям (28), (29), (30) , приведена на рис. 11.

Рис.11. Схема модели веполя

Сравнение систем уравнений (20), (21), (22) и (28), (29), (30) позволяет сделать следующие выводы: 1.

Появляется третья координата z для описания развития Х-элемента.

2. Управляющие параметры b и c должны быть равны

b = c = Kk-1z, (31)

и k1/v = 3/K. (32)

Уравнения (28), (29), (30) формируют систему с обратной связью. Действительно, координата z отражает свойство информационного поля, и она же является входным сигналом для веществ В1 и В2 ( по голубым стрелкам на рис. 11 и 12). Одновременно произведение xy является входным сигналом для информационного поля (красная стрелка на рис. 11 и 12). Таким образом, система информационно и энергетически замыкается.

Уравнения (28), (29) могут быть также получены из уравнений (13), (14) подстановкой y = - z и x = z, что означает остановку взаимной борьбы между веществами В1 и В2, (разрыв лиловых цветных стрелок на рис.12), но при этом генетическая память "родителей" остается в их совместном произведении - их "ребенке", новорожденном Х-элементе. Этой генетической памятью в Х-элементе является блок математического произведения xy. Следовательно, не только взаимная борьба, но и единство противоположностей осуществляются через черные стрелки на рис. 12а,b.

Интересно отметить отсутствие борьбы между веществами В1 и В2 после рождения Х-элемента. Они свою борьбу переносят на Х-элемент и сопротивляются ему через красную стрелку на рис. 12b. А Х-элемент воюет с ними через синие стрелки. Он их примиряет, разрешает противоречие, и тогда вещества В1 и В2 идут навстречу друг другу.

Рис.12. Структура вепольных преобразований

а) эмбриональная стадия, b) стадия рождения и существования

Интересно также отметить следующее существенное совпадение. Ю.Саламатов впервые [10] использовал знак точки в структуре веполя (рис.13).

Рис.13. Веполь максимального взаимодействия.

На рис.13 точка означает максимальное взаимодействие: химическая реакция между веществом В1 и водой дает новое вещество. В то же время точка в квадратике на рис. 12 означает самое настоящее математическое умножение. Свойства веществ (или их нормированные величины [7]) могут быть перемножены. Общим для структур на рис. 12 и 13 является то, что в результате максимального взаимодействия рождается новое вещество или поле. Поэтому вполне справедливо математики называют результат умножения произведением.

Результаты моделирования веполя приведены на рис. 14 (обе стадии). Графики на рис. 14а и 14b отличаются знаком Х-элемента, который задается при выборе главного производственного процесса на шаге 1.4 АРИЗа. Последовательная совокупность знаков перед шестью слагаемыми в правой части уравнений (28),(29),(30) задает то или иное развитие веполя после рождения Х-элемента.

Рис.14. Частичное решение задачи

Например, сейчас в уравнениях записана последовательность знаков - ,+,+,-,+,- . Такая последовательность приводит к графику на рис.14a. Последовательность -,-,+,+,-,- дает графики на рис. 14b. Такие графики означают неполное, частичное решение задачи. Например, структура веполя уже определена, но не найден вид поля, или техническое противоречие уже разрешено, а физическое - еще нет. При этом между Х-элементом и веществами В1,В2 устанавливается динамическое равновесие, в общем случае, не нулевого уровня, так как в уравнениях (28),(29),(30) записана реверсивная реакция. Высота уровня равновесия зависит от психологического сопротивления, мощности конфликта и лругих коэффициентов в уравнениях (28), (29), (30).

Другие последовательности знаков разрушают динамический баланс. Например, последовательность -,-,+,+,-,+ обостряет противоречия после рождения Х-элемента (рис.15а).

Рис 15. Обострение (a) и разрешение (b) противоречия

Рис. 15a демонстрирует волновую природу цепочки противоречий Г.С.Альтшуллера: от административного к техническому и физическому противоречиям. Старая S-кривая разрушается, а относительно тренда начинает подъем новая S-кривая. Последовательность -,+,+,-,-,- дает разрешение противоречий, т.е. полное решение задачи (рис.15b). Реакция становится нереверсивной, так как обратная связь через красную стрелку на рис.13b изменяет свой знак на противоположный и становится отрицательной, поэтому развитие противоречия носит затухающий характер.

Построим графики изменения потенциальной и кинетической энергии для этого случая.

Рис.16. Изменение энергии веполя на стадии рождения и

существования

На рис. 16 обозначены: U(x,y,z) - потенциальная энергия или нежелательный эффект, H(x,y,z) - кинетическая энергия или полезный эффект. Потенциальная энергия определяется выражением (12) с точностью до постоянного слагаемого D

U(x,y,z) = - x3 + y3 - Kk-1zx + Kk-1zy + D.

Следовательно, кинетическая энергия определяется выражением

H(x,y,z) = Const - U (x,y,z).

Волна возрастающих противоречий и конечного разрешения конфликта может быть получена путем подходящего выбора управляющих параметров и начальных условий в системах уравнений (13), (14) и (28),(29),(30).

Заключение

1. Замкнутый обратной связью веполь демонстрирует единство трех основных задач вепольного анализа: построение, разрушение, обнаружение (измерение).

2. Х-элемент является информационным полем: его энергия зависит от информации о прототипе и от психологических характеристик мышления изобретателя, т.е. идеальности и инерции.

3. Математическая модель веполя представляет компенсационный гомеостат, который накапливает энергию информационного поля. Максимальное обострение противоположных свойств приводит гомеостат в очень неравновесное состояние. Это неравновесное состояние является необходимым признаком самоорганизации, самозарождения нового знания. Разрушение гомеостата дает новое решение задачи.

4. Моделирование показало, что кривая изменения кинетической энергии Х-элемента полностью аналогична известной кривой изменения экономического эффекта. Кривая изменения потенциальной энергии показывает уменьшение нежелательного эффекта.

5. Математические модели улучшают теорию решения изобретательских задач и прокладывают путь к задачам искусственного интеллекта.

Литература

1.Bushuev A. Technical Contradiction Control on Invention Problem. The TRIZ Journal, December 2004

2.Альтшуллер Г.С., Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. - Новосибирск: Наука, 1986.

3.Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Зусман А.В, Филатов В.И. Поиск новых идей: от озарения к технологии. Кишинев, Картя Молдавеняскэ,1989.

4. Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач. М.: Сов.радио,1979.

5.Горский Ю.М. Основы гомеостатики. Гармония и дисгармония в живых, природных, социальных и искусственных системах.- Иркутск: Изд-во ИГЭА,1998.

6.Постон Т., Стюарт И. Теория катастроф и ее приложения. - М.:Мир, 1980.

7.Бушуев А.Б. Гомеостатика противоречий в ТРИЗ. //Труды Международной конференции "Развитие ТРИЗ: достижения, проблемы, перспективы". - СПб, 2005. с.103-109, (эл. версия http://www.metodolog.ru/00475/00475.html).

8. Эбелинг В. Образование структур при необратимых процессах. М.:Мир, 1979. 9.Марри Дж. Нелинейные дифференциальные уравнения в биологии. Лекции о моделях. М.:Мир, 1983.

10.Саламатов Ю. Система развития законов техники. / в сб. "Шанс на приключение" Сост. А.Б.Селюцкий .- Петрозаводск:Карелия,1991.

***

Copyright © 2005 А.Б. Бушуев