Главная    ПРОЕКТЫ    Журнал ТРИЗ т.3, N 1`92     Проблемы развития АРИЗ

Проблемы развития АРИЗ

Б.Л.Злотин, А.Б.Зусман, Кишинев

ИЗ ИСТОРИИ

В 1985 году после ряда экспериментальных версий появилась стабильная модификация АРИЗ 85-В. Слушатели с его помощью и под руководством опытных преподавателей достаточно хорошо справлялись с учебными задачами (то есть с задачами с хорошо отработанной формулировкой). Вместе с тем, при его изучении возникало и немало трудностей, которые требовали от преподавателей дополнительных объяснений, комментариев, примеров. Многие шаги осваивались только после определенной тренировки. Особенно серьезные проблемы возникали при решении практических (всегда плохо сформулированных) задач, в первую очередь из-за отсутствия в АРИЗ 85-В постановочной части. Такая часть, существовавшая в старых модификациях (АРИЗ 71,77), была исключена в связи с тем, что сильно устарела и не соответствовала уровню апгоритмичности развивающегося АРИЗ.

Преподаватели в разных городах искали пути преодоления этих трудностей. Некоторые накопили довольно объемные перечни дополнений и предложений по дальнейшему совершенствованию АРИЗ, пытались разрабатывать новые версии АРИЗ. Так, к 1989 существовали версии В.А.Королева (Белая Церковь), Ю.В.Андриевского (Петрозаводск). Собственные версии испытывали в Новосибирске и некоторых других городах. Главной опасностью при этом становилась вероятность попадания к слушателям недостаточно отработанных рекомендаций и ме-тодик, способных дискредитировать ТРИЗ, потеря общего языка между школами.

Существовало две возможности дальнейшего развития АРИЗ. Первая успешно осуществлялась на протяжении многих лет, когда все предложения и замечания отсылались Генриху Сауловичу Альтшуллеру, автору всех модификаций АРИЗ, который их изучал и при необходимости включал в очередную модификацию АРИЗ, предлагаемую всем школам ТРИЗ. Однако на соответствующие запросы о разработке новой модификации Генрих Саулович ответил, что, по его мнению, АРИЗ 85-В вполне удовлетворяет современным требованиям и что он не будет в ближайшее время заниматься разработками в данной области, так как считает более важным форсирование разработок в области теории развития творческой личности (ТРТЛ).

Вторая возможность заключалась в создании группы разработчиков ТРИЗ, которые бы сами обработали предложения и представили на обсуждение Генриху Сауловичу и остальным специалистам по ТРИЗ новую модификацию АРИЗ. Здесь также была проблема: по сложившейся традиции АРИЗ являлся авторским материалом Г.С.Альтшуллера и не мог разрабатываться и публиковаться никем другим. Проблема эта была снята только после того, как в октябре 1989 года на первом совете Ассоциации ТРИЗ Г.С.Альтшуллер официально разрешил производить разработки в области АРИЗ и других авторских разделов ТРИЗ.

В 1989 году на Петрозаводской конференции среди прочих проводился "круглый стол" по совершенствованию АРИЗ, который вел С.С.Литвин. В нем приняли участие К.А.Склобовский (Обнинск), М.И.Шарапов (Магнитогорск), М.К.Бдуленко (Красногорск), С.В.Сычев (Ростов-на-Дону), В.Ф.Канер, А.М.Пиняев, Э.С.Злотина, В.Б.Крячко, В.М.Петров, В.Е.Дубров, А.Л.Любомирский (Санкт-Петербург), Г.Б.Френклах (Гомель), В.С.Ладошкин, А.И.Торгашев (Новосибирск), Е.И.Мартынова, С.И.Перницкий (Жуковский), Г.С.Пирогов, Ю.И.Ступникер (Днепропетровск), Н.Н.Хоменко (Минск), И.Б.Гохман (Мытищи), А.В.Зусман, Б.Л.Злотин, З.Е.Ройзен (Кишинев), В.А.Королев (Белая Церковь), Ю.В.Андриевский (Петрозаводск), Э. Л. Каган (Волгоград) и другие. Наиболее подробный список предложений представил С.С.Литвин. Немало предложений внесли Э.С.Злотина, В.М.Петров, кишиневские преподаватели и другие специалисты.

После конференции в Ленинграде состоялось обсуждение результатов "круглого стола", в котором приняли участие С.С.Литвин, А.В.Зусман, Б.Л.Злотин, Э.С.Злотина и В.М.Петров. На этом совещании было решено приступить к коллективной разработке новой модификации АРИЗ и сформулированы следующие основные цели работы:

1. Повышение надежности работы АРИЗ и гарантированности результатов его использования для решения практических задач.

2. Усовершенствование технологии качественного обучения АРИЗ за разумное время в условиях разворачивающегося массового внедрения ТРИЗ.

3. Использование в АРИЗ новых разработок, учет предложений по его совершенствованию, появившихся за последние 4-5 лет.

4. Подготовка АРИЗ к разработке на его базе эффективной компьютерной программы.

Было отмечено, что эти цели могут быть достигнуты путем повышения алгоритмичности (жесткости) АРИЗ, введения дополнительных шагов и правил их формулирования (микроалгоритмов).

ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ РАБОТЫ

За пять лет работы преподаватели АРИЗ, в том числе и кишиневские, накопили достаточный опыт преподавания АРИЗ 85-B. Были изучены ошибки, допускаемые слушателями в учебных разборах, и составлен перечень наиболее часто повторяющихся (типовых) затруднений и ошибок. Ниже приведены некоторые из них.

Затруднения с выбором мини-задачи

Выбор мини-задачи (выделение ее из изобретательской ситуации), как правило, не вызывает затруднений в учебных задачах со специально отработанными условиями, в которых описывается изобретательская ситуация с числом иерархических уровней не более двух. Но если изобретательская ситуация сложнее либо дело нужно иметь с практическими задачами, возникают сложности.

Рекомендации к выбору мини-задачи в примечании 1 к шагу 1.1 АРИЗ 85-В: "Все остается без изменений или упрощается, но при этом появляется требуемое действие (свойство) или исчезает вредное действие (свойство)" оказываются очень неопределенными. Неизвестно, с каким из вредных эффектов бороться (их в практических задачах, как правило, много, проявляются они на разных уровнях иерархии системы, сложным образом связаны между собой), что должно улучшаться (подробнее в приложении 1).

Более того, опыт решения практических задач, поставленных задачедателем, не проходившим обучение по ТРИЗ, показал, что почти всегда ставится "не та задача" или же она ставится в неудачной, случайной, затрудняющей решение форме. И перейти от таких "диких" задач к мини-задаче с первого захода не всегда удается даже опытным профессионалам в ТРИЗ.

Затруднения с формулированием мини-задачи

С ними практически всегда сталкивается слушатель-новичок, если в условии задачи явно или неявно нет указания на техническое противоречие. Рекомендации по условному формулированию ТП (примечание 3 к шагу 1.1 АРИЗ 85-B) требуют дополнительных разъяснений преподавателя, кроме того, такое искусственно построенное техническое противоречие лишь дает возможность "войти" в АРИЗ, но не позволяет применить для устранения ТП типовые приемы, так как не отражает реальной технологической ситуации.

Другое затруднение связано с отсутствием строгой формы логического заключения, которым по существу является формулировка ТП: ЕСЛИ (условие), ТО что-то хорошо, НО что-то плохо. Учитывая, что в наших школах давно забыли о том, что когда-то существовал такой предмет как логика, ТП часто формулируют по принципу "У меня жена некрасивая, зато злая". Путаница возникает и в том, что ТП может быть сформулировано как в характеристиках (например, при увеличении производительности ухудшается качество), так и в действиях (функциях) (например, при введении нагрева раствора раствор разрушается). В принципе и характеристическое, и функциональное ТП имеют эвристическую ценность (характеристическое облегчает "вход" в таблицу выбора приемов, а функциональное нагляднее показывает взаимодействия и протекающие в системе процессы), но разнобой сам по себе снижает алгоритмичность АРИЗ.

Затруднения с определением элементов конфликтующей пары и схемы конфликта

Основные трудности здесь с выбором изделия и инструмента, когда элементов в условии задачи более двух. Сложности возникают и тогда, когда изделие и инструмент по полезному действию меняются местами для вредного действия. Типичные ошибки на шаге 1.3 - указывание вместо элементов конфликтующей пары свойств или харак-теристик; отсутствие указаний на два состояния инструмента. Причина затруднений с выбором элементов та же, что указана выше - в отсутствии операций по выбору задачи из изобретательской ситуации. Множество элементов возникает из-за того, что анализируется не одна, а несколько задач, каждая со своими элементами. Такие задачи назывались "путанками", и в этом случае предлагалось разделить "путанку" на несколько элементарных задач (правда, не было подробных рекомендаций, как это сделать). И хотя в АРИЗ 85-В предусмотрено построение многозвенных конфликтов и их свертывание, предлагаемая процедура свертывания содержит неопределенности, что снижает алгоритмичность работы.

Затруднения с выбором главного производственного процесса (ГПП)

На шаге 1.4 рекомендуется в качестве ГПП выбирать тот процесс, который обеспечивает наилучшее выполнение основной функции, для которой предназначена система. Правда, примечание 13 указывает на исключение, которое относится к задачам на измерение. В этих случаях рекомендуется выбирать в качестве ГПП функцию не измерительной части, а системы в целом. Но нужно отметить, что аналогичная ситуация возникает, если речь идет не только об измерении, а, например, и о защите. Так, в задаче о молниеотводе рекомендуется выбирать в качестве ГПП не защиту антенны, а прием антенной радиоволн. Можно обобщить эту ситуацию, указав на тот факт, что в обоих случаях речь идет о вспомогательных функциях. К вспомогательным функциям относятся также исправительные функции, то есть действия по исправлению каких-то нежелательных последствий работы системы, например, выбивание шлака из ковша. Но отнесение каких-либо функций к основным или вспомогательным относительно и целиком зависит от количества уровней иерархии, включенных в изобретательскую ситуацию, и выбора задачи на определенном уровне иерархии. Если же этот уровень не определен, возможны ошибки.

Но нужен ли выбор конфликта вообще? Конечно, сформулировав два ТП, мы сформулировали две разные задачи, и АРИЗ рекомендует не тащить дальше параллельно обе задачи, а выбрать одну из них, наиболее перспективную. Но какую? А.Л.Любомирский отмечал, что, как правило, один из конфликтов отражает существующее состояние технической системы, и выбор его означает совершенствование системы в рамках существующего принципа действия, а выбор противоположного конфликта предполагает поиск альтернативного способа получить требуемый результат. Поскольку заранее оценить, какое решение будет лучше, нельзя, целесообразно отказаться от выбора вообще, тем более что прецедент есть в АРИЗ 85-В, где на шаге 3.2 используется параллельный анализ ресурсов. Поэтому предлагается вести и параллельный анализ обоих ТП до шага 3.3 (формулирование ФП) где уже не имеет значения, какой именно конфликт выбран.

На наш взгляд, именно из-за отсутствия шагов по постановке задачи в АРИЗ пришлось вводить шаги, исподволь поджимающие решателя к работе с основными функциями. К таким шагам можно отнести выбор конфликта, свертывание многозвенных конфликтов и некоторые другие.

Другие затруднения

Большое количество ошибок связано с отсутствием микроалгоритмов формулирования шагов. Попытка же введения таких микроалгоритмов приводит к распуханию и без того очень объемистого, перегруженного правилами, примечаниями и примерами, алгоритма. Необходимо как-то структурировать АРИЗ, чтобы, сохранив наглядной общую линию анализа, обеспечить возможность его совершенствования.

Новые требования к АРИЗ

Кроме отсутствия постановочной части, решению практических задач определенно мешает нацеленность АРИЗ на поиск одного, но наилучшего (близкого к ИКР) решения. Вместе с тем в производственных условиях часто нужно иметь возможность маневра, выбора решений, пусть менее идеальных, но по разным (техническим, организационным, юридическим, личным и т.п.) причинам легче внедряемым, то есть имеющим высокую степень локальной идеальности (приложение 2).

Нацеленность на спектр решений приводит к необходимости изменения подхода к АРИЗ в отношении увязки аналитических и решательных шагов. Всегда считалось, что нельзя прерывать линию анализа, поэтому инструментарий в виде приемов или стандартов подключался только там, где заканчивалась очередная линия анализа. Однако, известно, что на каждом шаге задача как-то переформулируется, изменяется. Если же принять во внимание, что основным способом решения задач является тот или иной тип аналогии (Л.А.Каплан. Аналогия - как инструмент творчества. Журнал ТРИЗ, т. 1, № 1, 1990, с. 41), то на каждом шаге задача может стать похожей на аналогичную задачу из фонда, то есть решение может быть получено на любом шаге. Опыт показал, что попытки получения решения задачи на разных шагах дают еще и сверхэффект - позволяют намного лучше познакомиться с задачей, глубже ее понять ("не догоню, так согреюсь!"). Исходя из необходимости получить спектр решений, следует подключать инструментарий везде, где формулировка предыдущего шага это позволяет сделать. Кстати, такой подход уже имеет место в АРИЗ 85-B в отношении стандартов, которые подключаются в трех местах. Остается только расширить эту практику.

Так, в АРИЗ 85-B не используются в качестве решательного инструмента типовые приемы устранения ТП, несмотря на то, что ТП формулируется и, следовательно, возможность такого подключения есть. Исключение типовых приемов в свое время объяснялось созданием более эффективного инструментария - стандартов. Но практический опыт показывает, что два этих инструмента хорошо дополняют друг друга.

В 1985 году В.Б.Крячко (Ленинград) обращала внимание преподавателей ТРИЗ на то, что формулируя два ТП на шаге 1.1, мы тем самым получаем все необходимое для формулирования "первичного" ФП для состояний инструмента или иных условий (молниеотводов много - мало, ветер сильный - слабый, скорость газовой струи большая - малая и т.п.). Но если ФП уже есть значит, у нас есть возможность подключить принципы разрешения ФП. И решения, полученные на этом шаге, вовсе не обязательно совпадут с решениями, полученными на шаге 5.3, потому что ФП на шаге 3.3 формулируется для выбранного ресурса и, как правило, не совпадает с ФП для состояний инструмента. Таким образом, формулирование и разрешение "первичного" ФП может быть еще одним из способов пополнения "спектра решений".

Особые требования предъявляются к АРИЗ как к базе для сценария программного продукта. Среди них в первую очередь опять же необходимость микроалгоритмов: дробление шагов должно быть достаточным для обеспечения однозначного формулирования последующих шагов из предыдущих. В тех же случаях, когда пользователь должен добавить к содержащейся в предыдущем шаге информации дополнительную по своей конкретной задаче, эта информация должна быть по возможности заранее представлена в виде различных меню - перечней типовых недостатков, ограничений, физических и других макро- и микросостояний и т.п. Требуются также типовые формулировки, в которые пользователь может по строгой схеме вносить конкретную информацию по своей задаче. Кроме того, учитывая, что Программный продукт может использовать и не прошедший полного обучения пользователь, необходимо обеспечить возможность начала работы "на языке пользователя" и выхода на типовые формулировки с различных исходных условий задачи (то есть иметь воз-можность вытаскивать типовые формулировки точно так же, как за любое звено можно вытащить цепь).

Таким образом, можно сформулировать следующие изменения, которые не-обходимо было ввести в АРИЗ:

1. Введение постановочных частей, включающих попытку решения задачи в поста-новке пользователя, а затем реконст-рукцию изобретательской ситуации и выбор новой, более перспективной задачи.

2. Обеспечение максимально возможного подключения инструментария и информфонда в процессе решения задачи по АРИЗ.

3. Разработка разнообразных меню с типовыми формулировками.

4. Обеспечение удобства пользования алгоритмом, его структурирование, вынесение микроалгоритмов, примеров, определений В| отдельные разделы.

ПРОДОЛЖЕНИЕ ИСТОРИИ

На базе изложенных выше принципов была разработана первая экспериментальная версия АРИЗ-КЭ-89/90, которая прошла проверку на учебных семинарах по ТРИЗ, проводимых МНТЦ "Прогресс" (5 групп слушателей по 200 уч. часов). Вторая экспериментальная версия была разработана на базе анализа результатов проверки первой версии и дополнительных материалов С.С.Литвина. Были частично использованы также предложения В.Е.Дуброва и А.М.Пиняева. Эта версия была представлена кишиневской школой на обсуждение на совещании, организован-ном руководителем теоретического от-дела НИЛИМ С.С.Литвиным (г. Ленинград) в январе 1991 г. В совещании приняли участие В.А.Королев, А.И.Торгашев, А.Курьянов, А.Л.Любомирский, А.М.Пиняев, В.М.Герасимов, В.Е.Дубров, А.В.Зусман. В качестве материала для обсуждения были представлены, помимо кишиневской версии, АРИЗ-85-В НЭ (Новосибирск), АРИЗ опытный В.А.Королева, работы А.М.Пиняева "Функциональный подход к анализу изобретательских ситуаций" и В.Е.Дуброва "Выявление главных и вспомогательных ресурсов и построение системы физических противоречий при решении изобретательских задач по АРИЗ", предложения С.С.Литвина по повышению эффективности APИ3-85-B (рекомендации к АРИЗ-91) и некоторые другие.

ВЕРСИЯ АРИЗ-СМВА 91 (Э)

Структура

Структура АРИЗ-КЭ 89/90 отличалась от структуры АРИЗ 85-B незначительно. Удалось сохранить количество частей, несмотря на то, что добавилась первая часть по анализу изобретательской ситуации. Но достаточно объемный список предложений С.С.Литвина и предложения, полученные в результате экспериментальной проверки АРИЗ-КЭ 89/90, просто взорвали старую структуру. Дробление шагов часто требовало превратить тот или иной шаг АРИЗ 85-B в самостоятельную часть, так как попытка сохранить старую структуру приводила к недопустимой громоздкости частей с четырехзначной и более нумерацией, в результате чего утрачивалось понимание смысла предлагаемых процедур. И самое главное, становилось постепенно очевидным, что такой подробный АРИЗ более пригоден для ЭВМ, чем для "ручной" работы, то есть то, что предполагалось стать модификацией АРИЗ-91, превращалось в процессе работы в сценарий машинной версии. И учитывая, что, несмотря на введение новых частей, основные идеи и операторы АРИЗ 85-В сохранились, это был сценарий машинной версии на базе АРИЗ 85-В. Поэтому работа первоначально получила названии АРИЗ-СМВ 91 (Э), что означало Сценарий Машинной Версии на базе АРИЗ 85-B.

Понятно, что работа по превращению сценария с программный продукт потребует немало времени и даже когда он появится, еще не у всех в распоряжении будут ПЭВМ. Отказываться же от возможности уже сегодня существенно повысить возможности АРИЗ было бы глупо. По-этому встал зопрос об адаптации сценария для работы в безмашинном варианте. Для этого нужно было резко уменьшить громоздкость алгоритма. Было решено вынести из основного текста не только определения и пояснения (терминологический словарь), но и многие правила и примечания, а также микроалгоритмы, используемые о процессе работы неоднократно. Таким образом получился АРИЗ-СМВА 91 (Э) (Сценарий Машинной Версии на базе АРИЗ 85-В, Адаптированный для работы в безмашинном режиме) со следующей макроструктурой (разделами):

1. Пояснительная записка с Терминологическим словарем.

2. Основные шаги.

3. Комплект приложений, (меню, микроалгоритмы, правила, примечания).

4. Учебные разборы задач.

Основные шаги разбиты на 18 частей:

1. Ознакомление с проблемой и формулирование задачи, как она дана.

2. Систематизация информации о системе, в которой возникла проблема.

3. Реконструкция изобретательской ситуации и выбор задачи для решения.

4. Формулирование мини-задачи.

5. Формулирование и разрешение первичного физического противоречия.

6. Усиление конфликта.

7. Формулирование модели задачи.

8. Применение вепольных преобразований и стандартов на решение изобретательских задач.

9. Анализ оперативной зоны.

10. Формулирование идеального конечного результата ИКР-1 и предварительный анализ способов его достижения.

11. Формулирование физических противоречий.

12. Разрешение физических противоречий.

13. Формулирование идеального конечного результата ИКР-2.

14. Решение новой физической задачи в формулировке ИКР-2.

15. Изменение и (или) замена задачи.

16. Сравнительный анализ полученных решений и повышение их идеальности.

17. Выявление сверхэффекта (новых возможностей, полученных в результате решения задачи).

18. Анализ хода решения.

Раздел 3 включает следующие приложения:

1. Перечень типовых недостатков (ТН).

2. Перечень типовых запретов (ТЗ) на изменения в системе.

3. Выбор типовых формулировок условий задачи.

4. Порядок применения приемов устранения технических противоречий.

5. Порядок применения стандартов на решение изобретательских задач.

6. Сведения о конкурентных (альтернативных) ТС.

7. Правила построения совмещенного дерева полезных и вредных функций.

8. Рекомендации по выбору задачи для решения.

9. Правила построения схемы ключевого узла.

10. Правила формулирования функции.

11. Правила построения графической схемы конфликта.

12. Правила формулирования физических противоречий.

13. Блок разрешения физических противоречий.

14. Оператор усиления конфликта (УК).

15. Правила определения оперативной зоны (ОЗ) и оперативного времени (ОВ).

16. Общие правила моделирования маленькими человечками (ММЧ).

17. Блок мобилизации ресурсов.

18. Правила выполнения приема "Шаг назад от ИКР".

19. Правила составления предварительного "портрета" икс-ресурса.

20. Рекомендации по выбору главного ресурса.

21. Правила составления окончательного "портрета" изобретательского эффекта (ИЭ).

Анализ изобретательской ситуации

Анализу изобретательской ситуации - постановке задачи посвящены три первые части. В части 1 рассматривается возможность решения задачи в постановке пользователя (задачедателя). Здесь задача, выбранная случайно и в случайной формулировке, преобразуется в типовую формулировку, позволяющую применить основные инструменты ТРИЗ: типовые приемы и стандарты. Для этого задачедатель (пользователь) не. просто излагает, что его не устраивает в его системе, а выбирает подходящие формулировки из меню типовых недостатков. Затем, в зависимости от того, известны ли ему средства устранения его недостатка и почему они не годятся (какой новый недостаток при этом возникает) или таких средств нет, АРИЗ помогает выбрать типовую формулировку задачи, а заодно и подходящий инструмент (приемы либо тот или иной класс стандартов, методологию решения исследовательских задач, ФСА или диверсионного прогноза). Помимо указанных шагов в этой части задачедатель (пользователь) определяется с типовыми ограничениями и запретами, заранее налагаемыми на процесс решения задачи, а также с возможным экономическим или другим эффектом от решения задачи (эти шаги были в первой части АРИЗ-77). Нередко эти операции оказываются достаточными для нахождения удовлетворяющего пользователя решения. Однако, независимо от того, найдено решение или нет, работу необходимо продолжить.

Часть 2 содержит процедуры подробного ознакомления с системой, в которой возникла задана, ее структурой, связями и функционированием с целью в дальнейшем реконструировать изобретательскую ситуацию (часть 3). В этой части, после пополнения информации о системе, возможна повторная попытка решить задачу в постановке части 1.

По предложению С.С.Литвина в этой части систематизируется также информация о системах, альтернативных анализируемой. Вне зависимости от результата анализ продолжается.

Основное содержание части 3 - по-строение причинно-следственных функциональных цепочек (полезных и вредных действий и их результатов) и совмещенного дерева из этих цепочек. Для построения причинно-следственных цепочек может быть использована помимо формы дерева (графа) матричная форма (предложение А.М.Пиняева). Однако, учитывая, что даже относительно простая изобретательская ситуация может быть достаточно разветвленной, матричная форма, на наш взгляд, ограничивает наглядность представления и уступает дереву. Цель построения дерева - выявление ключевых узлов - мест, где один и тот же фактор обеспечивает реализацию полезного действия и одновременно являет-ся причиной возникновения вредного. Очевидно, что предпочтительно бороться с причиной вредного действия, а не с его последствиями, то есть решать ключевую задачу. Вместе с тем таких ключевых узлов в изобретательской ситуации может быть достаточно много.

Построение цепочек полезных функций (факторов) близко к методу FAST (Справочник по функционально-стоимостному анализу. Под редакцией М.Г.Карпунина и Б.И.Майданчика, М.: Финансы и статистика, 1988). К каждой из известных функций задают два вопроса:

1) Для чего нужна данная функция?

2) Что необходимо для реализации данной функции?

Ответы на первый вопрос позволяют продолжать цепочку вправо, ответы на второй вопрос - влево. Построение цепочек вредных факторов требует ответа на другие два вопроса:

1) Каковы последствия данного вредного фактора (действия)?

2) Каковы причины возникновения данного вредного фактора (действия)?

Таким образом могут быть получены цепочки полезных и вредных функций, каждая в отдельности. Но для выявления ключевых узлов необходимо их совместить в единое "дерево", найти точки стыковки полезных и вредных цепочек. Такие стыковки возникают там, где:

а) причиной появления вредного фактора становится некоторая полезная функция;

б) причиной введения полезной функции является необходимость исправить вредный фактор.

В соответствии с этим к каждому звену полезной или вредной цепочек задают еще по два вопроса. Для звена полезной цепочки:

1) Является ли эта полезная функция причиной появления вредной?

2) Введена ли эта полезная функция для исправления вредного фактора?

Для звена вредной цепочки:

1) Является ли причиной появления данного вредного фактора полезная функция?

2) Введена ли для исправления данного вредного фактора полезная функция?

Ответы на эти вопросы позволяют состыковать полезные и вредные цепочки, дополнить картину новыми цепочками, не вы-явленными с первого раза.

Получение совмещенного дерева позволяет сформулировать для каждого звена цепочек типовые задачи:

Исправительная - задача на устранение вредного фактора (действия).

Альтернативная - задача на поиск альтернативного способа реализации полезного действия.

Отказная - задача на поиск возможности отказаться от выполнения полезного действия.

Ключевая исправительная - задача на устранение вредного фактора без ухудшения сопряженного с ней полезного действия (именно на базе нее может быть сформулирована мини-задача).

Ключевая альтернативная - задача на поиск альтернативного способа выполнения полезного действия, при котором исчезает сопряженное с ним вредное.

Ключевая отказная - задача на поиск возможности отказаться от выполнения полезного действия вместе с сопряженным с ним вредным.

После формулировки всех возможных в данной ситуации задач строится их иерархия, то есть они группируются, исходя из степени радикальности возможного изменения системы. И уже по этой иерархии задачедатель может составить свой перечень задач, исходя из приведенных в методике критериев первоочередности решения.

Если первоочередной выбрана любая задача, кроме ключевой исправительной, рекомендуется вернуться к первой части алгоритма, выбрать соответствующую типовую формулировку и использовать рекомендованный инструмент решения. При выборе ключевой исправительной можно переходить к следующей части АРИЗ.

Основные отличительные моменты других частей

В АРИЗ-СМВА 91 (Э) формулированию мини-задачи посвящена часть 4. Трудности, о которых шла речь выше, здесь преодолены тем, что все необходимое для ее формулирования выводится путем достаточно строгих преобразований ключевого узла, соответствующего выбранной ключевой задаче. Эти преобразования осуществляются с помощью жестких типовых формулировок полезной и вредной функций (действий), ТП и всей мини-задачи в целом. Так, типовая формулировка функции "Инструмент (указать) действует (указать как) на изделие (указать)" вынуждает сразу определиться с инструментом и изделием, причем во избежание путаницы отдельно для полезной и вредной функций, при этом они совпадают полностью или частично (хотя бы один элемент должен быть общим, иначе нет конфликта). Однозначность выбора элементов конфликтующей пары определяется предварительным выбором ключевого узла. Введены оператор по устранению специальных терминов (по схеме С.С.Литвина), микроалгоритм построения схем графических конфликтов.

Поскольку в данной версии не производится выбор конфликта, его усиление (часть 6), формулирование модели задачи (часть 7), применение вепольных преобразований и стандартов (часть 8) производятся для обоих конфликтов. В модели задачи вместо икс-элемента введен икс-ресурс, что усиливает направленность на ИКР.

Особенностью определения оперативной зоны и оперативного времени является то, что они определяются раздельно для полезной и вредной функций, что позволяет тут же оценить возможность разрешения конфликта во времени или в пространстве. Ресурсы, выявленные при изучении ОЗ, записываются в специальную таблицу. Помимо вещественно-полевых ресурсов здесь исследуются и разделяются на полезные и вредные процессы и потоки вещества, энергии, информации.

В АРИЗ-СМВА 91 (Э) формулируется блок ФП. Начинается этот процесс с формулирования первичного ФП (часть 5), о котором было сказано выше, сразу же после формулирования двух ТП для мини-задачи. Затем, в части 11 формулируются ФП для процесса, ФП для макросостояния, ФП для микросостояния, ФП для потока. Для облегчения формулирования разработаны специальные перечни типовых макро- и микро-состояний, типовых процессов. Анализ ФП начинается с формулирования вспомогательного ФП для параметра (Г.С.Альтшуллер и др. Поиск новых идей: от озарения к технологии. Кишинев, Картя Молдовеняскэ, 1989, с. 36), при разрешении которого учтено предложение В.Е.Дуброва.

ИКР-1 (часть 10) формулируется для двух ТП. Здесь же предпринимаются попытки решить задачу в формулировке ИКР, используя "шаг назад от ИКР"; составление предварительного "портрета" икс-ресурса (предложение С.С.Литвина) и поиск подходящего среди ресурсов, выявленных в части 9 и с помощью Указателя изобретательских эффектов; попытка компромиссного решения (предложение З.Е.Ройзена); форму-лирование "главного ресурса" - кандидата на дальнейшее необходимое для получения решения преобразование (предложение С.С.Литвина).

ИКР-2 формулируется для каждого ФП (по схеме С.С.Литвина). В результате возникает блок новых физических задач, которые предлагается решать с помощью стандартов, Указателя изобретательских эффектов (часть 14).

Части 15-18 пока не слишком отличаются от соответствующих частей АРИЗ 85-В. Их подробная проработка еще предстоит.

ПРОДОЛЖЕНИЕ ИСТОРИИ

Как уже было сказано, на совещании в Ленинграде было представлено три законченных модификации, АРИЗ: В.А.Королева, Новосибирская версия, АРИЗ-СМВА 91 (Э), а также перечень предложений С.С.Литвина к АРИЗ-85-В. Основные споры развернулись вокруг концепции новой модификации АРИЗ, которая может быть предложена на утверждение Совету Ассоциации ТРИЗ как рекомендуемая всем школам ТРИЗ. От имени Кишиневской школы ТРИЗ А.В.Зусман предложила взять за базу разработанный в Кишиневе сценарий, мотивируя это следующими соображениями:

1. АРИЗ-СМВА 91 (Э) содержит части по анализу изобретательской ситуации, отсутствующие во всех остальных предложениях.

2. В АРИЗ-СМВА 91 (Э) наиболее полно учтены предложения разных школ.

3. АРИЗ-СМВА 91 (Э) прошел проверку на учебных семинарах и хорошо себя проявил: слушатели осваивали его с минимальными комментариями преподавателя, что в сочетании с некоторыми чисто методическими и организационными мероприятиями позволило сократить время, отведенное в учебной программе на изучение АРИЗ, до 36 часов со всем инструментарием (ранее было более 50).

Это предложение не получило поддержки совещания. Главным возражением стало сомнение в целесообразности столь существенного отхода от старой структуры. Совещание не приняло во внимание пояснение, что изменение структуры не было самоцелью Кишиневской школы, а явилось следствием большого количества предложений, в первую очередь С.С.Литвина, которые просто не позволили сохранить старую структуру. Решение было принято следующее: поручить С.С.Литвину подготовить на базе своих и некоторых других предложений текст новой версии в рамках структуры АРИЗ-85-В, то есть снова без частей по анализу изобретательской ситуации. Кишиневская же школа может продолжать работу в выбранном направлении.

Что и делается. За время, прошедшее с января, АРИЗ-СМВА 91 (Э) "поработал" еще на четырех группах, результаты хорошие, в первую очередь при решении практических производственных задач. Расширился объем разобранных учебных задач почти в два раза, разработана методика преподавания с разбивкой материала по занятиям. Внесен ряд дополнений. В стадии разработки система стандартов, предназначенных для работы в стыковке с новой версией.

ЧТО ТАМ, ЗА ПОВОРОТОМ

Работы по совершенствованию АРИЗ продолжаются в направлении углубления сценария и дальнейшего развития аналитических и решательных элементов АРИЗ. В настоящее время идут проработки по следующим темам:

1. "Задействование" в АРИЗ не использующихся до сего дня административных противоречий (АП) типа: "Нужно выполнить действие... , но это нельзя сделать, потому что имеется ограничение или запрет ... (со стороны закона природы, экономический, социальный, волюнтаристский и т.п.). В зависимости от вида запретов и от собенностей конкретных ситуаций имеется ряд приемов преодоления ограничений, близких к приемам разрешения физических противоречий (разделение во времени, в пространстве, системные переходы и т.п.).

2. Новый подход к разрешению физических противоречий. Использование блока физических противоречий показало, что, хотя общие приемы разрешения для разных видов близки, для каждого имеются свои особенно сти. Одни приемы лучше разрешают противоречия для потоков, другие - первичное ФП и т.п. Сейчас строятся новые таблицы разрешения ФП, конкретно для каждого из его типов - первичного, параметрического, ФП для процесса, для потока, макро- и мик-роуровневого.

3. Разработка новой системы стандартов на решение изобретательских задач, частично ассимилирующей приемы разрешения ТП и в большей степени использующей законы развития технических систем. Ее особенностью является динамическое понимание веполя как схемы некоторого процесса, развернутого во времени, использование закономерностей развития процессов в технических системах. Еще одна особенность - настрой на применение разного вида ресурсов, в особенности продукта процессов, протекающих в системе.

4. Развитие замыкающих частей АРИЗ, в частности, методики развертывания решения (она становится очень важной по мере нашего вхождения в мировую экономическую систему и, возможно, будет выделена в отдельный алгоритм). Разработка нового раздела АРИЗ, позволяющего заранее выявить (на базе диверсионного прогноза) трудности и проблемы внедрения и своевременно их решить.

5. Разработка в комплексе материалов по ТРИЗ специальной "педагогической" части, с рекомендациями для преподавателя по проведению обучения, "катехизисом" - типичными вопросами слушателей и ответами на них, а также с рекомендациями по изучению АРИЗ для обучающегося.

6. Более тесная "состыковка" АРИЗ с другими методологиями ТРИЗ: методикой прогнозирования, методикой диверсионного прогноза, методикой ФСА.

Версию КЭ 89/90 мы просили наших слушателей не распространять (запрет на распространение касался и экземпляра, направленного в ЧОУНБ), так как она носила экспериментальный, промежуточный характер и пользование ею без соответствующих пояснений преподавателя было бы затруднительно... Версию СМВА 91 (Э) мы считаем хоть и по-прежнему экспериментальной, но в принципе законченной и годной для самостоятельного освоения. Кроме того, необходимо расширение эксперимента по ее испытанию. По этой причине мы раздали 15 экземпляров версии на Втором Петрозаводском съезде некоторым школам и отдельным специалистам по ТРИЗ. С августа 1991 года АРИЗ-СМВА 91 (Э) распространяет фирма "СОТЭК" (Екатеринбург). Мы будем благодарны всем приславшим замечания, предложения, отзывы.

Приложение 1

О МИНИ-ЗАДАЧЕ

Известно, что технические системы являются системами с жесткими связями (Г.С.Альтшуллер, А.Б.Селюцкий. Крылья для Икара: Петрозаводск, Карелия, 1980, с. 40), а это означает не только то, что поломка даже самой незначительной подсистемы может привести к отказу системы в целом (не было гвоздя...), но и то, что исправить ситуацию можно, приняв меры по изменению не только "проштрафившейся", но и практически любой другой подсистемы. Отсюда следовала множественность задач в изобретательской ситуации и необходимость выбора из них минимальной (мини-задачи). Формула выбора задана в примечании 1 к шагу 1.1 АРИЗ 85-B: "Все остается без изменений или упрощается, но при этом появляется требуемое действие (свойство) или исчезает вредное действие (свойство)". Основные аргументы в пользу мини-задачи следующие:

а) мини-задача, как правило, одна и поэтому ее проще всего выделить из изобретательской ситуации;

б) сформулировать мини-задачу - значит психологически настроиться на достижение результата минимальными изменениями, то есть с более высокой степенью идеальности;

в) минимальные изменения в системе обеспечивают легкость внедрения.

Главная трудность заключается в том, что такая формулировка не обеспечивает единственности мини-задачи. В комментариях к АРИЗ-77 Г.С.Альтшуллер писал: "Минимальная задача может быть получена из ситуации по формуле: то, что есть, минус недостаток, или то, что есть, плюс требуемое достоинство (новое качество)". (Г.С.Альтшуллер. Творчество как точная наука: М., Советское радио, 1979, с. 44). Даже в такой формулировке мини-задач может быть несколько, так как не конкретизируется, на каких уровнях иерархии системы должно остаться "то, что есть" (например, в задаче о шлаке это может быть: претензия к слишком большим затратам труда на выбивание застывшего шлака, и мы должны были бы решать задачу на усовершенствование процесса выбивания шлака, не затрагивая процесс перевозки; претензия к большому количеству отходов - задачи на уменьшение отходов, сохраняя систему выбивания шпака; претензия к необходимости ждать, пока остынет ковш, - нужно бороться с потерями времени и т.п.). В АРИЗ-82 появилось расширенное толкование мини-задачи с добавлением "...или упрощается", что полностью открывало возможность выбора задачи на любом системном уровне. Каком же конкретно? Очевидно, там, где требуемые изменения будут минимальны. Но можно ли это определить заранее?

Известно, что высокая степень идеальности решения достигается в первую очередь использованием ресурсов при разрешении противоречия. Очевидно, что на каждом системном уровне свои ресурсы и возможности их использования, то есть своя локальная идеальность (подробнее о локальной идеальности в приложении 2). Можно ли провести оценку ресурсов до выбора задачи? В принципе можно, но это будет означать подмену анализа перебором ресурсов, что не так уж далеко от обычного перебора вариантов МПиО.

Таким образом, критерии, заложенные в формулировке мини-задачи, не позволяют ее однозначно сформулировать. Более того, можно показать, что два критерия, "все остается как было" и "все упрощается", дают взаимно противоположные рекомендации. Пусть у нас имеется минимальная стандартная изобретательская ситуация (два системных уровня): дана система, в которой имеется некий недостаток HI, для устранения которого приняты некоторые меры, приводящие к появлению недостатка Н2. Если исходить из рекомендации "все остается как было", то нужно решать задачу на устранение недостатка Н2. Если же исходить из второй рекомендации "все упрощается", то лучше решать задачу на устранение первичного недостатка HI, так как в случае ее успешного решения мы сможем отказаться от имеющихся средств устранения недостатка HI, то есть упростить систему.

Теперь о психологической настройке на минимальные изменения. Действительно, эта функция мини-задачи успешно выполняется. Но именно в этом есть опасность забыть о том, что система все-таки изменилась, причем это изменение может проявиться на любом системном уровне. И это проявление может быть как благоприятным, так и опасным. В АРИЗ 85-В предусмотрена процедура выявления необходимых изменений в системе для внедрения полученного решения, а также поиск вариантов возможного нового применения полученного решения. Но этого явно не достаточно. В.М.Герасимов считает, что ситуацию нужно обострить, формулируя, что после решения "Все изменилось!" Причем эти изменения могут быть как в плохую сторону - изменение может вызвать совершенно неожиданные отрицательные по-следствия, так и в хорошую - появление новых возможностей - сверхэффекта. Сегодня есть способы выявления как положительных последствий (сверхэффекта) (В.М.Герасимов, С.С.Литвин. Основные положения методики проведения ФСА. Методические рекомендации. Рукопись, 1991), так и отрицательных - "диверсионный" прогноз (Б.Л.Злотин, А.В.Зусман. Поиск новых идей в науке. В сб. "Решение исследовательских задач": - Кишинёв, МНТЦ "Прогресс", Картя Молдовеняскэ, 1991).

Из сказанного выше следует, что сегодня нет объективных критериев выбора задачи из изобретательской ситуации. Вместе с тем этот вывод не означает, что вообще невозможнаникакая предварительная, хотя бы вероятностная оценка наиболее перспективного направления работы. Такие критерии есть, но выбор, который они позволяют сделать, достаточно субъективен (см. СМВА 91 (Э), Раздел 3, Приложение 8).

Приложение 2

О ЛОКАЛЬНОЙ ИДЕАЛЬНОСТИ

Наряду с общей идеальностью, отражающей уровень развития техники и технологии, существует локальная идеальность, определяемая конкретными ресурсами данной конструкции или технологии. Из-за этого решение, обладающее высокой общей идеальностью, может не обладать высокой локальной идеальностью. В качестве примера можно привести задачу о расцепителе (Б.Л.Злотин, А.В.Зусман. Приди на полигон. Часть 2. В сб. "Как стать еретиком". Составитель А.Б.Селюцкий. В серии "Техника-молодежь-творчество": - Петрозаводск, Карелия: 1991). Напомним историю этой задачи. В свое время она была решена слушателем Б.Л.Злотина Б.А.Лярским ("Электросила", Ленинград). Проблема заключалась в необходимости защитить от термического разрушения термобиметаллическую пластинку, в которой при огромных токах перегрузки выделялось очень большое тепло, вызывавшее настолько неравное термическое удлинение металлов разных слоев пластины, что происходил их разрыв. Решение, которое было получено первоначально, предлагало использовать в качестве шунта электродинамический расцепитель. Для внедрения этого решения оказалось необходимым просверлить несколько отверстий в существующей конструкции, то есть произвести достаточно малые изменения. В дальнейшем эту же задачу разбирал Г.С.Альтшуллер перед группой преподавателей ТРИЗ на первой Петразоводской конференции 1980 года. И было получено еще два решения:

а) изготовить один слой пластины из материала с эффектом памяти формы (ЭПФ) для компенсации чересчур большого удлинения другого слоя при запредельных электрических перегрузках;

б) заранее изогнуть биметаллическую пластину в сторону, обратную изгибу при перегрузке, и тем самым увеличить вдвое температурный диапазон работы пластины.

Сравним эти решения. Очевидно, что максимальной степенью идеальности обладает решение с применением материала ЭПФ - нет изменений в конструкции системы вообще. Несколько ниже степень идеальности у решения с предварительным изгибом пластины, а первоначальное решение обладает самой низкой степенью идеальности,- Но если подойти с позиций локальной идеальности, то выяснится, что материал с ЭПФ заводу практически недоступен. Более того, пластина - комплектующее изделие, поставщика которого практически невозможно уговорить произвести необходимые изменения. А выполнить ряд отверстий в конструкции сложностей не вызывает. Таким образом, самая высокая локальная идеальность у первоначального решения.

Понятие локальной идеальности делает необходимым получать с помощью АРИЗ не одно, а спектр решений, из которых можно будет выбрать решение с наивысшей локальной идеальностью. Отсюда же следует необходимость возвращения в АРИЗ типовых приемов устранения ТП. Хотя приемы могут вывести на решения примерно второго уровня, а стандарты - третьего, не исключено, что у решений второго уровня локальная идеальность может оказаться выше, а это означает, что стандарты не перекрывают приемы.

Получено 30.08.91


Главная    ПРОЕКТЫ    Журнал ТРИЗ т.3, N `92    Проблемы развития АРИЗ