Системные основы разрешения противоречий Часть 5

Размещено на сайте 03.06.2009.

Часть 1

Часть 2

Часть 3

Часть 4

 

 

Часть 5 завершающая

С учетом результатов, полученных при работе с приемами устранения ТП, раскроем более подробно содержание уровней иерархии 5 ... 8, указанных на рис.1.

Так как потребуется еще раз пересмотреть сведения, ранее уже упоминавшиеся в тексте, но находящиеся в разных его местах, то для облегчения последующей работы продублируем их еще раз.

В системном подходе выделяют 10 аспектов:

- системно – целевой (1А);

- системно – элементный (2А);

- системно – структурный (3А);

- системно – функциональный (4А);

- системно – ресурсный (5А);

- системно – интеграционный (6А);

- системно – коммуникационный (7А);

- системно – исторический (8А);

- системно – управленческий (9А);

- системно – информационный (10А).

В системных аспектах выделяют следующие действия, обеспечивающие разрешение противоречий:

-в системно - целевом аспекте (С1А):

- изменить условия задачи (Ц1).

- в системно – элементном аспекте (С2А):

- изменить свойства элемента(Э1);

- изменить параметры элемента (габариты, форму, массу, симметрию, однородность, цвет, температуру и т.д.) (Э2);

- изменить положение элемента (Э3);

- изменить количество входов – выходов элемента (Э4);

- изменить тип связи элемента со средой (Э5);

- заменить элемент на другой с альтернативными свойствами, с иной физической основой (Э6).

- в системно – структурном аспекте (С3А):

- устранить связи между элементами (СТР1);

- добавить связи между элементами, в том числе связи, содержащие элементы – посредники (СТР2);

- изменить тип связи (по взаимодействию с внешней средой, по физической основе) (СТР3);

- разорвать связь и поместить в разрыв элемент – посредник (СТР4);

- изменить параметры связи (силу, направление и т.д.) (СТР5);

- добавить элементы в систему (СТР6);

- удалить элементы из системы (СТР7);

- оптимизировать размещение элементов в системе, в том числе изменить порядок размещения элементов (СТР8);

- преобразовать структуру системы в однородную, изотропную (СТР9);

- преобразовать структуру системы в неоднородную, анизотропную (СТР10).

- в системно – функциональном аспекте (С4А):

- повысить идеальность системы, оптимизировать ее функционирование (Ф1);

- заменить функцию на альтернативную, противоположную (Ф2);

- изменить порядок выполнения функций (Ф3);

- изменить параметры функции (Ф4);

- выделить и использовать функции составных частей системы (Ф5);

- преобразовать функцию из дискретной в непрерывную (Ф6); инверсия преобразования (Ф7).

- в системно – ресурсном аспекте (С5А):

- использовать, создать запас реального или потенциального ресурса пространства (Р1);

- использовать, создать запас реального или потенциального ресурса времени (Р2);

- использовать, создать запас реального или потенциального ресурса вещества (Р3);

- использовать, создать запас реального или потенциального ресурса энергии (Р4);

- использовать, создать запас реального или потенциального информационного ресурса (Р5);

- использовать, создать запас реального или потенциального системного ресурса (Р6);

- использовать, создать запас реального или потенциального комбинированного ресурса (Р7);

- использовать ресурсы человека (Р8);

- оптимизировать расход ресурса (Р9);

- оптимизировать место и время применения ресурса (Р10).

- в системно – интеграционном аспекте (С6А):

- получить системный эффект от комплексирования объектов, веществ (ИНТ1);

- получить системный эффект от комплексирования воздействий: от комплексирования в разных сочетаниях потоков вещества, энергии и информации (ИНТ2);

- получить системный эффект от разделения потоков вещества, энергии и информации (ИНТ3);

- использовать вспомогательные, дополнительные, нейтральные функции, сопровождающие реализацию главной функции (ИНТ4);

- получить системный эффект от задействования ресурсов, от преобразования вредных ресурсов в полезные (ИНТ5);

- получить системный эффект от преобразования структуры, в том числе, в иерархическую структуру (ИНТ6).

- в системно – коммуникационном (С7А):

- изменить количество связей системы со средой (К1);

- изменить параметры связей системы со средой (К2);

- изменить границы системы (К3).

- в системно – историческом (С8А):

- заменить объект на модель (ИСТ1).

- в системно – управленческом (С9А):

- создать управляющую подсистему и включить ее в цепь обратной связи (УПР1);

- изменить состояние управляемой подсистемы переменными управления (УПР2);

- изменить предназначение управляющей подсистемы (нацелить на решение задач стабилизации, выполнения программы, слежения, оптимизации) (УПР3);

- изменить управляющую подсистему (по физической основе, способу питания, составу компонентов, внутренним связям, инерционности и т.д.) для оптимизации функционирования управляемой подсистемы (УПР4);

- преобразовать управляющее воздействие на основе комплексирования потоков вещества, энергии, информации; инверсия преобразования (УПР5);

- преобразовать управляющее воздействие из дискретного в непрерывное; инверсия преобразования (УПР6);

- преобразовать управляющее воздействие из статического в динамическое; инверсия преобразования (УПР7);

- изменить количество управляющих воздействий, направленных на одну управляемую подсистему (УПР8);

- изменить количество управляемых подсистем, управляемых одной управляющей подсистемой (УПР9).

- в системно – информационном (С10А):

- увеличить количество внутренней информации системы (ИНФ1);

- внешнюю информацию системы передавать в измененную внешнюю среду (ИНФ2);

- изменить информацию по виду (ИНФ3);

- изменить носитель информации (ИНФ4);

- изменить свойства информации (ИНФ5);

- изменить вид информационного процесса (ИНФ6);

- изменить параметры информации (ИНФ7).

Необходимо также указать, что список приемов разрешения ФП предусматривает выполнение действий, определяемых приемами 1ФП ... 11ФП, а список устранения ТП - выполнение действий, определяемых приемами 1ТП ... 40 ТП. Действия, предусмотренные указанными приемами, в целом совпадают с перечисленными выше системными действиями и позволяют их конкретизировать, приблизить к содержанию конкретных решаемых задач.

Термин «разрешить противоречие в пространстве» подразумевает выполнение над объектом, содержащим в себе противоречие, одного или нескольких действий из следующего перечня:

- изменить координацию и взаимоположение объектов (1Пр);

- изменить протяженность объектов (размеры, форму, объем, поперечные сечения) (2Пр);

- изменить расстояния между объектами (3Пр);

- изменить углы между разными направлениями (4Пр);

- изменить количество координат, описывающих положение объекта (в том числе, переход точка – линия – плоскость – объем) (5Пр);

- изменить симметрию объекта (6Пр);

- изменить однородность и изотропность объекта (7Пр).

Результатом выполнения перечисленных действий должен явиться перевод объекта из одного устойчивого статического состояния в другое устойчивое статическое состояние.

Термин «разрешить противоречие во времени» подразумевает выполнение над объектом, содержащим в себе противоречие, одного или нескольких действий из следующего перечня:

- изменить длительность пребывания объекта в определенном состоянии (1Вр);

- изменить последовательность пребывания объекта в определенном состоянии (2Вр);

- разнести во времени моменты выполнения действий над объектом (3Вр);

- изменить порядок выполнения действий (4Вр).

Результатом выполнения перечисленных действий должны явиться:

- перевод объекта из одного устойчивого статического состояния в другое устойчивое статическое состояние. Эти состояния оказываются разнесенными на временной оси;

- перевод объекта из существующего состояния в новое динамическое состояние, характеризующееся ритмом и скоростью изменения параметров объекта.

Нумерованные совокупности данных составляют содержание перечисленных уровней иерархии 5 ...8, приведенных на рис.1. Их применение при решении задач возможно в различных сочетаниях, что формирует разнообразие вариантов искомых решений. Например, возможен путь решения задачи: объект → ФП → 2А → С2А → Э1 → 1Пр → 3ФП → итоговое решение. Все эти действия очевидны. Не до конца ясным остается вопрос о правилах применения в этом алгоритме приемов работы с ФП и ТП, хотя предложенное расположение приемов на уровне 8 видится правильным по следующей причине.

Принято понимать, что приемы устранения ТП и разрешения ФП являются инструментами «технической» ТРИЗ. По мнению автора, более правильно было бы говорить не о «технической», а о «механической» ТРИЗ – доминирование «механической» составляющей очевидно в большинстве приемов. Поэтому, если, например, задачу решает специалист в области электроники, электричества, химии, растениеводства или ныне актуальных нанотехнологий, то вряд ли для него применим в прямой постановке, скажем, прием №28а - заменить механическую схему оптической, акустической или “запаховой”, или №8б - компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (за счет аэро- и гидродинамических сил). При использовании системной терминологии и выполнении предлагаемой последовательности действий пользователь из любой предметной области знания, относящейся, очевидно, ко всей неживой природе, сначала получает общую рекомендацию, например, вместо приема №28а осуществить действие «Заменить функцию на альтернативную, противоположную» и на его основе определить возможное решение. И только в том случае, если решение найти не удалось, пользователь переходит к приемам устранения ТП и разрешения ФП и по аналогии (а не по алгоритму, как этого хотелось бы), продолжает поиск решения.

Пользователю такой алгоритм проще принять психологически: возникает понимание, что рекомендация, следующая из приема, - это всего лишь аналогичное действие, а действие, необходимое для решения задачи, может быть похож на прием, а может быть и другим, скрытым в общей системной формулировке.

Вместе с тем, приемы устранения ТП и разрешения ФП – это драгоценные крупицы опыта, практики. Их нужно знать и уметь встраивать в предлагаемую схему работы с противоречиями. Без этого алгоритм, представленный на рис.1, будет не полным. За приемами сохраняется функция конкретизации и корректировки варианта решения, полученного на системном уровне, выдачи очередной подсказки в случае безрезультатной работы на системном уровне.

Чтобы разобраться с порядком применения приемов работы с ФП и ТП, а также пояснить общий порядок разрешения противоречий при применении предлагаемого метода, рассмотрим примеры.

Пример 1.

Многие люди, особенно жители крупных городов, являются свидетелями и участниками огромных транспортных пробок на дорогах, в том числе, на перекрестках.

Проблемная ситуация: наличие перекрестков на дорогах – одна из причин медленного движения транспорта и образования пробок.

Цель – создать на дорогах перекрестки, обеспечивающие свободное движение транспорта в разных направлениях.

ТП: наличие перекрестков на дорогах обеспечивает возможность изменять направление движения транспорта, но это затрудняет движение и способствует образованию пробок.

ФП: перекресток должен быть, чтобы обеспечивать возможность изменять направление движения транспорта, и должен отсутствовать, чтобы движение было свободным.

Переходим к последовательному анализу системных аспектов. Выбираем аспект 2А – системно – элементный. Из списка возможных действий по разрешению ФП в рамках данного аспекта выбираем допустимые (с точки зрения конкретного пользователя, с учетом его предпочтений, опыта и т.д.) действия. Такими действиями, очевидно, могут быть:

- изменить параметры проезжих частей, образующих перекресток (Э2);

- изменить положение проезжих частей (Э3);

- изменить количество входов – выходов каждой проезжей части (Э4);

Аналогичные действия выполняем в отношении других аспектов.

Действия из списка С3А:

- устранить связи между проезжими частями, образующими перекресток (СТР1);

- преобразовать структуру системы в неоднородную, анизотропную (СТР10).

Действия из списка С4А:

- оптимизировать функционирование перекрестка (Ф1);

- преобразовать функцию перекрестка из дискретной в непрерывную (Ф6).

Действия из списка С5А:

- использовать, создать запас реального или потенциального ресурса пространства (Р1);

- использовать, создать запас реального или потенциального ресурса времени (Р2);

- использовать, создать запас реального или потенциального ресурса энергии (Р4);

- использовать, создать запас реального или потенциального информационного ресурса (Р5);

- использовать ресурсы человека (Р8);

- оптимизировать место и время применения ресурса (Р10).

Действия из списка С6А:

- получить системный эффект от разделения транспортных потоков (ИНТ3);

Действия из списка С7А:

- изменить границы системы (К3).

Действия из списка С9А:

- изменить состояние перекрестка управляющими действиями (УПР2);

- изменить предназначение управляющей подсистемы (светофора) (УПР3);

- преобразовать управляющее воздействие из дискретного в непрерывное (УПР6);

- изменить количество управляющих воздействий, направленных на один перекресток (УПР8);

Действия из списка С10А:

- увеличить количество внутренней информации системы (ИНФ1);

- изменить информацию по виду (ИНФ3);

- изменить носитель информации (ИНФ4);

- изменить свойства информации (ИНФ5);

- изменить вид информационного процесса (ИНФ6);

- изменить параметры информации (ИНФ7).

Перейдем на уровень 7. Последовательное рассмотрение выделенных на предыдущем уровне системных действий на предмет их преобразования во времени или в пространстве позволяет получить следующие результаты:

- Э1+2Пр – увеличить ширину проезжих частей; увеличить (уменьшить) длину проезжих частей, формирующих перекресток; преобразовать форму перекрестка (собственно площадки пересечения проезжих частей) в квадратную, прямоугольную или другой формы;

- Э3+4Пр – изменить угол вхождения проезжей части в перекресток (под прямым, острым, тупым углом к другим проезжим частям);

- Э4+1Пр – разделить проезжую часть на отдельные полосы, имеющие свое место вхождения в перекресток (по горизонтали, на одном уровне), или Э4+5Пр – по вертикали, на разных уровнях.

Аналогичные шаги надлежит выполнить, преобразуя системные действия во времени. Например, Э1+1Вр – изменять ширину проезжей части в зоне перекрестка лишь на определенное время. Дальнейшее развитие этого способа преобразования – менять ширину проезжей части непрерывно, в зависимости от интенсивности транспортного потока в том или ином направлении.

В целом, из приведенных примеров алгоритм работы очевиден. Безусловно, при его реализации получаются разные решения: разные по силе, творческие или расчетные инженерные. И решений получается слишком много, а это уже недостаток.

Вместе с тем необходимо отметить, что появление недостатка обусловлено учебным характером примера и сознательно заложенной ошибкой в формулировке цели. Цель должна быть конкретной. Если, например, указать в задаче, что рассматривается пересечение улицы Мясницкой и Бульварного кольца, то многие потенциально возможные решения отпадут сами собой.

Не будем дальше утомлять читателей дорожной тематикой. При желании остальные варианты можно отработать самостоятельно. Выделим только те примеры, которые, с точки зрения автора, позволяют получить некоторые интересные решения.

Р8 – использовать ресурсы человека. Правилами определено: запрещается выезжать на перекресток, если образовался затор. Это выполняется? – Нет. Как только сигнал светофора разрешит движение, водители считают за честь выехать на перекресток и прямо в центре его остановиться, блокируя всякое движение. Если ресурс человека задействовать правильно – ситуация на перекрестке улучшится. Как это сделать?

Проанализируем ситуацию: водитель видит затор, то есть, воспринимает визуальную информацию, но не реагирует на нее. Если же на перекрестке будет находиться сотрудник ДПС и жезлом запретит водителю выезд на перекресток, то такую визуальную информацию водитель воспримет и наверняка среагирует на нее. В чем разница (именно разница, имеющая отношение к рассматриваемой теме)?

Очевидно, изменилась сила информационного воздействия на водителя (ИНФ7) (в том числе, позволяющая предвидеть возможные последствия при нарушении требования), и изменилась адресность информации (ИНФ5) – сигнал сотрудника ДПС адресован конкретному водителю, а не всему безликому потоку.

Но на каждый перекресток по регулировщику не поставишь, а потому функцию регулирования передают светофору. Следовательно, светофор, а точнее - регулирующее устройство, должно взять на себя дополнительные функции, в том числе, ИНФ5, ИНФ7.

Один из возможных вариантов совершенствования светофора - сделать его более «интеллектуальным», способным оценивать дорожную ситуацию на перекрестке. Используя принятую нами системную терминологию, это действие может быть названо «увеличить количество внутренней информации системы» (ИНФ1). Затем, на основе этой увеличенной внутренней информации регулирующее устройство – светофор должно формировать адресный поток информации (или визуальной увеличенной силы в виде яркого слепящего луча, направленного на водителя – нарушителя, или звуковой, формирующей у водителя чувство дискомфорта (опасности?), или вибрационной, формируемой, например, созданием искусственных неровностей на проезжей части в момент начала движения в затор и т.п.). Учитывая, что отдельные перекрестки имеют ключевое значение для движения транспорта в целом, изложенные предложения могут быть вполне оправданными. Экономия средств от уменьшения времени пребывания сотен водителей в пробках может быть достойной компенсацией увеличенных расходов на техническое оснащение последнего.

Еще некоторые примеры, реализованные на практике:

- установка рядом со светофором цифровых табло, информирующих участников движения о времени до переключения сигналов светофора – это конкретная реализация системного действия «изменить свойства информации» (ИНФ5) в виде «увеличить полноту информации»;

- формирование звуковых сигналов при разрешающем сигнале светофора, помогающих людям со слабым зрением перейти проезжую часть. Соответствует системному действию «изменить информацию по виду» (ИНФ3), приводящему к тому, что традиционные «красный – желтый – зеленый» визуальные сигналы дополняются звуковыми. Если этот пример анализировать дальше, то можно отметить, что характер звукового сигнала по мере завершения времени его действия также меняется, то есть, временно́й подход к организации доведения звуковой информации участникам движения усилен еще больше. Звуковая информация на перекрестке – это, в первую очередь, мера, направленная на помощь людям со слабым зрением. Но одновременно она является, как и в предыдущем примере, дополнением к визуальной информации, средством повышения организованности участников движения на перекрестке и в итоге – повышения его пропускной способности;

- вынесение далеко вперед перед перекрестком информации на световых табло о состоянии перекрестка. Соответствует системному действию «внешнюю информацию системы передавать в измененную внешнюю среду» (ИНФ2) и пространственному подходу к решению задачи. У водителей появляется возможность заблаговременно изменить направление движения и вообще исключить перекресток со своих маршрутов.

Что объединяет все эти примеры? – Все они реализуют действия из перечня системно – информационного подхода. Соответственно, эти примеры показывают, что неоднократно отмечаемое по тексту отсутствие информационного аспекта в перечне приемов работы с противоречиями является искусственно сформированным. В реальной жизни многие грани этого аспекта уже реализованы и продолжают реализовываться по нарастающей.

Еще один вариант к данному примеру. Пустынный перекресток, подъезжает единственный автомобиль, останавливается и ждет появления зеленого сигнала. Досадно теряется время, а было бы хорошо, чтоб светофор сам определил возможность пропуска автомобиля и переключил соответствующий сигнал. Такая ситуация соответствует системному действию «создать управляющую подсистему и включить ее в цепь обратной связи» (УПР1).

В примере с перекрестком осталось ответить на вопрос о том, где же здесь приемы работы с ФП и ТП? Из приемов разрешения ФП здесь реализованы приемы №1 и №2 – разрешить противоречие в пространстве и во времени. Если эти приемы воспринимать в прямой постановке, то из них следуют действия – преобразовать перекресток в разноуровневую развязку и поставить на перекрестке светофор. При системном рассмотрении вопроса количество возможных вариантов усовершенствования оказалось намного большим. Из приемов устранения ТП подсказки следуют из приемов 2, 15а, 17а, 21 и других. Вместе с тем, по мнению автора, приемы устранения ТП позволяют хорошо описывать решения чисто технических задач. В примере же с перекрестком присутствует организационная составляющая. Поэтому человек, решающий задачу типа перекрестка, должен включать мыслительный аппарат для повышения уровня абстрагирования от формулировок приемов устранения ТП.

Следующий пример в полной мере соответствует определению «технический», взят он из классики ТРИЗ /37/.

Пример 2. Обмотки электрических машин закладываются в пазы, сделанные в железе статора (а у некоторых машин – и ротора) и закрепляются специальными пластмассовыми клиньями. Клинья должны плотно прижимать обмотку, чтобы она не могла шевелиться от вибраций. Длина каждого клина – 15 – 20 см при длине обмотки в несколько метров. клинья вставляют в паз один за другим и проталкивают вперед. Но, чем плотнее клин прижимает обмотку, тем труднее его вставлять. Иногда его даже вбивают в паз с помощью специальных пневматических молотков, но это опасно, так как можно легко повредить обмотку. Как быть?

Данный пример интересен во многих отношениях. Например, в ходе решения задачи ее автор указывает на наличие в анализируемом объекте ФП. А приемы, применяемые для его разрешения, выбираются им из списка приемов устранения ТП. Тем самым мы получаем еще одно подтверждение, что граница между ФП и ТП является условной, размытой.

Далее, согласимся с формулировкой ФП, которая предложена в задаче: клин должен быть толстым, чтобы надежно прижимать обмотку, и он должен быть тонким, чтобы легко входить в паз. Из формулировки ФП следует, что противоречие подлежит разрешению во времени: когда клинья вставляют в паз, они должны быть тонкими, а после этого должны становиться толстыми.

Так как задача принята к рассмотрению произвольно, то есть все основания утверждать, что любая другая задача, так же, как и данная, будет допускать устранение противоречия или во времени или в пространстве. Это соответствует принятой нами схеме работы с противоречиями.

Напомним вкратце ход мыслей автора задачи при поиске решения.

Применение приема №29 устранения ТП – использование пневматических и гидравлических конструкций: можно, например, заложить под клин какой – либо мешок, а затем его накачать, заполнив твердеющей эпоксидной композицией. Решение отклонено, так как усложняет конструкцию, изделие становится неразборным, кроме того, защищено патентом.

Применение приема №17 – трудности, связанные с движением или размещением объекта по линии устраняются, если объект приобретает возможность перемещаться в двух измерениях: можно торцы клиньев срезать не под прямым, а под острым углом. Тогда при прикладывании осевой силы клинья будут перемещаться в продольном и перпендикулярном направлениях. Решение отклонено, так как нужна большая осевая сила для сжатия клиньев, а где ее взять – не известно. Данное решение также защищено патентом.

Тем не менее, идея данного решения была подвергнута автором задачи дальнейшему анализу и на основе применения приема №25 – принципа самообслуживания и приема №24 – принципа посредника получено новое патентоспособное решение – стягивать клинья тросиком, как это показано на рис.2.

Рис.2. Техническое решение по закреплению обмотки клиньями:

1- обмотка; 2 – клинья; 3 – тросик; 4 – гайка; 5 – шпилька.

Последовательность шагов, пройденных автором задачи при поиске приемлемого решения, показывает, что трудно сразу получить хорошее конечное решение и приходится анализировать несколько допустимых вариантов.

Применим данный подход для поиска вариантов решения этой же задачи на системной основе. Предварительно подвергнем дополнительному анализу техническое решение, представленное на рис.2.

В систему включены дополнительные элементы – тросик, шпилька, гайка. Это не приближает решение к идеальному. Тросик оказывается постоянно нагруженным – в течение всего времени эксплуатации электродвигателя – от создания до утилизации. Оправдано ли это? Клиньев, вставляемых в один паз, несколько и все они одинаковые. Нельзя ли здесь что – нибудь найти? Часто для получения нового решения целесообразно применить дробление и динамизацию объекта. Можно ли здесь получить решение, двигаясь в этом направлении?

После формулирования таких вопросов приступим к синтезу новых технических решений. Последовательным перебором действий по разрешения противоречия в составе всех аспектов системного подхода выделим те из них, которые могут иметь отношение к данной задаче:

- изменить параметры (форму) клина (Э2);

- изменить количество входов – выходов клина (Э4);

- заменить клин на другой, с альтернативными свойствами (Э6);

- преобразовать структуру системы клиньев в неоднородную (СТР10);

- выделить и использовать функции составных частей системы клиньев (Ф5);

- получить системный эффект от комплексирования клиньев (ИНТ1);

- изменить границы системы клиньев (К3).

Действия по преобразованию системы клина (Э2 иЭ4) будем рассматривать совместно. Наклонные торцы клиньев воспринимают результирующую силу, действующую перпендикулярно к наклонной поверхности. А если все же разнести в пространстве ее горизонтальную и вертикальную составляющие (то есть, увеличить количество входов - выходов)? Развивая мысль в этом направлении приходим к следующему техническому решению по изготовлению клиньев (рис.3).

Рис.3. Новое решение по изготовлению клиньев: 1, 2 – клинья.

В таких клиньях выступы на боковых поверхностях (измененная форма клиньев) позволяют разделить силу на две – Р1 и Р2, причем большая по величине сила Р2 становится необходимой только на этапе сборки, в эксплуатации достаточно минимальной по величине силы Р2. Сила Р1 реализуется самой конструкцией клина. Если же плоскость контакта клиньев из А1В1 повернуть до положения А2В2, то тогда вообще формируется замок и в эксплуатации полностью исчезает необходимость в дополнительной силе Р2.

Таким образом, одно решение получено. Однако, в нем, как и в аналоге (рис.2), сохраняется недостаток – продольное движение поверхности клина, контактирующей с обмоткой, в том числе, и тогда, когда указанная поверхность сильно прижата к обмотке. То есть, обмотку можно повредить.

Чтобы устранить этот недостаток, нужно стремиться только к вертикальному перемещению клиньев при их контакте с обмоткой. Этот результат достигается, если объединить действия СТР10 и Ф5 – систему клиньев сделать неоднородной и выделенной неоднородности придать другое функциональное предназначение. Например, каждый клин в вертикальной плоскости разделить на три части: верхняя и нижняя часть, контактирующие с окружением, должны перемещаться только вертикально, а средняя часть должна иметь возможность совершать вращательное движение. Если средняя часть будет иметь разные размеры по высоте и ширине, то при ее проворачивании будет обеспечиваться расклинивание обмотки. Для удобства проворачивания средней части, она может быть выполнена полой. В указанную полость, имеющую в поперечном сечении, например, квадратную форму, на этапе сборки вставляется квадратный ключ – вороток, средняя часть проворачивается до положения «на ребро», после чего ключ – вороток извлекается из полости.

Приблизительно к таким же решениям нацеливают интегративное действие ИНТ1 и коммуникационное К3: в объеме, занимаемом одним клином, оказались размещенными три части, то есть, произошло комплексирование объектов. Кроме того, внутренняя полость в средней части изменяет границы системы.

Рассмотрим упомянутое выше действие Э6 – заменить клин на другой, с альтернативными свойствами. В существующей конструкции клин монолитный. А если его разделить на части, превратить в гранулы или шарики определенного размера? В этом случае, например, вибрацией, на этапе сборки их можно уплотнить в полости, занимаемой клиньями, а свободный торец полости закрыть пробкой.

Таким образом, результатом выполненной работы является несколько новых технических решений. Проверим их с помощью приемов устранения ТП и разрешения ФП. К элементному аспекту могут иметь отношение приемы 14б, 17г; к структурному – 1в, 15б, 17а, 17б, 17в, 24б, 34а; к функциональному – 3б, 9б, 15а, 28а; к интеграционному – 7б, 14в, №3ФП; к коммуникационному – 3а, 30б.

Дальнейшее развитие технических решений с помощью перечисленных приемов предлагается выполнить читателям. По мнению автора, работа с перечисленными приемами, как минимум, не противоречит полученным решениям.

Подводя итоги работы с примером 2, необходимо отметить, что не до конца ясно, нужно ли осуществлять строгую привязку конкретных приемов работы с ТП и ФП к системным действиям. Если привязывать строго – то это придает стройность алгоритму, если же к одному системному действию привязывать все приемы, отнесенные к тому или иному системному аспекту, то стройность алгоритма теряется, но возрастает набор возможных вариантов решений. Очевидно, точку здесь должна поставить более обширная практика.

Пример 3 /37/. Детали в патроне токарного станка зажимают при помощи ключа с квадратной головкой, вставляемого в квадратное отверстие патрона. Иногда случается, что токарь включает станок, забыв вынуть ключ из патрона. Это очень опасно, так как вращающийся патрон выбросит ключ с большой силой. Как исключить возможность таких случаев?

Контрольное решение автора задачи – через применение приема №11 – принципа «заранее подложенной подушки». Им предлагается замкнуть через ключ электрическую цепь пуска станка, чтобы при наличии ключа в патроне невозможно было бы пустить станок, либо снабдить ключ пружиной, выталкивающей его из патрона, как только рука отпустила ключ.

Попробуем решить задачу, используя системную основу. Сформулируем ФП: ключ должен быть в патроне, чтобы обеспечить зажим детали и ключ должен отсутствовать в патроне, чтобы исключить последующую опасность для токаря.

Из формулировки ФП следует, что противоречие подлежит разрешению во времени. Рассмотрим противоречие с разных аспектов системного подхода и выделим наиболее подходящие:

- разорвать связь между патроном и ключом и поместить в разрыв элемент – посредник (СТР4);

- использовать ресурсы человека (Р8);

- получить системный эффект от комплексирования воздействий: от комплексирования в разных сочетаниях потоков вещества, энергии и информации (ИНТ2);

- создать управляющую подсистему и включить ее в цепь обратной связи (УПР1);

- увеличить количество внутренней информации ключа (ИНФ1);

- изменить свойства информации: своевременности, доступности и экономичности информации о наличии ключа в патроне (ИНФ5).

Действия СТР4 и УПР1 раскрывают содержание предложений автора задачи. Другие же действия определяют новые решения, причем упор делается на информировании токаря о забытом ключе, а не о совершении запрещающего действия. Начнем с того, что за станком должен быть токарь, а не случайный прохожий (Р8). Далее надо позаботиться о токаре и своевременно предупредить его о забытом ключе. Здесь решение может быть получено при объединении действий ИНТ2, ИНФ1, ИНФ5. например, токарь при работе ключом прикладывает усилие и, как правило, зажимает деталь в патроне до «отказа». А всегда ли это нужно? Усилие должно быть достаточным, но не обязательно предельным. Резьбовые соединения все чаще затягивают динамометрическим ключом. Может и в токарном деле пора применять такие же? Необходимо повысить «интеллектуальность» ключа, оснастить его внутренними устройствами и наружным индикатором – светодиодом, увязав его включение с величиной прикладываемого усилия. Часть сил токаря сбережем, так как он не всегда будет тянуть ключ до «отказа», снизится утомляемость, повысится внимательность, вероятность оставления ключа в патроне снизится. Необходимая энергия для свечения светодиода может получаться от автономного источника, встроенного в ключ, либо создаваться усилием затяжки. При снятии рук с ключа режим свечения светодиода может переходить в мигающий, а это уже хороший сигнал, предупреждающий токаря о необходимости извлечь ключ из патрона.

Все приведенные технические решения имеют недостатки: информационные решения не обеспечивают безопасность непосредственно, а лишь предупреждают токаря об опасности; управленческое решение сложно в исполнении, учитывая, что есть переход с неподвижной станины станка на вращающийся патрон; при установке пружины, выталкивающей ключ, токарь каждый раз вынужден дополнительно тратить свою энергию на деформацию этой пружины. Российский токарь, с учетом его менталитета (Р8) вряд ли согласится с таким новшеством.

Какой подход лучше – информационный или запретно – управленческий – определит практика. Пока же можно сказать, что информационный аспект тоже имеет право на существование, а предлагаемый подход к работе с противоречиями продемонстрировал свою работоспособность.

Как уже отмечалось, информация – специфичная категория. Эта специфичность проявляется и при реализации системного действия в рамках информационного аспекта. Очевидно, итогом разрешения ФП в рамках информационного аспекта следует считать выдачу соответствующей информации человеку, работающему с системой, а не само преобразование системы. Следовательно, информационный аспект не обеспечивает непосредственное преобразование системы без задействования человеческих ресурсов (Р8).

На этом завершим анализ примеров и рассмотрение следствия №1, указанного в начале данной публикации. По мнению автора, затронутые вопросы раскрыты в достаточной мере.

В целом, работа, выполненная над приемами устранения ТП и разрешения ФП, показала, что осуществление последовательности шагов по преобразованию проблемной ситуации в итоговое решение в соответствии с предлагаемой схемой (рис.1) существенным образом отличается от известных приемов работы с противоречиями и по сути представляет собой новый метод разрешения противоречий. Его характеризуют системность, структурированность и доказанная возможность разрешения всех противоречий в пространстве или во времени.

Рассмотрим предлагаемый метод еще с одной стороны. Так как построена некоторая структура упорядочения и соподчинения совокупности действий, представляется целесообразным проверить ее на соответствие теоретическим правилам построения таких структур – правилам построения классификаций.

Как известно, классификация – это распределение объектов (предметов, явлений, процессов, понятий) по классам в соответствии с определенным признаком. Иногда подчеркивают, что классификация – это три «вещи»:

- система классов, предназначенная для характеристики совокупности предметов (понятий), однородных в определенном отношении;

- операция построения этой системы, основанная на определенных правилах;

- распределение исследуемых предметов (понятий) по классам этой системы.

Практическое применение находят следующие системы классификации:

- иерархическая;

- фасетная;

- смешанная (иерархически – фасетная);

- серийно – порядковая.

Под иерархической системой классификации понимается такая, в которой между классификационными группами установлено отношение иерархии (подчинения). Эта система классификации имеет наиболее широкое распространение. Она же положена в основу предлагаемого метода.

В общем случае порядок построения иерархической системы классификации следующий:

- исходное множество элементов составляет 0-ой уровень и делится в зависимости от выбранного классификационного признака на классы, которые образуют первый уровень;

- каждый класс 1-го уровня в соответствии со своим, характерным для него классификационным признаком делится на подклассы, которые образуют 2-ой уровень;

- каждый подкласс 2-го уровня делится на группы, которые образуют 3-ий уровень и т.д.

Под делением здесь понимается логическая операция, посредством которой объем делимого понятия распределяется на ряд подмножеств с помощью избранного основания деления. Признак, по которому производится деление объема понятия, называется основанием деления. Чтобы деление было правильным, необходимо соблюдать следующие правила /38/:

1. Соразмерность деления: объем делимого понятия должен быть равен сумме объемов членов деления. Например, высшие растения делятся на травы, кустарники и деревья. Электрический ток делится на постоянный и переменный.

Нарушение этого правила ведет к ошибкам двух видов:

а) неполное деление, когда перечисляются не все виды данного родового понятия. Ошибочными будут такие деления: «Энергия делится на механическую и химическую» (здесь нет, например, указания на электрическую энергию, атомную энергию). «Арифметические действия делятся на сложение, вычитание, умножение, деление, возведение в степень» (не указано «извлечение корня»);

б) деление с лишними членами. Пример этого ошибочного деления: «Химические элементы делятся на металлы, неметаллы и сплавы». Здесь лишний член («сплавы»), а сумма объемов понятий «металл» и «неметалл» исчерпывает объем понятия «химический элемент».

2. Деление должно проводиться только по одному основанию. Это означает, что нельзя брать два или большее число признаков, по которым бы производилось деление.

Если будет нарушено это правило, то произойдет перекрещивание объемов понятий, которые появились в результате деления. Правильные деления: «Волны делятся на продольные и поперечные». «В промышленности получение стали осуществляется тремя способами: кислородно-конверторным, мартеновским и в электропечах». Неправильным является такое деление: «Транспорт делится на наземный, водный, воздушный, транспорт общего пользования, транспорт личного пользования», — ибо допущена ошибка «подмена основания», то есть деление произведено не по одному основанию. Сначала в качестве основания деления берется вид среды, в которой осуществляются перевозки, а затем за основание деления берется назначение транспорта.

3. Члены деления должны исключать друг друга, то есть не иметь общих элементов, быть соподчиненными понятиями, объемы которых не пересекаются.

Это правило тесно связано с предыдущим, так как если деление осуществляется не по одному основанию, то члены деления не будут исключать друг друга. Примеры ошибочных делений: «Дроби бывают десятичными, правильными, неправильными, периодическими, непериодическими»; «Войны бывают справедливыми, несправедливыми, освободительными, захватническими, мировыми»; «Треугольники бывают прямоугольными, тупоугольными, остроугольными, равнобедренными, подобными». В этих примерах члены деления не исключают друг друга. Это следствие допущенной ошибки смешения различных оснований деления.

4. Деление должно быть непрерывным, то есть нельзя делать скачки в делении. Будет допущена ошибка, если мы скажем: «Сказуемые делятся на простые, на составные глагольные и составные именные». Правильным будет сначала разделить сказуемые на простые и составные, а затем уже составные сказуемые разделить на составные глагольные и составные именные.

Будет допущена ошибка, если мы разделим удобрения на органические, азотные, фосфорные и калийные. Правильным будет сначала разделить удобрения на органические и минеральные, а затем уже минеральные удобрения разделить на азотные, фосфорные и калийные.

Сопоставление разработанной классификации приемов разрешения противоречий и перечисленных правил деления понятий, по мнению автора, показывает, что они соответствуют друг другу. Следовательно, предлагаемая система работы с противоречиями построена правильно.

Если же сопоставить изложенные правила и приемы разрешения ФП и устранения ТП, полагая, что каждый прием – это основание деления понятий, то легко приходим к выводу, что в этом случае правила нарушены. Такой же вывод можно сделать в отношении выделенных в /5/ оснований для деления понятий. Не лучше обстоит дело и с делением на классы, например, межотраслевого фонда эвристических приемов /39,40/.

И в заключение некоторые цитаты.

«Классификация является необходимым этапом любого исследования, как его начальной стадии, когда без классификации, хотя бы предварительной, трудно ориентироваться в материале и правильно планировать работу, так и при завершении исследования, когда подводятся итоги сделанного. Одновременно классификация служит методом научного познания» /41/.

«Классификация содействует движению науки или отрасли техники со ступени эмпирического накопления знаний на уровень теоретического синтеза, системного подхода. Такой переход возможен лишь при условии теоретического осмысления многообразия фактов. Практическая необходимость классификации стимулирует развитие теоретических аспектов науки или техники, а создание классификации является качественным скачком в развитии знания. Классификация, базирующаяся на глубоких научных основах, не только представляет собой в развернутом виде картину состояния науки (техники) или ее фрагмента, но и позволяет делать обоснованные прогнозы относительно неизвестных еще фактов или закономерностей» /42/.

Автор надеется, что приведенные цитаты имеют непосредственное отношение и к предложенному методу разрешения противоречий.

Выводы:

1. Разработан новый метод разрешения противоречий. Условное название метода – «PN-метод». Его отличительные черты:

a. построен с применением системной методологии;

b. в качестве оснований структурирования приемов работы с противоречиями применяются аспекты системного подхода;

c. базируется на сформулированном постулате о том, что все противоречия разрешаются в пространстве или (и) во времени;

d. является эффективным обобщением как приемов разрешения ФП, так и приемов устранения ТП.

2. Реализация метода предусматривает осуществление следующих шагов:

a. анализ действительности и выявление проблемной ситуации;

b. определение цели преобразований и формулирование технического противоречия, препятствующего ее достижению;

c. выделение объекта, подлежащего усовершенствованию через устранение противоречия;

d. предъявление к объекту противоречивых требований и формулирование физического противоречия;

e. анализ выделенного объекта с известных аспектов системного подхода и формирование допустимых вариантов действий по разрешению противоречия;

f. выбор из допустимых вариантов предпочтительного действия;

g. синтез нового состояния объекта выбранным действием при его выполнении в пространстве или (и) во времени и разрешение на этой основе ФП;

h. при необходимости, корректировка и уточнение решения известными в ТРИЗ приемами устранения ТП и разрешения ФП;

i. получение итогового решения.

Шаги 2f ... 2i могут быть повторены с другими вариантами допустимых действий, сформированных на шаге 2e.

3. Действия, подлежащие выполнению при реализации метода, сформулированы с применением системной терминологии, что придает им высокий уровень абстрагирования от условий конкретной задачи и универсальность, позволяет уменьшить влияние психологической инерции на ход решения задачи.

4. Списки приемов устранения ТП и разрешения ФП с точки зрения системного подхода не являются полными и при решении конкретной задачи не позволяют получить весь возможный перечень искомых технических решений. Системное рассмотрение вопроса позволило сформулировать новые приемы работы с противоречиями.

5. В ходе исследования не выявлено, с точки зрения системного подхода, существенной разницы между известными в ТРИЗ приемами разрешения ФП и ТП. И те, и другие приемы представляют собой конкретную реализацию общих системных действий в частной задаче и входят в последние в качестве составных частей на соответствующем уровне иерархии.

6. Предлагаемый метод имеет правильно построенную иерархическую структуру и обладает в этой связи достоинствами, определяемыми иерархичностью. В частности, метод обладает регулируемой «тяжеловесностью»: при решении простой задачи и достаточной квалификации пользователя достаточно несколько верхних уровней в иерархии метода; в противном случае степень детализации задачи может быть существенно увеличена при движении по иерархии вниз.

7. Предлагаемый метод является открытым для развития и совершенствования. В частности, нижележащие уровни иерархии могут наполняться конкретными действиями по разрешению противоречий, заимствованными из других частей ТРИЗ и других методов творчества. Представляется целесообразным провести анализ стандартов на решение изобретательских задач на предмет включения в предложенный метод части из них. Возможно расширение метода через его дополнение конкретными действиями из межотраслевого фонда эвристических приемов и т.д.

И еще маленькое дополнение к последнему выводу. Метод является дружественным, ориентированным на разные группы пользователей – любой может найти в нем то, что ищет. Активные защитники чистоты тризовских приемов работы с противоречиями найдут здесь только приемы работы с ФП и ТП. Автор при этом может явиться объектом критики лишь за то, что по-другому, в другой системе разместил известные приемы. Другие же пользователи могут развивать этот метод с учетом своих предпочтений и специфики решаемых задач.

Список литературы

1. Литвин С.С. Основные направления развития «технической» ТРИЗ // Материалы сайта http://www.matriz.ru/file.php/id/f5577/name/05-litvin.doc.

2. Петров В.М. Перспективы развития ТРИЗ //Материалы сайта http://www.metodolog.ru/00486/00486.html.

3. Рубин М.С. Проблемы развития ТРИЗ – ТРТЛ // Журнал ТРИЗ 2.2.91 с. 6 ...8.

4. Шуб Л. Осторожно! Таблица технических противоречий // Материалы сайта http://www.metodolog.ru/00647/00647.html.

5. Орлов М.А. Основы классической ТРИЗ. Практическое руководство для изобретательного мышления. – М.: Солон – пресс, 2006 – 432 с.

6. Альтшуллер Г.С., Фильковский Г.П. Современное состояние теории решения изобретательских задач. 1975 г. // Материалы сайта http://www.altshuller.ru/triz2.asp.

7. Токарев А. Альтернативная система приемов устранения противоречий // Материалы сайта http://www.metodolog.ru/01410/01410.html.

8. Королев В.А. Принципов разрешения физпротиворечий не одиннадцать. Гораздо меньше! // Журнал ТРИЗ 3.1.92 с. 50 ...51.

9. Качала В.В. Основы теории систем и системного анализа. Учебное пособие для ВУЗов. М.: Горячая линия – Телеком, 2007. – 216 с.

10. Материалы сайта http://ru.wikipedia.org/wiki/Системный_подход.

11. Саламатов Ю.П. Система развития законов творчества //Шанс на приключение. /Сост. А.Б. Селюцкий – Петрозаводск, Карелия, 1991.- с.5 – 174.

12. Волкова В.Н., Денисов А.А. Теория систем: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 2006. – 511 с.

13. Карташев В.А. Система систем. Очерки общей теории и методологии. – М.: Прогресс – Академия, 1995. – 325 с.

14. Сурмин Ю.П. Теория систем и системный анализ. Учебное пособие. – Киев: МАУП, 2003. – 368 с.

15. Международный стандарт ГОСТ Р ИСО 9001 - 2001 «Система менеджмента качества. Основные положения и словарь». – М.: Госстандарт России, 2001.

16. Жилин Д.М. Теория систем. Опыт построения курса. – М.: Едиториал УРСС, 2003. – 184 с.

17. Марков Ю.Г. Функциональный подход в современном научном познании. - Новосибирск: Наука, 1982. – 255 с.

18. Основные положения методики проведения функционально-стоимостного анализа: Методические рекомендации. — М.: Информ— ФСА, 1991. —40 с. // Материалы сайта http://www.triz-summit.ru/ru/section.php?docId=3952.

19. Поиск новых идей: от озарения к технологии. /Альтшуллер Г.С., Злотин В.Л., Зусман А.В., Филатов В.И./. – Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989. – 381 с.

20. Казиев В.М. Введение в анализ, синтез и моделирование систем. – М.: Бином, 2006. – 244 с.

21. Любимов А. Ресурсы. Что это такое и где их взять? // Материалы сайта http://trenings.ru/content/view/113/139/

22. Узкова Е.С. Категория «энергия» и ее современное понимание в научно - философской картине мира. Автореферат дисс. ... кандидата философских наук. – М.: МГУ им. М.В.Ломоносова, 2001. – 24 с.

23. Концепции современного естествознания. Учебное пособие. // Материалы сайта http://window.edu.ru/window_catalog/pdf2txt?p_id=12860&p_page=9.

24. Ацюковский В.А. Философия и методология современного естествознания.- М.: «Петит» 2005.-139 с. //Материалы сайта http://www.atsuk.dart.ru/books_online/04filmetest/index.shtml.

25. Материалы сайта http://tipolog.narod.ru/Concept/MEPV/prostranstvo.htm.

26. Материалы сайта http://tipolog.narod.ru/Concept/MEPV/ vremya.htm.

27. Чернышев В.О. Принципы и концептуальные основы системного подхода. Учебное пособие. – Красноярск: Красноярский институт космической техники, 1992. – 95 с.

28. Ковальченко И.Д. Методы исторического исследования. – М.: Наука, 2003. – 486 с.

29. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. – М.: Высшая школа, 1989. – 367 с.

30. Солодкая М.С. Сущность управления и проблема управляемости //Материалы сайта http://credonew.ru/content/view/52/22/.

31. Лукас В.А. Теория управления техническими системами. – Екатеринбург, 2002. – 675 с.

32. Гухман В.Б. Философия информационного подхода. – Тверь: ТГТУ, 2000. – 168 с.

33. Чалкина Н.А. Базовые понятия информатики. //Материалы сайта http://conference.kemsu.ru/conf/niobel2009/sect/index.htm?sec_id=996.

34. Якушко С.И. Информация как определяющее понятие информационной физики //Материалы сайта http://visnyk.sumdu.edu.ua/arhiv/2007/3(105)/11_Yak.pdf.

35. Янковский С. Концепция общей теории информации. // Материалы сайта http://n-t.ru/tp/ng/oti02.htm.

36. Кондрашин И.И. Диалектика материи. Системный подход к основам философии. Москва, 1996. – 218 с.

37. Злотин Б.Л., Зусман А.В. Приди на полигон. В кн.:Правила игры без правил/ Составил А.Б. Селюцкий – Петрозаводск: Карелия, 1989 –с.177 .. 226.

38. Гетманова А.Д. Учебник по логике. //Материалы сайта http://www.klikovo.ru/db/book/head/4920.

39. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества. – М.: Машиностроение, 1988. – 368 с.

40. Схиртладзе А.Г., Ярушин С.Г. Проектирование нестандартного оборудования. – М.: Новое знание, 2006. – 424 с.

41. Розова С.С. Классификационная проблема в современной науке. – Новосибирск: Наука, 1986. – 216 с.

42. Якушкин Б.В. Классификация. // Материалы сайта http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/163301.

43. Воронин Ю.А. Теория классифицирования и ее приложения. – Новосибирск: Наука, 1985. – 231 с.

В тексте сохранены авторская орфография и пунктуация.


Алфавитный указатель: 

Рубрики: 

Subscribe to Comments for "Системные основы разрешения противоречий Часть 5 "