Главная    ТРИЗАЛ    К вопросу о практике использования изобретений в качестве подтверждающих примеров

К вопросу о практике использования
изобретений в качестве подтверждающих примеров.

Паренчик Геннадий Иванович

7. Способ или устройство?

В истории создания любого изобретения была ситуация, когда его еще как бы не было, по крайней мере, в том окончательном виде, который отражается в ФИ. Т.е. его еще надо было выявить в созданном, определить, какие вещественные элементы технического средства удовлетворения общественной потребности и как надо связать таким образом, что бы получить какой-либо ОИ, отвечающий требованиям действующего Положения (/20/, с. 20). Для этого обычно составляют перечень признаков, характеризующих объект техники, в т.ч. - вещественные (конструктивные) элементы и совершаемые ими и над ними действия. Затем формулируются решенные задачи и цели будущих технических решений, а для каждой одной такой пары (после анализа признаков объекта техники с целью определения существенных признаков решения) проводится синтез ОИ, т.е. формулируется совокупность существенных признаков решения (там же, с. 27). При этом возможны такие четыре варианта защиты конкретного технического объекта (/54/, с. 18):

- только как способ, но не устройство;

- только как устройство, но не способ;

- как способ либо как устройство, т.е. в любой одной из этих двух форм;

- как комплексный объект, включающий и способ, и устройство, направленные на решение общей задачи и реализующие общий изобретательский замысел.

Основные затруднения в выборе ОИ обусловлены единой грамматической формой выражения действий (глаголом) - как при осуществлении взаимосвязанных действий с помощью устройства (способ), так и при описании работы устройства. Речь идет о так называемых "стыковых" случаях между разновидностями объектов защиты. В таких изобретениях сущность "заключается в обязательном сочетании новых конструктивных признаков с новыми приемами способов; вне подобного сочетания изобретения нет. При этом новые приемы могут быть проверены в объекте только в процессе работы устройства" (/53/, с. 218).

Другими словами, существуют изобретения, предмет которых еще на стадии оформления заявки могли изложить двояко - либо как способ, либо как устройство. В качестве примера рассмотрим ситуацию, возникшую в процессе составления ФИ на изобретение, которое, в случае защиты его как способ, вполне могло бы стать прототипом изобретения Г. С. Альтшуллера и Л. Д. Фильковского из а. с. № 120909 "Способ электротермического натяжения высокопрочной арматуры для предварительно напряженных железобетонных изделий с применением тяговых нагретых стержней и последующего их охлаждения в заанкеренном положении, отличающийся тем, что с целью предупреждения снижения прочностных характеристик арматуры, ее нагревают в пределах допустимого, не влияющего на эти характеристики температурного режима, например, до 300-350 град. С, и после этого присоединяют к отдельно нагретому в том же температурном режиме тяговому стержню для совместного охлаждения в заанкеренном состоянии" (поз. 25 в УК-3, "?-11").

"Был известен способ натяжения стальной арматуры при изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций, при котором (способе) арматуру нагревают электрическим током путем включения ее в электрическую цепь и последующего закрепления концов; при остывании арматура с закрепленными концами натягивается. Для исключения недостатков электротермического способа (возможный отпуск закаленной стали) предложено применять отдельный стержень (или стержни), который и нагревается электрическим током. Будучи закрепленным одним концом на неподвижной опоре, а другим - к арматуре, этот стержень (стержни) при остывании натягивает арматуру. При составлении формулы изобретения возник вопрос, к какой разновидности объектов относится это изобретение. … В конце концов, предмет изобретения был изложен как устройство в следующей редакции: "Устройство для натяжения стальной арматуры электротермическим способом при изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций, отличающееся тем, что с целью исключения необходимости нагревать арматуру, в устройстве применены отдельные (один или несколько параллельных) металлические стержни, включенные для нагревания в электрическую цепь и служащие тяговым органом по отношению к арматуре".

Как способ, предмет изобретения мог бы быть изложен в следующей редакции: "Электротермический способ натяжения стальной арматуры при изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций, отличающийся тем, что с целью исключения необходимости нагревать арматуру, нагреванию электрическим током подвергают отдельные (один или несколько параллельных) металлические стержни, концы которых с одной стороны закрепляют неподвижно, а к концам с другой стороны прикрепляют концы стержней арматуры, неподвижно закрепленных другими концами" (/55/, с. 34).

Описанная ситуация обусловлена тем, что признаки процесса (способа) в тексте ФИ сочетаются с конструктивными признаками характеристики устройства в обобщенном их виде, т.е. функционально. Однако по своей сущности эти действия - не одинаковые разновидности характеристик, поскольку, в отличие от физических действий человека (в способе) "функциональный признак определяется такими действиями или физическими явлениями, которые осуществляются как обязательная функция элемента данного объекта, зависят только от него, являются непременным следствием наличия такого элемента в объекте" (/53/, с. 219). В этой связи, очевидно, нельзя отнести изобретение из а.с. № 120909 к способу работы устройства (для натяжения высокопрочной арматуры для предварительно напряженных железобетонных изделий), поскольку конструктивный элемент (тяговый стержень), через который выполняется действие (нагревание в пределах допустимого, не влияющего на эти характеристики температурного режима, например, до 300-3500С) не имеет оригинальных (отличительных) особенностей, которые ограничивали бы его действие указанным режимом. К слову сказать, этот способ не сразу был признан изобретением, а лишь - после корректировки его ФИ /56/.

Нечто подобное должно происходить и в способе работы какого-либо устройства, - с той лишь разницей, что новые связи не должны нарушать процесс работы объекта. Это возможно лишь тогда, когда в способе как ОИ элементы представляют собой не целые конструкции, а части одного устройства, наделенного определенной совокупностью конструктивных признаков и генерирующего "ряд взаимосвязанных действий, направленных на достижение поставленной цели" (/57/, с. 28). Очевидно, что в качестве таких признаков должны оцениваться все указываемые в ФИ вещественные элементы.

Например, в изобретении из а.с. № 641229 "Способ работы шлаковой шахты" (см. табл. 26 в гл. 5) таковыми являются: корпус шлаковой шахты, полость корпуса, сжигаемое топливо, жидкий шлак. Поскольку последний элемент - это изделие, то его следует исключить из внимания. На первый взгляд, следует исключить и признак "корпус шлаковой шахты", поскольку он фактически лишь подразумевается - через реально указанный признак "полость шахты". Однако это было бы неправильно, поскольку именно его колебания учитывают при создании пульсирующего режима сжигания топлива. Другими словами, если конструктивные признаки "полость шахты", "сжигаемое топливо" и их пространственная взаимосвязь между собой - это необходимые условия достижения цели изобретения, то признак "корпус шлаковой шахты" - условие достаточности.

Если суммировать вышеизложенное, то в способе работы устройства все действия (как уже имеющиеся, так и вновь вводимые) должны осуществляться посредством конструктивно взаимосвязанных (в единую совокупность) вещественных элементов - искусственных частей или деталей устройства. И, наоборот, - в "обычном" способе не все вещественные элементы связаны между собой конструктивно, а если таковая связь и подразумевается, то она указывается не в ФИ, а в описании изобретения.

С этих позиций рассмотрим изобретение из а.с. № 354212 "Способ регулирования расхода железорудной пульпы" (поз. 354 в УК-3, "Д-12"), отнесенное в главе 5 к числу противоречивых (см. таблицу 15). Из текста описания и ФИ (приложение 5) следует, что из вводимых в отличительной части ФИ действий действительно новым является "воздействие на пульпу вращающимся магнитным полем", в результате чего в месте расположения средства создания такого поля возникает примыкающий к внутренней поверхности немагнитного участка трубопровода кольцевой слой частиц железной пульпы, соединенных между собой как центробежной, так и магнитодвижущей силами.

Какова роль этих элементов в достижении цели изобретения?

Поскольку вещественные элементы, используемые при выполнении действий вообще любого способа, не являются сами по себе признаками последнего (см. таблицу 2 в гл. 2), то прямая оценка их с позиции необходимости и достаточности для достижения цели изобретения в способе - неправомерна. По крайней мере - до тех пор, пока мы не докажем, что изобретение из а.с. № 354212 представляет собой способ работы некоторого регулятора. На первый взгляд, предпосылки для этого есть, поскольку в отличительной части ФИ, как и в способе работы из а.с. № 641229, указано лишь одно новое действие - "воздействие" (на железорудную пульпу вращающимся магнитным полем).

Однако это не совсем так.

Во-первых, пропускание пульпы через трубопровод в месте расположения регулирующего органа не является полностью известным из прототипа существенным признаком, поскольку изменен состав материала стенки этого трубопровода. Поэтому фактически вводятся два (одновременных) действия - полностью новое действие ("воздействие" вращающимся магнитным полем) и частично новое ("пропускание" пульпы через участок трубопровода из немагнитного материала).

Во-вторых, новое действие по своей природе - также сложное, поскольку применяемый вещественный элемент (магнитное поле) не только притягивает частицы железорудной пульпы к стенке трубопровода, но и одновременно вращает их вдоль окружности проходного сечения последнего.

В-третьих, частично новое действие выполняет и поток пульпы, а именно те его слои, которые наиболее удалены от стенки трубопровода, - они "испытывают меньшее воздействие магнитного поля и смываются движущейся пульпой, вследствие чего увеличивается проходное сечение трубопровода".

В-четвертых, в отличие от способа работы из а.с. № 641229, вещественные элементы действий способа из а.с. № 354212 обеспечивают достижение сразу двух утилитарных (вторичных) положительных эффектов (ПЭ). Так, вторичный ПЭ "увеличение долговечности регулирующего органа" обусловлен тем, что в качестве регулирующего органа, в отличие от прототипа, использован не специально изготовленный для этой цели искусственный элемент, а какая-то часть потока железорудной пульпы. Хотя при этом нежелательный эффект в виде "постоянное истирание регулирующего органа частицами движущейся пульпы" не устранен, но этот момент в новом способе потерял свое исключительное значение, поскольку истирается пульпа, которая, думается, все равно в дальнейшем по технологическому процессу должна измельчаться. Т.е. вторичный ПЭ достигается путем решения технической задачи "исключение необходимости применения специально изготавливаемого регулирующего органа" посредством использования (в качестве обеспечивающих осуществление указанных действий) таких вещественных элементов: средство создания вращающегося магнитного поля, немагнитный участок трубопровода, прилегающий к внутренней поверхности этого участка кольцевой слой протекающего потока железной пульпы.

Второй ПЭ в виде "повышение надежности регулирования" - в какой-то мере дополнителен к первому, поскольку обусловлен преимущественно лишь (новым) видом средства изменения проходного сечения регулирующего органа. Т.е. "повышение надежности регулирования" достигается потому, что специально изготавливаемый (и затем) механически передвигаемый поперек потока пульпы для изменения проходного сечения трубопровода регулирующий орган заменяется иным, основанным на задержке части потока железорудной пульпы (вращающимся электромагнитным полем) для использования ее в качестве средства изменения проходного сечения трубопровода.

В этой связи - нет никаких оснований для утверждения, что для достижения каждого из ПЭ решается какая-то своя особенная техническая задача, т.к. в противном случае нарушается нормативное требование единства изобретения: "4.01. Заявка на выдачу авторского свидетельства или патента должна относиться к одному изобретению или к группе изобретений, связанных между собой настолько, что они образуют единый общий изобретательский замысел" (/18/, с. 18). И далее: "4.02. Единство считается соблюденным, если техническим решением одной, единственной задачи является: а) один объект, т.е. либо устройство, либо способ, вещество; б) применение известного ранее одного устройства, одного способа или одного вещества по одному новому назначению". Другими словами, вся совокупность отличительных существенных признаков способа регулирования (т.е. указанных выше действий и используемых при их осуществлении вещественных элементов) представляет собой единый замысел одной технической задачи - "исключение необходимости применения специально изготавливаемого регулирующего органа". Но этот один первичный ПЭ лишь тогда обусловит достижение двух вторичных ПЭ, если существенные признаки из ограничительной и отличительной частей ФИ будут взаимосвязаны и взаимозависимы (/58/, с. 122).

Поскольку предмет изобретения из а.с. № 354212 уже защищен как способ, то вещественные элементы, используемые при выполнении его действий, объединены лишь общей задачей, ибо именно так взаимосвязаны существенные признаки (действия) вообще любого способа. Поэтому, если "трансформировать" способ регулирования в способ работы устройства-регулятора, - сначала надо сформировать сам этот регулятор, причем, во избежание выхода за пределы способа регулирования, это надо сделать на основании только тех вещественных элементов, которые указаны в тексте ФИ, поскольку уже доказаны необходимость и достаточность их для достижения цели изобретения. Это - участок трубопровода, выполненный из немагнитного материала, прилегающий к внутренней стороне этого участка кольцевой слой железорудной пульпы, средство для создания вращающегося магнитного поля. Однако "разрыв" совокупности вещественных элементов каждого отдельного действия способа и объединение их (посредством конструктивных связей) в какое-то иное целое вовсе не означает, что таким путем можно автоматически получить устройство-регулятор. Да, новая совокупность вещественных элементов не будет уже способом как ОИ, но также - еще и не будет устройством как ОИ.

Это вызвано тем, что происходит как бы возврат совокупности вещественных элементов в предшествующую (выбору окончательного вида ОИ) ситуацию, и еще надо доказать, что вещественные элементы, выбранные как необходимые (и достаточные) для осуществления действий способа, в том же их составе отвечают условиям необходимости и достаточности для образования нового целого, т.е. устройства как ОИ. Тем более, что какой-то вещественный элемент следует заранее исключить из внимания, поскольку в способе он выполняет роль продукта. Если следовать описанию изобретения, то таким элементом является железорудная пульпа, поскольку авторы изобретения в состав устройства включили лишь немагнитный участок трубопровода и средство создания вращающегося магнитного поля (электромагнитную систему в виде статора асинхронного двигателя). Поскольку средство для создания вращающегося электромагнитного поля, как это следует из фиг. 1 описания изобретения (в прил. 5 не показана), охватывает немагнитный участок трубопровода и расположено посередине него, то связь между этими вещественными элементами - конструктивная.

Ситуация же со связью средства для создания вращающегося магнитного поля и пульпы - иная, поскольку она отсутствует в устройстве для регулирования расхода пульпы и появляется лишь после встраивания его в трубопровод, подачу туда железорудной пульпы и включения электромагнитной системы. Кроме того, и сама пульпа - сложный вещественный элемент ["смесь тонкоизмельченного (меньше 1-0,5 мм) полезного ископаемого (в нашем случае - железной руды) с водой" (/35/, с. 400)]. И, соответственно, - та совокупность вещественных элементов, которая в тексте описании изобретения названа устройством для регулирования расхода пульпы, - всего лишь часть его, поскольку в нем отсутствует регулирующий орган, появляющийся лишь после монтажа немагнитного участка с размещенной (на нем) электромагнитной системой в трубопроводе, подачи в трубопровод железорудной пульпы и подачи тока в обмотку статора. Да и то - не сразу до необходимой величины, а лишь после нарастания требуемой толщины кольцевого слоя частиц руды. С другой стороны, для начала регулирования вовсе не надо создавать вращение магнитного поля, поскольку изменение проходного сечения может происходить и за счет роста толщины частиц руды возле одной какой-то обмотки (просто вращение магнитного слоя позволяет не создавать какие-либо разрывы в потоке пульпы). Однако в каждом из этих случаев происходит разделение единого (до места размещения регулятора, а также - после него) потока железорудной пульпы на две части, а именно на используемую в качестве регулируемого органа (слой от внутренней немагнитной стенки до зоны окончания действия магнитных сил на частицы руды), и на протекающую далее. Т.е. техническое решение характеризуется совокупностью как конструктивных признаков, так и действий (операций) способа. Поэтому, хотя наличие внутри немагнитного (участка) трубопровода частиц железной пульпы обуславливает, в совокупности с уже имеющимися вещественными элементами, конструктивное объединение их всех в общее устройство для регулирования расхода пульпы, т.е. выступает достаточным условием признания данного способа способом работы, - его таковым считать нельзя. Скорее, это новый принцип действия (регулятора), под которым в патентоведении понимают "физическую и техническую сущность элементов и связей" (/18/, с. 8). Такой же вывод можно сделать, если исходить из текста п. 3.7 АРИЗ-71, где результат решения учебной изобретательской задачи "Задвижка трубопровода" в виде идеи (или принципа действия) сформулирован таким образом: "Выполнить участок трубы из немагнитного материала и с помощью магнитного поля "наращивать" (частицы железорудной пульпы) на внутреннюю поверхность трубы" (/33/, с. 74).

Вместе с тем, если исходить из того момента, что в последующих модификациях алгоритма Г.С. Альтшуллер объединил п.п. 3.7 и 3.8 в общий пункт (таблица 39), то напрашивается вывод, что изобретение из а. с. № 354212 "Способ регулирования расхода железорудной пульпы" представляет собой в большей мере комплексный объект, включающий и способ, и устройство, направленные на решение общей задачи.

Таблица 39

АРИЗ–71 Часть 111. Оперативная стадия. 111-7. Сформулировать способ, который может быть практически осуществлен.
111-8. Дать схему устройства для осуществления первого способа.
АРИЗ–77 Часть 4. Устранение физического противоречия 4.5. Перейти от физического ответа к техническому: сформулировать способ и дать схему устройства для его осуществления.
АРИЗ–82Г Часть 4. Анализ физического противоречия 4.4. Если задача решена, перейти от физического решения к техническому: сформулировать способ и дать принципиальную схему устройства, осуществляющего этот способ.
АРИЗ–85В Часть 6. Изменение и (или) замена задачи. 6.1. Если задача решена, перейти от физического ответа к техническому: сформулировать способ и дать принципиальную схему устройства, осуществляющего этот способ

Таковых Г.С. Альтшуллер в качестве примеров использовал всего четыре изобретения (поз. 36, 508, 537, 693 в УК-3), однако ни для одного из них он не привел текст ФИ. Чаще всего цитировалось "противоречивое" (см. табл. 14 в гл. 5) изобретение из а.с. № 147225 "Способ записи неподвижных изображений на бумагу магнитными чернилами и устройство для его осуществления" ("?"), однако не в полном объеме, т.е. как группа изобретений, а как отдельные ОИ (это следует из текста соответствующих ссылок - таблица 40).

Таблица 40

Видс сылки Первоисточник ОИ
И–6 "Способ записи, при котором используют чернила, содержащие магнитные частицы. В отличие от обычных, чернила управляются магнитным полем" (/3/, с. 176) Сп
С–2 "Пишущий аппарат состоит из металлической ручки с чернилами, электромагнита и движущейся бумажной ленты. Когда включается электромагнит, ручка опускается и соприкасается с бумагой. Недостаток системы - инерционность. Предложите решение. Запишите его в вепольной форме" (/40/, с. 19) У
С–3 "Пишущий аппарат состоит из металлической ручки с чернилами, электромагнита и движущейся бумажной ленты. Когда включается электромагнит, ручка опускается и соприкасается с бумагой. Недостаток системы - инерционность. Предложите решение. Запишите его в вепольной форме" /41/ У
С–4 "… ферромагнитные частицы вводят в чернила и управляют такими чернилами с помощью магнитного поля" (/7/, с. 129) Сп
С–5 "Изображение наносят с помощью магнитных чернил (смесь краски и ферромагнитного порошка), на которые воздействует магнитное поле" (/39/, с. 43) Сп
С–6 "Даже в чернила можно добавить ферромагнитные частицы, чтобы чернила под действием электромагнита быстрее выходили из пишущего устройства телеграфного аппарата" (/59/, с.с. 133-134) В

Если "закрыть глаза" на неправильность цитирования, то это "объясняет", почему Г.С. Альтшуллер использовал изобретение № 147225 в качестве примера в различных разделах, т.к. он вроде как ссылался на разные ОИ. Если же сравнить формулировку ссылок с текстом ФИ на это изобретение (таблица 41) , то становится понятным, что в 4-х ссылках фактически говорится о способе нанесения (уже магнитных) чернил.

Таблица 41

36147225Сп–Узаписи неподвижных изображений на бумагу магнитными чернилами
(способ и устройство для его осуществления)
1961197340–ПРАлгИЗИ–6Сп
1973ВПВведС–2У
1974ВПИдеиС–3У
197640–ПРАльбомС–4Сп
1979СТТвоТНС–5Сп
1980СТКрыльяС–6В
1. Способ записи неподвижных изображений на бумагу магнитными чернилами, отличающийся тем, что с целью упрощения процесса получения готового рисунка, выпуск чернил на бумагу управляется магнитным полем, создаваемым магнитной головкой, дающей изображение точки или знака.
2. Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся тем, что резервуар, содержащий чернила, оканчивается тонкой трубкой, в выходном отверстии которой образуется выпуклый мениск, а магнитная головка расположена по другую от трубки сторону бумаги.
3. Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся тем, что с целью использования для записи негативного сигнала и улучшения отдачи головки, трубка для подачи чернил пропущена через щель магнитной головки перпендикулярно плоскости щели.

И только в отношении раздела "ВП" ситуация несколько иная.

Из смысла приведенных цитат ясно, что это изобретение является ответом в учебной задаче, в условии которой фактически описывается устройство. Значит ли это, что решением этой задачи также будет устройство? Ссылка делалась в 1973 г., т.е. в пору использования АРИЗ-71. Поэтому, если бы задача решалась по алгоритму, то первой появилась бы идея способа устранения инерционности. Но в таком случае бы в задаче было сформулировано ТП. А что получится после решения задачи в вепольной форме?

Очевидно, что в случае абстрагирования от каких-либо конструктивных элементов из числа составляющих некоторое устройство, а именно это происходит в процессе построения модели решаемой задачи в вепольной форме, разрушаются конструктивно-функциональные взаимосвязи между этими элементами. Это обуславливает изменение не только статуса этих элементов, но и статуса (новой) совокупности, их объединяющей. Т.е. это уже не устройство, а какая-то иная совокупность. Вместе с тем - это и не способ, поскольку веполь строится на иной основе. Другими словами, - абстрагируясь от части элементов устройства, мы фактически нарушаем его единство и переходим к некоторой ситуации, состоящую из (каким-то иным образом связанных) "новых" (по статусу) элементов. В процессе дальнейшего преобразования этой ситуации (которое обычно длится до тех пор, пока не "сложится" целесообразное решение), мы фактически оперируем вещественными элементами (все новых) задачных ситуаций же, а не такими же элементами способов или устройств. И так - вплоть до появления идеи на уровне имеющегося решения задачи (контрольного ответа), в качестве которых Г.С. Альтшуллер использовал технические решения, защищенные авторскими решениями или патентами: "Решить учебную изобретательскую задачу - значит дать ответ, не очень отличный от контрольного (на первых этапах обучения), сходный с ними или превосходящий его (на завершающих этапах обучения)" (/33/,с. 71).

Вепольный анализ был задуман его авторами как (синтезирующий) метод решения изобретательских задач, позволяющий применять системный подход (анализ), типовые приемы устранения ТП и физические эффекты одновременно (совместно) - в отличие от АРИЗ-71, где они применялись независимо друг от друга (/40/, с. 1). Акцентировалось, что "понятие о веполе, о характере связей между компонентами веполей, позволяет по-новому увидеть технические системы и происходящие в них трансформации" (там же, с. 2). Для этого осуществлялось абстрагирование от всех элементов задачной ситуации, кроме непосредственно связанных с конфликтом. Например, для упоминавшейся выше учебной изобретательской задачи "Задвижка трубопровода" это выглядело следующим образом: "Рассмотрим задачу 1-2 об истирании задвижек в трубопроводах, по которым движется пульпа. В этой технической системе имеются три вещества: "Пульпа /В-1/, труба /В-2/ и задвижка /В-3/. Это неполный веполь, причем в нем не два, а три вещества. По условиям задачи требуется изменить взаимодействие между компонентами исходной системы. … Перейдем к вепольной системе - ОНА ВСЕГДА БОЛЕЕ УПРАВЛЯЕМА.

Для перехода к веполю нужно убрать одно вещество и ввести поле. … От решения в общем виде нетрудно перейти к конкретному решению. Пульпу и трубу нельзя менять по условию задачи, задвижка может быть изменена как угодно, в том числе - замена полем. Таким образом, нужно поле, способное воздействовать на пульпу. Поскольку пульпа - это взвесь железной руды в воде, то нужно поле, способное воздействовать на железную руду или на воду (или именно на взвесь). Ответ очевиден - применение магнитного поля" (/40/, с. 4).

Как видно из цитаты, в вепольной модели задачи происходит довольно свободное манипулирование ("вырванными" из задачной ситуации) вещественными элементами, а это возможно лишь при полном отрыве от нее "вепольной" модели. Собственно, это обусловлено самим смыслом "вепольного" абстрагирования, при котором происходит не просто замена элементов исходной ситуации "вепольными" элементами ("веществами"), но и разрыв как внешних связей вещественных элементов, так и внутренних (в том числе - и конструктивно-функциональных) - между элементами уже их состава. Такой подход несколько напоминает "функциональное" абстрагирование, при котором действие элемента в данной системе отношений рассматривается без самого этого элемента. Но на этом сходство и заканчивается, потому что в ВПА под "действием" понимается вовсе не то, что в устройстве как ОИ и в способе как ОИ.

Что же происходит в исходной ситуации в процессе "вепольного" моделирования?

Итак, рассматриваемое устройство для регулирования расхода пульпы состоит из корпуса и регулирующего органа, изменяющего (например, перемещением по направляющим корпуса) размер проходного сечения корпуса же. И эти же конструктивные элементы заменяются "вепольными" - соответственно веществом "В-2" (труба) и веществом "В-3" (задвижка), при этом происходит абстрагирование от элементов прикрепления всего устройства к торцам входного и выходного участков трубопроводов, а также от элементов конструктивной взаимосвязи регулирующего органа и корпуса устройства, в том числе - и от элементов управления его положением там. Железорудная пульпа ничем не заменяется, а просто обозначается как вещество "В-1". Затем в процессе решения происходит абстрагирование от одного из этих веществ, а именно от задвижки ("В-3"), и замена ее полем, которое, в связи с наличием у частиц руды ферромагнитных свойств, выбрано магнитным. Но это логика ВПА.

В исходной же ситуации от "вепольных" действий происходит вот что. Как только из трубопровода убирается задвижка, а также элементы ее связи с корпусом - исчезает и связанный с ней нежелательный эффект, что, собственно, и есть целью решения задачи. Но одновременно исчезает и возможность регулирования размера проходного сечения трубопровода. Т.е., с одной стороны, задвижка должна быть, чтобы изменять проходное сечение трубопровода, а с другой - ее не должно быть, чтобы не происходило ее же повреждение от истирающего воздействия частиц руды. Или так: пока нет изменения размера проходного сечения трубопровода - нет и нежелательного эффекта. И, наоборот, - любое средство изменения этого размера будет подвергаться абразивному воздействию потока железорудной пульпы. Поскольку регулировать расход пульпы требуется по условию задачи, то встает вопрос о защите задвижки. И этот момент будет существенным для любой преграды на пути потока железорудной пульпы, разве что материал новой заслонки будет намного тверже материала частиц железной руды. Но это увеличит стоимость задвижки, которую впрочем, можно снизить, если изменить твердость не всей задвижки, а лишь ее внешней поверхности.

Что же может быть защитным покрытием, если оставить задвижку?

С позиции ВПА в таком случае надо рассматривать веполь, состоящий из веществ "В-1" (пульпа) и "В-3" (задвижка), взаимодействие между которыми - одновременно и полезное (регуляция расхода пульпы), и вредное (истирание поверхности задвижки движущимися по ней частицами руды). Причиной вредного действия частиц руды может быть расположение задвижки не строго перпендикулярно по отношению к оси проходного сечения корпуса (что способствовало бы просто упору потока руды в задвижку), а с некоторым наклоном к ней в направлении потока пульпы, потому что при противоположном наклоне, т.е. против движения потока пульпы, между задвижкой и внутренней поверхностью трубы образовался бы карман, где накапливался бы некоторый конический слой частиц руды, выполняя функцию защиты поверхности задвижки от воздействия других, более поздних по времени, частиц пульпы. Такое решение выгодно тем, что легко внедряемо, потому что надо лишь слегка "перекосить" задвижку в нужную сторону. И получено оно было без существенного отрыва от исходной ситуации, т.е. фактически решалась "мини-задача". Тогда как изобретение из а. с. № 354212, поскольку в нем, по сравнению с прототипом, фактически изменена конструкция всего устройства для регулирования расхода пульпы, есть техническое решение "макси-задачи".

Проведенный анализ наглядно показал, что при решении изобретательской задачи на основе разрыва связей между вещественными элементами описанной в ней исходной ситуации возникает другая ситуация, в которой "отобранные" элементы не образуют какого-либо завершенного единства. Т.е. это просто выбранные решателем (сообразно принятому пути решения) отдельные элементы, которые он затем связывает между собой так, чтобы получить сходную с эталоном "модель задачи" (например, вепольную или аризную). И вполне очевидно, что эти связи должны быть какие-то другие, чем уже разорванные, иначе какой смысл было их разрывать. Т.е. это не конструктивные связи (устройства) и не целевые связи (способа). Но это со стороны еще не решенной задачи. А со стороны уже найденного ее решения видно, что оно состоялось лишь потому, что считавшиеся неделимыми "модельные" элементы были представлены как сложные совокупности взаимосвязанных групп элементов более низкого уровня. При этом связи между группами элементов должны быть обязательно целевыми, иначе какое-либо разделение "модельного" элемента в пространстве и во времени (/63/, с. 293) приведет не к появлению идеи решения, а к переводу "модельной" ситуации на новый уровень абстракции. Собственно, таковыми связи между "идейными" элементами и являются, поскольку ведь решение мы ищем с ориентацией на сформулированную цель. Поэтому логичнее всего ожидать, что найденную идею проще всего будет перевести в техническое решение способа как ОИ, а уже затем вещественные элементы способа связать, если это будет возможным, посредством конструктивных связей в единое устройство.

В этой связи содержание пунктов АРИЗ, приведенных в табл. 39, верно лишь в части задания "сформулировать способ", поскольку он выводится на основании "идейной" ситуации, вещественные элементы которой связаны целевыми отношениями. Со второй же частью команды алгоритма - "дать схему устройства для осуществления способа" - следует разобраться. В том числе - и со смыслом содержания всего текста.

Г.С Альтшуллер считал, что схема устройства должна быть разработана на основе полученного (путем разрешения физического противоречия) принципа (идеи) решения (выбранной из исходной ситуации) задачи "примерно на уровне требований к заявочному описанию" /64/. В патентоведении схемы считаются подвидом устройств как ОИ и представляют собой "решения, абстрагированные от пространственных характеристик" (/65/, с. 8). Т.е. к схемам относятся не сами устройства как ОИ, а некоторые модели их, состоящие лишь из элементов и связей между ними. В рассматриваемом аспекте перед построением схемы устройства мы уже имеем (из способа как ОИ) состав вещественных элементов, а также знаем (целевые) действия, посредством которых они объединены. В то же время мы, в принципе, знаем и некоторые связи между этими элементами, но они - физические, а не технические. Тогда как для построения схемного технического решения надо знать оба вида сущности элементов и связей, т.е. принцип действия устройства (/18/, с. 51). Возможно ли это сделать на основе только физического решения или же нужно выполнить еще какие-то шаги? Ответа на этот вопрос мы не найдем до тех пор, пока не выясним - любой ли вид способа как ОИ годится для формирования схемы "устройства для его осуществления" или же это должен быть какой-то "специальный" вид способа.

На первый взгляд, понимание Г.С Альтшуллером технического решения как единой группы из способа и устройства (для его осуществления) обосновано, поскольку в основе объединения лежит "нормативный" критерий - общий изобретательский замысел, т.е. (одна и та же) принципиальная идея в виде физического решения. Тем более что в патентоведении с точно таких же позиций рассматривается вопрос о сущности решения: "Применительно к техническим решениям как результатам мыслительной деятельности сущность представляет собой неделимую триаду: задача - замысел (план, путь) ее решения - средства" (/66/, с. 29). Вместе с тем, по отношению к задаче устранения ФП физическое решение и есть средством ее решения. Т.е. анализ изобретательской задачи, приведший к физическому решению, на этом заканчивается, а полученное "решение в самом общем виде: "принцип решения, идея решения" есть начало новой триады, а именно постановка задачи, целью которой, по замыслу автора ТРИЗ, есть формирование патентоспособного технического решения: "Только после технического решения можно сказать: "Есть принцип изобретения" /64/. Что же это такое?

Если следовать логике шагов 4-ой части АРИЗ-85В, то физическое решение появляется после применения к ФП для его разрешения рекомендаций информационного фонда, т.е. стандартов, фонда (еще) нестандартных задач, ранее уже решенных по АРИЗ, таблицы "Разрешение физических противоречий" и указателя физических эффектов. Поэтому "принцип изобретения" - это не "принцип действия", поскольку в физическом решении вещественных элементов и связей между ними в патентоведческом смысле еще нет и их надо еще создать в процессе построения принципиальной схемы технического решения.

Ведь что есть физическое решение?

Некоторая "задачная" ситуация, в которой устранена невозможная нелогичность одновременного существования двух физических состояний (одной и той же части) инструмента, например: "нижний слой полировальника должен переходить из твердого состояния в жидкое" (/33/, с. 77); надо "Наращивать на внутренней поверхности трубы частицы железной руды или воду (лед). Других веществ внутри трубопровода нет, этим и определяется выбор" (/3/, с. 115); "Нужно, чтобы фильтр легко разбирался на мельчайшие частицы, "отпуская" пыль, а потом вновь легко собирался из частиц" (/33/, с. 82); "Надо чтобы при нагревании жидкость испарялась, и пары куда-то уходили. А при охлаждении пусть пары конденсируются и возвращаются назад. Какая эта жидкость, куда она уходит и т.д. - это вне физического решения" /64/ задачи с контрольным ответом - изобретением из а. с. № 463423 "Рама для теплиц и парников" (поз. 427 из УК-3).

Как видно из цитат, вещественные элементы в физическом решении все же присутствуют, т.к. независимо от уровня абстрагирования модель задачи представляет собой какую-либо схему. Другое дело, что связи между вещественными элементами еще не обозначены. Но зато в физическом решении есть главное - "выявлено необходимое (для устранения ФП) физическое действие" (/7/, с. 157), представляющее собой, вместе с тем, лишь его словесное описание. Поэтому для перевода физического решения в статус технического, т.е. способа как ОИ, надо трансформировать уже имеющиеся вещественные элементы таким образом, чтобы они в совокупности с новыми (вытекающими из сути физического решения, но пока еще неизвестными) элементами образовали бы условия осуществления "физического" действия. Например, таким неизвестным на уровне физического решения (далее по тексту - ФР) в задаче "Задвижка трубопровода" есть вид материала трубы в месте расположения регулятора расхода пульпы, поскольку он обусловлен тем способом, посредством которого может быть осуществлено физическое решение (шаг 3-7 АРИЗ-71): "Выполнить участок трубы из немагнитного материала и с помощью электромагнитного поля "наращивать" на внутреннюю поверхность частицы руды" (/3/, с. 116).

Итак, для формулирования способа, посредством которого должно осуществляться физическое решение, необходимо указать такие вещественные элементы, которые в своей совокупности составляют условия осуществления нового физического действия.

Так ли это на самом деле?

Если следовать логике формулирования и разрешения ФП, то в физическом решении может присутствовать только одно (новое) физическое действие. Но тогда путем поиска условий его осуществления может быть найдено тоже лишь одно (новое) действие способа. Однако контрольными ответами учебных изобретательских задач, решенных по АРИЗ, являются изобретения с разным количеством действий (таблица 42). Аналогичная картина - и в других разделах ТРИЗ (таблица 43).

Таблица 42

№ п.п. Модификация АРИЗ ВсегоКол-во действий в отличительных частях ФИ
ссылок из УК-2 на способы
12345
1АРИЗ–6811353--
2АРИЗ–71134531-
3АРИЗ–7711----
4АРИЗ–85В321---
Итого:28101161-

Таблица 43

№ п.п. Разделы ТП ВсегоКол-во действий в отличительных частях ФИ
ссылок из УК-2 на способы
12345
1ИЗ2291021-
2ЗР2-2---
3ПР85472783-
4ВП5828273--
5СТ10451381221
6УЗ28101161-
7ФЗ3914205--
Итого:3381601353571

Итак, в большинстве примеров-способов в отличительной части их ФИ указано одно действие. И если исходить из смысла термина "принцип действия" буквально, т.е. как "одного действия", то, с учетом изложенного в табл. 39, напрашивается вывод, что вообще любое изобретение-способ, в отличительной части которого указано одно (новое) действие, представляет собой "принципом действия" некоего устройства. Однако в большинстве таких способов нет никакого устройства - ни в ФИ, ни в тексте описания. В том числе - и среди противоречивых ссылок на способы (таблица 44).

Таблица 44

№ таблицы(глава 5) Вид противоречивых ссылок ВсегоКол-во действий в отличительных частях ФИ
ссылок из УК-2 на способы
12345
14ПР - ВП642---
15УЗ - ВП3-3---
16ИЗ - ВП7241--
17ФП - ВП32-1--
18ВП - СТ12561--
Итого:
3113153--

С другой стороны, и в комплексном изобретении из а.с. № 147225 (см. табл. 41), и в "способе работы шлаковой шахты" из а.с. № 641229 (табл. 26 в гл. 5) указанное в отличительной части ФИ новое действие - новое лишь частично, т.к. оно же (явно или неявно) присутствует также и в их ограничительных частях. Т.е. в отличительной части лишь устанавливаются новые условия уже имеющегося в способе действия. Например, в способе работы шлаковой шахты - это пульсирующий режим сжигания топлива (с частотой колебаний, равной собственной частоте колебаний шахты). Вместе с тем - в ФИ также указан и элемент (шлак), для улучшения вытекания которого вводятся новые условия. Т.е. фактически в ФИ указаны два действия - "вытекание шлака" и "сжигание топлива". И оба они присутствовали в шлаковой шахте и до создания изобретения. В этой связи следует, что для перехода от физического решения к техническому вовсе нет необходимости строить какую-либо схему, потому что она уже есть в исходной ситуации, и надо лишь вернуться к ней и трансформировать имеющиеся вещественные элементы таким образом, чтобы осуществлялось найденное действие. И лишь после этого можно будет определить, какой именно ОИ в наибольшей мере выражает суть изобретения.

Другими словами, из анализа любой задачной ситуации - путем углубления в суть конфликтных действий в зоне взаимодействия инструмента и изделия - можно извлечь лишь путь изменения той совокупности элементов, в которую они входят. Поэтому надо сначала вернуться туда из зоны анализа, произвести там целесообразные изменения и лишь затем заняться выявлением, каким именно видом ОИ может быть защищено новое состояние исходной ситуации. Именно неучет этого фактора и привел к тому, что в учебных задачах, решенных посредством АРИЗ, контрольные ответы в виде изобретений не отвечают сути соответствующего шага из табл. 39 для модификаций АРИЗ после 1971 г. Т.е. они - либо способы, либо устройства. И ни в одном случае - "способ и устройство для его осуществления". Из чего напрашивается вывод, что рекомендация "Перейти от физического ответа к техническому: сформулировать способ и дать схему устройства для его осуществления" просто созвучна аналогичному патентоведческому понятию, т.е. это (всего лишь) способ изменения структуры исходной ситуации в соответствии с ФР. Но тогда она сама (т.е. эта измененная ситуация) и есть "устройство для осуществления способа" изменения ее. Т.е. нет никакой нужды в формировании какой-либо еще одной единой совокупности вещественных элементов, поскольку она уже есть. Другое дело, что о наличии устройства как ОИ можно будет сказать определенно лишь тогда, когда будет установлено наличие конструктивных связей между всеми вещественными элементами (или какой-то их части) трансформированной ситуации. Но такое исследование требует специальных знаний и применения специальной методики (выявления изобретений), т.е. лежит за пределами логики процесса решения. Да и способ как ОИ никак не совпадает по сути производимых действий со способом изменения исходной ситуации в соответствии с найденным ФР. Поэтому использование изобретений-способов в качестве контрольных ответов учебных изобретательских задач корректно лишь в части перечня вещественных элементов, которые вводятся вместе с новыми действиями. И только в этом смысле!

Но тогда "за бортом" остаются многие существенные для понимания моменты, как-то: сами действия (способа), существующее группирование вещественных элементов по принадлежности к конкретному действию, сущность взаимосвязей как между группами, так и между элементами внутри каждой из них. Т.е. в способе как ОИ, в отличие от устройства как ОИ, важны не сами элементы (а также их действия) как таковые, а роли элементов в группе, посредством которой осуществляется какое-либо действие способа. Ибо таков смысл вообще любого действия - оно осуществляется над чем-то, с помощью чего-то и при каких-то обстоятельствах (/20/, с. 22).

С этих позиций становится понятным и выявленное в работе /1/ (см. табл. 8) количественное преобладание примеров-способов над примерами-устройствами в разделах "ПР", "ВП", "СТ" и "УЗ". И на этой основе - возвращаясь к таблице 39 - представляется, что для ссылок "С-2" и "С-3" Г.С. Альтшуллер все же в качестве примера имел в виду именно "способ записи неподвижных изображений на бумагу магнитными чернилами", а не "устройство для его осуществления". Почему так - он не объяснил, но с патентоведческих позиций - такое цитирование не вполне корректно в силу того, что таким образом фактически искажается истинная (согласно цели изобретения) суть технического решения. Ибо ни способ сам по себе, ни два варианта устройств сами по себе, т.е. по отдельности - не есть изобретение из а. с. № 147225, равно как и не есть его части, а представляют собой отдельные ОИ, объединенные в группу на основе общей цели - упрощение процесса получения готового рисунка (посредством уже известных из прототипа магнитных чернил). Отсюда - ссылка на это изобретение (в части добавления в чернила магнитных чернил) некорректна. К слову сказать, не представляется возможным, ввиду отсутствия текста описания, с достаточной степени достоверности судить и о корректности ссылки на прототипы способа и устройств, поскольку не известно, как они описаны в своих источниках информации с позиции рассматриваемого аспекта.

Таблица 45

№ п.п. Модификация алгоритмаВсегоВид ОИ в контрольном ответе УЗНет ФИ
УСпВПСп-У
1АРИЗ–68924---3
2АРИЗ–7128109---9
3АРИЗ–77522---1
4АРИЗ–85В714---2
Итого:
491519---15

Итак, рекомендации решателю по преобразованию физического решения в техническое путем последовательного получения в конце соответствующего шага АРИЗ (см. табл. 39) способа и устройства для его осуществления - не отвечают содержанию изобретений, принятых Г.С. Альтшуллером в качестве контрольных ответов к учебным задачам, решаемых посредством (таблица 45). Из чего следует, что: либо сущность способа из этих рекомендаций - какая-то иная, либо способ - не первичен по отношению к схеме устройства, а вторичен. Так ли это на самом деле?

Ссылки

1. Паренчик Г.И. Комментарии к работе "Алфавитно-нумерационный указатель изобретений в работах Г. С. Альтшуллера". В 2-х частях. - Ч. 2. - http://www.metodolog.ru/00055/00055.html.

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

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

18. Инструкция по государственной научно-технической экспертизе изобретений (ЭЗ-2-74). - М.: ВНИИПИ. - 1985. - 75 с.

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

33. Теория и практика решения изобретательских задач / Г. Альтшуллер, Е. Шахматов, И. Фликштейн, Ю. Горин. Под ред. Г. Альтшуллера. - Горький, 1976. - 198 с.

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

40. Альтшуллер Г.С., Гаджиев Ч., Фликштейн И. Введение в вепольный анализ.- Баку, 1973. - 29с. - Рукопись деп. в ЧОУНБ 17.01. 1992 № 1408.

41. Альтшуллер Г.С. Основные идеи вепольного анализа: Конспект лекций. - Баку, 1974. - 12 с. - Рукопись деп. в ЧОУНБ 26.09.1989 № 732.

53. Иноземцев Л.А., Чихачев Н.А. Патентование советских изобретений в зарубежных странах. - М.: Машиностроение, 1979. - 296 с.

54. Барер Ф.В. Способ или устройство?/ Вопросы изобретательства. - 1981. - № 7. - С. 18-23.

55. Чихачев А.Н. Формула изобретения / Под ред. В.Н. Бакастова. - М.: ЦНИИПИ, 1965. - 40 с.

56. Фильковский Л. Трудная жизнь изобретателя. - http://www.metodolog.ru/academy.html.

57. Шаволов А.С. Об охраноспособности некоторых видов технических решений / Вопросы изобретательства. - 1979. - № 11. - С. 28-29.

58. Руководство по методике предварительной и государственной научно-технической экспертизы изобретений. - М.: ВНИИПИ, 1985. - 191 с.

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

60. Ефимов В.А и др. Указатель физических эффектов для изобретателей. - Обнинск. - 1977.

61. Соколов А.В. О сущности изобретения / Вопросы изобретательства. - 1990. - № 2. - С. 31-36.

62. Саламатов Ю.П. О структуре указателя физэффектов. - http://www.trizminsk.org/e/2000129.htm.

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

64. Альтшуллер Г.С. Процесс решения изобретательской задачи. -1975. -

7 с. - Рукопись деп. в ЧОУНБ 26.09.1989 № 56. (http://www.altshuller.ru/triz1.asp).

65. Киселев О.М. Охраноспособность изобретений в свете инструкции ЭЗ-2-74/ Вопросы изобретательства. - 1975. - № 1. - С. 8-12.

66. Дементьев В.Н. Проблемы оценки новизны изобретений /Вопросы изобретательства. - 1990. - № 4. - С. 28-31.

г. Коломыя, 11.10.2003 г.

(Продолжение следует)

Приложение 5

Описание изобретения к авторскому свидетельству № 354212

МПК F 17 d 1/10; G 05d 7/06

Заявлено 02.03.1970 ( № 1411172/29-14 )

Опубликовано 09.10.1972 Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 15.12.1972

Авторы

изобретения Н.В. Ганицкий, А.С. Давидкович и Г.И. Корнилов

Заявитель --

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА ПУЛЬПЫ

Известны способы регулирования расхода пульпы путем изменения проходного сечения трубопровода.

Цель изобретения - осуществление регулирования расхода, например, железорудных пульп без контакта с движущей средой и повышение надежности регулирования.

Эта цель достигается регулированием проходного сечения трубопровода путем задержки ферромагнитных частиц пульпы в магнитном поле.

На фиг. 1 изображен немагнитный участок трубопровода с установленной на нем магнитной системой, в разрезе; на фиг. 2 - то же, сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, сечение по Б-Б на фиг. 1. Устройство для регулирования расхода пульпы по предлагаемому способу состоит из немагнитного участка трубопровода 1 и электромагнитной системы 2. В качестве электромагнитной системы, как вариант исполнения, используется статор асинхронного двигателя.

При прохождении пульпы 3 по трубопроводу 1 ее ферромагнитные частицы под воздействием вращающегося магнитного поля начинают вращаться. Центробежная сила прижимает частицы к стенке трубопровода, где они наслаиваются тонкими слоями и удерживаются в месте воздействия магнитного поля магнитодвижущей силой этого поля. В зависимости от величины параметров магнитного поля (магнитодвижущей силы, намагниченности и др.), изменяется толщина налипания магнитных частиц, что влечет изменение исходного сечения трубопровода.

Для увеличения проходного сечения трубопровода уменьшают параметры магнитного поля.

Слои ферромагнитных частиц, наиболее удаленные от стенки трубопровода, испытывают меньшее воздействие магнитного поля и смываются движущейся пульпой, вследствие чего увеличивается проходное сечение трубопровода.

Предмет изобретения

Способ регулирования расхода пульпы преимущественно железорудной путем изменения проходного сечения регулирующего органа под воздействием внешних сил, отличающийся тем, что с целью увеличения долговечности регулирующего органа и повышения надежности регулирования, железорудную пульпу пропускают через участок трубопровода, выполненный из немагнитного материала, при одновременном воздействии на нее вращающимся магнитным полем.

Составитель М. Белявский


Главная    ТРИЗАЛ    К вопросу о практике использования изобретений в качестве подтверждающих примеров