Разрешение изобретательских противоречий.

Авторы: Владимир Никитин, Александр Быстрицкий, канд. техн. наук.

Введение.

Данная работа является третьей из цикла наших статей о противоречиях. В первой статье [1] были раскрыты особенности формулирования противоречий. Во второй работе [2] были показаны основные способы преодоления изобретательских противоречий: разрешение, устранение и обход.

 В данной работе предполагается ответить на вопрос о том, какие принципы можно использовать именно для разрешения изобретательских противоречий, и о том, что нужно сделать, чтобы два противоположных требования к состоянию (свойству или параметру) объекта были удовлетворены.

Противоречия в ТРИЗ отличаются от противоречий, рассматриваемых в логике и философии. Понятие противоречия имеет особый смысл в контексте методики решения изобретательских задач. Поэтому в статье мы употребляем термин «изобретательское противоречие», обозначающее совокупность отношений между противоположными состояниями объекта и взаимоисключающими друг друга ключевыми требованиями к объекту.

Принципы разрешения физических противоречий (ФП).

Г.С. Альтшуллер предложил использовать 11 принципов разрешения ФП [3, стр. 208-209]:

1. Разделение противоречивых свойств в пространстве.

2. Разделение противоречивых свойств во времени.

3. Объединение однородных или неоднородных систем в надсистему.

4. Переход от системы к антисистеме или сочетанию системы с антисистемой.

5. Вся система наделяется свойством А, а ее части – свойством анти-А.

6. Переход к системе, работающей на микроуровне.

7. Замена фазового состояния части системы или внешней среды.

8. Двойственное фазовое состояние одной части системы (переход этой части из одного состояния в другое в зависимости от условий работы).

9. Использование явлений, сопутствующих фазовому переходу.

10. Замена однофазного вещества двухфазным.

11. Физико-химический переход: возникновение-исчезновение веществ за счет разложения-соединения, ионизации-рекомбинации.

Неоднократно предпринимались попытки совершенствования данного списка. Шимукович П.Н. в статье «Системные основы разрешения противоречий Ч.3» [4] сужает список до двух принципов, считая что «...ВСЕ противоречия (в том числе, и ФП) всегда могут быть разрешены в пространстве или во времени». Королев В.А. в работе «Принципов разрешения физпротиворечий не одиннадцать. Гораздо меньше!» также сводит все принципы к двум, но уже другим: «...при наличии более мощной 2-ой части АРИЗ для разрешения ФП достаточно лишь 5 и 6-го принципов» [5].

В классической литературе по ТРИЗ [3, 6, 7, 8] термины «устранение», «преодоление» и «разрешение», применяемые в отношении противоречия, используются как синонимы и не несут в себе какого-то отличительного друг от друга признака. В современной ТРИЗ смысл вышеуказанных терминов дифференцирован [9]. В предложенной авторами классификации способов работы с противоречиями [2] приводится критерий, по которому различается смысл терминов – количество реализованных состояний объекта, указанных в противоречии.

При разрешении противоречия реализуются два противоположных состояния объекта. При устранении противоречия реализуется только одно противоположное состояние объекта. При обходе противоречия реализуется новое, не указанное в исходном противоречии, состояние объекта, при котором улучшение одной характеристики объекта не ухудшает вторую характеристику. Три способа преодоления противоречий по-разному указывают на то, как должно измениться состояние объекта. Но все они направлены на выполнение ключевых требований к объекту, а значит, на решение задачи. Термин «преодоление противоречия» предлагается наделить  более обобщённым смыслом, обозначая его как ликвидация (исчезновение) исходного противоречия в результате разрешения, устранения или обхода.

Из предложенного списка принципов именно для разрешения противоречия подойдут только те, которые рекомендуют разнести противоположные требования к состоянию объекта. Это принципы 1 – в пространстве, 2 – во времени и 5 – по системным иерархическим уровням объекта. Только в таком случае существует возможность выполнения двух противоположных требований, не нарушая законов формальной логики. Остальные принципы могут использоваться для устранения и обхода противоречий, либо являются механизмом реализации принципов 1, 2 и 5. Например, фазовые или физико-химические переходы показывают, как можно реализовать разные состояния объекта в разное время или в разных местах.

Разрешение изобретательских противоречий.

Для разрешения противоречий, как одного из трёх способов их преодоления, будем использовать три указанных выше принципа. Принципы содержат рекомендации изменить объект определённым образом и позволяют перейти от модели задачи (изобретательского противоречия) к модели решения. В результате разрешения противоречия два противоположных требования к состоянию объекта будут удовлетворены. А ключевые требования к объекту, сформулированные по условиям задачи, будут выполнены.

1. В пространстве. Противоположные состояния (свойства или ключевые параметры) объекта разделяются в пространстве.

Модель решения: «Одна часть объекта выполняет одно требование, вторая часть объекта – противоположное».

Пример 1. Необходимо паром нагреть две жидкости: воду и мазут, которые находятся в разных баках на удалении друг от друга. Давление пара в существующем паропроводе должно быть высоким, чтобы обеспечить требуемый нагрев воды и должно быть низким, чтобы не допустить перегрев мазута. Вместо запланированного строительства второго, существующий паропровод разделили на две части. На ответвлении к баку с мазутом поставили регулятор давления, обеспечивая в разных частях паропровода и высокое давление, и низкое.

2. Во времени. Противоположные состояния (свойства или ключевые параметры) объекта разделяются во времени.

Модель решения: «В одно время объект выполняет одно требование, в другое время – противоположное».

Пример 2. Для поддержания заданной температуры воды, смешанной из горячего и холодного потоков, используется регулятор температуры. При изменении температуры какого-либо из потоков изменяется температура смешанной воды. Регулятор в автоматическом режиме уменьшает сечение одного и увеличивает сечение второго канала, а в другой момент времени осуществляет противоположные действия для стабилизации температурного режима.

3. По системным иерархическим уровням. Противоположные состояния (свойства или ключевые параметры) объекта разделяются по разным системным иерархическим уровням объекта.

Модель решения: «На уровне системы объект выполняет одно требование, на уровне подсистемы или надсистемы – противоположное».

Пример 3. Окно приёмного бункера должно быть большим, чтобы обеспечить быструю выгрузку угля из вагона, и должно быть маленьким, чтобы не пропустить в бункер крупные куски угля. Используют решётку, имеющую большую общую площадь – на уровне системы, и маленькие ячейки – на уровне подсистемы.

В результате разрешения противоречия объект изменяется, его структура усложняется, происходит очередной этап его развития в соответствии с ЗРТС. В ходе решения задач происходит последовательное устранение недостатков объекта, улучшаются его потребительские свойства, приобретаются новые функциональные возможности и повышается его идеальность. Разрешение противоречия во времени позволяет сделать объект изменчивым, адаптивным к условиям использования, а также повысить степень его динамизации.

Выводы.

Разрешение, как один из способов преодоления противоречия, отличается тем, что для решения задачи необходимо реализовать оба противоположных состояния объекта, указанные в противоречии. Это возможно сделать, только разделяя противоположные свойства, которыми должен обладать объект, в пространстве, во времени или по системным иерархическим уровням. Другой способ разделения свойств пока неизвестен. Следовательно, существует только три принципа разрешения изобретательских противоречий.

В заключении подведём общий итог по трём статьям цикла о противоречиях.

1. Важно правильно формулировать ФП, чтобы избежать появления тупиковых ситуаций при решении изобретательских задач.

2. Существуют противоречия, отличающиеся по признаку «степень конкретизации» в отношении к состояниям объекта. Для разных видов противоречий применяются разные инструменты ТРИЗ. Переход от более абстрактных формулировок противоречий к более конкретным формулировкам сужает зону поиска решений.

3. Классификация способов преодоления изобретательских противоречий позволяет дифференцировать подходы к решению задач, а также определить последовательность применения разных подходов. На первом шаге выполняется устранение противоречия с использованием типовых приёмов устранения ТП и имеющихся ресурсов. При отсутствии положительных результатов выполняется второй шаг – разрешение противоречия с использованием принципов разрешения противоречий. Если решение не найдено, выполняется третий шаг – обход противоречия, когда идёт поиск нового состояния (свойства или параметра), обеспечивающего улучшение нужной характеристики (выполнение ключевого требования). Такая последовательность работы с противоречием повышает эффективность поиска решений.

Литература:

1. Никитин В.Н., Быстрицкий А.А.  Особенности формулирования противоречий. – Статья, сайт «Методолог», 2021. – Режим доступа: https://metodolog.ru/node/2238.

2. Никитин В.Н., Быстрицкий А.А.  Особенности преодоления противоречий. – Статья, сайт «Методолог», 2022. – Режим доступа: https://www.metodolog.ru/node/2239.

3. Альтшуллер, Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач / Г.С. Альтшуллер. – 2-е изд., доп. – Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1991. – 225 с.

4. Шимукович П.Н. Системные основы разрешения противоречий Ч.3. – Статья, сайт «Методолог», 2009. – Режим доступа: https://metodolog.ru/node/276.

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

6. Поиск новых идей: от озарения к технологии: (теория и практика решения изобретательских задач) / Г.С. Альтшуллер [и др.]. – Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989. – 381 с.

7. Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. - М.: Московский рабочий. - 1969 (1-е изд.); 1973 (2-е изд.).

8. Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука - М.: Советское радио, 1979.

9. Презентация методики инновационного проектирования фирмы Gen3-partners (Санкт - Петербург). - СПб, 2008. - 391 с.