Техника. Иван Ползунов. Производство синтетических материалов. Изобретения И. П. Колубина. Метод контрольных вопросов семикратного поиска

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ 
Программа, удовлетворяющая всем этим требованиям, получила название АРИЗ (алгоритм решения изобретательских задач). 
   Слово «алгоритм» в узком смысле означает абсолютно детерминированную последовательность математических операций. 
   В широком смысле слова «алгоритм» — это любая достаточно четкая программа действий. Внешне АРИЗ представляет собой программу последователь ной обработки изобретательских задач. Законы развития технических систем заложены в самой структуре программы или выступают в «рабочей одежде» — в виде конкретных операторов. С помощью этих операторов изобретатель шаг за шагом (без пустых проб) выявляет ФП и определяет ту часть технической системы, к которой оно «привязано». Затем используются операторы, изменяющие выделенную часть системы и устраняющие ФП. Тем самым трудная задача (т. е. задача не первого уровня) переводится в легкую задачу (первого уровня).

АРИЗ имеет специальные  средства преодоления психологической  инерции. Некоторые авторы полагают, что справиться с психологической  инерцией нетрудно, достаточно помнить  о ее существовании. Если бы это было так! Психологическая инерция поразительно сильна. Нужны не призывы помнить  о ней, а конкретные операторы  преобразования задачи. Например, условия  задачи обязательно должны быть освобождены  от специальной терминологии, потому что термины навязывают изобретателю старые и трудноизменяемые представления  об объекте. 
При разработке АРИЗ проводился систематический анализ патентного фонда. Выделялись и исследовались изобретения треть его и более высоких уровней, определялись содержащиеся в них технические и физические противоречия и типовые приемы их устранения. Для таблицы применения типовых приемов в одной из последних модификаций АРИЗ было проанализировано около 40 тыс. описаний отобранных изобретений высших уровней. Затем и течение трех лет таблица корректировалась: в нее вводились прогностические поправки, она проверялась на новых и сложных задачах. Для новых модификаций АРИЗ разработаны таблицы применения физических эффектов и создан подробный справочник «Указатель применения физических эффектов и явлений».

   С помощью таблиц можно определить эффекты, наиболее подходящие для преодоления содержащегося в задаче противоречия, «Указатель» дает сведения о самих эффектах и веществах, реализующих эти эффекты. В сущности, АРИЗ организует мышление изобретателя так, как будто в распоряжении одного человека имеется опыт всех (или очень многих) изобретателей. И, что очень важно, опыт этот при меняется талантливо. Обычный, даже очень опытный изобретатель черпает из опыта решения, основанные на внешней аналогии: вот эта новая задача похожа на такую-то старую задачу, значит, и решения должны быть похожи. «Аризный» изобретатель видит намного глубже: вот в этой новой задаче такое-то ФП, значит, можно использовать решение из старой задачи, которая внешне совсем не похожа на новую, но содержит аналогичное ФП. Стороннему наблюдателю это кажется проявлением мощной интуиции... 
   Информационный аппарат АРИЗ регулярно пополняется и совершенствуется. Вообще АРИЗ быстро развивается. Модификации АРИЗ имеют индексы с обозначением года публикации, а не очередного номера. Четкое указание на «год выпуска» обязывает систематически улучшать АРИЗ, не давая ему стареть.

                        ТЕОРИИ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ 
   С появлением первых модификаций АРИЗ началось становление теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). Соотношение между АРИЗ и теорией примерно такое, как между самолетом и авиацией, между автомобилем и автотранспортом. 
Теория воплощена в АРИЗ, хотя, конечно, не сводится к нему. В следующих главах нам придется в равной мере касаться конкретных механизмов АРИЗ и общих положений теории, они взаимосвязаны. 
   Несколько слов о терминах. Они неоднозначны, поэтому договоримся об их содержании. 
Прием — одинарная (элементарная) операция. Прием может относиться к действиям человека, решающего задачу, например «используй аналогию». Прием может относиться <и к рассматриваемой в задаче технической системе, например «дробление системы», «объединение нескольких систем в одну». Приемы, так сказать, скалярны, не направлены: неизвестно, когда тот или иной прием хорош, а когда плох. В одном случае аналогия может навести на решение задачи, а в другом — увести от него. Приемы не развиваются (хотя набор приемов можно, конечно, пополнять и развивать). 
Метод—система операций, предусматривающая определенный порядок их применения. Например, метод мозгового штурма включает ряд операций по комплектованию групп «генераторов идей» и «критиков», по проведению штурма, по отбору идей. Методы обычно основаны на каком-то одном принципе, постулате. Так, в основе мозгового штурма лежит предположение, что решение задачи можно получить, дав выход из подсознания неуправляемому потоку идей. Методы развиваются весьма ограниченно, оставаясь в рамках исходных принципов. 
В этом же смысле будем использовать и слово «методика». 
    Теория — система многих методов и приемов, предусматривающая целенаправленное управление процессом решения задач на основе знания законов развития объективной действительности. 
    Грубо говоря, прием, метод и теория образуют цепь типа «кирпич — дом — шрод» или «клетка — орган—организм». В этой иерархии АРИЗ находится на границе метода и теории. Надо изучить опыт изобретательского творчества и выявить характерные черты хороших решений, отличающие их от плохих. Выводы могут быть использованы при решении изобретательских задач. 
   Почти сразу удалось обнаружить, что решение изобретательской задачи оказывается хорошим (сильным), если оно преодолевает техническое противоречие, содержащееся в поставленной задаче, и, наоборот, плохим (слабым), если ТП не выявлено или не преодолено. 
   Далее выяснилось нечто совершенно неожиданное: оказалось, что даже самые сильные изобретатели не понимают, не видят, что правильная тактика решения изобретательских задач должна состоять в том, чтобы шаг за шагом выявлять ТП, исследовать «то причины и устранять их, тем самым устраняя и ТП. Столкнувшись с открытым, кричащим о себе ТП и увидев, что задачу удалось решить благодаря его устранению, изобретатели не делали никаких выводов на будущее, не меняли тактику и, взявшись за следующую задачу, могли потратить годы на перебор вариантов, даже не пытаясь сформулировать содержащееся в задаче противоречие.  
   Рухнули надежды извлечь из опыта больших (великих, крупных, опытных, талантливых) изобретателей нечто полезное для начинающих: большие изобретатели работали тем же примитивным методом проб и ошибок. 
   Начался 'второй этап работы, проблема теперь звучала так: «Надо составить программу планомерного решения изобретательских задач, годную для всех 
изобретателей. Эта программа должна быть основана на пошаговом анализе задачи, чтобы выявлять, изучать и преодолевать технические противоречия. Программа не заменит знаний и способностей, но она предохранит от многих ошибок и даст хорошую тактику решения изобретательских задач». 
   Программы решения изобретательских задач были еще далеки от нынешнего АРИЗ, но с каждой новой модификацией они становились четче и надежнее, постепенно приобретая характер про грамм (предписаний) алгоритмического типа. Были составлены первые таблицы применения приемов устранения технических противоречий. Главным материалом для исследований стала патентная информация, описания изобретений. Начали проводиться учебные семинары, постепенно накапливался опыт обучения АРИЗ. 
И снова обнаружилось нечто неожиданное. Оказалось, что при решении задач высших уровней нужны знания, обязательно выходящие за пределы специальности, которую имеет изобретатель; производственный опыт навязывает бесплодные пробы в привычном направлении; единственной «способностью», ощутимо влияю щей на ход решения, является «способность» придерживаться АРИЗ и использовать его информационное обеспечение. 
   Отсюда неизбежно вытекал вывод: ни знания, ни опыт, ни способности («природный дар») не могут служить надежной основой для эффективной организации творческой деятельности. Нет людей, которые могли бы регулярно, одну за другой, решать задачи высших уровней благодаря своим знаниям, опыту и способностям. Если «цена» задачи 100 000 проб, никто не сможет решить ее в одиночку. 
   Приступая к решению изобретательской задачи высшего уровня, человек должен располагать знаниями о всей технике, о всей физике, о всей химии. Между тем объем знаний у человека в миллионы раз меньше. Решая задачу, человек должен уметь правильно перерабатывать имеющуюся информацию (допустим, она имеется в полном объеме). «Правильно перерабатывать»— значит осуществлять цепь последовательных действий, управляя этими действиями так, чтобы они вели к решению задачи. Вместо этого человек использует примитивный перебор вариантов, руководствуясь старыми представлениями и личным (а потому случайным) опытом. 
   Человек не умеет эффективно решать изобретательские задачи высших уровней. Поэтому ошибочны все гипотезы, которые прямо или косвенно исходят из того, что, исследуя творческий процесс, можно выявить эффективные приемы, методы, эвристики и т. п. Ошибочны все методики и методы, основанные на стремлении активизировать творческое мышление, поскольку это попытки хорошо организовывать плохое мышление. 
   Таким образом, второй этап, начавшийся с мысли о том, что изобретателям надо дать полезный вспомогательный инструмент, завершился выводом о необходимости перестройки изобретательского творчества, изменения самой технологии производства изобретения. 
   Программа теперь стала рассматриваться как самостоятельная, не зависимая от человека система решения изобретательских задач. Мышление должно следовать этой системе, управляться ею — и тогда оно будет талантливым.  
   Возникла необходимость поставить операции, производимые и алгоритме решения изобретательских задач, на объективную основу, обосновать их объективными законами развития технических систем. 
   Формула третьего этапа была такой: «Изобретения низших уровней — вообще не творчество. Изобретения высших уровней, принимаемые методом проб и ошибок,— это плохое творчество. Нужна новая технология решения изобретательских задач, позволяющая планомерно решать задачи высших уровней. Эта технология должна основываться на знании объективных законов развития технических систем. 
Было положено начало так называемому вепольному анализу, связавшему процесс решения задачи с некоторыми фундаментальными законами развития технических систем и позволившему наметить пути планомерного отыскания физических эффектов, необходимых для решении задачи. 
   Как и на втором этапе, основным материалом для работы была патентная информация. Но ее изучение велось теперь не столько для выявления новых приемов и сведения их в таблицу устранения технических противоречий, сколько для исследования общих закономерностей развития технических систем. Знание этих закономерностей позволяло вносить коррективы в АРИЗ и вепольный анализ, а система школ и институтов изобретательского творчества давала возможность быстро и надежно проверять на практике новые выводы, предположения, гипотезы.

 

• Метод контрольных вопросов (МКВ) - один из методов психологической  активизации творческого процесса. Цель метода - с помощью наводящих  вопросов подвести к решению задачи. Списки таких вопросов предлагались многими авторами с 20-х годов.
• Суть метода
• Изобретатель отвечает на вопросы, содержащиеся в списке, рассматривая свою задачу в связи с этими вопросами. В США наибольшее распространение получил список вопросов А.Осборна. В этом списке 9 групп вопросов: Что можно в техническом объекте уменьшить? и т.д. Каждая группа вопросов содержит подвопросы.
• Например, вопрос "Что можно уменьшить?" включает подвопросы: можно ли что-нибудь уплотнить, сжать, сгустить, конденсировать, применить способ минитюаризации? укоротить? сузить? отделить? раздробить?
• В США используется также список вопросов СУС (Система Усовершенствованных Методов), рекомендованная министерством внутренних дел США всем компаниям, фирмам и т.д. В списке вопросов типа: "Можем ли мы упростить операцию, совмещая ее с подобными действием? Можем ли мы улучшить работу переменной последовательности?"
• В 1965 году в американском журнале "Продакт эндженеринг" (N'27) был опубликован еще один список вопросов (Как эта проблема была бы решена в прошлом? В эпоху доисторической техники? В будущем? Создавалось ли что-нибудь аналогичное в прошлом в какой-либо области техники? можно ли рассредоточивать части и детали? Изменить последовательность операций? Как бы решалась эта проблема под водой? В космосе и т.д.)
• Один из наиболее полных и удачных списков вопросов принадлежит английскому изобретателю Т.Эйлоарту. Текст списка опубликован в журнале ИР (N'5, 1970 г.).
• Существует также список вопросов математика Д.Пойа. Этот список отличается тем, что вопросы в нем составляют определенную систему (в изобретательских списках вопросы можно менять местами). Но список Д.Пойа предназначен преимущественно для решения учебных математических задач.
• К МКВ относится также "селфсторминг", предложенный С.И.Чурюмовым и Е.С.Жариковым. В "селфсторминге" используются те же наводящие вопросы, хотя они и названы "операторами": оператор обобщения, оператор частного случая, фантастический оператор, практический оператор (нужно обнаружить сферу практического приложения идеи) и т.д.
• Область применения
• МКВ является усовершенствованием метода проб и ошибок. В сущности, каждый вопрос является пробой (или серией проб). Составляя списки вопросов, их авторы, естественно, отбирают из изобретательского опыта наиболее сильные вопросы. Поэтому МКВ сильнее обычного метода проб и ошибок. Но отбор вопросов без понимания внутренней механики изобретательства приводит к накоплению в списках внешних, поверхностных вопросов. Поэтому, область применения МКВ - задачи второго уровня.

 

• Метод контрольных вопросов – метод, обобщающий опыт решения определенного типа задач, реализуемый в виде вопросов или советов.
• Контрольные вопросы направляют, подсказывают разные пути поиска решения проблемы. Методы контрольных вопросов разделяют на универсальные, предназначенные для решения разнообразных задач, и специализированные – для конкретного класса задач.
• Известно множество списков контрольных вопросов: Альтшуллера, Бонзака, Буша, Грегори, Джонса, Крика, Мзтчетта, Осборна, Пирсона, Пойа, Тринга и Лейтуэйта, Хилла, Эйлоарта, Юнга и Волфа и др. В принципе каждый эвристический метод может стать основой метода контрольных вопросов.

 

• Разработано множество различных списков вопросов, но все они, несмотря на их отличия, преследуют одну цель – посредством ответов на вопросы, направить ход мысли по направлению к наиболее сильным решениям. Специально подобранные вопросы требуют таких ответов, которые позволяют лучше уяснить проблему и условия ее решения, "подсказывают" возможные пути решения, помогают преодолевать психологическую инерцию. Контрольные вопросы составляются на основе опыта решения схожих задач. Они могут использоваться при совершенствовании производства, продукции, организационных структур, для поиска новых бизнес идей для выявления ошибок при поиске решений различных проблем. Вот пример списка контрольных вопросов.
• Какова основная функция объекта (процесса)?
• Что представляет собой идеальный объект (процесс)?
• Что будет, если убрать данный объект (не выполнять процесс)?
• Какие функции выполняет данный объект (процесс), нельзя ли часть из них сократить?
• Как иначе можно выполнить основную функцию объекта (процесса)?
• В какой другой области наилучшим образом выполняется данная функция и нельзя ли позаимствовать решение?
• Можно ли разделить объект (процесс) на части? Можно ли отделить слабое звено? Можно ли объединить несколько элементов?
• Можно ли неподвижные объекты сделать подвижными и наоборот?
• Нельзя ли поменять последовательность операций или исключить предварительные, подготовительные операции?
• Нельзя ли использовать вредные факторы и функции?
• Какие дополнительные функции может выполнять данный объект?
• Где в объекте (процессе) заложены излишние запасы? Как их сократить?
• План действий при использовании контрольных вопросов может быть следующим:
• Уточнить проблему.
• Выбрать список контрольных вопросов, наиболее соответствующих характеру решаемой проблемы.
• Последовательно рассмотреть каждый вопрос списка, пытаясь использовать заложенную в нем информацию для решения проблемы.
• Фиксировать все возникающие идеи и дополнительную информацию, которую необходимо привлечь к процессу поиска.
• Результатом использования списков может быть целый спектр изобретательских решений, оригинальных бизнес идей или переосмысление проблемы и формулирование ее с других позиций с целью дальнейшего поиска решений.
• Список контрольных вопросов Эйлоарта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

1. Техника. Объекты окружающей действительности, относящиеся к технике…2-4

 

2. Иван Ползунов-инженер 17 века. Научно – технические заслуги……………..5-7

 

 

3. Производство синтетических материалов………………………………………8-10

 

4. Изобретения И. П. Кулибина и принципы действия созданных  приборов...11-13

 

 

5. Метод контрольных вопросов семикратного поиска………………………….14-19