Теория решения изобретательских задач

Способы разрешения противоречий

При решении  задачи обязательно нужно выполнить  два требования (условия), а не одно!

Противоречия  могут разрешаться во времени, пространстве (в т.ч. структуре), в воздействиях.

Разрешение  противоречий во времени

"В интервал времени Т1 рассматриваемая система обладает свойством "А", а в интервал времени Т2 — свойством "неА".

Пример: Противоречие: Сумчатой кунице "сумка" нужна, чтобы носить в ней детенышей, и не нужна, чтобы не мешала, когда детеныши подросли.

Разрешение противоречия: Пока не настало сумчатой кунице время рожать, сумки у нее нет. Когда приближается пора размножения, у нее отрастает сумка, емкостью в шесть детенышей.

Разрешение  противоречий в пространстве/структуре

"Одна часть  системы (или система в целом) обладает свойством "А", а другая часть (части) — свойством "неА".

Пример: Рыба, обитающая в южноафриканских водах, охотится за насекомыми над поверхностью воды. Однако, в этот момент она сама может стать лёгкой добычей для хищников.

Противоречие: Глаз рыбы должен быть приспособлен для воздушной среды, чтобы хорошо видеть добычу — насекомых, и глаз должен быть приспособлен для воды, чтобы видеть хищников.

Разрешение  противоречия: Рыба-четырехглазка имеет  в каждом глазу по два зрачка. Она выставляет половину своего глаза наружу и смотрит, что над поверхностью, а нижняя в это время наблюдает, что делается над водой. К тому же сетчатка глаза разделена на две части — рыба видит не раздельную картинку, а общую.

Разрешение  противоречий в воздействии

"При Воздействии-1 система обладает свойством "А", а при Воздействии-2  — свойством "неА".

Пример: Геологи, ведущие исследования на Аляске, жаловались на лис, которые перегрызали кабели, идущие от измерительных приборов.

Противоречие: Лисы не должны грызть провода, т.к. этим наносят ущерб людям, и лисы грызут провода (наверное, им вкусно...).

Разрешение  противоречия: В оболочку проводов вводится кайенский перец, самый  жгучий из известных сортов. И нападения  лис сразу же прекращаются.

Формулировка  противоречия — наполовину решенная задача[5].

 

4. Дробление

 

Вы пробовали  когда-нибудь переломать веник? Правильно. Веник переломать непросто. Зато очень  просто разобрать его на веточки  и переломать каждую в отдельности. Этот образ единства и раздельности встречается в сказках многих народов мира. Тот же принцип – разделяй и властвуй - хитроумные правители Древнего Рима применяли для достижения своих политических целей еще до нашей эры. А сегодня его используют в самых разных отраслях человеческой деятельности. Все зависит от целей.

Боль от уколов мы воспринимаем как необходимое  зло. Она возникает от прорыва  посторонним предметом кожного  покрова, покрытого соединением  множества нервных клеток. Чем  тоньше игла, тем меньшее скопление  нервных клеток подвергается насилию, тем меньше боль. Если максимально разделить нервные клетки, можно уменьшить боль. И медики из Гарварда предложили делать инъекции быстрыми потоками газа, несущего мельчайшие острые частицы. Добровольцы отмечали, что во время процесса "пробивания" кожи ощущали лишь нежный поток воздуха.

Некоторые современные музыканты выпускают свои популярные мелодии вместе с компьютерной программой, которая может любой понравившийся отрывок превратить в рингтон и загрузить на мобильный телефон.

В Теории Решения  Изобретательских Задач (ТРИЗ) этот прием называется ДРОБЛЕНИЕ.

Любой процесс, природное явление, механизм, товар  или, обобщенно, объект мы воспринимаем цельно, в его законченной форме. Но он состоит из множества составляющих. И если вам не удается для достижения своей цели справиться с объектом в целом, первое, что можно сделать – это разделить его на части. Так, крупнейший сетевой супермаркет Amazon, желая увеличить продажи своего книжного отдела, предложил своим посетителям приобретать части книг по усеченной цене. Отныне любой клиент может распотрошить понравившийся ему том, указав в заказе, какие конкретно разделы его интересуют.

Итак, первое, что  надо сделать – это попытаться раздробить объект, разделить его  на части. С меньшим объемом легче  справиться.

Так поступила  известная компания «Братья Бейкер». Она первой выпустила "Вафельный тортик» круглой формы, порезанный на восемь кусочков, каждый из которых упакован в бумажную тарталетку. А производители ролевой компьютерной игры «Law & Order: Vengeful Heart», чтобы увеличить количество продаж. Кроме полной 30-долларовой версии игры на диске, они предлагают «для ознакомления» приобрести любой из эпизодов в Интернет-магазинах NBC.com, Yahoo Games и другие онлайновые пункты продаж.

То есть второй этап применения принципа дробления – это выполнить объект разборным. Каждая из частей рассматривается самостоятельно, чтобы потом на «выходе» слиться в единое целое и дать желаемый результат за счет неординарного процесса выполнения.

Например, одна из фирм по выпуску модной одежды, послала на просмотр моделей своего знаменитого конкурента группу модельеров, каждый из которых специализировался на какой - то одной детали демонстрируемой одежды - рукаве, воротнике, спинке и т.п. В условиях строжайшего запрета на фотографирование и видеосъемку они сумели запомнить и затем, вернувшись в свой офис, точно воспроизвести увиденное на просмотре... В то же время певица Мадонна, чтобы подогреть ажиотаж и одновременно избежать воровства, свою книгу «Секс» делала в пяти различных местах, так что никто до последнего момента не знал, что это издание представляет собой в полном виде. А по телевидению показали как-то американца, который живет тем, что его руки снимают для рекламы товаров. У него, как считают, самые красивые руки в мире.

Итак, чтобы  произвести с объектом необходимое сложное действие нужно вначале раздробить его, а потом это действие выполнить с каждой из отдельных частей. Причем, если по каким-либо причинам действие, все-таки, не достигает нужного результата, процесс дробления можно продолжить. Это третье, что нужно помнить, применяя принцип дробления.

По этому  принципу устроены лапки пауков. Ведь им удается удерживаться на гладких  вертикальных стенах, поверхностях с  отрицательным наклоном и даже на потолках благодаря тому, что на каждой лапке паука имеется небольшая область, состоящая из тончайших волосков. Каждый такой волосок, в свою очередь, состоит из десятков тысяч еще более тонких щетинок, способных взаимодействовать с поверхностью на молекулярном уровне. Этот принцип применил в свое время Мухаммад Юнус, который сегодня возглавляет Grameen Bank в Бангладеш. В 2005 году банку была присуждена Нобелевская премия мира за кредитование самых бедных часто неграмотных жителей африканских деревень, где нет даже электричества.  А страховая компания «Ллойд», благодаря применению принципа бесконечного дробления умудряется сегодня страховать всех, все и от всего. Калифорнийскую стиптизершу они застраховали на случай преждевременной утраты ее чарующих прелестей. Более 300 влиятельных персон Запада «Ллойд» застраховала на случай похищения, а один американец, которого бранила жена, сбежавшая с любовником, застраховался на случай... ее возвращения. У «Ллойд» можно застраховать жизнь, ноги, руки, язык и даже ресницы. Так что дробить объект можно почти до бесконечности.

Подведем итоги.

Применяя принцип  дробления для того, чтобы выполнить  некое сложно действие с объектом, первое, разделите объект на части. Второе – постарайтесь выполнить  нужное действие с каждой частью отдельно, чтобы потом объединить их. А если результат все-таки вас не удовлетворяет, это будет следующим  - третьим - этапом, увеличьте степень дробления объекта[6].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Примеры решения задач с применением ТРИЗ

3.1."Как снимать медленно?"

 

 

Автор:  Гасанов  Александр

Условие задачи:

Эпизод художественного  фильма, в котором обрушивается массивная  крепостная стена, для снижения затрат решили снимать на маленьком макете. Однако, выяснилось, что стена макета падает гораздо быстрее, чем настоящая, ведь время падения тела (например, - зубца башни) зависит от высоты, на которой оно находилось, а высота макета невелика… Ускоренная съёмка могла бы поправить дело (плёнку можно показать с обычной скоростью, и на экране падение замедлится), но в студии нет камеры, которая могла бы снимать в таком режиме. Как быть?

Решение:

1. Состав системы:стена  макета, земля (притягивающая к  себе падающие тела).

2. Конечная цель, с которой ставится задача:

- Время падения  стены макета увеличено до  требуемого.

3. В какой постановке решаем задачу?

- Задачу решаем  в первоначальной постановке, то  есть мини-задачу сформулируем  так: «Всё остаётся без изменений,  но стена макета падает медленно».

4. Идеальный  конечный результат (ИКР):

- стена макета  сама падает медленно.

5. В чём состоит помеха? В чём заключается существо конфликта? Что мешает достижению ИКР?

- Время падения  мало, а это недопустимо.

6. В чем состоит  конкретная научно- или технически  обоснованная причина помехи? («почему  мешает»)?

- Время падения  t =2h/g, где h – высота, с которой падает тело, а g – ускорение, с которым происходит падение. Если высота h мала, то и время t невелико.

7. При каких  условиях помеха исчезнет?

- Если увеличить  h или уменьшить g.

Напрашивается вывод: если h увеличивать нельзя (макет должен быть маленьким), то уменьшение g можно осуществить: для этого достаточно перенести съёмки на Луну (или на орбитальную станцию, где g меньше) Аналогия – кадры фильмов, показывающих, как астронавты движутся по поверхности Луны.

Однако на сегодняшний день такая съёмка обойдется, пожалуй, дороже  постройки стены в натуральную величину…

8.Проходимся  ещё раз по алгоритму и повторяем,  в частности, еще один раз  шаг 7.

- Вообще-то тело  движется с ускорением g, если  на него действует только одна  сила - сила гравитационного притяжения к Земле. Вот, например, парашютист, падает с заметно меньшим ускорением, причем на последних сотнях метров у него вообще ускорение практически равно нулю – он движется равномерно! Дело в том, что из второго закона Ньютона следует: ускорение тела ar = ΣFr⁄ m, где ΣFr- векторная сумма всех сил, действующих на тело массой m. Таким образом, уменьшить время t можно, введя в систему добавочную силу (или силы), частично компенсирующие действие силы тяжести

9. (Подпункт 6):

Рассмотрим  возможность создания добавочной силы с помощью наиболее часто используемых веществ. Липкие, пенообразующие – создадут добавочную силу трения, способную замедлить падение (необходимо, кроме того, чтобы они при этом были и прозрачными, иначе киносъёмка будет невозможной).

А если сделать  ещё один шаг?

10. Помеха - недопустимое  увеличение веса макета (вес покоящегося  тела численно равен mg): уменьшить  вес тела массой m, это значит - уменьшить ускорение его падения.

Вес можно компенсировать внешними силами – магнитными (сделать стены макета из магнитного вещества и вести съёмки в магнитном поле), аэро- (или гидро-) динамическими, то есть, опять-таки использовать силу сопротивления среды; архимедовой, наконец.

Контрольное решение: Макет предлагается поместить в более плотную среду – воду. Из-за наличия в воде выталкивающей силы и силы сопротивления (трения о воду) стена макета обрушивается гораздо медленнее.

При разборе  решения использовался «Алгоритм  предварительного анализа».

Разбор цитируется по пособию: Гасанов А.И., Кокин С. М. Учебно-методическое издание к курсу «Методы поиска решений творческих инженерных задач» (Часть III), М. 1999 г.

 

3.2. «Как  лечить пчел?»

 

 

Условие задачи:

Пчелы иногда болеют.  Лечить пчёл отряда болезней можно с помощьюлекарств, наносимых на их тело. Однако отлавливать пчёл по одиночке и наносить на тело каждой из них лекарство – долго и дорого, а опрыскивать весь улей изнутри нельзя, так как при этом ухудшается качество мёда (он даже может совсем испортиться!), а это не допустимо.

Как быть?

1. Состав системы: 

- система состоит  из пчёл, улья, меда, болезнетворных  организмов.

2. Конечная цель, с которой ставитсязадача:

- вылечить пчелу,  для чего надо нанести на  неё лекарство.

3. В какой  постановке решаем задачу?

- задачу решаем  в той постановке, как она дана.

4. Идеальный  конечный результат (ИКР):

- система сама  обеспечивает нанесение лекарства  на тело пчелы.

5.  В чём  состоит помеха? В чём заключается  существо конфликта? Что мешает  достижению ИКР? 

- трудно нанести  лекарство на каждую пчелу.

6.   В чем  состоит конкретная научно- или  технически обоснованная причина  помехи?  («почему мешает»)?

- пчел много,  они мелкие, быстро летают и  «не желают» лечиться.

7. При каких  условиях помеха исчезнет?

-  если пчелы  или что-то из системы будут сами наносить лекарство на тело пчелы, надо использовать какое-то свойство пчел или других элементов системы. Конечно, существует принципиальная возможность создания прибора, который бы опрыскивал пчелу при вылете или влете в улей по сигналу, например, емкостного датчика, но желательно найти что-то попроще (идеальнее).

8. Проверка приемлемости  формулировок выполненных шагов  алгоритма