Триз способы разрешения противоречий

Различные списки изобретательских приемов с начала XX-го века публиковались неоднократно. Авторы публикаций произвольно включали в них те приемы, которые казались им наилучшими, не задумываясь над природой этих приемов. Поэтому очень часто с приемами, направленными на улучшение технических систем, соседствовали приемы, психологические, совершенствующие деятельность человека, решающего задачу. Ни один из подобных списков не получил сколько-нибудь заметного применения. Ситуация существенно изменилась лишь в 50—60-х гг. с возникновением ТРИЗ, с появлением понятия “техническое противоречие”.

Техническим (системным) противоречием в ТРИЗ называется ситуация, когда попытка улучшить одну характеристику технической системы вызывает ухудшение другой.
Например, при увеличении прочности конструкции самолета или ракеты увеличивается ее вес, а повышение точности измерительного прибора приводит к усложнению его схемы.

Анализ больших массивов патентной информации показал, что для устранения примерно полутора тысяч наиболее часто встречающихся технических противоречий имеется 40 наиболее сильных приемов, дающих эффективные решения.

В творческой мастерской изобретателя приемы играют роль первичного набора инструментов, и, чтобы пользоваться ими, нужны определенные навыки. В простейшем случае изобретатель просто просматривая перечень приемов (перебирая их по одному), ищет подсказку в решении своей проблемы. Этот способ медленный, но вполне возможный.

Для более эффективной организации использования приемов разработана специальная таблица, в которой по вертикали располагаются характеристики технических систем, которые по условиям задачи необходимо улучшить, а по горизонтали — характеристики, которые при этом недопустимо ухудшаются. На пересечении граф таблицы указаны номера приемов, которые с наибольшей вероятностью могут устранить возникшее техническое противоречие.

Список приемов устранения технических противоречий

1. Принцип дробления:
а) разделить объект на независимые части;
б) выполнить объект разборным;
в) увеличить степень дробления объекта.

2. Принцип вынесения:
отделить от объекта “мешающую” часть (“мешающее” свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство).

3. Принцип местного качества:
а) перейти от однородной структуры объекта (или внешней среды, внешнего воздействия) к неоднородной;
б) разные части объекта должны иметь (выполнять) различные функции;
в) каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее благоприятных для ее работы.

4. Принцип асимметрии:
а) перейти от симметричной формы объекта к асимметричной;
б) если объект асимметричен, увеличить степень асимметрии.

5. Принцип объединения:
а) соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты;
б) объединить во времени однородные или смежные операции.

6. Принцип универсальности:
объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах.

7. Принцип “матрешки”:
а) один объект размещен внутри другого, который, в свою очередь, находится внутри третьего и т. д.;
б) один объект проходит сквозь полости в другом объекте.

8. Принцип антивеса:
а) компенсировать вес объекта соединением с другим, обладающим подъемной силой;
б) компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (за счет аэро- и гидродинамических сил).

9. Принцип предварительного антидействия:
а) заранее придать объекту напряжения, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим напряжениям;
б) если по условиям задачи необходимо совершить какое-то действие, надо заранее совершить антидействие.

10. Принцип предварительного действия:
а) заранее выполнить требуемое действие (полностью или хотя бы частично);
б) заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие без затраты времени на доставку и с наиболее удобного места.

11. Принцип “заранее подложенной подушки”:
компенсировать относительно невысокую надежность объекта заранее подготовленными аварийными средствами.

12. Принцип эквипотенциальности:
изменить условия работы так, чтобы не приходилось поднимать или опускать объект.

13. Принцип “наоборот”:
а) вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие;
б) сделать движущуюся часть объекта или внешней среды неподвижной, а неподвижную — движущейся;
в) перевернуть объект “вверх ногами”, вывернуть его.

14. Принцип сфероидальности:
а) перейти от прямолинейных частей к криволинейным, от плоских поверхностей к сферическим, от частей, выполненных в виде куба и параллелепипеда, к шаровым конструкциям;
б) использовать ролики, шарики, спирали;
в) перейти от прямолинейного движения к вращательному, использовать центробежную силу.

15. Принцип динамичности:
а) характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе работы;
б) разделить объект на части, способные перемещаться относительно друг друга;
в) если объект в целом неподвижен, сделать его подвижным, перемещающимся.

16. Принцип частичного или избыточного действия:
если трудно получить 100% требуемого эффекта, надо получить “чуть меньше” или “чуть больше” — задача при этом существенно упростится.

17. Принцип перехода в другое измерение:
а) трудности, связанные с движением (или размещением) объекта по линии, устраняются, если объект приобретает возможность перемещаться в двух измерениях (т. е. на плоскости). Соответственно задачи, связанные с движением (или размещением) объектов в одной плоскости, устраняются при переходе к пространству в трех измерениях;
б) использовать многоэтажную компоновку объектов вместо одноэтажной;
в) наклонить объект или положить его “на бок”;
г) использовать обратную сторону данной площади;
д) использовать оптические потоки, падающие на соседнюю площадь или обратную сторону имеющейся площади.

18. Принцип использования механических колебаний:
а) привести объект в колебательное движение;
б) если такое движение уже совершается, увеличить его частоту (вплоть до ультразвуковой);
в) использовать резонансную частоту;
г) применить вместо механических вибраторов пьезовибраторы;
д) использовать ультразвуковые колебания в сочетании с электромагнитными полями.

19. Принцип периодического действия:
а) перейти от непрерывного действия к периодическому (импульсному) ;
б) если действие уже осуществляется периодически, изменить периодичность;
в) использовать паузы между импульсами для другого действия.

20. Принцип непрерывности полезного действия:
а) вести работу непрерывно (все части объекта должны все время работать с полной нагрузкой);
б) устранить холостые и промежуточные ходы.

21. Принцип проскока:
вести процесс или отдельные его этапы (например, вредные или опасные) на большой скорости.

22. Принцип “обратить вред в пользу”:
а) использовать вредные факторы (в частности, вредное воздействие среды) для получения положительного эффекта;
б) устранить вредный фактор за счет сложения с другими вредными факторами;
в) усилить вредный фактор до такой степени, чтобы он перестал быть вредным.

23. Принцип обратной связи:
а) ввести обратную связь;
б) если обратная связь есть, изменить ее.

24. Принцип “посредника”:
а) использовать промежуточный объект, переносящий или передающий действие;
б) на время присоединить к объекту другой (легкоудаляемый) объект.

25. Принцип самообслуживания:
а) объект должен сам себя обслуживать, выполняя вспомогательные и ремонтные операции;
б) использовать отходы (энергии, вещества).

26. Принцип копирования:
а) вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, неудобного или хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии;
б) заменить объект или систему объектов их оптическими копиями (изображениями). Использовать при этом изменение масштаба (увеличить или уменьшить копии);
в) если используются видимые оптические копии, перейти к копиям инфракрасным и ультрафиолетовым.

27. Принцип дешевой недолговечности взамен долговечности:
заменить дорогой объект набором дешевых объектов, поступившись при этом некоторыми качествами (например, долговечностью).

28. Принцип замены механической схемы:
а) заменить механическую схему оптической, акустической или “запаховой”;
б) использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для взаимодействия с объектом;
в) перейти от неподвижных полей к движущимся, от фиксированных — к меняющимся во времени, от неструктурных — к имеющим определенную структуру;
г) использовать поля в сочетании с ферромагнитными частицами.

29. Принцип использования пневмо- и гидроконструкций:
вместо твердых частей объекта использовать газообразные и жидкие: надувные и гидронаполняемые, воздушную подушку, гидростатические и гидрореактивные.

30. Принцип использования гибких оболочек и тонких пленок:
а) вместо обычных конструкций использовать гибкие оболочки и тонкие пленки;
б) изолировать объект от внешней среды с помощью гибких оболочек и тонких пленок.

31. Принцип применения пористых материалов:
а) выполнить объект пористым или использовать дополнительные пористые элементы (вставки, покрытия и т. д.);
б) если объект уже выполнен пористым, предварительно заполнить поры каким-то веществом.

32. Принцип изменения окраски:
а) изменить окраску объекта или внешней среды;
б) изменить степень прозрачности объекта или внешний среды.

33. Принцип однородности:
объекты, взаимодействующие с данным объектом, должны быть сделаны из того же материала (или близкого ему по свойствам).

34. Принцип отброса и регенерации частей:
а) выполнившая свое назначение или ставшая ненужной часть объекта должна быть отброшена (растворена, испарена и т. д.) или видоизменена непосредственно в ходе работы;
б) расходуемые части объекта должны быть восстановлены непосредственно в ходе работы.

35. Принцип изменения физико-химических параметров объекта:
а) изменить агрегатное состояние объекта;
б) изменить концентрацию или консистенцию;
в) изменить степень гибкости;
г) изменить температуру.

36. Принцип применения фазовых переходов:
использовать явления, возникающие при фазовых переходах, например, изменение объема, выделение или поглощение тепла и т. д.

37. Принцип применения теплового расширения:
а) использовать тепловое расширение (или сжатие) материалов;
б) использовать несколько материалов с разными коэффициентами теплового расширения.

38. Принцип применения сильных окислителей:
а) заменить обычный воздух обогащенным;
б) заменить обогащенный воздух кислородом;
в) воздействовать на воздух и кислород ионизирующим излучением;
г) использовать озонированный кислород;
д) заменить озонированный кислород (или ионизированный) озоном.

39. Принцип применения инертной среды:
а) заменить обычную среду инертной;
б) вести процесс в вакууме.

Источник

Теория решения изобретательских задач на пальцах

Представьте, перед вами встала проблема, как улучшить какую-то вещь, или как что-то заставить работать. Как придумать что-то новое? Для этого и была придумана Теория решения изобретательских задач. В данном топике я на пальцах попробую рассказать, о чем это

Для разминки

Жизненная ситуация: в хорошую погоду окна в квартире должны быть открыты, но если на улице пойдет дождь, то появится необходимость их закрыть. У нас нет желания следить за этим и закрывать их самостоятельно. Какое решение приходит в голову?
Интересный факт: нам всегда приходят на ум вещи, которые мы когда-то уже видели, или просто какие-то готовые решения.

Правильная постановка задачи

Одна из первых проблем с которой сталкивались все – это не понимание условия. По заданной проблеме нужно выстроить альтернативные вопросы, которые так же решают проблему.

Например: найти недорогой экспресс-метод обнаружения мест утечки воздуха в автомобильной шине (это проблема как дана ПКД).

Альтернативные вопросы (это проблема как понятна (ПКП)):

Как найти утечку в шине
Как предсказать возможное место появления утечки в шине
Как найти способ самоустранения утечки в шине

Первый вариант понятнее, чем исходный, так как он более конкретен. Чем конкретнее выделена проблема, тем легче её решить.

Метод активации перебора решений

Есть множество способов активировать вариативный подход к решению изобретательских задач (на случай, если нужно придумать конкретно новое, а не новый способ применения уже имеющегося). Приведу основные:

Морфологический метод
Создаём таблицу, где оси — важные нам параметры, характеристики. По каждой оси расписываем возможные достижения данной характеристики. Таким образом, выбирая по одному способу с каждой оси, можно подобрать наиболее верный и оптимальный вариант решения всей технической системы.
Переосмысление задачи
Одну и ту же задачу можно решить по-разному в зависимости от цели. К примеру: нужно, чтобы таран при столкновении с дверью не ломался.
Можно изменить материал тарана; попробовать сделать так, чтобы таран становился прочнее от удара о дверь (как бараны и их рога при столкновении).
Метод аналогий
Прямая аналогия: любая аналогичная ситуация или проблема, решённая в другой сфере деятельности, науки или природы.
Личная аналогия: попытка взглянуть на задачу, отождествляя себя с объектом, попытка войти в его образ, найти личные аналогии в опыте человека.

Пример

Рассмотрим обычную чашку. Если в нее налить кипяток, то она сама станет горячей, и её будет нелегко удержать в руках. Но ведь мы хотим ей воспользоваться!
Сформулируем задачу (противоречие. Ведь именно противоречие вынуждает решать задачу): Нам нужно, чтобы в чашку можно было налить что-то горячее, и не ошпариться при этом, взяв в руки.

С чем работаем?

Один из способов сохранить температуру налитой жидкости, не допуская нагрева чашки, — это сделать ее из более толстого материала. Это не приведет к существенным изменениям в производстве кроме дополнительных затрат на материал. Аналогичным решением будет считаться изменение материала, из которого делают чашку.

А если ли другие варианты? Можно сделать так, чтобы у чашки было не нагревающееся место. Эта мысль и привела к созданию ручки у чашек.

Чашка осталась чашкой и почти не приобрела в весе. Дополнительные затраты минимальны, так как ручка состоит из того же материала.

А почему не сделать иначе?

Безусловно, это не единственные способы решения задачи. Кроме одного НО. Чем проще решение, тем проще его применить.

Технический объект идеален, если его нет, а функция выполняется
Другими словами, решение наилучшее, если оно не требует ничего, кроме того, что у нас есть в условии.

Решения других областей

Порой некоторые задачи, которые были большой проблемой долгое время в одной области, уже были решены в другой.

Небольшой пример

Находясь в условиях полной темноты, требуется ориентироваться в пространстве. Если мы не можем видеть, то кто может? (про себя сразу формируем противоречие: человек не может видеть в темноте, но нужно, чтобы он мог в ней ориентироваться).

Тут можно вспомнить животных, которые хорошо ощущают себя в темноте. На эту роль больше всего претендуют кошки и летучие мыши. В первом варианте нужен хотя бы слабый источник света (прямого или отраженного). А в случае с летучей мышью свет и вовсе не нужен, они перемещаются при помощи отраженного звука.

На примере летучих мышей были сделаны эхолокаторы, а вот в основу очков ночного видения легла способность кошек ориентироваться при малом свете.

Другой занимательный пример

И ещё пример из мира животных: как избавиться от шнуровки в одежде? Одно из хороших решений — повязывать одежду дополнительным лоскутом этой самой одежды, что и легло в основу большинства халатов.

Второе достаточно распространенное решение состоит в том, чтобы вместо креплений использовать закрепки, вариантом которых являются липучки (их прототипом в свое время служили плоды репейника).

В итоге

Краткую схему применения ТРИЗ в общем виде можно представить в виде:

1. Определить задачу и сформулировать ее (проблема как дана и проблема как понятна)
2. Найти противоречие и то, что мешает решить задачу (в чем проблема ситуации)
3. Выделить ресурсы, которыми обладаем
4. Применить уже имеющиеся приемы решений (в пространстве, временной экран, решение из других областей и так далее)
5. Проанализировать решение и понять, можно ли его улучшить

Надеюсь, что несмотря на краткость, смог объяснить в общих чертах, что из себя представляет ТРИЗ (или хотя бы побудил самих узнать подробнее).

Источник