Алгоритм решения изобретательских задач – АРИЗ (опытный). Развитие АРИЗ-85В

Системное обобщение многих идей модернизации АРИЗ-85В. При структуризации АРИЗ выявилось, что на самом деле большая часть информации никак не меняется с шага 1.1 по шаг 3.2. В итоге сокращения чисто психологических операторов выявлена Краткая схема АРИЗ – глубинный логический механизм АРИЗ-85В.

Данный АРИЗ разработан в развитие АРИЗ-85В путём модернизации его отдельных шагов без изменения общей логики анализа и не является рабочим (“серийным”) алгоритмом, пригодным для широкого распространения среди пользователей. Он создан только как средство отработки разработчиками ТРИЗ новых логических элементов, нацеленных на:

уменьшение остатков переборности (особенно на шагах 1.1, 2.3 и 3.3 в АРИЗ-85В);

снижение степени “домысливания” при переходе к последующему шагу (особенно перед шагом 3.3 АРИЗ-85В);

замена в общем-то рекомендательных шагов (особенно 1.7, 3.2 и 3.6 АРИЗ-85В).

Вчерне текст был готов в сентябре 1988-го года, окончательно - в мае 1989-го. Некоторые промежуточные варианты рассылались для ознакомления (по разным поводам) Ю, Андриевскому, Б. Злотину, С. Литвину, В. Михайлову, Н. Хоменко. При разработке использовались некоторые идеи других специалистов по ТРИЗ, а также результаты практических испытаний ими шагов 1-й части.

В нижеследующем тексте номера шагов даны по опытному АРИЗ.

Алгоритм решения изобретательских задач

АРИЗ

(опытный)

(развитие АРИЗ-85В)

Внимание!

АРИЗ - инструмент для мышления, а не вместо мышления, не спешите! Обдумывайте каждый шаг - он непременно должен дать новое знание о задаче. Обязательно записывайте попутные соображения.

Часть 1. Анализ задачи

Основная цель 1-й части - переход от расплывчатой изобретательской ситуации к чётко построенной и предельно простой схеме (модели) задачи.

1.1. Записать условия задачи (без специальных терминов!) по форме: Для (указать цель существования системы, результат) системы (указать Фг - главную функцию, конкретное действие, производимое системой для достижения указанной цели, результата) посредство (перечислить части системы, непосредственно выполняющие это действие).

НЭ-1 - нежелательный эффект, сопровождающий выполнение (указать Фг);

СУ - средство устранения - элемент или изменение в системе (указать), устраняющий НЭ-1;

НЭ-2 - новый нежелательный эффект, возникающий от (указать СУ).

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если ввести СУ, то исчезает НЭ-1, но возникает НЭ-2.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если не вводить СУ, то НЭ-2 не возникает, но остаётся НЭ-1.

Примечания:

В формулировках здесь и далее аббревиатуры должны расшифровываться.

Дальнейшее решение задачи будет привязано к ТП-2. Проверьте, обеспечивает ли но наилучшее осуществление Фг.

Записать формулировку модели задачи:

Даны отсутствующее СУ и НЭ-1. Необходимо найти такой Х-элемент, который, сохраняя способность отсутствующего СУ не создавать НЭ2, устранял бы НЭ-1.

Графическая схема конфликта:

1.3. Записать вепольную схему конфликта. Проверить возможность применения Системы Стандартов. Если задача решена, перейти к седьмой части АРИЗ, хотя и в этом случае рекомендуется продолжить анализ со 2-й части.

Примечание 3. Протовеполь обычно образуется двумя элементами ТС, порождающими НЭ-1 своим взаимодействием, и решается, как правило, по схеме:

В качестве В_х прежде всего рассмотреть элементы структуры В₁.

Часть 2. Анализ модели задачи

Основная цель 2-й части - уточнение физического содержания модели задачи, учёт имеющихся ресурсов пространства, времени и структуры.

Определить оперативную зону (ОЗ) - пространство, в пределах которого возникает конфликт; при возможности указать зону, где выполняется Фг (ОЗг).

Определить оперативное время (ОВ), выделив время конфликта (ОВк), время до него (ОВд) и время после него (ОВп); при возможности указать время выполнения главной функции (ОВг).

Проверить, решается ли задача разделением процесса во времени и в пространстве; если решается, перейти к 7-й части.

Определить в ОЗ главный физический (энергетический, информационный) процесс (ГП) - процесс перемещения вещества, энергии или информации в пределах ОЗ (процесс возникновения НЭ-1).

Определить носители ГП - части системы, непосредственно реализующие ГП в ОЗ .

Определить оперативное качество (ОК) - качество, позволяющее носителям ГП реализовывать его в ОЗ.

Примечание 4. Вообще говоря, ОК - это способность существующей системы порождать НЭ-1, устраняемая (компенсируемая) соответствующим анти-качеством (анти-К), вводимым в систему СУ. Далее, когда от идеализированного СУ (отсутствующего!) в системе осталась только его функция (способность устранять ОК), эти две взаимоисключающие способности образуют физическое противоречие.

Определить вещественно-полевые ресурсы (ВПР) рассматриваемой системы, внешней среды и над-системы, а также посторонние ресурсы.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

В результате применения 3-й части должен сформироваться образ идеального конечного результата - ИКР. Определяется также и физическое противоречие (ФП), мешающее достижению ИКР, который не всегда достижим, но зато указывает направление на наиболее сильный ответ

ИКР-1: Х-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет НЭ-1 в течение ОВк в пределах ОЗк, сохраняя способность отсутствующего СУ устранять НЭ-2.

Усиленный ИКР-1: носитель ГП, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет НЭ-1 в течение ОВк в пределах ОЗк, сохраняя способность отсутствующего СУ не создавать НЭ-2.

Макро-ФП: носитель ГП в течение ОВк должен (указать ОК; например, быть “горячим”), чтобы выполнять (указать действие отсутствующего СУ, устраняющее НЭ-2), и должен быть (указать качество, противоположное ОК - анти-К; например, быть “холодным”), чтобы выполнять (указать противоположное действие - анти-действие - отсутствующего СУ, устраняющее НЭ-1)

Примечание 5. Если затруднительно сформулировать анти-качество или анти-действие, то можно приять не-качество и не-действие. Хотя это, скорей всего, следствие плохого выполнения шага 2.3 и физического противоречия в системе просто не существует.

Микро-ФП: в носителе ГП должны быть частицы (указать их физическое состояние или действие), чтобы обеспечить ОК, и должны быть частицы (указать частицы с противоположным состоянием или действием), чтобы обеспечить анти-К (или не-К).

Примечание 6. Если микро-ФП не формулируется, то решение надо искать на более высоком системном уровне.

Физическая модель задачи (ФМЗ): необходимо создать структуру носителя ГП, обеспечивающую (указать его противоположные макро- или микро-состояния).

ИКР-2: части (-цы) носителя ГП в течение ОВк сами порознь обеспечивают ОК, а вместе (в системе) - анти-К (или не-К).

Примечание 7. Если решение задачи на микро-уровне неосуществимо из-за несоответствия его современному научно-техническому уровню, проверить ИКР в следующей формулировке:

Макро-система из единичных носителей ГП в течение ОВк сама обеспечивает анти-К (или не-К) при сохранении способности единичных носителей обеспечивать ОК.

Проверить возможность применения Системы Стандартов к решению физической задачи, сформулированной в виде ИКР-2. Если задача не решена, перейти к 4-й части. Если решена, можно перейти к 7-й части, хотя и в этом случае рекомендуется продолжить анализ по 4-й части.

Примечания к АРИЗ (опытному)

Начало АРИЗ-85В (система для ...) позволяет двоякое толкование: можно указать и действие, и цель этого действия. Эта “развилка” приводит порой к, в общем-то, бессмысленным спорам (даже среди опытных тризовцев). Поэтому вводится чёткая регламентация: сначала указывается цель системы (зачем она нужна?), а затем - конкретное действие по её достижению (Фг - главная функция).

Такое изменение входа в АРИЗ позволяет сформулировать отсутствовавшее ранее правило определения состава системы. Практически это выглядит как резкое сведение числа частей системы только к двум непосредственным участникам выполнения Фг. Соответственно, резко снижается количество недостатков системы (НЭ - нежелательных эффектов), подлежащих дальнейшему анализу. В сущности, цепочка “цель - Фг - состав - НЭ” является ни чем иным, как функционально-идеальным моделированием [1]. Точнее - итогом моделирования, чёткий алгоритм которого для образования “нулевой” части АРИЗ ещё только предстоит отработать.

Ограничение числа НЭ (обычно до одного) позволяет чётко указать и средство борьбы с ним (СУ - средство устранения НЭ), а также новый НЭ, являющийся следствием введения СУ в исходный (достаточный для выполнения Фг) состав системы. В результате возникает новая цепочка: “НЭ-1 - СУ - НЭ-2”. Она позволяет чётко и без перебора сформулировать технические противоречия по стандартной формуле. Эта цепочка была предложена в качестве частного случая [2] и независимо мною [3] в качестве общего. Приводимая формула ТП часто встречалась в работах Альтшуллера Г.С. как одна из возможных форм и без жёсткой регламентации, в отличие от [5].

В сущности, СУ тождествененно “инструменту” по АРИЗ-85В, от состояния которого (есть - нет) зависят состояния “изделий”, определяемые по НЭ-1 и НЭ-2 (есть - нет). Практика выявила интересный случай психологической инерции, хорошо иллюстрируемый задачей о запайке ампул, где СУ - ослабление пламени. На первый взгляд “отсутствующее СУ” - “отсутствующее пламя”, в действительности же - “отсутствующее ослабление пламени” то есть - “сильное пламя”.

Хотя проверочные шаги АРИЗ-85В отсутствуют в АРИЗ (опытном), в неявной форме их можно разглядеть в усложнившемся шаге 1.1. Например: выбор ТП по ГПП ныне выглядит как ужесточение требований по определению Фг и предопределённость построения ТП-2. Кроме того, по предложению Ю. Андриевского введено контролирующее примечание о проверке выполнения Фг (если точнее - проверке правильности выбора Фг).

Жёстко регламентированные формулировки ТП снимают, в сущности, проблему проверки и выбора ТП. В самом деле, если правильно выбрана Фг (а за это отвечает “нулевая” часть), то выбор однозначно решается в пользу ТП-2, ибо с позиции закона повышения идеальности СУ должно быть отсутствующим, а его функция по устранению НЭ-1 должна быть передана остающимся в системе элементам [2, 6]. Следствием жёсткой формулы ТП и “выбора без выбора” будет стандартное графическое изображение конфликта. В сущности, если внимательно присмотреться, то обнаружится, что ТП-1 есть всего лишь описание исходной ситуации. Её возникновение и надо (в идеале) предотвратить.

Оба шага (1.1 и 1.2) длительное время (с осени 1987 года) отрабатывались по рекомендации [3] в Петрозаводске (Ю. Андриевский, А. Селюцкий) и Чебоксарах (В. Михайлов). Позднее к ним присоединился М. Меерович (Одесса). Все последующие шаги такой проверке не подвергались из-за позднего окончания работы.

Серьёзным отличием является также предпочтительность использования процессов в качестве объектов операций АРИЗ вместо физических участников этих процессов. Перспективность такого подхода независимо подтверждается [12].

В ходе длительных испытаний шагов 1.1 и 1.2 на большом объёме учебных и практических задач Ю. Андриевским был выявлен не ожидавшийся ранее факт решения практически всех задач стандартом 1.1.1. Это послужило основанием для переформулирования рекомендательного шага 1.7 АРИЗ-85В в жёсткую формулу вепольного решения модели задачи по шагу 1.2 [13, 15].

Вернёмся к графической схеме шага 1.2. Из неё видно, что с НЭ-2 нет никаких проблем и остаётся лишь плохое отношение между отсутствующим СУ и НЭ-1. Если отсутствующее СУ отсутствует физически (как крышка в задаче о перевозке шлака или молниеотводы в задаче о защите антенны), то протовеполь образуется из двух элементов, взаимодействие которых порождает НЭ-1 (воздух и шлак, воздух и молния). Если же отсутствующее СУ физически присутствует (как поток в задаче о разгоне шарика), то протовеполь образуется из “отсутствующего СУ” (потока) и объекта его действия (шарика), взаимодействие которых порождает НЭ-1. Вепольная схема решения выглядит почти как стандартная операция по разрушению веполя (правильней было бы говорить не о “разрушении”, а о введении управляющего элемента).

Испытания этой формулы показали дополнительные возможности Вх, связанные с его источником. Есть основания ожидать, что дальнейшая разработка шага 1.3 позволит вообще отказаться от разрастающейся Системы Стандартов как источника решений, превратив её в подобие нынешних указателей физических, химических и геометрических эффектов.

2.1 и 2.2. Предлагаемые формулировки отличаются от формулировок таких же шагов АРИЗ-85В внесением требования выделения зон действия Фг. Это было сделано по рекомендациям [9, 10] и исходя из выводов [11] о разделении формально-логических и диалектических (то есть, реально существующих) противоречий.

Шаг внесён исходя из требований [11] и продиктован нежелательностью искусственного формулирования ФП там, где его в действительности нет. Впрочем, при желании ничто не запрещает всё-таки перейти к ФП и решать несуществующую задачу в надежде получить более общее и, возможно, более сильное решение. Однако, при этом придётся соблюдать запрет на применение принципа разрешения ФП путём разделения противоречащих требований во времени и в пространстве.

2.4 - 2.6. основой этих шагов является отказ от тупикового пути дальнейшего расширения набора ВПР. Сегодня ВПР - форма МПиО, достаточно быстро переходящая в явную форму в виде всё более усложняющихся морфологических таблиц [14]. Идея заключается в последовательном переносе принципа идеальности с 1-й части во 2-ю: что порождает болезнь, то должно и излечить. То есть, Х-элемент необходимо брать из частей системы, порождающих НЭ-1. В сущности, это второй этап функционально-идеального моделирования, когда в качестве цели выступает НЭ-1, а в качестве Фг - вредная функция (Фвр). Чьих либо работ или идей с таким подходом в период разработки АРИЗ (опытного) я не знал [16]. В то же время, обсуждение с коллегами показало, что в неявной форме, более-менее подсознательно, эти операции выполнялись, хотя результат их объявлялся вслух следствием опыта и интуиции (что негоже для тризовца).

Результатом новых шагов является, во-первых, выявление так называемых носителей ГП (Фвр в ОЗ). Носители не тождественны инструменту и изделию. Например, по 1-й части в задаче о защите антенны инструментом будут молниеотводы, а изделиями - молнии и радиоволны; носителями же - молнии и воздух. А в задаче о разгоне шарика инструмент с изделием совпадает с носителями. Второй результат - выявление качества носителей, позволяющего им выполнять Фвр (то есть - “яда”) и, как следствие, анти-качества (“противоядия”).

Трудностью здесь является формулирование анти-качества. Если мы оперируем с процессом, то анти-качество есть качество анти-процесса, то есть процесса с противоположной направленностью (сборка - разборка, разрушение - упрочнение, нагревание - охлаждение) и особых затруднений не возникает. Но если оперируем с физическими участниками этих процессов, то сформулировать анти-качество и корректное ФП обычно не удаётся. Поэтому приходится ограничиваться не-качеством (горячий - не горячий, красный - не красный, тяжёлый - лёгкий). А это мало что даёт.

Но, так или иначе, а следствием шагов 2.4 - 2.6 является выявление всех элементов ФП.

2.7. Это прежний шаг 2.3 АРИЗ-85В, но оставшийся без изменений (пока).

3.1. Шаг отличается от аналогичного шага в АРИЗ-85В лишь подстановкой аббревиатур из 1-й части АРИЗ (опытного).

3.2. Шаг отличается от аналогичного шага АРИЗ-85В тем, что вместо некоего туманного требования об усилении здесь повторяется формулировка ИКР-1 с подстановкой носителей ГП вместо Х-элемента. Кстати, несмотря на ограниченный фонд решённых задач, можно быть уверенным (как и в случае с составом системы по шагу 1.1), что носителей всегда два (объект функции и то, что на него действует). То есть, Х-элемент есть система из двух вполне конкретных элементов. Таким образом, решается проблема конкретизации Х-элемента без нудного перебора, слегка маскируемого учёным термином “параллельный анализ”. Кстати, современный кишинёвский инструментарий даёт буквально тысячи претендентов на роль Х-элемента (характерный признак хорошей методики класса МПиО), тогда как мышление способно более-менее сносно одновременно отслеживать лишь до 7-и линий.

3.3 - 3.4. Отличается от аналогичных шагов АРИЗ-85В лишь подстановкой аббревиатур из 1-й и 2-й частей АРИЗ (опытного), как и шаг 3.1. Тем самым снимается тяжкие безопорные раздумья над тем что именно “должно быть” и “не должно быть”, характерные для АРИЗ-85В.

3.5. Новый шаг, вводимый вместо ИКР-2 по АРИЗ-85В. Вообще говоря, полезность его усматривается лишь в психологической поддержке при переходе к модели решения. Вполне возможно, что в дальнейшем его лучше будет отбросить.

3.6. Новый шаг, содержащий не ИКР-рекомендацию, а ИКР-решение - идеальную конечную модель решения задачи (или противоречия). Идеальность состоит в том, что искомое качество системы предполагается получить перестройкой частей уже работающей системы, не затрагивая её способностей выполнять Фг. В качестве принципа этой перестройки принят “переход количества в качество”. Иначе говоря, образование новой системы с качеством, противоположным качеству элементов данной системы (применение принципа “дробление - объединение”).

Этот принцип выбран из следующих соображений:

а) первые два принципа (разделение в пространстве и времени) отрабатываются (или должны быть отработаны) во 2-й части как способы разрешения формально-логических противоречий [11].

б) остальные принципы, в сущности, являются всё тем же переходом количества в качество [7], только скрытого системным уровнем применения, или комбинационным (с одним или двумя первыми принципами) характером применения, или непривычным способом дробления (в задаче о подъёме балки дробится масс, но не затрагивается форма, к которой нет претензий).

Данный переход содержит проблему, заключающуюся в трудности определения степени “дробления - объединения”, достаточной для проявления анти-качества.

3.7. Однозначного (алгоритмического) способа перехода к вепольной формуле не выявлено, поэтому шаг оставлен в прежней рекомендательной (по АРИЗ-85В) форме.

Заключение

Все нововведения построены таким образом, что не изменяя логику АРИЗ-85В, они, как минимум, не снижают его мощности.

Только благодаря этим нововведениям удалось одолеть экономические задачи, до того успешно сопротивлявшиеся моим наскокам с АРИЗ-85В. Решения задач новые, не “запатентованные”.

Нововведения дают, на мой взгляд, более надёжный выход на контрольный ответ (например, в задачах о перевозке шлака и разгоне шарика).

Шаги 1.3 и 3.6 позволяют надеяться на осуществление давней идеи о конструировании требуемого физического, химического или геометрического эффекта вместо поиска его по несовершенным указателям )то есть, будет идеальный указатель).

Шаги 4, 5 и 6-й частей нуждаются в серьёзнейшей переделке, если АРИЗ (опытный) подтвердит ожидания.

При “шлифовке” текста неожиданно выяснилось , что вся информация, необходимая для формулирования шага 3.6, содержится в первой половине шага 1.1 и в шагах 2.4 - 2.6. Неизбежным следствием было появление “новой схемы АРИЗ”, содержащей только перечисленные аналитические шаги, а также шаги 1.3 и 3.6 с их явно высоким потенциалом (“свертывание” АРИЗ). Отработанность “новой схемы” крайне низка (до отъезда в Петрозаводск оставались часы), но “замораживать” такую находку на два года не хотелось. Схема есть схема - до рабочего состояния ей ещё далеко (чего стоит только перспектива объединения двух последних шагов или отсеивание формально-логических противоречий). Лучше всего эту работу выполнять коллективно. Например, именно коллеги (Ю. Андриевский и В. Михайлов) существенно повысили инструментальность 1-й части.

Имеет “новая схема” и смущающий недостаток: отсутствие противоречия в явной форме. Однако при “доводке” схемы эта проблема будет, возможно снята.

Примеры решения задач намеренно подобраны из числа хорошо знакомых всем тризовцам с целью показать отличия от стандартных разборов по АРИЗ-85В (также как и для опытного АРИЗ).

Перечень ссылок

С. Литвин и В. Герасимов “Применение ТРИЗ и ФСА с целью получения новых технических систем”, 1987г.

А. Зусман и Б. Злотин “Методические рекомендации по теории решения изобретательских задач”, 1986г. (стр. 64).

В. Королёв “Первая часть”, 1987г.

Королёв “Первый шаг”, 1987г.

Впервые (может быть и нет, но независимо) операции с отсутствующим СУ были предложены мною ещё при обучении (Днепропетровск, 1984г., Г. Альтшуллер) на примере задачи о макете парашюта, но приняты не были.

М. Бдуленко “К алгоритму решения изобретательских задач”, 1984г. (идея была высказана в форме предположения).

Письмо Ю. Андриевского от 23.01.1988г. о результатах применения [3].

С. Литвин “Приёмы разрешения физических противоречий” 1987г.

Н. Хоменко “Противоречия как система противоречий”, 1988г. (доклад на майской 1988г. конференции в Миассе).

М. Бдуленко “К законам развития технических систем”, 1985г.

З. Ройзен “особенности использования ресурсов для решения задач и развития полученных решений” (доклад на 4-м семинаре в Петрозаводске-87).

Письмо Ю. Андриевского от 07.09.1988г. об особенностях применения [3].

З. Ройзен (доклад на 5-м семинаре в Петрозаводске-89).

К похожей формуле независимо пришёл Б. Злотин (доклад на 5-м семинаре в Петрозаводске-89 о путях модернизации АРИЗ).

Как оказалось, работа в этом направлении с целью отхода от дальнейшего следования в бездонно-безбрежное болото ВПР велась и в Ленинграде (доклад С. Литвина на 5-м семинаре в Петрозаводске-89 о путях модернизации АРИЗ).

Позднейшее дополнение:

Как выявилось в дальнейшем, вышеуказанная “новая схема АРИЗ” является скорее “краткой схемой АРИЗ-85В”, поскольку на самом деле она выявляет его скрытую логику, те самые “скрытые механизмы АРИЗ”, о которых столь загадочно и высокопарно твердили нам до того (без всякого намёка на конкретизацию).

Задача о перевозке шлака
(решение по АРИЗ опытному)

Доменный шлак (температура расплава 1000° С) перевозят к шлакоперерабатывающей установке в ковшах, установленных на железнодорожных платформах. Из-за действия холодного воздуха на поверхности расплава образуется корка твёрдого шлака. Теряется около трети перевозимого жидкого шлака. В корке приходится пробивать отверстия для слива шлака, а после слива удалять затвердевший шлак. Можно предотвратить образование корки, применив теплоизолирующую крышку, но это существенно затруднит работу: нужно будет снимать и надевать громоздкую крышку. Как быть?

Часть 1. Анализ задачи.

1.1. Для подачи жидкого шлака к шлакоперерабатывающей установке

Система перевозит жидкий шлак

Посредством наливного ковша.

НЭ-1 - охлаждение воздухом поверхности жидкого шлака с образованием корки затвердевшего шлака.

СУ - применение теплоизолирующей крышки.

НЭ-2 - существенное затруднение перевозки (дополнительные операции с крышкой).

Технические противоречия:

ТП-1: если перевозить с крышкой,

то шлак не охлаждается воздухом и корка не образуется

но работа затрудняется.

ТП-2: если перевозить без крышки,

то работа не затрудняется,

но шлак охлаждается воздухом и корка образуется.

Модель задачи (на основе ТП-2),

Конфликтующая пара: отсутствующая крышка и охлаждение воздухом корки затвердевшего шлака. Необходимо найти такой Х-элемент, который, сохраняя способность отсутствующей крышки не затруднять работу, устранял бы охлаждение воздухом поверхности жидкого шлака с образованием корки затвердевшего шлака.

Графическая схема конфликта:

Вепольная схема конфликта:

Охлаждение воздухом поверхности жидкого шлака с образованием корки затвердевшего шлака (НЭ-1) происходит благодаря сопряжённому взаимодействию воздуха (П), облегчающего слив ( ----- ) шлака (В₁) и в то же время охлаждающего его (- - - ):

Вх из структуры, включающей:

а) собственно шлак как вещество - какая-то часть шлака должна принять на себя вредное действие воздуха, предотвращая образование корки;

б) форма, обуславливающая НЭ-1,- преобразование поверхности жидкого шлака таким образом, чтобы корка либо совсем не образовывалась, либо образовывалась, но очень тонкая, не мешающая сливу шлака.

Вх из времени. Состояние В₁ со временем меняется только в худшую сторону, создавая всё более толстую корку. Однако, чем толще корка, тем хуже её теплопроводность. Вероятно, можно соединить исходное состояние шлака с модификацией его будущего состояния в начальный момент времени. Модификация эта должна обладать плохой теплопроводностью, но не быть такой же толстой и прочной.

Вх из пространства. Пространство жидкого шлака в принципе везде однородно, за исключением поверхности контакта с внешней средой, в данном случае - с воздухом. Вероятно, возможно изменить режим охлаждения поверхности шлака, добавив на поверхность каким-то образом жидкий шлак с глубинных слоёв. Возможно, это будет выглядеть как перемешивание.

Часть 2. Анализ модели задачи

ОЗ - области воздуха и шлака, прилегающие к поверхности раздела. ОЗ совпадает с ОЗг.

ОВ - время перевозки шлака. Оно включает:

ОВк - время охлаждения шлака воздухом;

ОВд - время налива шлака в ковш;

ОВп - время слива шлака;

ОВг=ОВ.

Разделение по времени: ОВк нужно вывести за пределы ОВ. Следовательно, при перевозке шлак не должен соприкасаться с воздухом при одновременном отсутствии операций с крышкой. Это означает переход к трубопроводу и выход за пределы мини-задачи.

Разделение в пространстве: в принципе - это то же самое.

ГП - процесс охлаждения поерхности шлака воздухом.

Носитель ГП - шлак и воздух.

ОК - подвижность.

Примечание: крышка устраняет подвижность, а с ней и охлаждение.

ВПР системы: воздуха - теплопроводность, подвижность;

шлака - теплопроводность, температура, переход в твёрдую фазу при охлаждении.

Над-системы: материал ковша.

Под-систем: совпадает с системой.

Внешних систем: всё, чем располагает цех и завод.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ИКР-1: Х-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет охлаждение жидкого шлака с образованием корки затвердевшего шлака, сохраняя отсутствие теплоизолирующей крышки,

Усиленный ИКР-1: шлак и воздух, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняют при перевозке охлаждение жидкого шлака с образованием корки затвердевшего шлака, сохраняя отсутствие теплоизолирующей крышки.

Макро-ФП: шлак и воздух в ОЗ должны быть подвижными, чтобы обеспечить свободный слив шлака, и не должны быть подвижными, чтобы не охлаждался шлак с образованием корки застывшего шлака.

Микро-ФП: шлак и воздух в ОЗ должны состоять из отдельных несвязанных частиц, чтобы обеспечить подвижность, и должны состоять из связанных частиц, чтобы обеспечить неподвижность.

Физическая модель задачи:

Необходимо создать структуру из частиц шлака и воздуха, обеспечивающую их связность, чтобы не охлаждался жидкий шлак, и несвязность, чтобы не мешать сливу шлака.

ИКР-2: частицы шлака и воздуха сами порознь обеспечивают свою подвижность, а вместе (в системе) - неподвижность.

Примечание. Формулировка ИКР-2 прямо указывает на образование смеси воздуха и шлака. Сочетание этого вывода с выводами шага 2.3 о выносе ОВк за пределы ОВ и шага 1.3 о временном Вх приводит к заключению: смесь надо получать на поверхности шлака до начала перевозки, при наливе.

Задача о разгоне шарика

(решение задачи по опытному АРИЗ)

В лаборатории исследуют повреждения, которые могут возникнуть при столкновении космического корабля с метеоритом. Для этого используют взрывную установку, из сопла которой вырывается быстрый газовый поток. В поток бросают стальной шарик диаметром до 5 мм, имитирующий метеорит. Разогнавшийся шарик бьёт в мишень (фрагмент корпуса корабля). Образуется повреждение, которое и исследуется. Пока испытания шли при скорости шарика 8 км/сек, всё было благополучно. Потом потребовалось увеличить скорость до 16 км/сек. Взрывная установка обеспечивает скорость струи до 50-и км/сек, но уже при 16-и шарик разрушается при входе в поток и не попадает в мишень. Как быть?

Часть 1. Анализ задачи.

1.1. Для разгона шарик

Система разгоняет его до 50 км/сек

Посредством кумулятивной струи

НЭ-1 - шарик разрушается при входе в поток уже при скорости в 16 км/сек.

СУ - снижение скорости потока.

НЭ-2 - снижение скорости шарика.

Технические противоречия:

ТП-1: если снижать скорость потока,

то шарик не разрушается при входе в него,

но и не разгоняется до нужной скорости

ТП-2: если не снижать скорость потока,

то шарик в принципе может разогнаться до нужной скорости,

но ещё раньше он разрушится при входе в поток.

Модель задачи (на основе ТП-2),

Конфликтующая пара: очень быстрый поток и разрушающийся шарик. Необходимо найти такой Х-элемент, который, сохраняя способность очень быстрого потока разгонять шарик до нужной скорости, устранял бы разрушение шарика при входе в поток.

Графическая схема конфликта:

Вепольная схема конфликта:

Разрушение шарика при входе в быстрый поток (НЭ-1) образуется благодаря сопряжённому действию положительного действия потока (П), разгоняющего шарик (В₁) до нужной скорости ( ---- ), и вредного действия потока, разрушающего шарик (- - - ):

Вх из структуры. Часть В1 должна образовывать Вх, защищающее шарик от разрушающего действия потока. То есть, шарик из сплошного монолита должен превратиться в структуру, образованную собственно шариком и защитным слоем. Механизм действия защитного слоя пока неясен, хотя из условий задачи видно, что он не может быть каким-то сверхпрочным материалом. Это уже информация.

Вх из времени. Надо как-то совместить два разновременных состояния шарика. Есть информация о двух состояниях: до входа в поток (целый шарик) и после входа (разрушенный шарик). Следовательно, если Вх принять как продукт разрушения шарика, то эти самые продукты должны, разрушаясь, спасать шарик от разрушения (усилим: даже упрочнять его).

Вх из пространства. В данном случае это совпадает с Вх из структуры.

Часть 2. Анализ модели задачи

ОЗ - области потока и шарика, прилегающие к разрушающейся поверхности шарика. ОЗ совпадает с ОЗг.

ОВ - время разгона шарика. Оно включает:

ОВк - время разрушения шарика потоком;

ОВд - время вхождения шарика в поток;

ОВп - время попадания шарика в мишень;

ОВг=ОВ.

Разделение по времени: ОВк нужно вывести за пределы ОВ. Следовательно, шарик должен быть разогнан до вхождения в поток. Это неприемлемо, поскольку увеличивает время нахождения шарика в потоке (предварительный разгон требует такого же, только немного более медленного потока), а это запрещено условиями задачи.

Разделение в пространстве: в принципе это означает разделение шарика на разгоняемую часть и разрушаемую, о чём уже говорилось на шаге 1.3.

ГП - процесс разрушения шарика потоком.

Носитель ГП - шарик и поток.

ОК - способность потока сильно действовать на шарик.

Примечание: медленный поток устраняет сильное действие потока.

ВПР системы: шарика - инертность;

потока - скорость, температура, масса.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ИКР-1: Х-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет разрушение шарика очень быстрым потоком, сохраняя способность очень быстрого потока разгонять шарик.

Усиленный ИКР-1: поток и шарик, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняют разрушение шарика очень быстрым потоком, сохраняя способность очень быстрого потока разгонять шарик.

Макро-ФП: шарик и поток в ОЗ должны сильно взаимодействовать, чтобы обеспечить разгон шарика, и должны взаимодействовать очень слабо (или совсем не взаимодействовать) чтобы шарик не разрушался.

Микро-ФП: частицы шарика и потока в ОЗ должны соприкасаться, чтобы осуществлялось взаимодействие шарика и потока, и не должны соприкасаться, чтобы этого разрушения не было.

Физическая модель задачи:

Необходимо создать структуру из частиц шарика и потока, обеспечивающую их соприкосновение, чтобы был разгон, и отсутствие соприкосновения, чтобы не было разрушения.

ИКР-2: частицы шарика и потока сами порознь обеспечивают сильное действие потока на шарик, а вместе (в системе) - отсутствие его.

ИКР-2 макро: макро-система из единичных потоков и шарика (по условию задачи шарик может быть лишь один, а по потоку запрета нет) сама обеспечивает отсутствие разрушающего действия потока на шарик при сохранении способности единичного потока разгонять шарик.

Примечание:

Формулировка ИКР-2 указывает на то, что совместная работа частиц шарика и потока способна защитить шарик от разрушения, а раздельная - разогнать шарик до нужной скорости. Из этого можно сделать вывод о том, что поток должен состоять из двух частей: разгоняющей шарик и спасающей его от разрушения.

Формулировка “ИКР-2 макро” указывает на то, что система из многих потоков, действующих на шарик, способна защитить шарик от разрушения единичным разгоняющим потоком. Из этого можно сделать вывод о том, что на шарик одновременно с разгоняющим потоком должна действовать система защищающих потоков. Сама форма шарика указывает на то, что направлены эти потоки должны быть концентрично (или наоборот).

Далее - “конструкторская” работа по созданию на шарике концентрически (или эксцентрически) направленных потоков, действующих одновременно (то есть, одновременно возникающих) с разгоняющим потоком.

Задача 26 (журнал “Техника и наука” “№1 за 1981г, стр. 15)

(решение задачи по опытному АРИЗ)

Для защиты электрической цепи от короткого замыкания последовательно включают три аппарата. Защиту от двукратного тока (100 сек) обеспечивает размыкатель с термо-биметаллической пластиной (би-пластиной): нагреваясь, она изгибается и отключает ток. При десятикратном токе (0,1 сек) срабатывает электромагнитный размыкатель. Стократный ток (0,003 сек) прерывается электродинамическим размыкателем. Каждый аппарат хорошо срабатывает в своём режиме, но биметаллическая пластина при стократном токе перегревается; в ней возникают недопустимые механические напряжения между составляющими её слоями. В результате пластина выходит из строя, расслаивается. Нужно усовершенствовать систему, не усложняя аппаратуру, не делая её тяжёлой, громоздкой, дорогой.

Примечание: В принципе можно было бы шунтировать биметаллический размыкатель сопротивлением, характеристика которого обратно пропорциональна величине тока. Однако, это было бы усложнением схемы, что запрещено условиями задачи.

Часть 1. Анализ задачи.

1.1. Для размыкания цепи при сильном токе

Система включает размыкающую пластину

Посредством тока и контакта.

НЭ-1 - небольшое изменение линейных размеров;

СУ - 2-я пластина с образованием би-металла;

НЭ-2 - расслаивание, разрушение, недолговечно соединение пластин.

Технические противоречия:

ТП-1: если ввести 2-ю пластину,

то изменение линейных размеров будет велико,

но возникнет расслаивание.

ТП-2: если не вводить вторую пластину,

то расслаивания не будет,

но изменение линейных размеров будет невелико.

Примечание.

Главная функция системы - размыкание цепи при сильном токе, так как совершенно не важны причины его возникновения и влияния на надсистему - это за рамками задачи. Для реализации этой функции необходимы только перечисленные элементы. Отсюда ясно, что Средством устранения будет 2-я пластина - она наращивает состав ТС, пытаясь улучшить её работу, повысить её отзывчивость, управляемость.

Модель задачи (на основе ТП-2),

Конфликтующая пара: отсутствующая 2-й слой и небольшое изменение линейных размеров. Необходимо найти такой Х-элемент, который, сохраняя отсутствие 2-й пластины, обеспечил бы большое изменение линейных размеров.

Графическая схема конфликта:

Примечание: Чётко указан и до предела обострён конфликт. Весьма заметно сходство с классической задачей о защите антенны от молний.

Вепольная схема конфликта:

Поскольку СУ в схеме отсутствующее, а с НЭ-2 проблем нет, то протовеполь определяется набором элементов, порождающих НЭ-1. Это: ток (П) и вещество пластины (В1). Между ними существует смешанное (полезное и не удовлетворяющее нас) взаимодействие:

Так как второе вещество вводить нельзя, то Вх должно быть тем же В₁, и П должно на него действовать точно также. Тем не менее взаимодействие В₁ с самим собой должно обеспечить нужный эффект. Надо разобрать структуру Вх.

Вх из структуры:

а) собственно пластина;

б)кристаллы (зёрна, домены);

в) атомы.

Вх из времени. Как будто ничего.

Вх из пространства. Совпадает со структурой.

Нынешняя работа основана на действии тока на самый нижний уровень, поэтому надо изучить действие тока (и температуры, как производного) на промежуточный уровень. Тогда удастся дословно выполнить требование вепольной формулы: В₁ и Вх - разные уровни одной системы В₁.

Примечание. Ситуация напоминает как уже упоминавшуюся задачу о защите антенны, где решение искалось опять-таки воздействием на разные системные уровни (молекулы воздуха и ионы), так и задачу об элеваторе, где решение было найдено дроблением “сплошной” оси подвески на разные, то есть использованием разных системных уровней.

Часть 2. Анализ модели задачи

ОЗ - объём пластины. Вероятно, под ОЗг можно понимать пространство, в котором перемещается пластина.

Примечание: Заметно, что ОЗ - только часть ОЗг.

ОВ - время прохождения тока, Оно включает:

ОВк - время прохождения сильного тока, время нагрева.

ОВд - время прохождения нормального тока.

ОВп - время после нагрева;

ОВг=ОВ.

Совпадение ОЗ с ОЗг, а ОВк с ОВг показывает, что разделением во времени и в пространстве противоречащих требований задача не решается

ГП - изменение линейных размеров пластины (поскольку НЭ-1 возникает на изменении линейных размеров).

Носитель ГП - вещество пластины.

Примечание: Результаты анализа по шагу 1.3 (разложение однородного вещества на разные системные уровни) позволяют сделать вывод, что в данном случае носитель -только атомы вещества пластины.

ОК - какая-то качественная характеристика атомов, вынуждающая их усиливать колебания при получении квантов энергии от потока электронов, что, в свою очередь, приводит к изменению линейных размеров.

Примечания: Здесь тоже надо смотреть на процессы, возникающие на над-атомном уровне. То есть, на взаимодействии кристаллов (зёрен, доменов). Вполне ясное указание на физический эффект, который надо искать.

2.7. ВПР системы: вещество пластины, ток.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ИКР-1: Х-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, увеличивает изменение линейных размеров пластины при подаче сильного тока, не вызывая при этом расслаивания.

Усиленный ИКР-1: металл сам, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, увеличивает изменение линейных размеров пластины при подаче сильного тока, не вызывая при этом расслаивания.

Макро-ФП: металл во время прохождения сильного тока должен расширяться по разному в разных местах, чтобы создать резкое изменение линейных размеров, и должен расширяться равномерно, чтобы не расслаиваться. Примечание. Здесь происходит перенос качественной характеристики би-металла на монометалл. К сожалению, отделение этого качества от СУ и перенос его на новый носитель ещё слабо формализованы.

Микро-ФП: В металле должны быть частицы с разной реакцией на изменение температуры, чтобы он расширялся по-разному в разных местах, и не должно быть таких частиц, чтобы металл расширялся равномерно.

Примечание: Как говаривает С. Литвин в таких случаях: “Ух, какое крепкое противоречие!”

Физическая модель задачи:

Необходимо обеспечить способность металла при подаче сильного тока и нагреве расширяться по-разному в разных местах.

ИКР-2: частицы металла при подаче сильного тока и нагреве сами порознь обеспечивают равномерное расширение, а в системе - разное в разных местах.

Примечание: Образование макро-системы неприемлемо по условию. Вместе с тем надо понимать, что в формуле ИКР-2 под “системой” понимается не пластины, а её под-система - средний уровень между атомами и пластиной в целом. Это следует из шагов 1.3 и 2.5.

3.7. Поскольку вепольная схема ИКР-2 явно неотличима от схемы по шагу 1.3, постольку здесь правильней было бы проверять не систему стандартов, а указатель физ-эффектов. Это оправдывается также тем, что уже есть достаточно ясные требования к металлу: обычное поведение пр нагреве на уровне атомом и необычное - на уровне структурных “островов”-зёрен.

Примечания:

Полученная информация способна вывести на ответ лишь при наличии знаний в данной области. Впрочем, она достаточно ясно указывает, что, где и у кого надо выяснить, если таковых не имеется.

И по этой задаче легко видно, что львиная доля сведений по формулированию решения задачи получается на шаге 1.3.

Задача о договорных ценах

(решение задачи по опытному АРИЗ)

Экономическая самостоятельность предприятий невозможна при централизованно диктуемых ценах, устанавливаемых Госкомцен на основе расчёта фактических затрат на производство продукции, слегка маскируемых названием “общественно необходимых”. Этот метод ценообразования, названный “затратным”, принёс немало бед нашей экономике.

В попытке избавиться от него были введены так называемые “договорные цены”. То есть, цены, принимаемые на основе договорённости продавца и покупателя с учётом научно-технического уровня, конкурентоспособности, эффективности, периода эффективного использования и других факторов применения продукции. Договорная цена по определению близка к рыночной с “засекреченной” себестоимостью продукта. Она хорошо работает в условиях развитого рынка, обеспечивая устойчивое превышение предложения над спросом, снижение себестоимости продукта и повышение его качества, отражает его потребительскую стоимость.

Однако, дефицит продукта и монополия продавца подняла цены на продукты, продаваемые по договорной цене (особенно - на научно-техническую продукцию) выше привычного покупателям уровня. Поэтому покупатель вместе с контролирующими органами начал требовать обоснование договорной цены в виде калькуляции затрат. А Закон о кооперации (ст. 19, п. 1) сделал учёт затрат обязательным.

Таким образом, договорная цена в ходе короткой эволюции превратилась в расчётную, восстановив основу для деятельности согласовывающих, проверяющих и предписывающих чиновников в отношениях между продавцом и покупателем. То есть, “затратный метод” возродился. Как быть?

Часть 1. Анализ задачи.

1.1. Для продажи товара по потребительской стоимости

Система хозрасчёта устанавливает рыночную (договорную) цену продукта

Посредством договорённости между покупателем и продавцом

НЭ-1 - спекулятивное превышение цены над приемлемым покупателем уровнем (превышение потребительской стоимости);

СУ - привязка договорной цены к себестоимости;

НЭ-2 - возрождение затратного метода.

Технические противоречия:

ТП-1: если привязать договорную цену к себестоимости,

то цена не превышает потребительскую стоимость,

но возрождается затратный метод.

ТП-2: если не привязывать договорную цену к себестоимости,

то исчезает затратный метод,

но цена начинает превышать потребительскую стоимость

Модель задачи (на основе ТП-2),

Конфликтующая пара: отсутствующая привязка договорной цены к себестоимости и превышен цены над потребительской стоимостью.

Необходимо найти такой Х-элемент, который, сохраняя способность отсутствующей привязки договорной цены к себестоимости не возрождать затратный метод, обеспечил бы устранение спекулятивного превышения договорной цены над потребительской стоимостью.

Графическая схема конфликта:

Вепольная схема конфликта:

Поскольку СУ в схеме отсутствующее, а с НЭ-2 проблем нет, то протовеполь определяется набором элементов, порождающих НЭ-1. То есть, спекулятивное превышение договорной цены над потребительской стоимостью (НЭ-1) образуется благодаря смешанному взаимодействию интересов продавца (П) продать (---- ) продукт (В₁) и продать его подороже ( - - - - ):

Вх из структуры:

а) Вещество - в условиях развитого рынка был бы конкурирующий продукт;

б) Затраты на изготовление - их учёт и есть затратный метод;

в) Полезность продукта в рыночной экономике выражается разницей между “старыми” и “новыми” деньгами в формуле “деньги - товар - деньги”. То есть, деньги “на входе” (цена продавца) должны как-то соответствовать (быть пропорциональны, быть связаны) деньгам “на выходе” (выручке покупателя). Далее - “конструкторская” проработка договорной цены по введению в её расчёт понятия “экономический эффект” (для покупателя) в количественном виде.

Вх из времени. Цена должна зависеть от состояния продукта по истечении какого-то времени, от длительности его использования. Поскольку, вообще говоря, последнее является внутренним делом покупателя (100 лет, год), постольку можно рассматривать лишь ту часть времени, в течение которой продавец ещё (может быть) связан каким-то образом с проданным товаром. Способы “связки” известны: срок окупаемости и гарантии. Далее - “конструкторская” работа по введению в формулу договорной цены понятий “срок окупаемости” и гарантийный срок” в количественном виде.

Вх из пространства. Под “пространством” в данном случае можно понимать поток процесса превращения “старых” денег в “новые” в уже приводившейся формуле “Д - Т - Д”. Поскольку, вообще говоря, этот процесс есть внутреннее дело покупателя, постольку можно рассматривать лишь ту его часть, в которой продавец ещё (может быть) связан каким-то образом с проданным товаром. Способы “связки” известен: послепродажное обслуживание. Но это лишь звено “связки”, недотягивающее до “новых” денег. Поэтому продавца надо увязать с ответственностью за получение “новых” денег покупателя.. Точнее говоря, за той их частью, что связана с его продуктом (одной из “струй” потока). Далее - “конструкторская” работа по введению в формулу договорной цены меры ответственности продавца за получение “новых” денег пропорционально экономической доле продукта в потоке. Наиболее близкое экономическое понятие - страхование.

Часть 2. Анализ модели задачи

ОЗ - “пространство” потока процесса, в котором деньги превращаются в товар (для покупателя), а товар - в деньги (для продавца). Интерес представляет последнее. ОЗ совпадает с ОЗг.

ОВ - время купли-продажи, Оно включает:

ОВк - время назначения цены продавцом;

ОВд - время принятия цены покупателем;

ОВп - время использования продукта покупателем.

ОВг=ОВ= ОВк + ОВд.

Разделение по времени: ОВк можно вынести в ОВп, что означает определение цены по результатам использования продукта покупателем.

Разделение в пространстве: известное решение - рассрочка.

ГП - спекулятивное превышение цены над потребительской стоимостью.

Носитель ГП - продукт и интерес продавца подороже продать его.

ОК - независимость цены от потребительской стоимости.

ВПР системы: интереса продавца - ответственность за качество;

продукта - полезность, потребительская стоимость (то есть, соотношение между “старыми” деньгами и “новыми”.

Над-системы: министерства и ведомства, способные повлиять каким-либо образом на отношения продавца и покупателя.

Под-системы: нет (это нижний уровень).

Внешние системы: другие предприятия и организации промышленности, снабжения и торговли (розничной и оптовой), потребители и поставщики.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ИКР-1: Х-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет спекулятивное превышение договорной цены над себестоимостью, сохраняя отсутствие привязки договорной цены к себестоимости.

Усиленный ИКР-1: продукт и интерес продавца подороже продать его, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет спекулятивное превышение договорной цены над себестоимостью, сохраняя отсутствие привязки договорной цены к себестоимости.

Макро-ФП: продукт и интерес продавца подороже продать его должны быть независимы от себестоимости, чтобы не возрождался затратный метод, и должны быть зависимы, чтобы исключить спекулятивное превышение договорной цены над себестоимостью.

Микро-ФП: элементы продукта и интереса продавца подороже продать его должны быть не связаны друг с другом, чтобы сохранить независимость их от себестоимости, и должны быть связаны друг с другом, чтобы обеспечить зависимость от себестоимости.

Физическая модель задачи:

Необходимо создать структуру из элементов продукта и интересов продавца продать его подороже, обеспечивающую связанность этих элементов, чтобы они зависели от себестоимости, и не связанность, чтобы они не зависели от себестоимости.

ИКР-2: элементы продукта и интереса продавца подороже продать его сами порознь обеспечивают независимость от себестоимости, а вместе (в системе) - создают зависимость от себестоимость.

Примечания:

Элементы продукта - себестоимость, полезность и качество, а интереса продавца продать его подороже - стремление к максимизации выручки и ответственность за его качество.

“Не связанность” означает, что каждый элемент существует, определяется самостоятельно, отдельно друг от друга. Но взятые вместе, они должны создать зависимость договорной цены от потребительской стоимости. Новым моментом в определении договорной цены представляется необходимость количественной увязки её размера с ответственность за качество и полезность. Далее - “конструкторская “ работа по введению в формулу договорной цены понятий “ответственность за качество” и “полезность”. Это, в общем, совпадает с выводами по шагу 1.3.

АРИЗ (новая схема)

Указать цель существования системы (зачем она нужна?).

Указать конкретное действие системы (главную функцию - Фг), необходимое для достижения данной цели (что она делает ради данной цели?).

Указать состав системы (СС), минимально необходимый для выполнения этого действия.

Указать нежелательный эффект (НЭ), побочный результат при выполнении этого действия.

Указать конкретное действие системы (вредную функцию - Фвр), необходимое для получения НЭ.

Указать конфликтную пару (КП), непосредственно выполняющую Фвр своим взаимодействием (или отсутствием оного).

Указать свойство или качество КП (К), непосредственно порождающее НЭ (способность выполнять действие Фвр).

Указать обратное действие - анти-К (способность устранять или компенсировать действие Фвр).

ИКР: система из частиц элементов КП сама создаёт анти-К (или не-К) при сохранении способности отдельных частиц создавать К.

Или на макро-уровне: макро-система из единичных элементов КП сама создаёт анти-К (или не-К) при сохранении способности единичных элементов КП обеспечивать К.

10. Вепольная схема:

Примечания:

Шаги 1-8 - это функционально-идеальное моделирование, 9 - остаток от АРИЗа, 10 - веполи и стандарты.

Сокращение только кажущееся, ибо необходима большая работа по формализации выполнения каждого шага этой схемы.

Принятая схема разрешения противоречия основана на классическом принципе “перехода количества в качества”, когда нечто обращается в свою противоположность, то есть - на самом сильном принципе.

Здесь (как и в опытном АРИЗ) приводится только решательная часть. Проверочная и развивающая части не затрагиваются.

Задача о перевозке шлака
(решение по новой схеме АРИЗ)

Цель - доставка жидкого шлака к шлакоперерабатывающей установке.

Фг - перевозка жидкого шлака в ковше.

СС - ковш и шлак.

НЭ - образование толстой корки твёрдого шлака на поверхности жидкого.

Фвр - охлаждение поверхности шлака воздухом.

КП - шлак и воздух.

К - подвижность воздуха (её пытались устранить крышкой).

Анти-К - неподвижность воздуха.

ИКР: Система из частиц шлака и воздуха сама создаёт неподвижность воздуха при сохранении способности этих частиц порознь сохранять подвижность воздуха.

ИКР на макро-уровне не формулируется.

Охлаждение воздухом поверхности жидкого шлака с образование корки затвердевшего шлака (НЭ) происходит благодаря сопряжённому взаимодействию воздуха (П), не мешающего сливу (---- ) шлака (В₁), и в то же время охлаждающего его (- - - -).

Вх из структуры В₁. Структура В₁ образуется из отдельных атомов и всего объёма. Вероятно, Вх должно представлять собой нечто среднее, промежуточные микро-объёмы, принимающие на себя охлаждение и не создающие при этом толстой корки. Вероятно также образование структуры, постоянной или переменной. Постоянная - это теплозащитные образования на поверхности, а переменная - перемешивание.

Вх из времени. Это может представлять собой соединение начального и будущего состояния. То есть, будущее состояние (корка) должно образовываться при наливе шлака в ковш, создавая на поверхности теплозащитный слой, но тонкий, не мешающий сливу шлака.

Вх из пространства. Вероятно, это преобразование формы поверхности жидкого шлака так, чтобы уменьшить поверхность его контакта с воздухом.

Вывод из шагов 9 и 10 очевиден: на поверхности шлака при наливе должна образовываться смесь из микрообъёмов твёрдого шлака и воздуха. Далее - “конструкторская” работа по технической реализации этого вывода.

Задача о защите штреков от взрывной волны
(решение по новой схеме АРИЗ)

Чтобы защитить штреки от взрывной волны в случае взрыва, в шахте обычно устанавливают ряд каменных и бетонных перегородок. Это довольно дорого и долго, перегородки затрудняют передвижение в штреках и вентиляцию шахты. Как быть?

Цель - свободное передвижение людей и потока воздуха (вентиляция).

Фг - обеспечение свободного прохода потока воздуха (или людей).

СС - штрек и поток воздуха (людей можно не рассматривать: будет свободно потоку воздуха, будет свободно и потоку людей).

НЭ - свободное прохождение взрывной волны (сильного потока воздуха).

Фвр - обеспечение свободного прохода сильного потока воздуха.

КП - штрек и сильный поток воздуха (подразумеваем ударную волну).

К - непреграждение пути сильному потоку воздуха (потокопропускание).

Анти-К - преграждение пути сильному потоку воздуха (потоконепропускание).

ИКР: Система из частиц штрека и сильного потока воздуха сама преграждает путь сильному потоку воздуха (ударной волне), сохраняя способность отдельных частиц штрека и сильного потока воздуха не мешать друг другу.

ИКР на макро-уровне : макро-система из штреков и сильных потоков воздуха сама создаёт преграду сильному потоку воздуха, сохраняя способности отдельных штреков и сильных потоков воздуха не создавать помех слабому потоку воздуха.

10. Протовеполь образуется путём сопряжённого действия аэродинамического сопротивления штрека (П): полезного (----) при прохождении слабого потока воздуха и вредного ( - - -) при прохождении сильного потока воздуха (В₁).

Вх из структуры В₁. Структура потока - волна со сгущениями и разрежениями; напрашивается нечто вроде бульба или турбулизация.

Вх из времени. В принципе то же самое, но с использованием встречи в одной точке противофаз волны (из-за разной длины штреков-ветвей).

Вх из пространства. Одна часть потока должна мешать другой части; прямые участки штреков должны заканчиваться тупиками.

Далее - “конструкторская” работа по совмещению результатов шагов 9 и 10 и получению технического ответа.

Задача о золотой цепочке
(решение по новой схеме АРИЗ)

Золотые цепочки изготавливают в две стадии. Сначала золотую проволоку превращают в цепь из звеньев. Это делают высокопроизводительные машины. Теперь остаётся сварить стыки в звеньях. По закону каждое золотое изделие должно быть цельным, неразъёмным: пробы ставится в одном месте и относится ко всему неразъёмному изделию. Поэтому зазоры в каждом звене цепочки обязательно должны быть ликвидированы. Звеньев много, размеры их малы (1 метр цепочки иногда весит меньше чем 1 грамм). Сваривать вручную? Очень неэффективно и дорого. Подумайте, что можно предложить?

Цель - получение неразъёмного изделия - цепочки без стыков звеньев.

Фг - расплавление стыков звеньев.

СС - тепло, стыки.

НЭ - большие потери времени на сварку.

Фвр - последовательная сварка стыков.

КП - тепло, стыки.

К - индивидуальность сварки каждого стыка.

Анти-К - одновременность (общность, “сразность”, параллельность) сварки стыков.

ИКР: Система из частиц тепла и стыков сама создаёт одновременность сварки стыков при сохранении способности отдельных частиц тепла и стыков создавать индивидуальность сварки каждого стыка.

ИКР на макро-уровне: макро-система из тепла и стыков сама создаёт одновременность сварки, сохраняя способность их сваривать стыки индивидуально.

10. Протовеполь образуется из элементов КП путём сопряжённого действия тепла (П), полезно (----) расплавляющего стыки (В₁), но делающего это индивидуально (- - - -) .

Вх из структуры В₁. Структура стыка образована отдельными атомами, отдельными свариваемыми поверхностями и системой стыков. Поэтому Вх должно быть образовано из частиц крупнее атомов, но мельче поверхности. Эдакая золотая пыль. Хорошо бы, если бы Вх был ещё и системой стыков

Вх из времени. Стык до, стык во время и стык после сварки. То есть, стык до сварки должен включать в себя (содержать) его модификации во время сварки - отдельные расплавленные частицы.

Вх из пространства. Стык должен быть заполнен частицами стыка и тепла до сварки.

Далее - “конструкторская” работа: отыскать способ получения многочисленных частиц - источников тепла в объёме стыка, смешанном с золотой пылью, и выделяющее тепло одновременно во всех стыках. Необходимо также отыскать способ введения это смеси в зазор стыка.

Королёв В.А.
20.06.1989 г.