X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

ТРИЗ берёт своё начало в середине 20 века. Советский изобретатель Г. С. Альтшуллер за период своей работы исследовал десятки тысяч авторских свидетельств и патентов, систематизировал решения по 5 уровням изобретательности и вывел около 40 стандартных приёмов, применяемыми изобретателями. В совокупности с алгоритмом решения изобретательских задач (АРИЗ), это стало основой ТРИЗ. Г. С. Альтшуллер вместе со своими коллегами в 1946 году начал работу над созданием ТРИЗ. И через 10 лет появилась первая публикация, рассказывающая, что эта совокупность методов основана на идее о том, что, создание чего-то нового зависит от изменения техники, улучшающейся по строгим правилам и законам и что появление новых возможностей труда должно зависеть от объективных закономерностей.Создание ТРИЗ было вызвано потребностью форсировать изобретательский процесс, исключив из него элементы случайности: неожиданное и непредвиденное озарение, случайный перебор и отсеивание вариантов, зависимость от эмоций и т.д. Помимо этого, задачей ТРИЗ является усовершенствование качества и продвижение уровня изобретений за счёт отсутствия психологических параметров и повышенного творческого воображения.

Изначально «методика изобретательства» демонстрировалась в виде набора правил типа «решить задачу — значит найти и преодолеть техническое противоречие» Впоследствии Альтшуллер продолжил развитие ТРИЗ и восполнил его теорией развития технических систем (ТРТС), ясным образом сформулировав основные законы продвижения технических систем. За 60 лет прогресса, благодаря трудам Альтшуллера, его учеников и сторонников, база знаний ТРИЗ-ТРТС постоянно обновлялась новыми методами и физическими явлениями, а АРИЗ получил несколько усовершенствований. Общая же теория была наделена опытом внедрения изобретений, сосредоточенном в его жизненной тактики творческой личности (ЖСТЛ). Впоследствии данной теории было дано наименование общей теории сильного мышления (ОТСМ).

Определения

Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) — ступенчатая программа по нахождению и разрешению противоречий, то есть решению изобретательских задач (около 85 ступеней).

Изобретательская ситуация - Когда технический вопрос встречается с изобретателем впервые, он обычно сформулирован размыто и не содержит в себе указаний на пути решения. Главный его недочёт в том, что перед инженером оказывается большое количество путей и тактик решения. Перебирать их все долго и дорого, а выбор путей наудачу ведёт за собой к малоэффективный метод проб и ошибок.Идеальный конечный результат (ИКР) - решение задачи — такое, которое достигается без какой-либо помощи, только за счёт уже имеющихся возможностей. На практике идеальный конечный результат в редких случаях достигает конца, однако он служит ориентиром для изобретательской идеи. Чем ближе решение к ИКР, тем оно лучше.Административное противоречие: «надо улучшить систему, но я не имею понятия как этого достичь» Это противоречие является самым слабым и может быть снято либо изучением дополнительных материалов, либо принятием административных решений.Техническое противоречие: «Когда улучшается одна часть системы, есть вероятность ухудшения другой части системы». Техническое противоречие — это и есть постановка избирательской задачи.

Технологический эффект — это переход одних технологических воздействий в другие. Могут запрашивать привлечения других эффектов — физических, химических и т. п.Физический эффект - Известны тысячи физических эффектов^. В различных областях техники могут применяться разные группы физических эффектов, но есть и общеупотребительные. Их около 300—500.

Химические эффекты — это подкласс физических эффектов, при котором изменяется только молекулярная структура веществ, а набор полей ограничен в основном полями концентрации, скорости и тепла. Ограничившись лишь химическими эффектами, зачастую, можно ускорить поиск приемлемого решения.

Биологические эффекты — это эффекты, производимые организмами. Применение биологических эффектов в технике даёт возможность не только расширить пределы технических систем, но и получать выводы, не нанося вреда природе. С помощью биологических эффектов можно выполнять различные операции: обнаружение, преобразование, генерирование, поглощение вещества и поля и другие операции.Геометрические эффекты — это использование геометрических форм для различных технологических преобразований. Широко известно применение треугольника, например, использование клина или скользящих друг по другу двух треугольников.Вещественно-полевые ресурсы (ВПР) — это ресурсы, которые можно использовать при решении задач или развитии системы. Использование ресурсов увеличивает идеальность системы.Веполь (вещество + поле) — модель взаимодействия в минимальной системе, в которой используется характерная символика.

Использование

ТРИЗ имеет широкое применение в автомобильных, аэро-космических, высокотехнологических и в крупных промышленных компаниях, помимо этого, система активно применяется в IT, особенно используются такие инструменты ТРИЗ, как "устранение технических противоречий", понятие "идеальной системы" и "идеальной программы". ТРИЗ так же применяется в гуманитарных науках и в бизнесе, в силу того, что основа методики ТРИЗ универсальна для любых творческих задач.

Примеры решения задач

Марсоход

Условие. Во время научной экспедиции на Марс, космический корабль произвёл посадку в долине. Астронавты снарядили марсоход для лучшего изучения планеты, но как только покинули корабль, столкнулись с проблемой. Дело в том, что по поверхности было сложно передвигаться – этому мешали многочисленные холмы, ямы, большие камни. На первом же склоне колёсный вездеход с надувными шинами перевернулся на бок. С этой проблемой астронавты справились – они прицепили снизу груз, что усилило устойчивость машины, но стало причиной новой проблемы – груз задевал неровности, что усложняло движение. Итак, что нужно сделать, чтобы повысить проходимость марсохода? При этом у космонавтов нет возможности изменять его конструкцию.

Предполагаемое решение

Решение. Техническое противоречие сформулировано в условии задачи. Идеальный конечный результат – достичь абсолютной проходимости. При этом космонавты действуют в условиях Марса, у них нет возможности изменять конструкцию марсохода. Исходя из этого, ресурсом выступает груз. Не стоит также забывать и о законах развития технических систем, и следить за тем, чтобы изменение одной части не влияло на функционирование других элементов. Памятуя об этом, становится очевидным, что поднять груз в кабину или на крышу невозможно, так как произойдёт смещение центра тяжести и проблему решить не удастся. Спустить воздух из шин также нельзя – устойчивость немного повысится, но пострадает проходимость, усилится тряска.

Чтобы понять, как поступить с грузом, и получить сильное решение, нужно вспомнить, как мы обычно поступаем в условиях нехватки места? Стараемся разместить всё максимально компактно: объединить, сложить одно в другое. В ТРИЗ такой приём получил название «матрёшка». С её помощью задача про марсоход легко решаема: груз (металлические шарики, тяжёлая жидкость) нужно поместить внутрь шин. Этот способ имеет применение на практике, его предложил использовать японский изобретатель П. Шохо, для повышения устойчивости и проходимости кранов и погрузчиков.Вода в трубе

Условие. Достаточно простая и известная задача. Есть металлическая труба, проложенная под землёй, по которой течёт вода. Для устранения неполадок в работе системы, часть трубы раскопали и столкнулись с необходимостью определить, в какую сторону движется вода. Попытки выяснить это путём простукивания, на слух, завершились неудачей. Вопрос: как понять в какую сторону течёт вода в трубе? Нарушать герметичность трубы (сверлить, резать) нельзя.

Предполагаемое решение

Решение. Эта задача решается очень просто. ТРИЗ предусматривает не только строгий алгоритм решения, но и чёткую проработку условий задания. Г. С. Альтшуллер всегда советовал перед началом работы попробовать сформулировать условия задачи другими словами. В нашем случае есть труба и вода, которая по ней движется. Воздействовать на трубу нельзя, значит нужно воздействовать на воду. Отсюда самое простое решение – нагреть трубу в одном месте, и по тому в какую сторону будет течь подогретая жидкость, нагревая и трубу, определить направление.Безопасный бассейн

Условие. Это скорее не задача, а упражнение на способность находить эффективные творческие решения. Цель – предложить максимально безопасный бассейн для людей, которые не умеют плавать.

Предполагаемое решение

Решение. Используя метод системного анализа, можно найти ряд приемлемых решений, поскольку условия задачи не ограничивают нас в выборе средств. Так, можно построить бассейн уникальной конструкции (с небольшой глубиной, верёвочными ограждениями для каждой дорожки, выталкивающими фонтанами). Также можно снабжать пловцов вспомогательными плавсредствами, к примеру, спасательными жилетами. С точки зрения идеальности наиболее удачным вариантом можно считать предложение наполнить бассейн раствором концентрированной поваренной соли. В нём тело будет выталкиваться на поверхность без дополнительных усилий. Кстати, на эту тему существует загадка: «В каком море невозможно утонуть?». Поскольку физическую составляющую необходимого условия вы уже знаете, в качестве дополнения к упражнению подумайте над географической.Лекарства для космонавтов

Условие. Не многим известно, что «морской болезнью» страдают не только моряки и путешествующие по морю, но и космонавты. Лекарства от данного недуга существуют, но есть оговорки по его применению в условиях космоса. Так, малые дозы нужно принимать часто, что неудобно, а большие – вредно. Как решить эту проблему?

Предполагаемое решение

Решение. Противоречие заключается в необходимости подачи в организм нужного количества лекарства без постоянного отвлечения на этот процесс космонавта. Для его решения был применён метод маленьких человечков. Лекарство представили как толпу людей, желающих попасть в нужное место. Очевидно, что для совершенствования этого процесса нужна определённая организация – очередь, постепенное продвижение. Эту идею реализовали в препарате, придя к выводу, что он должен усваиваться по частям, а не сразу. По этому принципу и были изобретены таблетки со скополамином, помогающие космонавтам справиться с «морской болезнью». Они имеют форму плоского диска, который, как пластырь, крепится за ухом. При этом активное вещество вследствие диффузии нормировано попадает в организм.

Литература

https://ru.wikipedia.org/wiki/Теория_решения_изобретательских_задач

http://www.altshuller.ru/

Саламатов Ю.П. Как стать изобретателем: 50 часов творчества. — М: Просвещение, 1990. — 240 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-09-001061-7.