11. Основные понятия и инструменты теории решения изобретательских задач (ТРИЗ).

Этим вопросом задался Генрих Альтшуллер. Анализируя патентные фонды, он выявил общие закономерности в основе многих изобретений. На этих законах была позднее построена Теория Решения Изобретательских Задач — ТРИЗ. Что она дает реально? Во-первых, позволяет перейти от неясной и расплывчатой проблемы к конкретным задачам и противоречиям. Во-вторых, порешить эти задачи с помощью приемов и принципов. В-третьих, получить сразу несколько идей, из которых осознанно выбрать наилучшие. В-четвертых, спрогнозировать и предупредить проблемы и аварии.

Инженер, владеющий ТРИЗ, эффективно совершенствует технические системы. У педагога, использующего ТРИЗ, дети занимаются с увлечением и без перегрузок осваивают новые знания, развивают речь и мышление. Сценаристам и писателям технологии Развития Творческого Воображения (РТВ — раздел ТРИЗ) помогут развить сюжеты произведений, придумать неординарные фантастические объекты. Тризовцы-бизнесмены обходят конкурентов и повышают свои доходы за счет более эффективного использования ресурсов...

Долгое время единственным инструментом решения творческих задач — задач, не имеющих четких механизмов решения, — был "метод проб и ошибок" ("метод научного тыка"). В 20 веке резко возросла потребность в решении творческих задач. Это привело к появлению различных модификаций "метода проб и ошибок". Наиболее известны из них "мозговой штурм", "синектика", "морфологический анализ", "метод контрольных вопросов". Суть этих методов — повысить интенсивность генерации идей и перебора вариантов. Главная проблема при их использовании — можно сэкономить время на генерации идей, но это приводит к большим затратам времени на их анализ и выбор наилучшего варианта.

Г. С. Альтшуллер поставил задачу иначе: "Как без сплошного перебора вариантов выходить сразу на сильные решения проблемы?" Решить эту задачу помогут принципы, лежащие в основе ТРИЗ:

- Принцип объективности законов развития систем — строение, функционирование и смена поколений систем подчиняются объективным законам. Cильные решения — это решения, соответствующие объективным законам, закономерностям, явлениям, эффектам.

- Принцип противоречия — под воздействием внешних и внутренних факторов возникают, обостряются и разрешаются противоречия. Проблема трудна потому, что существует система противоречий скрытых или явных. Системы эволюционируют, преодолевая противоречия на основе объективных законов, закономерностей, явлений и эффектов. Сильные решения — это решения, преодолевающие противоречия.

- Принцип конкретности — каждый класс систем, как и отдельные представители внутри этого класса, имеют конкретные особенности, облегчающие или затрудняющие изменение конкретной системы. Эти особенности определяются ресурсами: внутренними — теми, на которых строится система, и внешними — той средой и ситуацией, в которой находится система. Сильные решения — это решения, учитывающие конкретные особенности конкретных систем, а так же индивидуальные особенности, связанные с личностью конкретного человека, решающего проблему.

Итак: методология решения проблем строится на основе изучаемых ТРИЗ общих законов эволюции, общих принципов разрешения противоречий и механизмов решения конкретных практических проблем.

ТРИЗ включает в себя: - механизмы преобразования проблемы в образ будущего решения; - механизмы подавления психологической инерции, препятствующей поиску решений (неординарные решения трудно находить без преодоления наших устойчивых представлений и стереотипов); - обширный информационный фонд — концентрированный опыт решения проблем.

ТРИЗ-технологии позволяют человеку оседлать собственное мышление. Это открывает новые возможности в освоении столь загадочного пространства, в котором происходит синтез новых идей, решение творческих задач, освоение различных континентов знаний. ТРИЗ — научная технология творчества, направленная на сознательное управление подсознательными процессами. И как всякая наука, живущая на границе познания, она сочетает в себе строго научные подходы и определенное искусство. И то, и другое требует усилий и времени на их освоение. Поэтому эффективное использование ТРИЗ-технологий возможно только после серьезной и длительной подготовки.

Как же лучше решать творческие задачи? Вот небольшой алгоритм. 1. Определите тип задачи В каждой задаче указан ее тип: изобретательская или исследовательская. Изобретательская задача — это когда есть цель, которую Решателю требуется достигнуть, или есть проблема, которую нужно преодолеть, причем очевидные решения в данных условиях неприменимы. Перед Решателем возникает вопрос: "Как быть?". Исследовательская задача — это когда происходит некоторое явление, и Решателю необходимо объяснить его, выявить причины или спрогнозировать результат. Перед Решателем стоит вопрос "Почему? Как происходит?". Чтобы легче решить исследовательскую задачу, сформулируйте ее как изобретательскую. Задайте себе вопрос: "Как сделать, чтобы происходило именно это явление?"

2. Сформулируйте к задаче Противоречие, Идеальный конечный результат (ИКР) Противоречие и ИКР "обостряют" проблему, выявляют самую ее суть и подталкивают Вас к сильным решениям. Формулировать ИКР и Противоречие можно и в нескольких вариантах — это позволяет найти несколько решений.

3. Выявите Ресурсы Ресурсами является всё, что может быть полезно при решении Вашей задачи. Причем желательно использовать те ресурсы, которые уже присутствуют в проблемной ситуации, а также "дешевые" ресурсы, затраты на получение и использование которых низки. Решателям-новичкам, работая над задачей, полезно выписывать ресурсы на лист. Глядя на них, легче искать решение.

4. Примените приемы и принципы решения задач Вы составили противоречие и ИКР и выписали ресурсы, но решение пока не нашлось? Тогда примените приемы разрешения противоречий и принципы решения задач.

5. Проанализируйте решения Найденные решения желательно оценить с позиций идеальности. При этом можно задавать себе вопросы: Насколько сложно и дорого осуществить решение? Задействованы ли ресуры системы? Появились ли нежелательные эффекты при внедрении полученного решения?

6. Законы развития технических систем Законы развития технических систем можно разделить на группы: "статику", "кинематику" и "динамику".

Формулирование Противоречия помогает лучше понять корень вашей проблемы и найти ее точное решение. Как формулировать противоречие "Данная часть системы должна обладать свойством "A", чтобы выполнять нужную функцию, — и свойством "неA", чтобы удовлетворять существующим ограничениям и требованиям". Или по-другому: "Должно выполняться действие "А", чтобы задача была решена, — и должно выполняться (выполняется) действие "неА", потому что такова реальность". Способы разрешения противоречий 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".

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

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

Понятие ресурсов В основе красивых и эффективных решений лежат Ресурсы, уже имеющиеся в нашей Системе (Система — "контекст", в котором возникает задача, ситуация, обстановка): то есть мы ничего не добавляем извне, а результат достигается. Так, решая простую задачу, зачастую достаточно лишь поискать нужный Ресурс.

Принято классифицировать ресурсы следующим образом: - Материально-вещественные (вещества, предметы, товары, деньги, оборудование и т.д.). - Информационные (каналы и носители информации). - Ресурсы времени. - Ресурсы пространства (площадь, объем и т.д.). - Энергетические ресурсы и поля (тепловая, электрическая, электромагнитная, атомная энергия, звуковые сигналы и т.д.). - Человеческие (сами люди, а также их стереотипы, мотивация, каналы восприятия: зрение, слух, обоняние, осязание). - Другие ресурсы (события прошлого, имидж, культура и др.).

И еще одна важная хитрость. Мы знаем, что свойства веществ под неким воздействием могут меняться. Например, железо в магнитном поле само становится магнитом, вода от холода становится льдом, а шелк начинает светиться под ультрафиолетовым излучением... Иногда в системе нет ресурса с нужным свойством, но мы можем его получить, изменив имеющиеся вещества, систему или её части.

Как использовать ресурсы (последовательность действий): - Сформулируйте задачу. - Определите: какие Ресурсы нужны? В каких количествах? - Просмотрите Ресурсы. Сначала уже имеющиеся в Системе, потом — те, которых в самой Системе нет, но легко и дешево получить. И лишь в последнюю очередь редкие, дорогие, "трудоемкие" ресурсы. - Оцените ресурс. Каков будет эффект от его использования? Каковы затраты на использование или добычу (приобретение) этого ресурса? - Определите: каким образом применить ресурс?

Идеальный конечный результат (ИКР)

Решать задачу проще, если заранее знаешь ответ. Но как быть, когда перед нами творческая задача, ответа на которую не знает никто? В таких случаях тризовцы советуют представить себе идеальный образ решения, или Идеальный Конечный Результат (ИКР). Идеальный конечный результат — это ситуация, когда нужное действие получается без каких-либо затрат (потерь), усложнений и нежелательных эффектов.

Степень достижения ИКР демонстрирует коэффициент идеальности, который должен быть как можно больше: Коэффициент идеальности = Сумма полезных функций/ Затраты + Нежелательные эффекты Как формулировать ИКР при решении задачи Правила формулировния ИКР: Система сама (за счёт ресурсов) выполняет нужное действие и при этом не допускает нежелательных эффектов. При формулировании ИКР желательно применять слово "Сам" (Сама, Само, Сами).

Обычно используют три основные формулировки ИКР: - "Система сама выполняет данную функцию". - "Системы нет, а функции ее выполняются (с помощью ресурсов)". - "Функция не нужна".

Принцип объединения. В случае, если требуемые действия невозможно совершить с (над) одним объектом, их производят с несколькими объектами. При этом можно выполнить следующее: - Соединить однородные или смежные объекты. - Объединить во времени однородные или смежные операции. - Один объект разместить внутри другого.

Принцип дробления. В случае, если сложно произвести необходимое действие с объектом, производят его дробление. При этом можно выполнить следующее: - Разделить объект на независимые части. - Выполнить объект разборным. - Увеличить степень дробления объекта.

Принцип динамичности. В случае, если сложно производить необходимые действия с объектом, его из статического состояния переводят в динамическое (подвижное) состояние. При этом можно выполнить следующее: - Характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться, чтобы всегда соответствовать изменяющимся условиям. - Разделить объект на части, способные изменяться и перемещаться относительно друг друга. - Если объект неподвижен, сделать его подвижным.

Принцип "сделать заранее". Если невозможно в нужное время совершить действие с объектом, то необходимое действие производят заранее. При этом можно выполнить следующее: - Заранее выполнить требуемое действие (полностью или хотя бы частично). - Заранее расположить объекты так, чтобы они могли сразу вступить в действие, без подготовительных затрат.

Принцип посредника. В случае, если сложно (или невозможно) произвести необходимые действия с объектом, то вводят посредник (промежуточный объект), с помощью которого и производят действия. При этом можно выполнить следующее: - Использовать промежуточный объект, передающий или переносящий действие. - На время присоединить к объекту другой (легкоудаляемый) объект.

Принцип "наоборот". В случае, если сложно произвести необходимое действие с объектом, производят противоположное действие. При этом можно выполнить следующее: - Вместо действия, которое диктуется условием задачи, выполнить обратное (противоположное) действие. - Сделать движущуюся часть объекта или среды неподвижной, а неподвижную движущейся. - Повернуть объект "вверх ногами", вывернуть его.

Принцип "обратить вред в пользу". В случае, если необходимо устранить вредное действие объекта (или процесса) постарайтесь обратить вред в пользу. При этом можно выполнить следующее: - Использовать вредные факторы (в т.ч. вредное воздействие среды) для получения положительного эффекта. - Устранить вредный фактор за счет сложения с другими вредными факторами. - Усилить вредный фактор до такой степени, чтобы он перестал быть вредным.

Принцип копирования. В случае, если сложно (или невозможно) производить необходимые действия с объектом, используют его копию с которой (или над которой) производят нужное действие. При этом можно выполнить следующее: - Вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии. - Заменить объект его оптической копией (изображением). Использовать при этом изменение масштаба (увеличивать или уменьшать копии). - Если используются оптические копии, перейти к копиям инфракрасным или ультрафиолетовым.

Принцип согласования и рассогласования В случае, если сложно произвести необходимые действия с объектом, его (или его параметры) согласовывают/рассогласовывают с окружающей средой. При этом можно выполнить следующее: - Согласовать новый объект (или действия) с уже существующей системой (или действиями). - Согласовать или рассогласовать действие с ожиданиями и стереотипами людей.

Известно: инструменты ТРИЗ (приемы, стандарты, законы развития технических систем, алгоритм решения изобретательских задач и т.д.) разрабатывались, в основном, для решения "железных" проблем. Однако, кроме технических задач существует множество других — биологических, социальных, управленческих, рекламных... Как их решать? Брать инструменты ТРИЗ и напрямую применять? Однако, не все инструменты помогают. Очевидно, что должны быть свои приемы и модели для решения нетехнических задач. Вот только какие?

Одна из моделей (существуют и другие) используемых при решении задач с "живыми" объектами — "Воздействие по каналам восприятия". Какие используют каналы воздействия

Итак, Правило 1: Если необходимо для каких-то целей воздействовать на "живой объект", то на него воздействуют по следующим каналам восприятия/воздействия: - зрение; - обоняние; - вкусовые ощущения; - звуковые воздействия; - осязание, мышечные ощущения, чувство равновесия; - температурные воздействия (тепло-холод); - бвоздействие магнитными, электромагнитными Полями; - другие, более "тонкие" способы воздействия, используемые, в основном, при воздействии на человека.

Правило 2: Если воздействие на живой объект по данному каналу восприятия не приносит нужного результата, то нужно воздействовать по другому каналу или по нескольким каналам одновременно.

Правило 3: Если параллельное воздействие по нескольким каналам одновременно не приносит результата, то изменяют сам сигнал, которым осуществляется воздействие. При этом изменяют характеристики сигнала: - частоту сигнала (вплоть до согласования частоты сигнала с собственной частотой колебаний биологического объекта (или его органов); - интенсивность сигнала, (плавное или дискретное), вплоть до сигналов "болевого порога"; - направленность сигнала (в т.ч., обеспечивая определенную структуру сигнала).

Правило 4: Для получения нужного Вам результата воздействуйте на систему с учетом особенностей конкретного живого существа: - воздействие с учетом рефлексов, привычек живых объектов, и подражания; - использование разных стадий жизненного цикла; разности состояний живого объекта при смене день-ночь, при смене времен года; разности состояний в живом и неживом виде.

В изобретательской практике различают пять уровней творчества.

Первый уровень творчества Объект принципиально не изменяется, остается таким как есть. Изменению подвергаются вспомогательные элементы объекта, — например, скругляются кромки люка, устанавливается дополнительная крышка на бензопиле, изменяется форма рукоятки скребка и тому подобное.

Второй уровень творчества В объект вносятся мелкие изменения и дополнения, которые не меняют основной принцип действия, — например, дополнительный ударный механизм в мышеловке, установка второй спирали в лампе накаливания для повышения надежности ее работы, телефон снабжается магнитофоном, то есть, автоответчиком и тому подобное.

Третий уровень творчества В основной объект вносятся значительные изменения и дополнения, направленные на максимальное развитие (модернизацию) существующего принципа действия. Например, изменяемая геометрия крыла самолета, воздушный винт с регулируемым шагом, система автоматического оттаивания холодильника, двигатель внутреннего сгорания с регулируемым объемом камеры сгорания и тому подобные.

Четвертый уровень творчества В основной объект вносятся изменения, полностью меняющие принцип его действия. Например, суда на подводных крыльях, высокочастотная печь для приготовления пищи, ультразвуковая стиральная машина и тому подобные.

Пятый уровень творчества Создается не существующий ранее объект с новым, ранее неизвестным, принципом действия. Например, паровой двигатель, самолет, радио, лазер и тому подобные. Эти изобретения называют пионерными, так как они сами порождают новую науку, например, теплотехнику, аэродинамику, радиотехнику, квантовую оптику и т. д. Творчество на пятом уровне предоставляет человечеству новые, неизвестные ему ранее, возможности. Пятый уровень — это удел избранных.

Законы развития технических систем можно разделить на группы: "статику", "кинематику" и "динамику".

"Статика" — законы, которые определяют начало жизни технических систем. Любая техническая система, возникающая в результате синтеза в единое целое отдельных частей, дает жизнеспособную систему.

К "кинематике" относятся законы, определяющие развитие технических систем независимо от конкретных технических и физических факторов, обусловливающих это развитие.

"Динамика". Включает законы, отражающие развитие современных технических систем под действием конкретных технических и физических факторов.