Порівняння різних методів пошуку нових технічних розв’язань

Далі - до вирішення цих протиріч за допомогою явних чи прихованих ресурсів систем, так чи інакше пов'язаних із завданням. При цьому шляху розв'язання суперечностей шукаються, в тому числі, і в самих протиріччях. 
Головні вузлові поняття АРВЗ - це «протиріччя», «ідеальний кінцевий результат» і «принцип вирішення суперечності». [6, с. 179]

3. Раціональна тактика розв'язання винахідницьких завдань

Створити раціональну тактику вирішення винахідницьких завдань можна лише на основі об'єктивних закономірностей розвитку технічних систем.

Розглянемо конкретний приклад. Кінознімальний комплекс - типова технічна система, що включає ряд елементів: кінознімальний апарат, освітлювальні прилади, звукозаписну апаратуру і т.д. Апарат веде зйомку з частотою 24 кадру в секунду, причому при зйомці кожного кадру затвор відкритий дуже невеликий проміжок часу, іноді 0,001 сек. А світильники висвітлюють знімальний майданчик весь час. Таким чином, корисно використовується 2,4% енергії або трохи більше. Інша енергія витрачається, по суті, на шкідливу роботу, стомлює артистів. Використовувати для світильників змінний струм ризиковано, оскільки частота промислового змінного струму (50 герц) не співпадає з частотою зйомки; в проміжках між періодами випромінювання ламп падає, і коливання світла можуть позначитися наосвітленості майданчика. 

Отже, ми маємо технічну систему, основні елементи якої «живуть» кожен у своєму ритмі. Звідси вади системи. Одна з об'єктивних закономірностей розвитку технічних систем полягає в тому, що системи з неузгодженою ритмікою витісняються більш досконалими системами - з узгодженої ритмікою.

У даному випадку потрібні безінерційні світильники, що працюють синхронно і синфазно обертанню шторки об'єктива. 

Принцип узгодження ритміки частин системи - всього лише одна з багатьох закономірностей, що визначають розвиток технічних систем. Але навіть знання цієї однієї закономірності дає винахідникові потужний евристичний інструмент. Можна розглядати різні технічні системи і свідомо їх удосконалювати. Зовні АРИЗ представляє собою програму послідовної обробки винахідницьких задач. Об'єктивні закономірності розвитку технічних систем закладені в самій структурі програми або виступають в «робочому одязі» - у вигляді конкретних операторів. [4, с. 142]

У багатьох випадках рішення задачі утруднене тому, що поставлена ​​вона невірно: треба вирішувати не дане завдання, а іншу. У АРИЗ це враховано. Отримавши завдання, винахідник, користуючись певними правилами, перевіряє можливість і доцільність її трансформації або навіть повної заміни. При цьому часом виявляються цілком нові завдання, виявляється логіка розвитку технічної системи. АРИЗ тому можна розглядати і як алгоритм прогнозування розвитку технічних систем. 

Обраний винахідником об'єкт розглядається, згідно АРИЗ, як елемент закономірно розвивається системи. У ході аналізу спочатку виявляється технічне протиріччя, що виникає між частинами (або властивостями) системи, а потім локалізується причина технічного протиріччя - визначається фізична протиріччя. 

Фізичне протиріччя являє собою різні і несумісні вимоги до однієї частини об'єкта. Наприклад, у двигуні внутрішнього згоряння стінки циліндра повинні бути гарячими, щоб був забезпечений високий ККД, і ці ж стінки циліндра повинні бути холодними, щоб був високий коефіцієнт наповнення при такті всмоктування і, отже, достатня потужність двигуна. Такого роду суперечності можуть бути усунені за допомогою певних типових прийомів.

АРИЗ зводить велике пошукове поле до кількох пробам, необхідним для підбору потрібного варіанта усунення фізичного протиріччя.

Виявлення фізичного протиріччя ведеться за чіткими правилами. Ось, наприклад, задача: «Є фільтр для очищення повітря від неметалевих часток пилу. Фільтр являє собою конструкцію з багатьох шарів металевої тканини. Час від часу фільтр необхідно очищати від забила його пилу. Здійснюють це продувкою фільтра в зворотному напрямку. Очищення йде занадто довго. Як швидше прибирати пил з фільтра? ». 

Люди, які не знають АРИЗ, починають перебирати незліченні варіанти: а якщо вимивати пил? А якщо вибивати її вібрацією? А якщо щось розчиняти? З позицій АРИЗ задача проста. Існує правило, за яким доцільно розглядати зміну не природних, а технічних елементів. Пил - природний елемент. Тканини металеві-елемент технічний. Отже, видаляти, вимивати, розчиняти, руйнувати треба не пил, а сам фільтр. Пори фільтра повинні бути маленькими при роботі і повинні бути більшими при очищенні. Рішення: замінимо металеву тканину феромагнітними крупинками, утримуваними магнітом або електромагнітом. [2, с. 129]

Такі завдання за допомогою АРИЗ вирішують восьмикласники. 
Після виявлення фізичного протиріччя винахідник звертається до інформаційного апарату АРИЗ: до системи типових прийомів усунення протиріч, до таблиць застосування типових прийомів, до покажчика використання фізичних ефектів і явищ. 

По суті, АРИЗ організує мислення винахідника так, ніби в розпорядженні однієї людини є досвід всіх (або дуже багатьох) винахідників. І, що дуже важливо, досвід цей застосовується талановито. Зазвичай навіть маститий винахідник черпає з досвіду рішення, засновані на зовнішній аналогії: ось ця нова задача схожа на таку-то стару задачу, значить, і рішення мають бути схожими. «Арізний» винахідник бачить глибше: Ось у цій новій завданню таке-то фізична протиріччя, значить, можна використати рішення зі старої завдання, яка зовні зовсім не схожа на нове завдання, але містить аналогічне фізичне протиріччя. Сторонньому спостерігачеві це здається проявом потужній інтуїції ... 

Досвід навчання АРИЗ свідчить: освоєння операцій описаного типу відчутно піднімає ефективність вирішення творчих завдань. Але справа в тому, що подібних операцій не дві - їх десятки. А головне - вони утворюють систему мислення. 
 

4. Алгоритм розв’язання винахідницьких задач

Спираючись на основні положення ТРВЗ, Альтшуллер у 1959 р. почав розробляти методику програмного розв’язання технічних задач, яку він у 1965 році назвав АРВЗ (алгоритм розв’язання винахідницьких задач).

Для створення АРВЗ було проаналізовано приблизно 200 тисяч винаходів вищих рівнів.

АРВЗ заснований на навчанні про технічні суперечності.

Процес розв’язання технічної задачі розглядається в АРВЗ як послідовність операцій з виявлення, уточнення і подолання технічних суперечностей і прагнення одержати ідеальний кінцевий результат (ІКР).

АРВЗ - це складний інструмент для розв’язання нестандартних задач.

Технічний об'єкт, який вдосконалюється, розглядається як цілісна система, що складається з підсистем і одночасно є частиною надсистеми. Перед розв’язуванням прямої задачі роблять пошук задач у підсистемі (обхідні задачі) і вибирають найбільш прийнятний шлях.

Стратегія розв’язування винахідницької задачі за АРВЗ (рис. 1) полягає в такому [11, с. 152]:

Рисунок 1 - Структурна схема ТРВЗ

1) Формулюють вихідну задачу (ЗВ) у загальному вигляді.

2) Опрацьовують і уточнюють її з огляду на дію вектора психологічної інерції (ВІ) і технічні рішення в даній та інших сферах. АРВЗ передбачає операції щодо управління психологічними факторами. Основне призначення цих операцій – гасити психологічну інерцію і стимулювати роботу уяви. Враховують наявні ресурси, які можна використовувати при розв’язуванні задачі: ресурси простору, часу, речовини і полів.

3) Викладають умови задачі, що складаються з перелічення елементів технічної системи і небажаних ефектів, вироблених одним із елементів (опрацьована задача). Переходять від розпливчастої винахідницької ситуації до чітко побудованої і гранично простої схеми (моделі) задачі.

Рисунок 2 - Схема розв’язування винахідницької задачі за АРВЗ: ЗВ – вихідна задача; ВІ – вектор психологічної інерції; ЗО – опрацьована задача; ІКР – ідеальний кінцевий результат.

4) Формулюють за визначеною схемою ІКР. Він є орієнтиром (маяком), у напрямку якого відбувається процес розв’язування задачі (при формулюванні ІКР не потрібно замислюватися над тим, як він буде досягнутий).

5) При порівнянні ІКР з реальним технічним об'єктом виявляється технічна суперечність, а потім її причина – фізична суперечність, що виникає через те, що намагаються поліпшити один параметр і при цьому неминуче погіршується інший. Наприклад, збільшення міцності конструкції призводить до збільшення її маси.

6) Виявлені фізичні суперечності усуваються за допомогою відносно невеликого розгляду варіантів. Наприклад, розділити суперечності у просторі чи за часом. Саме вирішення фізичних суперечностей необхідно і досить для усунення конфлікту, через який виникла задача.

5. Порівняння різних методів пошуку нових технічних розв’язань

Аналіз творчого процесу пошуку нових технічних розв’язань показує, що коли людина зіштовхується зі складною технічною проблемою, то вона починає подумки перебирати різні варіанти, пробує, помиляється і, нарешті, знаходить нове рішення. Цей метод і є методом розгляду всіх варіантів, чи, як ще його називають, методом проб і помилок це найдавніший спосіб пошуку нового технічного розв’язання.

З розвитком техніки метод проб і помилок ставав усе менш придатним. Наприклад, неможливо побудувати тисячу парових машин різних конструкцій, щоб вибрати одну найкращу. І тоді з'явилися наукові методи пошуку нових технічних розв’язань, тому що методом проб і помилок можна розв’язувати задачі, коли для одержання одного розв’язання досить десяти-двадцяти варіантів, тобто для простих задач, а для розв’язання складних задач вимагаються сотні і тисячі варіантів.

На рис. 3 наведена схема порівняння потужності різних методів і складності їх освоєння. [2, с. 153]

Рисунок 3 - Порівняння різних методів пошуку нових технічних розв’язань

Пошук нових розв’язань можна зобразити графічно (рис. 4). При використанні методу проб і помилок людина ніби перебуває у вихідній точці "Задача", їй потрібно прийти в точку "Розв’язання", але вона не знає, де ця точка. Вона вибирає довільний напрямок, робить одну спробу, другу, третю, щораз переконуючись, що розв’язання немає, змінює знову напрямок і робить нові спроби. Більшість з них зосереджено в одному напрямку, звичному для вирішального, це одержало назву вектора "психологічної інерції". [5, с. 96]

17

в) Систематичний розгляд

(морфологічний аналіз,

метод контрольних питань)

г) Спрямований пошук

нових розв’язань (АРІЗ)

17

Рисунок 4 - Схема пошуку нових технічних розв’язань

Висновок

В даному рефераті на тему «Алгоритм рішення винахідницьких задач» були розглянуті наступні питання:

- відомі прийоми теорії рішення винахідницьких задач;

- технологія винахідництва;

- раціональна тактика розв'язання винахідницьких завдань;

- алгоритм розв’язання винахідницьких задач;

- порівняння різних методів пошуку нових технічних розв’язань.

Світ, в якому ми живемо, влаштований складно. І якщо ми хочемо пізнавати його і перетворювати, наше мислення має правильно відбивати цей світ. 

Мислення за «повною схемою» поки - найбільша рідкість. Але таке мислення можна розвивати, до нього можна підводити якщо не всіх, то дуже багатьох. Одна з головних функцій АРИЗ і полягає в тому, щоб розвивати творчі здібності. 

Кожна людина має творити в області своїх інтересів і на рівні своїх можливостей. 

Для творчої цілеспрямованості учням або студентам необхідно знайомитися з інформацією про сучасні проблеми науки, мистецтва, техніки і суспільства, а також знаходити проблеми в науково-популярній літературі. 
 

Список використаної літератури

1. Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. -М.: Сов. радио, 1979. - 176 с.

2. Альтшуллер Г.С. Алгоритм винахідництва, 2-е изд. М.: Московський робітник. 1973. - 164 с.

3. Альтшулдер Г.С. Знайти ідею. Введення в теорію рішення винахідницьких завдань. Новосибирск: Наука. 1985. - 196с.

4. Воронова Ю.С. ТРВЗ: творчість як наука / / ЕКО. - 2004. - № 12. - С.140-157. 

5. Евтушенко А.А., Неня В.Г., Сапожников С.В., Твердохлеб И.Б. Сборник задач по курсу "Теория развития технических систем". - Сумы: СумГУ, 1995. – 107 с.

6. Кузьмін П. К. Принципи системності в теорії та методології К. Маркса. М. Политиздат, 1986. - 399с.

7. Крічевец О.М. Про математичні завдання та завдання навчання математики: деякі проблеми атематичного моделювання та математичної освіти / / Питанняпсихології. - 1999. - № 1. - С.32-41. 

8. Научно-технический прогресс: Словарь/Сост.: В.Г.Горохов, В.Ф.Халиков. -М.: Политиздат, 1987. - 306 с.

9. Петрович Т.Н., Цуриков В.М. Путь к изобретению. – М.: Мол. гвардия, 1986. – 222 с.

10. Ткачук Ю.Я. Совершенствование методов расчета промышленных роботов. -К.: Знание, 1988. - 24 с.

11. Чус А.В., Данченко В.Н. Основы технического творчества. -К.: Вища школа, 1983. - 184 с.

12. Уемов А. И. Системний підхід і загальна теорія систем М.: Думка 1982. - 246с.