ИКР – Идеальный конечный результат — это ситуация, когда нужное действие получается без каких-либо затрат (потерь), усложнений и нежелательных эффектов.
Идеальная система- система, затраты на получение полезного эффекта в которой равны нулю.
Обычно используют три основные формулировки ИКР:
- "Система сама выполняет данную функцию".
- "Системы нет, а функции ее выполняются (с помощью ресурсов)".
- "Функция не нужна".
Альтшуллер отмечал, что на практике ИКР редко достижим, но он служит ориентиром для творческой мысли. Чем ближе решение к ИКР, тем оно лучше. Для приближения к ИКР необходимо максимально использовать имеющиеся ресурсы.
Максимальное использование ресурсов для максимального продвижения к ИКР – такова в общем виде формула победы над задачей.
Плюсы:
1. Показывает путь к верному и сильному решению, показывает «направление» и сокращает число проб и ошибок.
2. Какой ИКР, такое и решение. Чем ближе реальное решение к идеальному, тем более сильным будет результат.
3. Можно использовать отдельно практически в любой деятельности.
4. Прекрасно развивает воображение и нестандартное мышление.
5. Сужает зону поиска решений.
6. Помогает прогнозировать.
Минус:
Достичь ИКР практически невозможно (хотя, в редких случаях действительно достигается).
Пример
Задача. Постояльцы германских гостиниц воруют все, что не "прибито гвоздями" — от дорогой пепельницы до мешочков с ароматной травой и пульта от телевизора. Но менеджеры гостиниц не слишком огорчены этим.
ИКР: Оберегать предметы от краж не надо.
Решение. Во-первых, все расходы уже включены в цену номеров. Во-вторых, на все предметы нанесены эмблемы отеля, так что их похищение — дополнительная реклама гостиницы. Ведь украденное, зачастую, проходит через несколько рук.
10. Понятие противоречий в АРИЗ: административные, технические, физические (примеры) (Ольгина В.А.)
Технические системы создаются для удовлетворения потребностей общества. Потребности растут быстро, часто меняются, поэтому необходимо совершенствовать или изменять технические системы.
После того, как мини-задача сформулирована и система проанализирована, обычно быстро обнаруживается, что попытки изменений с целью улучшения одних параметров системы приводят к ухудшению других параметров.
ТРИЗ выделяет 3 вида противоречий (в порядке возрастания сложности разрешения):
· АДМИНИСТРАТИВНОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ: «надо улучшить систему, но я не знаю как (не умею, не имею права) сделать это».
Противоречие между потребностью и возможностью ее удовлетворения. Оно часто задается руководителем и выражается в виде нежелательного эффекта (НЭ) - что надо исправить.
Шаблон административного противоречия:
- «Какой-то параметр системы плохой, нужно его улучшить»,
- «Нужно устранить такой-то недостаток, но, неизвестно, как»,
- «Имеется брак в производстве изделий, а причина его неизвестна».
· ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ: «улучшение одного параметра системы приводит к ухудшению другого параметра».
Техническое противоречие — это и есть постановка изобретательской задачи, выражается в виде противоположных требований к системе, к ее параметрам, невозможности совместить их.
Переход от административного противоречия к техническому сужает поле поиска решений и позволяет перейти от метода проб и ошибок к алгоритму решения изобретательской задачи , который либо предлагает применить один или несколько стандартных технических приемов, либо (в случае сложных задач) указывает на одно или несколько физических противоречий.
Правильное разрешение технического противоречия – это такое (качественное) изменение системы, когда уже не надо чем-то жертвовать. При этом для улучшения используются новые ресурсы, а старые ресурсы не перераспределяются.
Шаблон технического противоречия:
«Если (указать изменение, улучшающее систему), то (указать получаемое улучшение), но (указать получаемое ухудшение)».
· ФИЗИЧЕСКОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ: «для улучшения системы, какая-то её часть должна находиться в разных физических состояниях одновременно, что невозможно».
Физическое противоречие является наиболее фундаментальным, потому что изобретатель упирается в ограничения, обусловленные физическими законами природы. Для решения задачи изобретатель должен воспользоваться справочником физических эффектов и таблицей их применения.
Шаблон физического противоречия:
«Часть системы должна быть (указать состояние части системы), чтобы (выполнять улучшение) и должна быть (указать противоположное состояние части системы), чтобы (не выполнять ухудшение)».
Примеры противоречий:
| Административное противоречие | Техническое противоречие | Физическое противоречие |
| Крыло самолета недостаточно прочное, его необходимо улучшить, но неизвестно как это сделать | Если крыло самолета сделать из более стойкого металла, то крыло станет прочным, но это приведет к увеличению веса крыла | Крыло и должно быть прочным, чтобы быть стойким ко внешним воздействиям и не должно, чтобы не отяжелять вес |
| В слесарном наборе недостаточно инструментов | Если увеличить число инструментов, то это улучшает возможности дифференцированного воздействия на изделие, но это ухудшает условия работы с набором, который становится более громоздким. | Число инструментов должно быть большим, чтобы иметь возможность дифференцированного воздействия на изделие, и не должно, чтобы не делать набор громоздким и тяжелым |
| В актовом зале с большими окнами зимой поверхность нагревательных батарей имеет высокую температуру, что создает опасность для людей получить ожоги. | Если батареи имеют высокую температуру, то в актовом зале будет тепло, но тогда существует опасность для людей получить ожоги. | Батареи и должны быть горячими, чтобы достигать комфортной температуры в актовом зале, и не должны, чтобы не подвергать опасности людей. |
11)
Проблема: снег, падающий зимой на автостоянку, затрудняет передвижение автомобилей и пешеходов.
Прежде чем применять какие-либо методы решения, следует проблему свести к задаче, так как аналитически решать можно только задачу. Проблема, представляет собой негативное ощущение человека, поставившего ее. Задача же содержит исходные условия и характер результата, который должен быть получен. Поэтому, сначала следует хотя бы в общих чертах определить возможные направления решения проблемы, чтобы впоследствии конкретизировать их вплоть до формулировки задач. В нашем случае возможны следующие направления решения проблемы: 1. Совершенствовать средства передвижения пешеходов и автомобилей. Сейчас есть для пешеходов - лыжи, снегоступы, коньки, снегоходы с мотором; для автотранспорта - зимняя резина, цепи, гусеничный ход. Можно заняться их модернизацией. 2. Убирать или уничтожать упавший снег. Этим сейчас и занимаются дорожные службы в городах. В арсенале - дорожные машины, снегоуборщики, самосвалы, снегоплавильные станции, реагенты. Можно сконцентрировать усилия на их совершенствование. 3. Не допускать падения снега на поверхность дороги или тротуара. Из имеющихся средств - навесы.
Навесы используются для защиты поверхности от падения снега очень давно, но в условиях рыночной экономики к ним предъявляется дополнительное требование - иметь низкую себестоимость. Отсюда можно сформулировать новую, более узкую проблему: при защите автопарковки от падающего снега при использовании навеса приходится тратить деньги на его строительство. Мы получили административное противоречие: требуется снизить себестоимость навеса, но неизвестно, как это сделать. Это еще не задача - нет ни исходных данных, ни характера результата. Для того, чтобы привести это противоречие к технической задаче необходимо конкретизировать условия. Для этого следует описать техническую систему, с которой, или на основе которой, будет вестись разработка решений. Сразу нужно отметить, что получаемые решения не обязательно должны быть похожи на исходную ТС, ведь главной побуждающей силой является решение проблемы, а не модернизация имеющейся ТС.
Будем считать, что исходная ТС - навес - представляет собой крышу, установленную на опоры.Для того, чтобы выйти на техническое противоречие, для устранения которого можно будет применить приемы, необходимо предъявить к нашей ТС такие технические требования, которые требовали бы существования ТС в противоположных состояниях одновременно. Одно требование вытекает из главной функции ТС - не пропускать снег на автостоянку. Второе требование - "низкая себестоимость" не является техническим, так как напрямую не относится к технической стороне навеса. Значит надо найти технический эквивалент себестоимости и формулировать противоречие относительно него. В нашем случае возможно несколько вариантов таких эквивалентов. Рассмотрим некоторые из них.
Себестоимость навеса в основном складывается из стоимости материалов и стоимости работ по его постройке. Для обычных конструкций стоимость работ пропорциональна стоимости материалов, к тому же стоимость работ также не является технической характеристикой навеса и формулирование противоречия на ее основе не даст продвижения вперед. Стоимость материалов пропорциональна размеру защищаемой площади автостоянки, которая определяется заказчиком. Обратим внимание на конструкцию, которая состоит из крыши и опор. Площадь крыши также определяется размерами автостоянки. Из оставшихся технических характеристик можно выделить: толщину крыши, количество и расположение опор, площадь сечения опор.
Здесь следует особо подчеркнуть, что выбранная характеристика (например, толщина крыши) будет являться "наживкой", на которую мы будем "ловить" новые идеи, и выбор ее не имеет определяющего значения для решения задачи. В нашем случае выберем толщину крыши. Для того, чтобы стоимость материалов крыши была минимальной при определенной площади, ее толщина должна быть минимальна. Таким образом мы заменяем экономический критерий "низкая себестоимость" на техническую характеристику "минимальная толщина крыши". Теперь можно сформулировать техническое противоречие: если толщину крыши сделать большой, то крыша удержит вес снега, но получится очень дорогой; если толщину крыши сделать маленькой, то она будет дешевой, но не сможет удержать вес снега и разрушится. Итак, у нас образовалась конфликтующая пара в виде крыши и снега. Поскольку в ТС входит только крыша, то основные изменения будем осуществлять с ней. (В некоторых случаях, снег тоже может стать объектом применения приемов, то есть служить ресурсом для достижения нашей цели - борьбы с вредным давлением толщи снега). Еще одна пара противоположностей, касающуюся главной полезной функции крыши, а именно - не пропускать снег и удерживать вес снега. При кажущейся эквивалентности этих понятий существует следующая разница. Запись "удерживать вес снега" предполагает, что снег будет скапливаться и находиться на крыше все время. Запись "не пропускать снег" более общая, так как заранее не предполагает никакого конкретного "поведения" снега, кроме того, она точнее отражает функцию навеса - защита автостоянки, а не удержание снега. Ввиду того, что своей толщиной крыша обязана именно весу снега, который она должна удерживать в рамках традиционного решения, противоречие записано именно с термином "удержать вес снега". В противном случае не будет понятно, зачем нужна толщина, которая обеспечивает крыше прочность. Представленные решения (40 примеров противоречий) можно разделить на две основные группы: повышающие несущую способность крыши и уменьшающие снеговую нагрузку на крышу. Следует отметить, что в случае постановки задачи в формулировке "удерживать снег" вторая часть массива решений не была бы получена, несмотря на их дееспособность. Очевидно также, что не все приемы давали одинаково действенные решения, а некоторые приемы приводили к решениям, похожим на другие. Для того, чтобы оптимизировать работу с приемами была построена "Таблица выбора приема устранения технических противоречий" в которой для разрешения конкретных видов противоречий рекомендовалось применять не все приемы, а только определенные. Для выбора приемов с помощью таблицы необходимо определить два параметра: что мы хотим улучшить и что при этом ухудшается. Для этого вспомним ТП, записанное в начале разбора: "если толщину крыши сделать большой, то крыша удержит вес снега, но получится очень дорогой; если толщину крыши сделать маленькой, то она будет дешевой, но не сможет удержать вес снега и разрушится". Но в стандартной таблице выбора приемов нет терминов "толщина" и "стоимость". Значит, придется найти адекватные замены этим терминам с учетом особенностей рассматриваемой технической задачи. Сразу нужно отметить, что возможно несколько вариантов замены. Рассмотрим два из возможных. Вариант замены терминов №1
Как было показано в предварительном анализе, эквивалентом стоимости может служить материалоемкость крыши. Термина "материалоемкость" также нет в таблице, но есть термин "объем неподвижного объекта". Если представлять крышу относительно монолитной конструкцией, то "материалоемкость", как вес материала может быть заменена "объемом неподвижного объекта" (крыши), считая плотность материала постоянной. Термин "толщина", как линейный размер, может быть заменен на "длину неподвижного объекта". Тогда получаем, что по условиям задачи надо изменить "длину неподвижного объекта" и при этом ухудшается "объемом неподвижного объекта". С помощью таблицы, определяем рекомендуемые приемы разрешения ТП: №№ 35, 8, 2, 14. Решения:
Прием 35. Изменение физико-химических параметров объекта.
а) Изменить агрегатное состояние объекта.
б) Изменить концентрацию или консистенцию.
в) Изменить степень гибкости.
г) Изменить температуру.
Адаптация: изменить агрегатное состояние снега.
Решение: Подогреть крышу и снег лежащий на ней, чтобы он превратился в воду. Тогда он сможет сам стечь с нее уменьшив нагрузку.
Прием 8. Принцип антивеса.
а) Компенсировать вес объекта соединением с другими объектами, обладающими подъемной силой.
б) Компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (за счет аэро-, гидродинамических и других сил).
Адаптация: Следует компенсировать вес снега соединением его или крыши с объектом, обладающим подъемной силой.
Решение: Прикрепить к крыше воздушный шар или дирижабль, который будет удерживать вес снега.
Прием 2. Принцип вынесения. Отделить от объекта "мешающую" часть ("мешающее" свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство).
Адаптация: Мешающей частью является толщина крыши. Она появляется в основном из-за того, что нагрузка на крышу получается изгибающая и напряжения в материале весьма велики. Вот если бы удалось сделать нагрузку только растягивающую, то это значительно снизило бы напряжения.
Решение: Подвесить крышу на многочисленных тонких тросах, закрепленных на зданиях или высоких опорах.
Прием 14. Принцип сфероидальности.
а) Перейти от прямолинейных частей объекта к криволинейным, от плоских поверхностей к сферическим, от частей, выполненных в виде куба или параллелепипеда, к шаровым конструкциям.
б) Использовать ролики, шарики, спирали.
в) Перейти к вращательному движению, использовать центробежную силу.
Адаптация: перейти от плоской крыши к сферической. Решение: Сделать крышу в виде сферического или полуцилиндрического купола. Это уменьшит нагрузку на единицу поверхности крыши, а также будет способствовать скатыванию снега с крыши.
Адаптация: перейти к вращательному движению крыши.
Решение: Сделать крышу в виде вращающегося диска. Снег под действием центробежных сил будет слетать с крыши, уменьшая нагрузку. Кроме того. Центробежные силы будут растягивать саму крышу, компенсируя изгибающие нагрузки от веса снега.
Вариант замены терминов №2
Используем часть ТП "если толщину крыши сделать маленькой, то она будет дешевой, но не сможет удержать вес снега и разрушится". Термин "толщина", как и прежде заменяем на "длину неподвижного объекта". Термин "удержать вес" может быть заменен на "прочность", таким образом, у нас при изменении "длины" (толщины) ухудшается "прочность".
В нашем случае термин "толщина", для подстановки его в графу "что требуется изменить", путем нескольких итераций может быть заменен на "объем неподвижного объекта". Интересно, что в предыдущем варианте этот термин использовался в разделе "что ухудшается". В результате, при паре нужно изменить "объем неподвижного объекта" и при этом ухудшается "прочность", получаем рекомендацию воспользоваться приемами №№ 28, 6, 32.
Прием 28. Замена механической схемы.
а) Заменить механическую систему оптической, акустической или "запаховой".
б) Использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для взаимодействия с объектом.
в) Перейти от неподвижных полей к движущимся, от фиксированных - к меняющимся по времени, от неструктурных - к имеющим определенную структуру.
г) Использовать поля в сочетании с ферромагнитными частицами.
Адаптация: применить для удержания снега электростатические или магнитные поля.
Решение: Перед подлетом снега к крыше его следует электростатически зарядить или намагнитить и далее удерживать или менять траекторию падения с помощью электростатических или магнитных полей.
Прием 6. Принцип универсальности. Объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах.
Адаптация: Следует добавить крыше выполнение других функций, например быть полом.
Решение: Надстроить над автостоянкой один этаж, который использовать под офис или склад.
Прием 32. Принцип изменения окраски.
а) Изменить окраску объекта или внешней среды.
б) Изменить степень прозрачности объекта или внешней среды.
в) Для наблюдения за плохо видимыми объектами или процессами использовать красящие добавки.
г) Если такие добавки уже применяются, использовать меченые атомы.
Адаптация: изменить окраску крыши или снега.
Решение: Если распылить на выпавший снег черную краску, то это будет способствовать быстрейшему его таянию под воздействием солнечных лучей.
Легко заметить, что среди них нет ни одного приема из рекомендованных для предыдущего рассмотренного варианта выбора параметров подстановки №1. Получается, что в зависимости от выбранной адаптации задачи к терминам таблицы могут быть рекомендованы совершенно разные приемы даже для одного и того же технического противоречия. Отсюда следует, что к вопросу замены терминов задачи на термины, присутствующие в таблице, следует подходить внимательно и в случае неоднозначности пробовать все возможные варианты для получения большего количества решений. Правда, так можно очень быстро придти к тотальному перебору всех приемов.
Обобщая результаты можно сделать следующие выводы: 1.
Рекомендуемые приемы устранения ТП направлены на активизацию мышления и выход за пределы известных решений. 2.
Качество решений, получаемых с помощью приемов, зависит как от кругозора решателя, так и от его настойчивости. 3.
Корректность выбора рекомендуемых приемов устранения ТП с помощью таблицы зависит от мастерства решателя адаптировать задачу к терминам, используемым в таблице. 4.
12.
Любая ТС предназначена для удовлетворения какой-то потребности человека. Она выполняет определенную функцию, имеет определенную структуру и состоит из взаимосвязанных, организованных в пространстве и времени элементов.
Любая ТС является носителем какой-либо главной полезной функции (ГПФ). Каждая ТС кроме ГПФ, ради которой она существует, выполняет несколько дополнительных функций. Среди дополнительных могут быть выделены вспомогательные функции (ВФ), облегчающие выполнение ГПФ, и сопутствующие функции (СФ), которые ТС может выполнять кроме основной (пылесос – основная функция –отсасывать пыль, сопутствующая – распылять побелку). Функциональность любой ТС можно представить:
Функциональность ТС= ГПФ+ВФ+СФ
Структура ТС – это неизменная в период функционирования совокупность элементов и связей между ними, которые определяются физическим принципом действия, выбранным для осуществления ГПФ.
Объект – некий оказавшийся в фокусе нашего внимания элемент материального мира.
Продукт – объект, с определенными свойствами.
Техническая система – совокупность элементов, обеспечивающая появление продукта.
Элемент структуры – это относительно минимальная единица структуры, способная к выполнению элементарной функции и остающаяся неизменной во время функционирования. Понятие элемента структуры имеет относительный характер. Любой элемент структуры сам может быть системой (например, двигатель автомобиля). В природе не существует обособленных систем. Любая из них является частью другой системы, которую называют надсистемой. В то же время самая малая система состоит из ряда более мелких систем, называемых подсистемами. Необходимый элементный состав ТС:
Источник энергии – то, откуда система черпает энергию для производства работы.
Генератор энергии
Трансмиссия – то, что передает энергию от двигателя к инструменту.
Рабочий орган - часть технической системы, непосредственно действующая на объект.
Орган управления
Двигатель – то. Где происходит конечное преобразование энергии в вид.
Система управления – то, что обеспечивает совместную работу частей ТС для появления продукта.
Подсистема – такая система, продукт которой используется данной технической системой.
Основные типы структур ТС:
1. Корпускулярная. Состоит из слабосвязанных элементов. Примеры: газ, рыболовная артель.
2. Плотная упаковка. Состоит из однотипных жестко связанных элементов. Пример: кирпичная стена, пчелиные соты.
3. Цепная. Состоит из одинаковых шарнирно связанных элементов. Приме: поезд.
4. Сетевая. Состоит из разнотипных элементов, связанных между собой или непосредственно, или транзитом через другие элементы, или через центральный узловой элемент. Пример: телефонная сеть, система теплоснабжения.
5. Многосвязная. Элементы системы связаны множественными связями друг с другом. Пример: Интернет.
6. Иерархическая. Состоит из разнородных элементов, каждый из которых входит в структуру более высокого уровня иерархии и имеет горизонтальные и вертикальные связи. Пример: автомобиль, структура управления.
Техническая система – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих искусственных элементов, обладающая свойствами, не сводящимися к свойствам составляющих элементов. ТС создается с конкретной целью для удовлетворения конкретной потребности.
Техническая система (ТС) – созданное человеком или автоматом реально существующее устройство, предназначенное для удовлетворения определенной потребности.
Каждую ТС можно представить описаниями,имеющими иерархическую соподчиненность:
- потребность или техническая функция (ТФ);
- функциональная структура (ФС);
- физический принцип действия;
- техническое решение (ТР);
- проект.
Потребность – краткое описание назначения ТС: P=(D;G;H),
D - указание действия, производимого ТС, направленное на достижение желаемого результата;
G - указание объекта обработки на который направлено действие D;
H – указание особых условий и ограничений, при которых выполняется действие D.
Функциональная структура. ТС состоит из элементов и может быть разделена на части. Каждый элемент как самостоятельная ТС выполняет определенную функцию. Между элементами имеют место два вида связей и соответственно два вида функциональных структур: конструктивная и потоковая. Физический принцип действия. Представляет собой ориентированный граф, вершинами которого являются наименования физических объектов, а ребрами входные A и выходные C потоки вещества, энергии и сигналов.Техническое решение (ТР) – конструктивное оформление ФС. При описании ТР используют следующие группы признаков:
- перечень основных элементов, их взаимное расположение, способы и средства соединения;
- последовательность взаимодействия элементов во времени;
- особенности конструктивного исполнения элементов;
- принципиально важное соотношение параметров для ТС в целом или отдельных элементов.
Проект включает значения параметров ТС и всех элементов до деталей. Он содержит всю необходимую информацию для изготовления и эксплуатации ТС (чертежи и конструкторская документация).
Дата: 2019-03-05, просмотров: 280.
