Оглавление

1. Универсальные приемы разрешения противоречий
2. 1. Понятие о противоречиях
   1. 1.1. Общие понятия
   2. 1.2. Административное противоречие
   3. 1.3. Техническое противоречие
   4. 1.4. Физическое противоречие
3. 2. Использование таблицы приемов разрешения технических противоречий
4. 3. 40 приемов Г. С. Альтшуллера
   1. 1. Принцип дробления
   2. 2. Принцип вынесения
   3. 3. Принцип местного качества
   4. 4. Принцип асимметрии
   5. 5. Принцип объединения
   6. 6. Принцип универсальности
   7. 7. Принцип «матрешки»
   8. 8. Принцип антивеса
   9. 9. Принцип предварительного антидействия
   10. 10. Принцип предварительного исполнения
   11. 11. Принцип «заранее подложенной подушки»
   12. 12. Принцип эквипотенциальности
   13. 13. Принцип «наоборот»
   14. 14. Принцип сфероидальности
   15. 15. Принцип динамичности
   16. 16. Принцип частичного или избыточного решения
   17. 17. Принцип перехода в другое измерение
   18. 18. Использование механических колебаний
   19. 19. Принцип периодического действия
   20. 20. Принцип непрерывности полезного действия
   21. 21. Принцип проскока
   22. 22. Принцип «обратить вред в пользу»
   23. 23. Принцип обратной связи
   24. 24. Принцип «посредника»
   25. 25. Принцип самообслуживания
   26. 26. Принцип копирования
   27. 27. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности
   28. 28. Замена механической системы
   29. 29. Использование пневмо- и гидроконструкций
   30. 30. Использование гибких оболочек и тонких пленок
   31. 31. Применение пористых материалов
   32. 32. Принцип изменения окраски
   33. 33. Принцип однородности
   34. 34. Принцип отброса и регенерации частей
   35. 35. Изменение агрегатного состояния объекта
   36. 36. Применение фазовых переходов
   37. 37. Применение теплового расширения
   38. 38. Применение сильных окислителей
   39. 39. Применение инертной среды
   40. 40. Применение композиционных материалов
5. 4. Универсальные приемы
   1. 1. Дробление
   2. 2. Вынесение
   3. 3. Местное качество
   4. 4. Асимметрия
   5. 5. Объединение
   6. 6. Универсальность
   7. 7. Матрешка
   8. 8. Устранение нежелательных эффектов
   9. 9. Предварительное антидействие
   10. 10. Предварительное действие
   11. 11. «Заранее подложенная подушка»
   12. 12. Эквипотенциальность
   13. 13. Наоборот
   14. 14. Закругление, зацикливание
   15. 15. Динамичность
   16. 16. Частичного или избыточного действия
   17. 17. Переход в другое измерение
   18. 18. Активизация, рандомизация
   19. 19. Периодическое действие
   20. 20. Непрерывность полезного действия
   21. 21. Проскок
   22. 22. Обратить вред в пользу
   23. 23. Обратная связь
   24. 24. Посредник
   25. 25. Самообслуживание, самоисполнение
   26. 26. Копирование
   27. 27. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности
   28. 28. Использование более управляемых полей, веществ и информации
   29. 29. Гибкое управление (изменение степени свободы)
   30. 30. Изменение граничных условий
   31. 31. Пустоты
   32. 32. Изменение параметров
   33. 33. Однородность
   34. 34. Отброс и регенерация частей
   35. 35. Изменение структуры
   36. 36. Фазовые переходы
   37. 37. Расширение, распространение, увеличение
   38. 38. Активизация
   39. 39. Инертное окружение
   40. 40. Композиционные объекты, процессы, данные
6. 5. Примеры
   1. 1. Дробление
   2. 2. Вынесение
   3. 3. Местное качество
   4. 4. Асимметрия
   5. 5. Объединение
   6. 6. Универсальность
   7. 7. Матрешка
   8. 8. Устранение нежелательных эффектов
   9. 9. Предварительное антидействие
   10. 10. Предварительное действие
   11. 11. «Заранее подложенная подушка»
   12. 12. Эквипотенциальность
   13. 13. Наоборот
   14. 14. Закругление, зацикливание
   15. 15. Динамичность
   16. 16. Частичного или избыточного действия
   17. 17. Переход в другое измерение
   18. 18. Активизация, рандомизация
   19. 19. Периодическое действие
   20. 20. Непрерывность полезного действия
   21. 21. Проскок
   22. 22. Обратить вред в пользу
   23. 23. Обратная связь
   24. 24. Посредник
   25. 25. Самообслуживание
   26. 26. Копирование
   27. 27. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности
   28. 28. Замена механической схемы
   29. 29. Использование пневмо- и гидроконструкций
   30. 30. Использование гибких оболочек и тонких пленок
   31. 31. Применение пористых материалов
   32. 32. Изменение окраски
   33. 33. Однородность
   34. 34. Отброс и регенерация частей
   35. 35. Изменение физико-химических параметров объекта
   36. 36. Фазовые переходы
   37. 37. Применение термического расширения
   38. 38. Применение сильных окислителей
   39. 39. Применение инертной среды
   40. 40. Применение композиционных материалов
7. Заключение

Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ), созданная советским ученым и изобретателем Генрихом Сауловичем Альтшуллером, становится все более популярной в мире.

Один из инструментов ТРИЗ — это приемы разрешения противоречий. Эти приемы были созданы Альтшуллером для решения технических задач, главным образом в механике.

Автор попытался сделать приемы более универсальными, чтобы они смогли работать не только с любыми областями техники, включая и информационные технологии, но и с задачами из любой области знаний.

В книге приводится минимальное количество текста и большое количество картинок, поясняющих каждый из приемов и подприемов.

Материал может быть полезен как начинающим изучать ТРИЗ, так и преподавателям для демонстрации приемов. Кроме того, примеры могут быть использованы и для демонстрации других инструментов ТРИЗ.

Г. С. Альтшуллер проанализировал десятки тысяч патентов и выяснил, что техника развивается закономерно. Эти закономерности можно познать и использовать для развития систем и при решении изобретательских задач. Альтшуллером Г. С. была разработана система законов развития техники. Он также выяснил, что для решения сложных изобретательских задач необходимо выявить и разрешить противоречия. Им были сформулированы постулаты ТРИЗ, которые показывают принципиальное отличие изобретательского от рутинного мышления.

При рутинном мышлении мы ищем компромисс. В изобретательском мышлении мы выявляем противоречие, лежащее в глубине проблемы. Углубляя и обостряя противоречие, мы определяем первопричины, породившие данное противоречие. Разрешая противоречие, получаем результат без недостатков.

Г. Альтшуллер пришел к выводу, что фундаментом будущей теории изобретательства должны быть законы развития технических систем.

Он сформулировал постулаты ТРИЗ, которые показывают принципиальное отличие изобретательского от рутинного мышления.

Постулаты ТРИЗ гласят:

1. Техника развивается закономерно. При решении задач и развитии систем необходимо использовать законы развития технических систем.

2. Любую изобретательскую задачу можно классифицировать, и в соответствии с видом задачи подбирается вид решения.

3. Для решения сложных изобретательских задач необходимо выявить и разрешить противоречие, находящееся в глубине задачи.

Г. С. Альтшуллер отмечал: «…теория решения изобретательских задач принципиально отличается от метода проб и ошибок, и всех его модификаций, основная идея ТРИЗ: технические системы возникают и развиваются не „как попало“, а по определенным законам: эти законы можно познать и использовать для сознательного — без множества „пустых“ проб — решения изобретательских задач. ТРИЗ превращает производство новых технических идей в точную науку. Решение изобретательских задач — вместо поисков вслепую — строится на системе логических операций»[1].

Для разрешения противоречий Г. С. Альтшуллер разработал 40 основных приемов устранения противоречий и таблицу использования этих приемов.

Инструменты ТРИЗ и, в частности, приемы разрешения противоречий создавались в то время, когда еще не существовало информационных технологий. В основном приемы были созданы для решения задач из механики.

Информационные технологии (ИТ) сегодня развиваются очень быстрыми темпами. Перед разработчиками возникают трудные задачи, которые необходимо решать очень быстро и на высоком уровне. Для решения таких задач недостаточно только специальных знаний и опыта, но требуется методика решения сложных задач. Наилучшая методика решения сложных задач — это ТРИЗ.

Техническую систему в ТРИЗ рассматривали только как вещественный (материальный) объект. С появлением ИТ и применением ТРИЗ для ИТ понятие технической системы следует пересмотреть — расширить, так как информация — это не материальный объект. В данной книге будет рассматриваться только один из инструментов ТРИЗ — приемы разрешения противоречий.

Автор попытался сделать приемы более универсальными, чтобы они смогли работать не только с любыми областями техники, включая и информационные технологии, но и с задачами из любой области знаний.

[1] Альтшуллер Г. С. Теория решения изобретательских задач. Справка «ТРИЗ-88». URL: http://www.altshuller.ru/engineering16.asp

1. Понятие о противоречиях

1.1. Общие понятия

Различные технические средства создавались и создаются для удовлетворения тех или иных потребностей человека.

Потребности растут значительно быстрее возможностей их удовлетворения, что и является своего рода источником технического прогресса.

Проектирование новых объектов чаще всего подразумевает улучшение тех или иных параметров системы.

Сложные изобретательские задачи требуют нетривиального подхода, так как улучшение одних параметров системы приводит к недопустимому ухудшению других параметров. Возникает противоречие.

Противоречие — это одно из основных понятий ТРИЗ.

В ТРИЗ рассматриваются три вида противоречий:

— Административное противоречие (АП),

— Техническое противоречие (ТП),

— Физическое противоречие (ФП).

1.2. Административное противоречие

АДМИНИСТРАТИВНОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ (АП) — противоречие между потребностью и возможностью ее удовлетворения.

Его достаточно легко выявить. Оно часто задается администрацией или заказчиком и формулируется в виде: «Надо выполнить то-то, а как — неизвестно», «Какой-то параметр системы плохой, нужно его улучшить или нужно устранить такой-то недостаток, но не известно, как», «Имеется брак в производстве изделий, а причина его не известна» и т. д. Это самое поверхностное противоречие.

Мы хотим иметь много денег, а имеем мало.

Задача 1. Автобус

Условие задачи

Автобус должен перевозить много пассажиров. Как это сделать?

Это типичное административное противоречие (АП).

1.3. Техническое противоречие

ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ (ТП) — это противоречие между определенными частями, качествами или параметрами системы.

ТП возникает при улучшении одних частей (качеств или параметров) системы за счет недопустимого ухудшения других.

Оно представляет собой причину возникновения административного противоречия (АП), углубляя его. В глубине одного АП, чаще всего, лежит несколько ТП.

А улучшаем, а Б ухудшается.

Как правило, улучшая одни характеристики объекта (например, «А»), мы резко ухудшаем другие (например, «Б»). Обычно приходится искать компромисс, то есть чем-то жертвовать.

Техническое противоречие возникает в результате диспропорции развития различных частей (параметров) системы. При значительных количественных изменениях одной из частей (параметров) системы и резком «отставании» другой (других) ее частей возникают ситуации, когда количественные изменения одной из сторон системы вступают в противоречие с другими.

Продолжим рассмотрение задачи об автобусе.

Задача 1. Автобус (продолжение)

Разбор задачи

Чтобы перевозить много пассажиров, автобус должен быть вместимым, т. е. больших размеров. Однако большой автобус плохо маневрирует.

Таким образом можно сформулировать техническое противоречие (ТП).

ТП: Противоречие между вместимостью автобуса и маневренностью.

1.4. Физическое противоречие

ФИЗИЧЕСКОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ (ФП) — предъявление диаметрально противоположных свойств (например, физических) к определенной части технической системы.

Оно необходимо для определения причин, породивших техническое противоречие, т. е. является дальнейшим его углублением. Уточнение (углубление) противоречий может продолжаться и дальше для выявления первопричины.

Для человека, не знакомого с ТРИЗ, формулировка ФП звучит непривычно и даже дико — некоторая часть системы должна находиться сразу в двух взаимоисключающих состояниях: быть холодной и горячей, подвижной и неподвижной, длинной и короткой, гибкой и жесткой, электропроводной и неэлектропроводной, быть и не быть и т. д.

Продолжим разбор задачи об автобусе.

Задача 1. Автобус (продолжение)

Разбор задачи

Сформулируем физическое противоречие (ФП) для данной задачи.

ФП: Автобус должен быть большим, чтобы вмещать много пассажиров, и маленьким, чтобы быть маневренным.

Если более точно, то эти требования не ко всему автобусу, а только к салону.

Решение задачи

1. Автобус необходимо сделать динамичным — гибким, например, как змея.

Такой автобус будет вместительным и очень маневренным. Пока таких автобусов не создано, но имеется частичное решение — соединяют два и более автобусов гибким соединением — «гармошкой».

2. Автобус ставится на автобус — двухэтажный автобус.

В Лондоне построили 5-этажный автобус. Впервые его использовали во время «Олимпиады-2012». Он высотой 17,68 м.

3. Используют маленькие автобусы, но их пускают столько, сколько нужно в данных момент.

Существует проект автобуса, складывающегося или растягивающегося с помощью гармошки в зависимости от потребности — количество пассажиров. В часы пик автобус растягивается полностью, а при малом количестве пассажиров — полностью складывается.

В данной книге мы будем рассматривать только технические противоречия[1].

[1] Подробное описание всех трех видов противоречий в:
Петров Владимир. Основы ТРИЗ: Теория решенияи зобретательских задач/ Владимир Петров. [б. м.]: Издательские решения, 2018. –720 с. — ISBN 978-5-4493-3726-9 
Петров В. М. Теория решения изобретательских задач — ТРИЗ: учебник по дисциплине «Алгоритмы решения нестандартных задач». М: Солон-Пресс, 2017. — 500 с.: ил. ISBN: 978-5-91359-207-1 
Петров В. М. ТРИЗ. Теория решения изобретательских задач. Уровень 1. М: Солон-Пресс, 2017. — 252 с.: ил. (ТРИЗ от А до Я). ISBN 978-5-91359-239-2 
Петров В. М. ТРИЗ. Теория решения изобретательских задач. Уровень 2. М: Солон-Пресс, 2017. — 224 с.: ил. (ТРИЗ от А до Я). ISBN 978-5-91359-246-0
Петров В. М. ТРИЗ. Теория решения изобретательских задач. Уровень 3. М: Солон-Пресс, 2017. — 220 с.: ил. (ТРИЗ от А до Я). ISBN 978-5-91359-268-2 
Петров В., Абрамов О. ТРИЗ. Теория решения изобретательских задач. Уровень 6. Учебник — М.: СОЛОН-Пресс, 2018 — 408 с.: ил. (ТРИЗ от А до Я). ISBN 978-5-91359-319-1 
Петров В., Абрамов О. ТРИЗ. Теория решения изобретательских задач. Уровень 6. Задачник. — М.: СОЛОН-Пресс, 2018 — 212 с.: ил. (ТРИЗ от А до Я). ISBN 978-5-91359-320-7

2. Использование таблицы приемов разрешения технических противоречий

Статистический анализ технических задач позволил выявить типичные технические противоречия и приемы их устранения. В результате анализа более 40 тыс. изобретений Г. С. Альтшуллер выявил 40 основных (наиболее сильных) приемов, отобрал 39 универсальных параметров системы, которые можно изменять, и составил таблицу их применения. В английской литературе эту таблицу называют «Матрица Альтшуллера» (Altshuller’s Matrix или Altshuller’s Contradiction Matrix), а универсальные параметры — «Универсальные параметры Альтшуллера» (Altshuller’s Papametrs).

В таблице[1] по вертикали и горизонтали расположены универсальные параметры, а на их пересечении указаны номера приемов.

Опишем универсальные параметры:

1. Вес подвижного объекта

2. Вес неподвижного объекта

3. Длина подвижного объекта

4. Длина неподвижного объекта

5. Площадь подвижного объекта

6. Площадь неподвижного объекта

7. Объем подвижного объекта

8. Объем неподвижного объекта

9. Скорость

10. Сила

11. Напряжение, давление

12. Форма

13. Устойчивость состава объекта

14. Прочность

15. Продолжительность действия подвижного объекта

16. Продолжительность действия неподвижного объекта

17. Температура

18. Освещенность

19. Энергия, расходуемая подвижным объектом

20. Мощность

21. Энергия, расходуемая неподвижным объектом

22. Потери энергии

23. Потери вещества

24. Потери информации

25. Потери времени

26. Количество вещества

27. Надежность

28. Точность измерения

29. Точность изготовления

30. Вредные факторы, действующие на объект извне

31. Вредные факторы, генерируемые самим объектом

32. Удобство изготовления

33. Удобство эксплуатации

34. Удобство ремонта

35. Адаптация, универсальность

36. Сложность устройства

37. Сложность контроля и измерения

38. Степень автоматизации

39. Производительность

Прежде чем использовать таблицу, необходимо выявить техническое противоречие, присущее данной задаче. Это можно сделать несколькими путями.

1. Сформулировать техническое противоречие, а затем привести его в соответствие с универсальными параметрами.

2. Использовать сразу таблицу в следующей последовательности:

2.1. Выбрать по таблице в вертикальной колонке параметр, который нужно изменить (увеличить, уменьшить, улучшить) по условиям задачи. Например, выбрали строчку 9. Скорость.

2.2. В горизонтальной строке выбрать параметр, который недопустимо ухудшается. Например, на рис. 5 выбрали столбец 10. Сила.

2.3. На пересечении их в клеточке указаны номера приемов, которые рекомендовано использовать.

Например, это приемы 13, 28, 15, 19.

3. Использовать более сложную последовательность:

3.1. Выбрать по таблице в вертикальной колонке, параметр, который нужно изменить по условиям задачи.

3.2. Найти известный путь, как можно улучшить выбранный показатель, не считаясь с проигрышем (ухудшениями).

3.3. Какой параметр недопустимо ухудшается, если использовать найденный путь, выбрать его в горизонтальной строке таблице.

3.4. На пересечении выбранных показателей в клеточке указаны номера приемов, которые рекомендовано использовать.