ТРИЗ для «чайников». Приемы устранения технических противоречий

Пример-шутка (разделение противоречия во времени)

– Доктор куда мы едем? 

– В морг. 

– Так я еще не умер! 

– Так мы еще и не приехали.

Пример-шутка (разделение противоречия в пространстве)

В детском саду дети сидят в песочнице с сотовыми телефонами, а воспитательница спит.

– Как вы можете спать!? Дети разбегутся!

– Никуда не денутся. Вай-фай только в песочнице!

Рис. 9. Никуда не денутся. Вай-фай только в песочнице!

Воспитательница великолепно разрешила противоречие в пространстве – граница должны быть и ее не должно быть. Дети должны убегать, потому, что они дети и хотят играть, и дети не должны разбегаться, чтобы быть под контролем. Значит, они должны играть в ограниченном пространстве. А сделать это может с помощью Интернета, ограничив радиус действия сети. То есть появилась «невидимая, но очень эффективная граница».

Аналогично, если в системы противоречивые требования, сформулированные для всей системы, реально проявляются в той или иной ее части. Тогда противоречие может быть разрешено в пространстве.

Вернемся к задаче 1.

Какие зоны валка удерживают металл, создают осевые усилия, центрирующие раскат?

Ну, разумеется, те, где наклон образующей валка больше, то есть краевые зоны.

Какие зоны по ширине валка создают особенно большую разницу по толщине в сравнении с краями?

Разумеется, центр валка. Парадоксальная ситуация, но теперь вполне очевидно, что противоречия, как такового, нет. Профиль валка в центральной части, создающий все проблемы разнотолщинности, практически не влияет на центровку раската, в то время как краевые зоны, обеспечивающие устойчивость раската, не вызывают большой разнотолщинности.

Мы разработали и внедрили выпукло-вогнутую профилировку валков, при которой в центре делается утолщение на фоне общей вогнутости. Благодаря этому разнотолщинность снизилась до 0,8 мм, не снижая при этом устойчивости процесса прокатки.

Как и каждое сильное решение, такая профилировка позволила получить «дополнительные пирожки»: так шутливо называют тризовцы сверхэффект – неожиданное положительное свойство системы, которое появляется при решении задачи. Кроме повышения качества проката удалось повысить на 10% производительность стана. Уменьшился и расход металла (поскольку лист стал в центре тоньше).

Рис. 10. Выпукло-вогнутая профилировка валка для прокатки листов на стане 3500 НТМК.

Итак, при решении практических задач, работа начинается с определения противоречия, которое мешает удовлетворить работать, а также оперативной зоны и оперативного времени, в которых это противоречие возникает. И часто бывает, что как только вы определите это, задача становится простой и понятной настолько, что ее можно решить на уровне здравого смысла.

А теперь попробуем описать формальную процедуру выявления оперативной зоны и оперативного времени:

Шаг 1. Постарайтесь сформулировать противоречивые требования, которые возникают в системе и мешают решить проблему.

Шаг 2. Постройте графики действия конфликтующих требований во времени и пространстве, указав действие каждого из требований соответственно на осях. При этом возможны три типовые схемы действия этих требований как для времени, так и для пространства:

– зоны действия противоречивых требований не пересекаются

(Рис.11. схема 1а, 1б);

– противоречивые требования касаются в одной точке

(Рис.11. схема 2а, 2б);

– зоны действия противоречивых требований пересекаются

(Рис.11. схема 3а, 3б).

Шаг 3. Проведите анализ возможности разрешения противоречия стандартными для данной области техники средствами.

Уже на этом этапе иногда удается получить решение, разделив противоречивые требования во времени или в пространстве. Если же здравый смысл и общие технические знания не помогает, необходимо начинать использовать инструментарий ТРИЗ. И в первую очередь могут помочь приемы устранения технических противоречий.

Но все это мы разберем позднее.

Рис. 11. Виды противоречий

Пример 1

В авиации во время Первой мировой войны была острая проблема – чтобы эффективно поражать противника (хорошо прицеливаться), пулеметы должны были стрелять через винт. Но некоторые пули попадали в винт и отстреливали лопасти. После этого самолет терпел крушение. Оперативное время – время стрельбы совпадает с временем работы винта, оперативная зона – место плоскости вращения винта, где проходит пуля. Разделить противоречие в пространстве не удается (оперативная зона одна как для пули, так и для лопастей винта (то есть схема 3в), но противоречие можно разделить, если пуля в момент прохождения через плоскость вращения винта будет находиться в другом месте (схема 1а) по отношению к лопасти винта. Так появились синхронизаторы работы пулемета и вращения винта. Затвор пулемета связан с осью распредвалом двигателя самолета. Теперь пули проходят через плоскость винта в то время, когда лопасти находятся в другом месте.

Пример 2

Примером ситуации, когда противоречивые требования по времени касаются в точке (а точнее пересекаются на небольшом участке) является решение о пористом протезе аорты, с временным заполнение пор растворяемым материалом (схемы 2а, 3б).

Выводы

Технические системы развиваются по объективным законам. Их можно найти и использовать для осознанного развития техники.

В основе любой технической проблемы лежит техническое противоречие, то есть наличие противоречивых требований в оперативное время в оперативной зоне. По мере развития системы противоречие развивается и обостряется. Решение технической проблемы – это всегда разрешение технического противоречия.

Глава 2. ПРИМЕНЕНИЕ ПРИЕМОВ УСТРАНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОТИВОРЕЧИЙ

Первоначально Г. С. Альтшуллер разработал 40 приемов устранения технических противоречий. Они были достаточно разнообразные по частоте применения и эффективности. Но главное – несмотря на достаточно глубокий уровень абстрагирования от конкретной ситуации, они за счет примеров давали возможность находить аналогии и решать задачи.

Надо понимать, что человек привык мыслить аналогиями. Увидев какую-либо ситуацию, он оценивает, а как можно разрешить ее на основе имеющегося опыта? То есть найти решение аналогичное тому, которое ранее привело к успеху. Чем более ситуация или задача, которую нужно разрешить, конкретна и близка к известной, тем больше вероятность, что аналогия будет замечена, а задача решена тем же путем. Но конкретность ситуации в значительной степени ограничивает круг задач, которые она позволяет решать. Чем более абстрактна формулировка положения или закона, тем большее количество решений она покрывает. Но такая абстрактность осложняет возможность увидеть аналогию в решении разных задач.

Налицо противоречие, которое успешно разрешил Г. С. Альтшуллер. Разработанные им 40 приемов устранения технических противоречий давали высокий уровень абстракции, а примеры в них подсказывали конкретные аналогии для решения.

В этой книге мы рассмотрим 20 основных приемов устранения технических противоречий, которые я выбрал как наиболее эффективные и часто применяемые. На основе более чем 30-летнего опыта работы я исключил часть приемов, которые используются редко, а часть приемов перегруппировал и объединил для удобства работы.

Я подробно раскрою подприемы каждого из них, а также расскажу о типовых применениях этих приемов, подкрепив каждый пункт примером (задачей-аналогом). Это сделает материал более доступным и инструментальным для широкого круга начинающих.

2.1. Виды разрешения противоречий

Все рассматриваемые приемы условно можно разделить на четыре основных группы, по типу разрешения противоречия:

– разрешение противоречий во времени