Владимир Петров История развития алгоритма решения изобретательских задач – ариз информационные материалы Тель-Авив, 200 6 Петров В. История развития алгоритма решения изобретательских задач – ариз (стр. 51 из 70)
3.2. Записать формулировку идеального конечного результата ИКР-1:
Если на 3.1 выбран инструмент:
...(указать инструмент) сам устраняет (указать вредное действие), сохраняя способность совершать (указать полезное действие).
Если на 3.1 выбран икс-элемент:
Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет (указать вредное действие), сохраняя способность инструмента совершать (указать полезное действие).
Пример. Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, обеспечивает прием молнии при отсутствующем проводящем стержне (т.е. при гарантированном непоглащении радиоволн).
Примечания
13. Кроме конфликта "вредное действие связано с полезным действием", возможны и другие конфликты, например "введение нового полезного действия вызывает усложнение системы" или "одно полезное действие несовместимо с другим". Поэтому приведенные в 3.2 формулировки ИКР следует считать только образцами, по типу которых необходимо записывать ИКР. Общий смысл этих формулировок: приобретение полезного качества (или устранение вредного) не должно сопровождаться ухудшением других качеств (или появлением вредного качества).
14. Если из условий задачи известно, каким должно быть готовое изделие, и задача сводится к определению способа получения этого изделия, может быть использован метод "шаг назад от ИКР". Изображают готовое изделие, а затем вносят в рисунок минимальное демонтирующее изменение. Например, если в ИКР две детали соприкасаются, то при минимальном отступлении от ИКР между деталями надо показать зазор. Возникает новая задача (микро-задача): как устранить дефект? Решение такой микро-задачи обычно не вызывает затруднений и часто подсказывает способ решения общей задачи.
3.3. Выделить оперативную зону (ОЗ).
Примечания
15. В простейшем случае оперативная зона – это часть изменяемого элемента, в пределах которой необходимо обеспечить сочетание требований, указанных в формулировке ИКР. Оперативная зона может включать и пространство между инструментом и изделием. Если инструмент сдвоенный, в оперативную зону может входить пространство между инструментами.
16. Если инструмент – поле, то оперативная зона монет частично или полностью проникать в изделие. Это необходимо учитывать и в том случае, если изменяемым элементом взят икс-элемент, поскольку неизвестным элемент может оказаться полем.
Оперативная зона может проникать в изделие и в тех случаях, когда инструментом является вещество (в частности, мелкодисперсное). Но такое проникновение возможно лишь при условии, что оно не нарушает условий задачи.
17. Оперативная зона может геометрически включать и весь изменяемый элемент. В этом случае слова "часть элемента" означают "составная часть, распределенная во всем пространстве" ("кислород – часть воздуха...").
18. Силы, действие которых проявляется в оперативной зоне (например, сила давления), могут создаваться устройствами, находящимися вне этой зоны.
3.4. Определить оперативное время (ОВ).
Примечания
19. Оперативное время – это время, в течение которого необходимо обеспечить сочетание требований, указанных в формулировке ИКР-1.
3.5. Усилить формулировку ИКР-1 дополнительным требованием: в систему нельзя вводить новые вещества и поля, необходимо использовать измененные вещества и поля, уже имеющиеся в системе, прежде всего, в оперативной зоне.
Пример. Усиленная формулировка ИКР-1: измененный столб (стержень) воздуха (на месте отсутствующего молниеотвода) сам поглощает молнию, не поглощая радиоволны.
Примечания
20. На шаге 3.5 полезно составить также вспомогательную формулировку предельного ИКР: изделие само себя обрабатывает – без всяких инструментов.
ВВНИМАНИЕ: РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ВОЗНИКАЕТ В ВИДЕ «РАЗРЫВА» А ЛОГИКЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА. «РАЗРЫВ» ПОДОБЕН МАЛОЗАМЕТНОЙ ТРЕЩИНЕ В СТЕНЕ; ВАЖНО НЕ ПРОСКОЧИТЬ МИМО. НЕ СПЕШИТЕ! ОБРАЩАЙТЕ ОСОБОЕ ВНИМАНИЕ НА ВСЕ АНОМАЛИИ И НЕСООТВЕТСТВИЯ В ХОДЕ АНАЛИЗА.
Пример. В задаче о молниеотводе ОВ включает время Т1 разряда молнии и время Т2 до следующего разряда. В течение Т1 ОЗ должна быть проводником, в течение Т2 – непроводником. То есть молниеотвод должен появляться при разряде и исчезать по окончании разряда. Быстрое появление-исчезновение молниеотвода возможно лишь в том случае, если появлением управляет сама молния (это соответствует «предельному ИКР»). Здесь уже есть почти все слагаемые ответа. Столб воздуха, «установленный» вместо «отсутствующего молниеотвода», должен под действием самой молнии становится проводящим, а потом возвращается в начальное состояние. Остается уточнить один вопрос: как сделать, чтобы столб воздуха – «охотнее», чем обычный воздух, превращался бы в проводник при появлении молнии. Это – физика 9-го класса. Простейший способ – уменьшение давления воздуха в столбе.
А.с. 177 497: «Молниеотвод, отличающийся тем, что с целью придания ему свойства радиопрозрачности, он выполнен в виде изготовленной из электрического материала герметически закрытой трубы, давление воздуха которой выбрано из условия наименьших газоразрядных градиентов, вызываемых электрическим полем развивающейся молнии».
3.6. Записать формулировку физического противоречия на макроуровне: часть элемента в оперативной зоне в течение ОВ должна (указать физическое макросостояние, например, «быть электропроводной»), чтобы выполнять (указать одно из конфликтующих действий или требований), и должна (указать противоположное физическое макросостояние, например, «быть неэлектропроводной), чтобы выполнять (указать другое конфликтующее действие или требование).
Пример. Столб воздуха должен быть электропроводным при разряде молнии, чтобы отводить молнию, и не должен быть электропроводным в остальное время, чтобы не отводить радиоволны.
Примечания
21. Физическим противоречием (ФП) называют противоположные требования к физическому состоянию оперативной зоны.
22. Если составление полной формулировки ФП вызывает затруднения, можно составить краткую формулировку: «Элемент (или часть элемента в оперативной зоне (должен быть, чтобы (указать), и не должен быть, чтобы (указать)».
3.7. Записать формулировку физического противоречия на микроуровне: в оперативной зоне должны быть частицы вещества (указать их физическое состояние или действие), чтобы обеспечить (указать требуемое по 3.6 макросостояние), и не должны быть такие частицы (или должны быть частицы с противоположным состоянием или действием), чтобы обеспечить (указать требуемое по 3.6 другое макросостояние).
Пример. В столбе воздуха (при разряде молнии) должен быть свободные заряды, чтобы обеспечить электропроводимость (для отвода молнии), и не должны (в остальное время) быть свободные заряды, чтобы не было электропроводимости (из-за которой поглощаются радиоволны).
Примечания
23. При выполнении шага 3.7 еще нет необходимости конкретизировать понятие «частицы». Это могут быть, например, домены, молекулы, ионы и т.д.
24. Частицы могут оказаться а) просто частицами вещества, б) частицами вещества в сочетании с каким-то полем и (реже) в) «частицами поля».
25. Если задача имеет решение только на макроуровне, 3.7 может не получиться. Но и в этом случае попытка составления микро-ФП полезна, потому что дает дополнительную информацию: задача решается на макроуровне.
3.8. Записать формулировку идеального конечного результата ИКР-2: оперативная зона в течение оперативного времени сама обеспечивает (указать противоположные физические макро- и микросостояния).
Пример. Нейтральные молекулы в столбе воздуха сами превращаются в свободные заряды при разряде молнии и снова становятся нейтральными после разряда.
Правило 8. В ходе анализа могут возникнуть ответы на задачу. Ни в коем случае нельзя прерывать анализ из-за этих ответов.
Часть 4. Разрешение физического противоречия
4.1. Непосредственное решение
Рассмотреть возможность решения задачи непосредственно по формулировке ИКР-2. Если решение очевидно, перейти к его проверке по 5.1.
Примечания
26. При выполнении шага 4.1. целесообразно использовать фонд задач-аналогов.
При бесконечном разнообразии изобретательских задач число физических противоречий, на которых «держатся» эти задачи, сравнительно невелико. Поэтому значительная часть задач решается по аналогии с другими задачами, содержащими аналогичное физпротиворечие. Внешне задачи могут быть весьма различными, аналогия выявляется только после анализа – на уровне физпротиворечия.
4.2. Вепольный анализ
Составить вепольную формулировку системы. Рассмотреть ее простейшие преобразования (достройка простого веполя, достройка двойного веполя, разрушение веполя и т.д.). Если решение задачи очевидно, перейти к 5.1.
Пример. В задаче о молниеотводе два поля действуют на одно вещество. Чтобы построить нормальную вепольную формулу, надо ввести второе вещество. В то же время вводить второе вещество нельзя: оно либо электропроводное, либо неэлектропроводное – оба варианта исключены. Следовательно, нужно одно «переменное вещество.
4.3. Метод ММЧ
а. Используя метод ММЧ (моделирования «маленькими человечками»), построить схему физического противоречия.
б. Изменить схему «а» так, чтобы «маленькие человечки» действовали, не вызывая конфликта.
в. Перейти к технической схеме. Если решение очевидно, перейти к 5.1.
Примечания
27. Метод моделирования «маленькими человечками» (метод ММЧ) состоит в том, что конфликтующие требования схематически представляют в виде условного рисунка (или нескольких последовательных рисунков), на которых действует большое число «маленьких человечков» (группа, несколько групп, "толпа"). Изображать в виде «маленьких человечков» следует только изменяемые части модели задачи (инструмент, икс-элемент).