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. 56 из 70)
13. После шага 1.6 следует обязательно вернуться к 1.1 и проверить логику построения модели задачи. При этом часто оказывается возможным уточнить выбранную схему конфликта, указав в ней Х-элемент, например, так:
14. Икс-элемент обязательно должен оказаться какой-то новой вещественной частью системы. Икс-элемент – это некое изменение в системе, некий икс вообще. Он может быть равен, например, изменению температуры или агрегатного состояния какой-то части системы или внешней среды.
Часть 2. Анализ модели задачи
Цель второй части АРИЗ – учет имеющихся ресурсов, которые можно использовать при решении задачи: ресурсов пространства, времени, вещества и полей.
2.1. Определить оперативную зону (ОЗ).
Примечания
15. В простейшем случае оперативная зона – это пространство, в пределах которого возникает конфликт, указанный в модели задачи.
Пример. В задаче об антенне ОЗ – пространство, ранее занимаемое молниеотводом, т.е. мысленно выделенный, «пустой» стержень, «пустой» столб.
2.2. Определить оперативное время (ОВ).
Примечания
16. Оперативное время – это имеющиеся ресурсы времени: конфликтное время Т1 и время до конфликта Т2. Конфликт (особенно – быстротечный, кратковременный) иногда может быть устранен (предотвращен) в течение Т2.
Пример. В задаче об антенне ОВ является суммой Т’1 (врем разряда молнии) и Т’’1 (время до следующего разряда). Т2 нет.
2.3. Определить вещественно-полевые ресурсы (ВПР) рассматриваемой системы, внешней среды и изделия. Составить список ВПР.
Примечания
17. Вещественно-полевые ресурсы (ВПР) – это вещества и поля, которые уже имеются или могут быть легко получены по условиям задачи. Прежде всего, это вещества и поля внешней среды. Затем вещества и поля инструмента, наконец, вещества и поля изделия, если нет запрета на их использование. Например, при измерении скорости потока можно использовать метки из вещества самого потока. Если в системе есть ферромагнитные вещества, в список ВПР следует включить магнитное поле (оно может быть получено без дополнительного введения вещества).
18. ВПР – это имеющиеся ресурсы. Их выгодно использовать в первую очередь. Если они окажутся недостаточными, можно привлечь другие вещества и поля. Анализ ВПР на шаге 2.3 является предварительным.
Пример. В задаче о защите антенны фигурирует "отсутствующий молниеотвод". Поэтому в ВПР входят только вещества и поля внешней среды. В данном случае ВПР - это воздух.
Часть 3. Определение ИКР и ФП
В результате применения третьей части АРИЗ должен сформулироваться образ идеального решения (ИКР). Определяется также и физическое противоречие (ФП), мешающее достижению ИКР. Не всегда возможно достичь идеального решения. Но ИКР указывает направление на наиболее сильный ответ.
3.1. Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет (указать вредное действие) в течение ОВ в пределах ОЗ, сохраняя способность инструмента совершать (указать полезное действие).
Пример. Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет в течение ОВ "непритягивание" молнии отсутствующим проводником (проводящим стержнем), сохраняя способность этого стержня не создавать помех для антенны.
Примечания
19. 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 приведенная в 3.1 формулировка ИКР – только образец, по типу которого необходимо записывать ИКР. Общий смысл любых формулировок ИКР: приобретение полезного качества (или устранение вредного) не должно сопровождаться ухудшением других качеств (или появлением вредного качества).
20. 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.
3.2. Усилить формулировку ИКР-1 дополнительным требованием: в систему нельзя вводить новые вещества и поля, необходимо использовать ресурсы вещества и поля.
Пример. В задаче о защите антенны – для усиления формулировки ИКР-1 надо заменить «икс-элемент словами «столб воздуха».
3.3. Записать формулировку физического противоречия на макроуровне: оперативная зона в течение оперативного времени должна (указать физическое макросостояние, например, "быть горячей"), чтобы выполнять (указать одно из конфликтующих действий), и не должна (указать противоположное физическое макросостояние, например, "быть холодной"), чтобы выполнять (указать другое конфликтующее действие или требование).
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)».
Пример. Столб воздуха в течение ОВ должен быть электропроводным, чтобы отводить молнию, и должен быть неэлектропроводным, чтобы не отводить радиоволны.
Эта формулировка наводит на ответ: столб воздуха должен быть электропроводным при разряде молнии и должен быть неэлектропроводным в остальное время. Разряд молнии сравнительно редкое явление, к тому же быстро проходящее. Закон согласования ритмики: периодичность появления громоотвода должна быть та же, что и периодичность появления молнии.
Это, конечно, не весь ответ. Как, например, сделать, чтобы столб воздуха при появлении разряда превращался в проводник, чтобы проводник исчезал сразу по окончании разряда?
ВНИМАНИЕ:
ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ ПО АРИЗ ОТВЕТ ФОРМУЛИРУЕТСЯ ПОСТЕПЕННО, КАК БЫ «ПРОЯВЛЯЕТСЯ». ОПАСНО ПРЕРЫВАТЬ РЕШЕНИЕ ПРИ ПЕРВОМ НАМЕКЕ НА ОТВЕТ И «ЗАКРЕПЛЯТЬ» ЕЩЕ НЕ ВПОЛНЕ ГОТОВЫЙ ОТВЕТ. РЕШЕНИЕ ПО АРИЗ ДОЛЖНО БЫТЬ ДОВЕДЕНО ДО КОНЦА!
3.4. Записать формулировку физического противоречия на макроуровне: в оперативной зоне должны быть частицы вещества (указать требуемое по 3.3 макросостояние), и не должны быть такие частицы (или должны быть частицы с противоположным состоянием или действием), чтобы обеспечить (указать по 3.3. другое макросостояние).
Пример. В столбе воздуха (при разряде молнии) должны быть свободные заряды, чтобы обеспечить электропроводность (для отвода молнии), и не должны быть (в остальное время) свободные заряды, чтобы не было электропроводности (из-за которой поглощаются радиоволны).
Примечания
23. При выполнении шага 3.4. 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, шаг 3.4. может не получиться. Но и в этом случае попытка составления микро-ФП полезна, потому что дает дополнительную информацию: задача решается на макроуровне.
ВНИМАНИЕ:
Три первые части АРИЗ существенно перестраивают исходную задачу. Итог этой перестройки подводит шаг 3.5. Составляя формулировку ИКР-2, мы одновременно получаем новую задачу - физическую.
В дальнейшем надо решать именно эту задачу.
3.5. Записать формулировку идеального конечного результата ИКР-2: оперативная зона (указать) в течение оперативного времени (указать) должна сама обеспечивать (указать противоположные физические макро- или микросостояния).
Пример. Нейтральные молекулы в столбе воздуха должны сами превращаться в свободные заряды при разряде молнии, а после разряда молнии свободные заряды должны сами превращаться в нейтральные молекулы.
Смысл новой задачи: на время разряда молнии в столбе воздуха - в отличие от окружающего воздуха - должны сами собой появляться свободные заряды; тогда столб ионизированного воздуха сработает как "молниеотвод" и "притянет" молнию к себе; после разряда молнии свободные заряды в столбе воздуха должны сами собой вновь стать нейтральными молекулами. Для решения этой задачи достаточно знать физику 9-го класса...
Часть 4. Мобилизация и применение ВПР
Ранее – на шаге 2.3. – были определены имеющиеся ВПР, которые можно использовать бесплатно. Четвертая часть АРИЗ включает планомерные операции по увеличению ресурсов: рассматриваются производные ВПР, получаемые почти бесплатно путем минимальных изменений имеющихся ВПР. Шаги 3.3. - 3.5. начали переход от задачи к ответу, основанному на использовании физики; четвертая часть АРИЗ продолжает эту линию.
Правило 4. Каждый вид частиц, находясь в одном физическом состоянии, должен выполнять одну функцию. Если частицы А не справляются с действиями 1 и 2, надо ввести частицы Б; частицы А выполняют действие 1, а частицы Б действие 2.