Глава 4. Описание АРИЗ-2010

Общие замечания

АРИЗ – алгоритм решения изобретательских задач (см. Приложение 4. Определение 17).

Внимание!

АРИЗ – сложный инструмент, не применяйте его для решения новых практических задач без предварительного обучения.

АРИЗ – инструмент для мышления, а не вместо мышления. Не спешите, тщательно обдумывайте формулировку каждого шага, обязательно записывайте на полях все соображения, возникающие по ходу решения задачи.

АРИЗ – инструмент для решения нестандартных задач. Проверьте: может быть, ваша задача решается по стандартам?

Полезные советы¹⁰

– Не бороться с проблемой, а создавать условия, при которых она не возникает.

– Что порождает проблему, то и должно ее устранять.

– Формулировать задачу необходимо в месте ее начального возникновения. Чем дальше от первопричины формулируется задача, тем сложнее потребуется решение.

– Для эффективного решения используют ресурсы только в зоне возникновения задачи.

– Большие изменения в системе надо получать малыми изменениями в подсистеме.

– Текст идеально составленной задачи несет в себе… ответ.

Проверка проблемы на ложность

1. Выяснить, возникают ли вредные последствия в будущем на уровнях системы, надсистемы и подсистемы, если проблему не решать.

2. Выяснить, не является ли проблема результатом устаревших или ошибочных указаний и распоряжений, произведенных в прошлом.

3. Выяснить, не является ли проблема результатом ошибочных или излишних действий, совершаемых в настоящем на предыдущих технологических постах.

4. Проверить возможность самоустранения проблемы на последующих постах.

5. Проверить возможность передачи проблемы элементам надсистемы, для которых она является полезной при выполнении их функции.

Структура АРИЗ-2010

Часть 1. Анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи.

Часть 3 Определение обостренного противоречия (ОП).

Часть 4. Получение решения.

АРИЗ постепенно сужает поле исследования, выявляя «самую больную точку».

Анализ по АРИЗ выявляет первопричину – корень задачи.

Первоначально решатель сталкивается с туманной ситуацией, называемой «изобретательской ситуацией» (см. Приложение 4. Определение 18).

Часть 1. Анализ задачи

Цель первой части АРИЗ – переход от расплывчатой изобретательской ситуации к четко построенной и предельно простой модели задачи (см. Приложение 4. Определение 22).

1.1. Формулировка условия мини-задачи.

1.2. Формулировка конфликтующей пары.

1.3. Формулировка углубленного (технического) противоречия – УП (ТП).

1.4. Выбор конфликтующей пары.

1.5. Усиление конфликта, указав предельное состояние (действие) элементов.

1.6. Формулировка модели задачи.

1.7. Применение вепольного анализа.

Часть 2. Анализ модели задачи

Цель второй части АРИЗ – учет имеющихся ресурсов, которые можно использовать при решении задачи. Это ресурсы (см. Приложение 4. Определение 30):

– пространства,

– времени,

– веществ,

– полей,

– функций.

2.1. Определение оперативной зоны (ОЗ).

2.2. Определение оперативного времени (0В).

2.3. Определение вещественно-полевых ресурсов (ВПР).

Часть 3. Определение обостренного противоречия (ОП)

В результате применения третьей части АРИЗ должно быть сформулировано обостренное противоречие (ОП). Выстраивается цепочка более глубинных ОП: ОП → ОП₁ → ОП₂ → ОП₃ и т. д., определяя причинно-следственные связи – первопричину. Для этого сначала формулируется идеальный конечный результат (ИКР). Не всегда возможно достичь идеального решения, но ИКР указывает направление на наиболее сильное из них.

3.1. Формулировка идеального конечного результата (ИКР).

3.2. Усиление формулировки ИКР – использование ВПР.

3.3. Формулировка обостренного противоречия (ОП).

3.4. Формулировка углубленного обостренного противоречия (ОП₁).

3.5. Углубление обостренного противоречия 1 (ОП₂).

3.6. Углубление обостренного противоречия 2 (ОП₃).

Часть 4. Получение решения

Цель четвертой части АРИЗ – получить решение. Для этого используются типовые преобразования и инструменты из информационного фонда ТРИЗ (ресурсы, стандарты, задачи-аналоги, эффекты и приемы).

4.1. Использование типовых преобразований.

4.2. Использование ресурсов.

4.3. Использование системы стандартов.

4.4. Использование задач-аналогов.

4.5. Использование технологических эффектов.

4.6. Использование приемов.

4.7. Шаг назад от ИКР.

4.8. Применение метода ММЧ.

Примечание. Шаги 4.7 и 4.8 не обязательные.

Глава 5. Текст АРИЗ-2010

1. АНАЛИЗ ЗАДАЧИ

1.1. Формулировка условия мини-задачи (без специальных терминов). Определение мини-задачи см. Приложение 4, п. 21.

1.1.1. Определить объект усовершенствования

Определить техническую систему (ТС), в которой возникла задача (см. Приложение 4. «Определения»: ТС – п. 1).

Правило 1. Рассматривается конкретный объект в определенных условиях работы.

Правило 2. В качестве объекта усовершенствования выбирается ТС, в которой имеется недопустимый по условиям задачи нежелательный эффект (НЭ). Определение НЭ см. Приложение 4, п. 19.

Правило 3. Если в условии задачи описаны две и более ТС (прототипа), то в качестве объекта усовершенствования выбирается наиболее производительная ТС.

1.1.2. Главная функция системы (указать). Определение ГФ – см. Приложение 4, п. 10.

Сформулировать главную функцию (ГФ) ТС, выбранной на шаге 1.1.1.

Формулирование ГФ проводится по следующим правилам:

Правило 4. ГФ формулируются для данной ТС в определенных условиях работы.

Правило 5. Формулировка ГФ не должна содержать указаний на конкретное воплощение объекта (для ТС – на конкретное конструкторско-технологическое исполнение).

Правило 6. Исходя из определения функции (см. Приложение 4, п. 5), объектом ГФ должен быть объект: вещество или поле. При анализе информационных систем информация рассматривается как объект.

Параметры и свойства не должны выбираться в качестве объекта функции.

Правило 7. Исходя из определения функции (см. Приложение 4, п. 5), критерием наличия функции является изменение хотя бы одного параметра объекта функции.

Правило 8. Исходя из определения функции (см. Приложение 4, п. 5), она проявляется только в действии (взаимодействии). Поэтому в формулировке должна быть глагольная часть, отражающая это действие по изменению параметров объекта функции.

(Правило 8 указывает на недопустимость использования в формулировках функций глаголов, не отражающих действие по изменению параметров: «обеспечить», «улучшить», «добиться», «предотвратить», «исключить»).

Правило 9. Формулировка функции должна включать действие функции (Правило 8) – глагол в неопределенной форме + объект функции (Правило 6) – существительное в винительном падеже.

При необходимости в формулировку могут быть добавлены дополнения (обстоятельства), характеризующие место, время, направленность функции и др. Эти дополнения приводятся в скобках.

Правило 10. Не рекомендуется использовать при формулировании глагольной части функции частицу «не», т. е. функция должна быть позитивной.

Правило 11. Формулирование полезной функции ТС (определение см. Приложение 4, п. 8) рекомендуется вести в следующем порядке:

а. дать первоначальную формулировку функции ТС, которая представляется правильной;

б. проверить возможность выполнения ТС сформулированной функции самостоятельно (критерием является наличие у ТС хотя бы одного элемента, участвующего в выполнении этой функции);

в. дать уточненную формулировку функции, используя вопросы:

– если элемент по п. б) выявлен – «зачем выполняется эта функция?»;

– если такой элемент не выявлен – «каким образом выполняется эта функция?».

г. повторять процедуру по п.п. б) и в) до последней формулировки, по которой есть хотя бы один элемент, выполняющий эту функцию.

1.1.3. Состав системы

Определить компонентный состав выбранной ТС – ее подсистемы (см. определение в Приложении 4 п. 2).

Правило 12. В состав ТС включаются только элементы верхнего иерархического уровня.

Правило 13. Если какой-либо элемент имеет подсистемы, существенные для условий задачи и поэтому присутствующие в ее исходной формулировке, то рекомендуется эти подсистемы выделить в самостоятельные элементы.

Правило 14. Для проверки правильности включения какого-либо элемента в компонентный состав ТС рекомендуется контрольный вопрос: «Сохранится ли задача в отсутствие проверяемого элемента?».

1.1.4. Заменить в компонентном составе специальные термины

(см. Приложение 4, п. 22).

Правило 15. Специальные термины (спецтермины) следует заменять общеупотребительными (более общими) понятиями, охватывающими более широкий класс систем (элементов) и явлений, выполняющих ту же функцию. Или перейти к более общей функции. Они, как правило, несут меньшую психологическую инерцию:

– узкоспециальные термины («письменный стол», «бритва»);

– общие термины («стол», «режущий инструмент»);

– функциональные термины («поддержание», «отделение»);

– детские (бытовые, образные) термины («поддержалка», «резалка» – «отделялка»);

– универсальные термины («штуковина»).

Наиболее эффективными являются функциональные термины. Причем лучше переходить к наиболее общим функциям:

брить → резать → отделять.

1.1.5. Нежелательный эффект – НЭ («анти-Б»). Определение см. Приложение 4, п. 19.

1.1.6. Ожидаемый результат.

Необходимо при минимальных изменениях в системе (указать) не допустить (или устранить) нежелательный эффект (или указать другой результат, который должен быть достигнут – «А»).

1.1.7. Полная формулировка мини-задачи.

Сформулировать мини-задачу по следующей форме:

Необходимо при минимальных изменениях в ТС устранить НЭ, сохранив нормальный (требуемый) уровень выполнения полезной функции.

Правило 16. Минимальность изменений исходной ТС определяется граничными условиями, согласованными с заказчиками. В общем виде возможны 4 уровня изменений:

– изменение в технологии (без изменения конструкции);

– изменение конструкции (без изменения принципа действия);

– изменение принципа действия (без изменения главной функции);

– изменение главной функции.

1.1.7.1. Техническая система для (указать главную функцию – см. п. 1.1.2) состоит из (указать состав системы – основные компоненты – см. п. 1.1.3).

1.1.7.2. Нежелательный эффект (указать, см. п. 1.1.5 – «анти-Б»).

1.1.7.3. Необходимо при минимальных изменениях в системе (указать) не допустить (или устранить) нежелательный эффект (или указать другой результат, который должен быть достигнут – «А»), сохранив требуемый уровень выполнения полезной функции.

Примечание. Цель данного пункта – уточнить формулировки п.п. 1.1.2, 1.1.3, 1.1.5 и представить их вместе в виде мини-задачи.

1.2. Формулировка конфликтующей пары (определение см. Приложение 4, п. 25).

1.2.1. Изделие (указать). Определение см. Приложение 4 п. 26.

1.2.2. Инструмент (указать). Определение см. Приложение 4 п. 27.

Правило 17. Если инструмент по условиям задачи может иметь два состояния, надо указать оба состояния.

Правило 18. Если в задаче есть пары однородных взаимодействующих элементов, достаточно взять одну пару.

Примечание. Один из элементов конфликтующей пары может быть сдвоенным. Например, даны два разных инструмента, которые должны одновременно действовать на изделие, причем один инструмент мешает другому. Или даны два изделия, которые должны воспринимать действия одного и того же инструмента: одно изделие мешает другому.

1.2.3. Состояние (действие) инструмента:

Необходимо выбрать два предельных состояния инструмента (иногда изделия). Эти состояния должны максимально усиливать положительный эффект (уровень выполнения полезной функции) или максимально ослабить нежелательный эффект.

1.2.3.1. Состояние 1. Одно предельное состояние (указать).

1.2.3.2. Состояние 2. Противоположное предельное состояние (указать).

Примечание. Если сложно выбрать элементы конфликтующей пары (изделие и инструмент) или не понятно, с какими элементами связан конфликт, то можно составить таблицу взаимосвязей элементов (табл.1).

Примечание. В таблице обозначено:

1.3. Формулировка углубленного (технического) противоречия – УП (ТП). Определение УП см. в приложении 4 п. 29.

1.3.1. УП₁ (УП для состояния 1, соответствующее п. 1.2.3.1, указать).

1.3.1.1. Словесная формулировка УП₁ («А – анти-Б»).

Инструмент (указать – см. п. 1.2.2) в состоянии 1 (указать – см. п. 1.2.3.1), осуществляет полезное действие 1 (указать — «А») на изделие (указать – см. п. 1.2.1), это вызывает нежелательный эффект 1 (указать – см. п. 1.1.5 — «анти-Б»).

1.3.1.2. Графическое представление УП₁.

1.3.1.3. Проверить соответствие графической формулировки словесной.

1.3.2. УП-2 (УП для состояния 2, соответствующее п. 1.2.3.2, указать).

1.3.2.1. Словесная формулировка УП₂ («В – анти-А»).

Инструмент (указать – см. п.1.2.2) в состоянии 2 (указать – см. п. 1.2.3.2), осуществляет полезное действие 2 (указать — «В») на изделие (указать – см. п. 1.2.2), это вызывает нежелательный эффект 2 (указать – «анти-А»).

1.3.2.2. Графическое представление УП₂.

1.3.2.3. Проверить соответствие графической формулировки словесной

1.3.3. Проверка правильности выполнения шагов 1.3.1 – 1.3.2.

Правило 19. УП₁ и УП₂сформулированы правильно, если полезное действие УП₁ находится в противоположном (анти) состоянии нежелательному действию УП₂, а нежелательное действие УП₁ – в противоположном (анти) состоянии полезному действию УП₂. Это требование не обязательное, но такая формулировка, как правило, позволяет сохранить логику АРИЗ и на последующих шагах провести более глубокий анализ и выявить первопричины – получить решение более высокого уровня.

1.4. Выбор конфликтующей пары.

1.4.1. Главная функция системы (указать).

Сравнить формулировку с шагом 1.1.2, уточнить и выбрать соответствующую.

1.4.2. Выбрать УП из описанных на шаге 1.3, соответствующий главной функции, соответствующей п. 1.4.1 (указать).

Правило 20. Из двух УП выбрать то, которое обеспечивает лучшее выполнение главной функции.

Правило 21. В случае двух полезных функций выбрать то УП, которое обеспечивает лучшее выполнение главной функции надсистемы.

1.4.3. Выбранное состояние инструмента (указать).

Примечание. Этот шаг желателен, но не обязателен. Иногда лучше разобрать решение задачи по двум конфликтующим парам последовательно. Это может привести к двум различным решениям.

1.5. Усиление конфликта, указав предельное состояние (действие) элементов.

Правило 22. Усиление производить постепенно до качественного изменения задачи.

Возможно, несколько этапов усиления с появлением качественно новых задач.

Правило 23. Усиление конфликта необходимо доводить до физического предела состояния инструмента.

Правило 24. Большинство задач содержат конфликты типа «много элементов» и «мало элементов» («сильный элемент» и «слабый элемент»). Конфликты с состоянием:

а) «много элементов» и «сильный элемент» – приводятся к виду «избыточное число элементов» и «избыточно сильный элемент»,

б) «мало элементов» и «слабый элемент» – приводятся к виду «отсутствующий элемент» и «бездействующий элемент».

Новое состояние, таким образом, характеризуется новым НЭ, связанным с:

избыточным числом или избыточным действием элемента (а),

отсутствием элемента или отсутствием его действия (б).

1.6. Формулировка модели задачи. Определение см. в приложении 4, п. 22.

1.6.1. Конфликтующая пара, учитывая шаг 1.5 (указать).

1.6.2. Усиленная формулировка углубленного противоречия, учитывая шаг 1.5 (указать).

1.6.3. Функции Х-элемента. Определение см. в Приложении 4, п. 30.

Что должен сделать вводимый для решения задачи икс-элемент (что он должен сохранить и что он должен устранить, улучшить, обеспечить и т. д.).

Икс-элемент не допускает (или устраняет) плохое действие (указать), не мешая инструменту (указать) выполнять полезное действие (указать).