ТРИЗ по Альтшуллеру Г.С.

Г.В. Соколов

ТРИЗ по Альтшуллеру Г.С.

Период работ Альтшуллера по ТРИЗ составляет более 50 лет (1946 ... 1998 гг). ТРИЗ относится к аналитическим теориям. Математики в этой отрасли знаний пока что не работали. Этим объясняются трудности использования знаний по ТРИЗ в экспертных системах. Известен проект "Изобретающая машина", который содержит базы данных по составляющим ТРИЗ. Но этот проект в основном ориентирован на оказание платных консультационных услуг. В то же время, целенаправленность ТРИЗ на алгоритмизацию сценария поиска решения задачи значительно упрощает необходимую для этого формализацию процессов решения задач.

Рассмотренный в предыдущем разделе структурно-функциональный метод исследования является основной составной частью ТРИЗ, что будет показано в данном разделе.

Перечислим основные понятия, на которых строится ТРИЗ [1].

ТРИЗ - это система приемов, методов и алгоритмов целенаправленного управления процессом поиска решений задач.

Приемы - это операторы преобразования исходной технической системы (устройства) или исходного технического процесса (способа), достаточно "сильные", чтобы устранить технические противоречия. Прием должен быть одинарной (элементарной) операцией.

Метод - это система операций, предусматривающая определенный порядок их применения. Метод основывается на одном принципе, постулате, и остается в рамках этих исходных принципов.

Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) - это достаточно четкая программа действий (для прямой задачи).

Целью ТРИЗа является формализация репродуктивного компонента творческого процесса, выбор наиболее эффективной тактики поиска решений вместо тактики проб и ошибок. То есть, управлять сценарием творческой деятельности.

В круг основных понятий ТРИЗа включены также понятия: системный оператор, система операторов, стандарты. Системный оператор - это инструмент для тренировки воображения. Смысл его в том, что задачу изменяют (интерпретируют) переводом ее в надсистему или подсистему, а на каждом из уровней - переводом в антизадачу, обратной данной задаче, то есть, он помогает в выборе обходной задачи [1, стр. 122].

Система операторов - это информация о наиболее эффективных способах преодоления технического противоречия (ТП) и физического противоречия (ФП): списки типовых приемов, таблицы использования типовых приемов, таблицы и указатель применения физических эффектов. Техническое противоречие (ТП) есть аппарат выявления, обострения и устранения противоречия технического объекта. Физическое противоречие (ФП) - это искусственно введенные взаимоисключающие требования к технической конструкции (А и не А). Идеальная техническая конструкция - это конструкция, выполняющая свою функцию без каких-либо затрат.

Стандарты - это набор приемов и физических эффектов в определенной последовательности для устранения ФП. Например, для обнаружения объекта в него предварительно вводятся добавки. 77 стандартов разделены на пять классов.

Последние три понятия явно слабо формализованы и точны для использования в экспертных системах, хотя и используется термин системный оператор. По существу, ТРИЗ - это попытка создать инструмент для воспитания "системного" мышления: "... дать правила организации мышления по многоэкранной схеме" [2, стр. 55, 58]. Для кого-то этот инструмент может быть полезен, а кому-то он покажется лишней помехой в его творческой деятельности [2, стр. 62].

Спорным фактором является и формулировка первых трех законов развития технических систем (статика) без ссылки на принципы триединства (трехакт по Энгельмейеру П.К.) [2, стр. 64]. Альтшуллер сформулировал восемь законов развития технических систем, и составил из них три условные группы: статика (три закона), кинематика (4), динамика (1). В первых трех законах, по существу, идет речь о вещественных ресурсах (1 - наличие работоспособных частей системы), о информационных (2 - передача может быть вещественной, полевой и вещественно-полевой) и о процессах (3 - согласование ритмики частей системы [1, стр. 122]). Альтшуллер относит всю эту группу законов к критериям жизнеспособности новых технических систем [2, стр. 64].

По нашей инерпретации принципа триединства (п. 1.4.) метакритерием является некий оптимум между потоками ресурсов (ОВИР), который непосредственно относится к третьему закону.

Четыре закона группы "кинематика" являются по сути дела аксиомами развития систем во времени: увеличение степени идеальности системы; неравномерность развития частей системы; переход системы в подсистему в качестве одной из частей; переход с макроуровня на микроуровень (молекулярный, атомный, электронный).

Восьмой закон группы "динамика" - увеличение степени вепольности является по существу одной из реализаций первого закона группы "кинематика" (увеличение степени идеальности системы), или одним из подразделов (реализаций) принципа триединства (ОВИР). Анализ соотношения потоков вещественных и информационных полевых ресурсов является необходимым условием для приближения к идеальному варианту решения. Например, с помощью природных полей через посредников (вводимых вещественных ресурсов, поддающихся управлению этими полями) находят оптимальное управление заданными потоками ресурсов. Такое сочетание ресурсов имеет наименование "веполь" (вещество и поле), [3, 1, стр. 76]. Там же (стр. 77) приводится расчет коэффициента (К) степени свернутости системы (двойной веполь - свернутая структура) по предложению И.М. Верткина.

К = N / M, где

N - число веполей в системе, а M - число искусственных элементов в веполях. Для простого веполя К = 1 / 3. Чем больше К, тем выше степень идеальности системы. Например, в системе, автоматически приподнимающей крышку парника для проветривания, К = 2 / 1. Крышка выполнена с эффектом памяти формы. В системе два веполя: температурный и механический.

Описание АРИЗ с системных позиций дано в работе [4, стр. 110]. Эту работу можно рекомендовать для первого ознакомления с ТРИЗ. АРИЗ представляет собой один из сценариев решения изобретательских задач, содержащий девять этапов. Шесть из них следующие:

анализ задачи и ее модели (два этапа);
определение идеального конечного результата и физического противоречия;
анализ оптимального использования ресурсов;
поиск аналогов в базе знаний;
корректировка задачи

Остальные три этапа включают в себя: проверку качества полученного решения, формулировку принципа решения, анализ фактического сценария решения на новизну, рис. 1. Последние два этапа выполняются для наработки статистики по технологии АРИЗ [2].

Из рис.1 видно, что указанный алгоритм мало отличается от перечня этапов процесса принятия сложных решений [5, стр. 136]. На первом этапе рассматриваются ограничения и цели задачи с выявлением технического противоречия. В результате получают модель задачи (2-ой этап или этап 4), анализ которой позволяет выявить оперативную зону конфликта. На третьем этапе формируется образ идеального решения (ИКР) и "физического противоречия" (ФП), мешающего достижению ИКР. На четвертом этапе выполняются планомерные операции по увеличению ресурсов и их оптимального использования. Другими словами, этапы 3 и 4 представляют собой итеративный структурно-функциональный анализ-синтез с ориентацией на прямую задачу, или поиск оптимального варианта решения (этап 5 [5]). Остальные этапы пояснений не требуют.

Практическим прогрессом в области ТРИЗ является использование банков знаний (информационного фонда), позволяющее более успешно решать технические проблемы во взаимосвязи с экологическими, социальными требованиями и требованиями технологии изготовления объектов техники [6, стр. 63]. В информационный фонд входят:

приемы устранения технических и физических противоречий;
банк закономерностей и тенденций развития объектов техники;
банк методов инженерного творчества [7];
банк методов активизации инженерного творчества;
банк открытий и физических эффектов (выбор принципа функционирования технического решения);
банк отрицательных эффектов;
банк приемов преобразования объектов техники;
банк методов оценки технико-экономических параметров объектов, их работоспособности и эффективности (выявление базового объекта лучшего мирового образца).
Информационный фонд строится на принципах классификации и систематизации. Особую актуальность получил банк отрицательных эффектов, так как в последние десятилетия обнаружилось много "отдаленных" последствий загрязнения окружающей среды и информационной составляющей, что создает потенциальную угрозу существованию самой жизни на Земле.

Таким образом, новое в перечисленных законах ТРИЗ - это интерпретация (родословная) известных системных понятий к технике и введение нового термина "веполь". Понятия технического и физического противоречия отражают всеобщий закон развития (единство и борьба противоположностей), по которому решение находится методом циклически повторяющегося структурно-функционального синтеза-анализа, то-есть так, как это происходит и в самой жизни.

Этими замечаниями подчеркиваются существенные проблемы в развитии самой ТРИЗ. Как сама методология решения проблем, так и ТРИЗ, надо полагать, будут совершенствоваться бесконечно по мере развития мировоззрения человека. Чтобы ТРИЗ развивался оптимальным образом необходимо определить место этой теории в окружающем пространстве прикладных и фундаментальных наук. Иначе может получиться ситуация "с ног на голову" - на ветвь навалить деревья. Такая ситуация часто возникает в результате необоснованного введения новых терминов и перефразирования уже давно известных и используемых в различных отраслях науки понятий.

Литература

Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука (теория решения изобретательских задач) - М.: Сов. радио, 1979.
Альтшуллер Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. - Новосибирск: Наука, 1986.
Иванов Г.И. Формулы творчества, или как научиться изобретать: Кн. для учащихся ст. классов. - М.: Просвещение, 1994.
Яковлев Б.А. Интеллектуальная собственность (создание, правовая охрана и использование объектов промышленной собственности). Учебное пособие. - Новосибирск: Новосибирский гуманитарный институт, 1998.
Гладких Б.А. и др. Основы системного подхода, - Томск: ТГУ, 1976.
Александров Л.В., Шепелев Н.П. Системный анализ при создании и освоении объектов техники. - М.: НПО "Поиск", 1992.
Александров Л.В. и др. Алфавитный аннотированный справочно-библиографический указатель принципов, методов, правил и приемов инженерного творчества. - М.: ВНИИПИ, 1989. - 41 с.

Конец обзора