2. Основные инструменты триз

В этом разделе приведены основные понятия теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). Все понятия ТРИЗ показаны в виде, адаптированном к использованию в области развития программного обеспечения и информационных технологий. Примеры по использованию инструментов ТРИЗ приведены из разных областей знаний: техника, ИТ, программирование, социальные и художественные системы.

Можно выделить следующие типы инструментов ТРИЗ, с помощью которых изучаются системы, создаются модели задач и решений (рис. 2.1):

– инструменты выбора критериев для оценки рассматриваемых систем (может быть и не нужно ничего развивать);

– инструменты постановки и выбора задач для решения (не все что кажется задачей, таковой является и не всякую задачу нужно решать);

– инструменты моделирования задач и систем (разные инструменты могут использовать разные модели перехода от реальной ситуации к их моделям, о них и пойдет речь дальше – например, противоречия, элеполь);

– инструменты перехода от модели задачи к модели решения (разные модели задачи используют и разные модели решения, например, ИКР, приемы и принципы разрешения противоречий, элепольный анализ и т.д.);

– инструменты развития систем (законы и тренды развития позволяют создавать образ прогноза развития систем);

– инструменты перехода от моделей решения к самим решениям.

О

Рис. 2.1. Общие принципы инструментов ТРИЗ: создание моделей задач и моделей решений

бычно выделяют четыре основных направления развития систем:

– повысить полезные, нужные параметры системы;

– понизить вредные параметры системы и затраты;

– изменить систему в соответствии с известными законами и трендами развития систем;

– найти применение системы в новой области.

В этом пособии мы будем рассматривать только основные, базовые инструменты ТРИЗ. Системой, объединяющей эти инструменты в единый процесс, является алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ). АРИЗ можно рассматривать как инструмент, помогающий переформулировать текст исходной задачи или проблемы в ее решение. Об этом будет сказано в конце раздела об инструментах ТРИЗ.

2.1. Противоречия требований и противоречия свойств

2.1.1. Противоречия требований

Основной тезис ТРИЗ – решение изобретательских задач возможно не по наитию, не по воле случая, а на основе последовательного, целенаправленного поиска при помощи методов и инструментов, которые можно выявить, описать, изучить и применять на практике при решении изобретательских задач. Вместе с тем, само понимание того, что такое изобретательская задача требует уточнения. Фактически это ключевое понятие во всей ТРИЗ. Итак, что мы будем понимать под изобретательской задачей.

Приведем примеры изобретательских задач из разных областей (другие примеры приведены также в Приложение П6).

Задача 1. Достаточно сложная и уникальная программа расчета размещалась для хранения в виде исполняемого файла в машинных кодах в месте, которое могло быть доступно сотрудникам института. Были опубликованы также результаты работы этой программы: исходные данные, результаты расчетов. Защищать программу паролем нельзя во избежание попыток его раскрытия. Как сделать так, чтобы доступной всем программой мог пользоваться только сам автор этой программы?

З

Рис. 2.2. Иллюстрация к задаче 2.

адача 2. Необходимо визуализировать на сайте информацию об истории развития компании. При этом возникает несколько рядов такой информации: объем продаж, структура компании, география деятельности компании, продуктовый ряд и так далее (рис. 2.2). Как наиболее лаконично и в тоже время наиболее полно визуализировать эту информацию? Объем информации должен быть большой, чтобы ничего не упустить, и должен быть маленький, чтобы было удобно ею пользоваться, и можно было охватить всю информацию сразу. Как быть?

Задача 3. Мальчик лет восьми оказался перед проблемой: как войти в дверь, закрытую с другой стороны младшей сестрой лет четырех? Применить силу или угрозы, поднять крик? Это опасно для маленькой девочки, и как-то не по-мужски даже для восьмилетнего мальчика. Как без применения силы открыть закрытую дверь?

Что общего между этими тремя разными ситуациями?

Во всех трех ситуациях имеется противоречие требований: при выполнении одного требования оказывается не выполненным другое, при улучшении одного параметра – ухудшается другой параметр.

В первой задаче возникает противоречие: исполняемый файл не должен быть в общем доступе, чтобы не было несанкционированного доступа к программе, и должен быть в общем доступе по требованиям информационного центра и для удобства самого автора программы. Во второй задаче при увеличении степени детализации информации о компании мы теряем цельность ее восприятия. В третьей задаче также имеется противоречие: если дверь открыть силой, то мальчик выполнит свое желание добраться до свой сестренки, но при этом сама сестренка может пострадать от сильного рывка или просто испугаться.

Главным признаком изобретательской задачи является наличие противоречия требований!

Этот признак универсален для любой области деятельности человечества: техника, искусство, информационные технологии, маркетинг, бизнес и т. д.

В ТРИЗ используется специальная форма для формулировки противоречий требований:

ЕСЛИ (описать возможное изменение), ТО (указать необходимое положительное требование или действие), НО (указать нежелательные последствия).

Например, для задачи 1 можно сформулировать противоречие требований в таком виде: ЕСЛИ убрать исполняемый файл в машинных кодах из общего доступа, ТО мы защищаем его от несанкционированного доступа, НО теряется удобство доступа к этому файлу и самого автора программы, нарушаются правила работы центра.

Для технических систем противоречие требований принято называть техническим противоречием.

Приведем в качестве примера изобретательских задач еще три проблемные ситуации.

Задача 4. Производителю пирожков поставщики повысили цену на муку и другие продукты. Для сохранения рентабельности он также вынужден поднять цены. При этом возникло противоречие: если повысить отпускную цену пирожков, то это хорошо – сохранится рентабельность бизнеса, но это и плохо – снизится спрос. Как повысить цену, чтобы спрос при этом не уменьшился?

З

Рис. 2. 3. Иллюстрация к задаче 5

адача 5. На стальном тросе А висит груз. В плоскости, перпендикулярной тросу А, движется трос Б. Поднимать и опускать трос А и трос Б нельзя – это приводит к потери времени и ресурсов. Как сделать, чтобы трос Б, продолжая движение, не разорвал бы трос А и сам не был разорван?

Задача 6. Задача о сортировке массива. Массив, содержащий, например, целые числа, можно отсортировать методом пузырька. Однако время выполнения алгоритма растет пропорционально квадрату длины массива, то есть для достаточно длинных массивов это время становится недопустимо большим. Можно создать новый алгоритм сортировки, но на это также потребуется много времени. Создание нового метода «с нуля» является трудной задачей. Как сократить время сортировки длинного массива, не создавая новый алгоритм сортировки?

Как сформулировать противоречия требований для задач 4-6?

При формулировке противоречий требований необходимо учитывать, что для одной и той же проблемной ситуации можно сформулировать не одно, а два или более противоречий требований. Происходит это по нескольким причинам:

– в одной и той же проблемной ситуации можно выбрать разные изменения в системе в качестве возможных путей для разрешения конфликта (например, в задаче 1 можно убрать файл из общего доступа, а можно ввести пароль для его использования, не убирая из общего доступа);

– можно рассматривать два противоположных изменения в проблемной ситуации (например, в задаче 2 можно рассматривать противоречия, возникающие в ситуации, когда описывается вся всевозможная информация о компании, а можно сформулировать противоречия для ситуации, когда вообще практически отсутствует информация о компании);

– в одной и той же ситуации в качестве конфликтующих можно рассматривать разные требования и ограничения.

Например, в задаче 1 противоречие может быть между нежелательностью поместить файл в общем доступе и необходимостью это сделать, а можно выделить конфликт других требований: пароль должен быть, чтобы защитить файл и пароля и не должно быть, чтобы никто не пытался его расшифровать.

Главный тезис ТРИЗ: если удалось сформулировать противоречие требований, то возможно найти и решение этого противоречия.