Часть 3. Анализ модели задачи

3.1. Выбрать из элементов, входящих в модель задачи тот, который можно легко изменять, заменять и т.д. Для этого проверить, хорошо ли поддается изменениям инструмент, входящий в конфликтную пару. Если этот инструмент плохо поддается изменениям, следует заменить его икс-элементом.

Правило 5. Технические объекты легче менять, чем природные.

Правило 6. Инструменты легче менять, чем изделия.

Правило 7. Если в системе нет легко изменяемых элементов, следует изменять "внешнюю среду".

Правило 8. Если на этом шаге произведена замена инструмента на икс-элемент, надо заново записать формулировки шагов 2.2-3.1, поскольку возможно изменить модель задачи.

Примечание 3. Хорошо поддаваться изменениям - значит легко изменять физические параметры (размеры, форму, скорость, силу и т.д.) и допускать введение вещества. В частности, электромагнитные и тепловые поля относятся к элементам, хорошо поддающимся изменениям (если условиями задачи специально не оговорено обратное).

Задача 1. Так как плоская "ложка" не будет держать жидкость, то форму изделия менять нельзя. Круг можно менять, при условии сохранения им способности шлифовать.

Задача 2. Молниеотвод - инструмент, "обрабатывающий" (меняющий направление движения) молнию, которую считают изделием. Молния - природный элемент, молниеотвод - технический, поэтому объектом берется отсутствующий молниеотвод, который хорошо поддается изменению. Главная функция системы - прием радиоволн, поэтому выбрать следует ТП-2, так как в этом случае проводящие стержни не вредят радиоволнам.

3.2. Записать стандартную формулировку ИКР: элемент (инструмент, выбранный на шаге 3.1) сам устраняет вредное взаимодействие, сохраняя способность выполнять (указать полезное действие). Если на шаге 3.1 выбран икс-элемент, то он, не усложняя систему, устраняет (указать вредное действие), сохраняя способность совершать (указать полезное действие).

Правило 9. В формулировке ИКР всегда должно быть слово "сам- (сама, само).

Примечание 4. 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 формулировки ИКР следует считать только образцами, по типу которых необходимо записывать ИКР. Общий смысл всех формулировок: приобретение полезного качества (или устранение вредного) не должно сопровождаться ухудшением других качеств (или появлением вредного качества).

Задача 1. Круг сам приспосабливается к криволинейной поверхности изделия, сохраняя способность шлифовать.

Задача 2. Отсутствующий молниеотвод сам обеспечивает "поимку" молнии, сохраняя способность хорошо пропускать радиоволны.

3.3. Выделить оперативную зону - ту зону элемента (указанного в шаге 3.2), которая не справляется с требуемым по ИКР комплексом двух взаимодействий. Показать, что в этой зоне - вещество и поле. Выделить эту зону на схематическом рисунке, обозначив ее цветом, штриховкой и т.п. Следует помнить, что силы, действие которых проявляется в оперативной зоне (например, силы давления), могут создаваться устройствами, находящимися вне этой зоны.

Примечание 5. Оперативной зоной называют часть изменяемого элемента, в пределах которой необходимо и достаточно обеспечить сочетание требований, указанных в формулировке ИКР.

Примечание 6. Если изменяемым элементом является инструмент и этот инструмент - поле, то оперативная зона может частично или полностью проникать в изделие. Эту возможность необходимо учитывать и в том случае, когда изменяемым элементом взят икс-элемент (поскольку этот элемент может оказаться полем).

Задача 1. Наружный слой круга (внешнее кольцо, обод); вещество (абразив, твердое тело).

Задача 2. Оперативной зоной будет та часть пространства, которую занимал отсутствующий молниеотвод. Вещество (столб воздуха), свободно пронизываемое радиоволнами.

3.4. Сформулировать противоречивые физические требования, предъявляемые к состоянию выделенной зоны элемента конфликтующими взаимодействиями (действиями, свойствами), например: а) для обеспечения (указать полезное взаимодействие или то взаимодействие, которое надо сохранить) необходимо (указать физическое состояние - быть нагретой, подвижной, заряженной и т.д.); б) для предотвращения (указать вредное взаимодействие или взаимодействие, которое надо ввести) необходимо (указать физическое состояние: быть холодной, неподвижной, незаряженной и т.д.).

Правило 10. Физические состояния, указанные в пунктах 3.4, а и 3.4, 6 должны быть взаимопротивоположными.

Задача 1. а) чтобы шлифовать, наружный слой круга должен быть твердым (или должен быть жестко связан с центральной частью круга для передачи усилий); б) чтобы приспосабливаться к криволинейным поверхностям изделия, наружный слой круга не должен быть твердым (или не должен быть жестко связан с центральной частью круга).

Задача 2. а) чтобы пропускать радиоволны, столб воздуха должен быть не проводником (точнее не должен иметь свободных зарядов).

3.5. Вернуться к 2.1 и проверить, сужается ли область анализа. Должен быть четкий переход от системы 2.1 к конфликтующей паре (2.2), затем к одному элементу (3.1) и его части (3.3).

Примечание 7. Если конфликтующие действия исходили из разных элементов пары, то при переходе от пары к одному элементу (3.1) или части этого элемента (3.3) может измениться формулировка конфликта. Например, конфликт в паре состоит в том, что изделие вредно действует на полезно действующий инструмент. При переходе к одному элементу формулировка конфликта должна быть "привязана" к этому элементу: полезно действующий инструмент не обладает способностью противодействовать вредному действию.

Задача 2. Имеем систему из элементов: радиоволны, молния и молниеотвод. По 2.2 создаем конфликтующую пару: отсутствующий молниеотвод - молния. По 3.1. выделяется изменяемый элемент в конфликтующий паре - отсутствующий молниеотвод. По 3.3 определяется зона изменяемого элемента, в пределах которой нужно обеспечить сочетание требований, указанных в ИКР. Проверка показала сужение области анализа от первоначальной системы к оперативной зоне.

3.6. Используя метод моделирования "маленькими человечками" (ММЧ), построить схему конфликтующих действий (или состояний) в оперативной зоне.

Примечание 8. Метод ММЧ состоит в том, что оперативная зона схематически представляется в виде условного рисунка, на котором действуют "маленькие человечки" (МЧ).

Задача 2. По условиям задачи МЧ, находящиеся в оперативной зоне, должны "ловить" МЧ - молнии и пропускать МЧ - радиоволн. Чтобы пропускать МЧ-радиоволн, МЧ в оперативной зоне не должны отличаться от окружающей среды, то есть от воздуха. Поэтому оперативную зону можно представить себе в виде многих пар взявшихся за руки МЧ. В паре они нейтральны, вне пары - агрессивны. Таким образом, МЧ в парах нейтральны и не задерживают МЧ-радиоволн. Но, в то же время, эти пары не выполняют другой своей функции - не "ловят" появившихся МЧ-молний.

3.7. Преобразовать (перестроить, дополнить) схему, полученную на шаге 3.5 так, чтобы МЧ действовали, не вызывая конфликта.

Примечание 9. При перестройке схемы не следует думать о том, как именно физически (а, тем более, технически) реализовать преобразование. Цель шага 3.7 - ясно представить идеальное преобразование и, тем самым, облегчить последующие шаги.

Задача 2. Чтобы выполнялась функция поимки молнии, необходимо каким-то образом разделить нейтральные пары. Причем активизироваться должны только пары в оперативной зоне. Нужно сделать так, чтобы МЧ- молнии сами разбивали пары, и в свою очередь соединялись с одним из членов пары.

3.8. Записать стандартные формулировки физического противоречия:

а) полная формулировка - (указать выделенную зону элемента) должна (указать состояние, отмеченное на шаге 3.4, а), чтобы выполнять (указать полезное взаимодействие), и должна (указать состояние, отмеченное на шаге 3.4, 6), чтобы предотвращать (указать вредное взаимодействие);

б) краткая формулировка - (указать выделенную зону элемента) должна быть и не должна быть.

Задача 1. а) наружный слой круга должен быть твердым, чтобы шлифовать изделие, и не должен быть твердым, чтобы приспосабливаться к криволинейным поверхностям изделия; б) наружный слой круга должен быть и не должен быть.

Задача 2. а) столб воздуха должен иметь свободные заряды, чтобы "ловить" молнию, и не должен иметь свободных зарядов, чтобы не задерживать радиоволны; б) столб воздуха со свободными зарядами должен быть и не должен быть.

3.9. Записать стандартную формулировку ФП на макроуровне: оперативная зона должна (указать физическое макросостояние зоны, например, "быть электропроводной"), чтобы выполнять (указать одно из конфликтующих действий или требований), и должна (указать противоположное физическое макросостояние зоны, например, "быть неэлектропроводной"), чтобы выполнять (указать противоположное действие или требование).

Примечание 10. ФП - называют противоположные требования к физическому состоянию оперативной зоны.

Задача 2. Оперативная зона должна быть электропроводной, чтобы "ловить" молнию, и должна быть неэлектропроводной, чтобы не задерживать радиоволны.

3.10. Записать стандартную формулировку ФП на микроуровне: вещество оперативной зоны должно (указать физическое состояние мелких частиц вещества, например, "содержать свободные заряды"), чтобы обеспечить (указать требуемое по 3.9 макросостояние), и должно (указать противоположное физическое состояние мелких частиц вещества, например, "не содержать свободных зарядов" ), чтобы обеспечить (указать требуемое по 3.9 противоположное макросостояние).

Примечание 11. При выполнении шага 3.10 еще нет необходимости конкретизировать понятие "мелкие частицы". Это могут быть любые достаточно мелкие частицы: крупинки, домены, молекулы, ионы и др.

Примечание 12. Логика формулирования ФП такова: на шаге 3.7 нужно действие К, чтобы выполнить требование, указанное в ИКР; на шаге 3.9 - нужно физическое состояние JI, чтобы выполнить действие К; на шаге 3.10 - нужно физическое состояние М микрочастиц, чтобы обеспечить состояние JI.

Задача 2. Вещество оперативной зоны должно содержать свободные заряды, чтобы обеспечить электропроводность, и не содержать свободных зарядов, чтобы обеспечить непроводимость.

3.11. Вернуться к 3.7 и проверить углубляется ли анализ. Необходим четкий переход от общей схемы противоречивых действий 3.7 к конкретным противоречивым состояниям всего вещества (3.9) и его частиц (3.10).

Правило 11. В ходе анализа могут возникнуть ответы на задачу, но и из-за них, ни в коем случае, нельзя прерывать анализ. Продукция анализа - это не ответ на задачу, а четкая, красивая формулировка ФП.

Задача 2. На шаге 3.7 построена общая схема конфликтующих действий в оперативной зоне и произведено преобразование этой схемы в соответствии с ИКР: оперативная зона (столб воздуха) должна быть активной, чтобы выполнить требование ИКР. На шаге 3.9 определены противоположные требования к физическому состоянию оперативной зоны: столб воздуха должен быть проводником и одновременно изолятором. На шаге 3.10 установлены конкретные противоречивые требования к физическому состоянию микрочастиц вещества оперативной зоны: столб воздуха должен содержать свободные заряды и одновременно не содержать их. Проверка показала углубление проведенного анализа.