Вопросы для самопроверки

104

Работа по составлению списка таких приемов была начата еще на ран­ них этапах создания ТРИЗ. Число авторских свидетельств и патентов за ис­ следования в этой области постоянно увеличивается.

В АРИЗ-64 была таблица из 40 приемов, составленная на основании анализа почти 5 тысяч изобретений, относящихся к сорока патентным классам (табл. б.З), В АРИЗ-71 список включал уже 100 приемов (с подприемами). При этом подприемы нередко образуют цепь, где каждый последующий развивает предыдущий. Для их выявления пришлось просмотреть несколько сотен тысяч описаний изобретений и отобрать свыше 40 тысяч решений, которые были подвергнуты тщательному анализу. Полученный в результате этой работы список приемов с примерами и выбор приемов приведен в табл. 6.3-6.4.

Следует отметить, что приемы устранения ТП сформулированы в дос­ таточно общем виде. Например, если в табл. б.4 рекомендуется использовать прием 1 «дробление», то это лишь означает, что решение как-то связано с разделением объекта на части. Таблица выбора приемов отнюдь не избавляет нас от необходимости думать, она лишь направляет мысль по наиболее пер­

спективному пути.

Может возникнуть естественный вопрос: все ли приемы равноценны по своей эффективности? Такой анализ был проведен. Оказалось, что действи­ тельно, есть слабые, а есть и сильные приемы. Причем слабые приемы, как правило, не новы и направлены на специализацию объектов. Сильные прие­ мы - это приемы новые и направленные на приближение объекта к идеаль­ ной машине, идеальному способу, идеальному веществу. В сильных приемах реализованы принципиально новые (обратные) подходы (приемы 13 и 22), используются физические эффекты (приемы 28 и 36), изменения более ТОН­ кие и хитроумные (прием 16). Казалось бы, приемы 19 (переход к прерывно­ му действию) и 20 (переход к непрерывному действию) родственны между собой. Но в действительности, прием 20 эффективнее, так как непрерывность действия ближе к идеальности, а прерывность - отход от нее, оправданный

лишь в специальных случаях.

Прием 9 (предварительное антидействие) оказывается сильнее «родст­ венного» приема 1О (предварительное действие). Дело в том, что прием 9 в сущности включает две операции: сделать заранее (прием 1О) и сделать на­ оборот (прием 13).

Как же использовать приемы? Здесь могут быть два подхода. В про­ стейшем случае можно просматривать весь перечень приемов, выискивать подсказку по аналогии, примеряя их к своей задаче, учитывая примеры, ко­ торые иллюстрируют каждый прием. Этот способ медленный и не очень эф­ фективный, хотя в ряде случаев может дать отличные результаты. Такой под­

ход можно рекомендовать на первых шагах освоения приемов.

Иначе обстоит дело, когда решение задачи ведут с использованием таблицы приемов устранения ТП. Процесс идет быстрее, так как таблица указывает несколько наиболее эффективных приемов, подходящих для решения именно данной задачи.

105

Как же построена таблица? Она представляет собой матрицу размерно­ стью 39 строк на 39 столбцов, в которых записаны наиболее распространен­ ные параметры любых технических объектов. Пересечения дают сочетания типовых ТП, поскольку по вертикали расположены параметры объекта, кото­ рые по условиям задачи изобретатель хотел бы улучшить (увеличить, уменьшить, изменить), а по горизонтали - параметры, которые ухудшаются при применении известных решений. Клетки таблицы заполнены номерами приемов, рекомендуемых для устранения полученного тп. Часть клеток ока­ залась пустыми, но тем не менее таблица рекомендует наиболее эффектив­ ные приемы для устранения более чем 1200 видов ТП.

Рассмотрим примеры решения задачи с помощью таблицы выбора приемов устранения ТП.

3 ад ач а 1. Воздух, подаваемый в аквариум, позволяет в сравнительно небольmом объеме воды содержать много рыбок. Поэтому давно возникла мысль использовать аналогичный прием для интенсификации рыбоводства в озерах, прудах и т. Д. Однако этот способ неэкономичен: лишь небольшая

часть воздуха успевает раствориться в воде, основная же его масса возвраща­

ется в атмосферу. Для комнатного аквариума это не так уж страшно - ма­ ленький компрессор справляется с делом. Но в озере иные масштабы: у каж­ дого озера потребовалось бы строить мощную компрессорную установку, прокладывать разветвленную систему труб и т. д. Нужен иной способ - не­ сложный, экономичный и, конечно, безвредный для рыб. Поэтому нежела­ тельно использовать реактивы, выделяющие кислород. Как быть?

Ход решения может быть следующим. Нам нужно, чтобы в водоеме было больше кислорода. В пределе - столько, сколько может раствориться в воде до полного насыщения. Следовательно, мы хотим увеличить количество вещества (кислорода). В таблице это параметр 26.

Предположим, что для насыщения воды кислородом используют рас­ смотренный неэффективный способ: на берегу устанавливают мощный ком­ прессор, по дну водоема прокладывают трубопроводы и в воду подают много кислорода (или воздуха). Содержание кислорода в воде, конечно, увеличится, но мы проиграем в сложности оборудования. В таблице это параметр 36. Ре­ комендуемые приемы: 3, 13,27, 10.

Рассмотрим другое неэффективное решение. Если использовать хими­ каты, то они будут не только источником кислорода, но и причиной загряз­ нения водоема. Значит, ухудшается параметр 31. Для устранения этого про­ тиворечия рекомендуется использовать приемы 3, 35, 40, 39.

Необходимо отметить, что таблица позволяет для одной и той же зада­ чи сформулировать ТП в нескольких вариантах. И в данной задаче можно подойти к решению иначе. Скажем, мы хотим уменьшить потери вещества (параметр 23) и проигрываем в степени насыщения, т. е. в количестве веще­ ства (параметр 26). В данном ТП рекомендуемыми приемами будут: 6,3, 10, 24. Или, снижая потери вещества обычными путями (т. е. замедляя подачу

106

сжатого воздуха), мы проигрываем в производительности (параметр 39), ре­ комендуемые приемы 28, 35, 10,23

Таким образом, таблицанастойчиворекомендуетиспользоватьприемы местного качества (3) и предварительного исполнения (10) Отсюда нетрудно прийти к решению возьмем заранее часть воды и создадим для нее условия, способствующие растворению кислорода Это совпадает с контрольным ог­ ветам (А с 168073) кислород распыляют под давлением в небольmом объе­

ме воды, а потом насыщенную кислородом воду вводят в придонные слои

озера Раньше кислород «выскакивал», не успевая раствориться, теперь у не­ го достаточно времени для того, чтобы успеть это сделать по пути к поверх­

ности водоема

Задача 2 Повысить пропускную способность трубопровода можно, увеличив давление при перекачке газа с 7,5 до 12 МПа Производительность увеличивается вдвое Однако увеличение давления приводит к снижению на­ дежности трубопровода со всеми вытекающими из этого катастрофическими последствиями Трубы не выдерживают повышения давления Как быть?

Попытаемся решить эту задачу с помощью таблицы приемов Сформу­ лируем ТП Что нужно, чтобы повысить прочность трубопровода (параметр 14)? Можно увеличить толщину стенок трубы, но при этом увеличивается их масса (параметр 2)

Для преодоления этого противоречия таблица предлагает рассмотреть

приемы 40,26,27, 1

Прием 40 рекомендует применить композиционные материалы, а при­ ем 1 раздробить объект

В Институте электросварки им Е О Патона так и поступили Они раз­ работали следующий способ трубу изготавливают не из монолитного и де­ фицитного толстого листа, а делают многослойной (дробление) из тонкой рулонной низколегированной стали Кроме того, для разных слоев использу­

ют разную сталь, получая в конечном итоге композит До сих пор мы рассматривали одиночные приемы Если провести ана­

логию с химией, то одиночные приемы - это отдельные химические элемен­ ты, образующие простые вещества В реальной же жизни мы встречаемся с разнообразием веществ, поскольку простые элементы могут объединяться, образуя вещества сложные Также обстоит дело и с приемами Подобно хи­

мическим элементам, они чаще всего встречаются не в одиночном виде, а в

комбинации с другими Рассмотрим пример корабль разделен на блоки Какой это прием? Но­

мер 1 «дробление»? Но можно считать, что это прием 5 - «объединение» блоки соединены в корпус корабля Фактически здесь применены оба приема одновременно Более того, анализ показывает, что практически все известные приемы могут образовывать пары «црием-антиприем» Некоторые из сорока приведеннь,х в таблице приемов уже изначально являются такими парами (например, отброс и регенерация частей)

107

Комбинирование при решении изобретательских задач более эффек­ тивно, чем применение одиночных приемов. Можно говорить о том, что к простым приемам применим закон перехода в надсистему (проявляется дей­ ствие приема 5 «объединение»). Если продолжать аналогию с химией, то можно сказать, что парные приемы - это простейшие молекулы 02; Н2; Nz, а сочетания приемов - химические соединения Н2О, НNОз И т. д.

Примером использования сочетания приемов может служить обычная телескопическая антенна к транзисторному приемнику. Сформулируем тре­ бования к ней: во время работы приемника она должна быть длинной, чтобы улавливать радиоволны, а остальное время должна быть короткой или вооб­ ще исчезнуть, чтобы приемник можно было положить в карман или порт­ фель. Легко заметить, что требования противоречивые. Чтобы сделать длин­ ную антенну короткой, ее надо разделить на части (прием дробления), части объединить (прием объединения), сделать подвижными относительно друг друга (прием динамичности) и разместить отдельные части внутри друг дру­ га (прием «матрешка»), Здесь целая система приемов. Достаточно убрать один их них, и задача не будет решена столь же эффективно.

Может возникнуть вопрос: как же быть с таблицей применения прие­ мов? Ведь таблица показывает только одиночные приемы. По-видимому, по­ лучив решение в соответствии с первым сформулированным ТП, можно по­ пытаться выявить новое ТП, заложенное в это решение, и так далее, т. е. це­ лую цепочку ТП. Именно эту цепочку теперь и следует устранить либо с по­ мощью таблицы прил. 4, либо применяя алгоритм самого ПА. В результате

может получиться комплексное решение, значительно превосходящее исход­

ный объект. Как видим, приемы и их сочетания образуют «многоэтажную» систему: первый этаж - элементарные приемы, второй этаж - более сильные парные приемы (пары типа «прием - антиприем»), третий этаж - сочетание

элементарных приемов с другими приемами.

Таблица приемов устранения ПI содержит более тысячи ячеек, поэто­ му работа с ней требует определенных навыков. Однако для решения многих задач можно воспользоваться более компактной таблицей, в которой сведены лишь типовые приемы (табл. 6.3). Строки этой таблицы - наиболее часто встречающиеся виды ТП, а столбцы - приемы их устранения.

Использование этой таблицы, как и предыдущей, - очередной тактиче­ ский шаг в решении задачи, делать который необходимо в том случае, если ПА задачи не дал ощутимого результата.

Задача 3. Как известно, железнодорожные вагоны требуется время от времени мыть. В простейшем случае эту операцию выполняет рабочий, на­ правляющий на вагон сильную струю воды из брандспойта. Но вода является проводником электрического тока, и если случайно попадет на провод элек­ трической цепи, то по ней пройдет ток, способный поразить мойщика. Простая работа неожиданно становится опасной, но вагоны-то мыть нужно! Как быть?

108

в задаче нетрудно выделить ТП, поэтому будем решать ее с помощью метода ПА. Итак, шаги ПА.

Цель, с которой ставится задача, - вымыть вагон, не подвергаясь воз­ действию электрического тока.

Идеальный конечный результат - моечная система сама обеспечивает безопасность мойщика.

Что мешает достижению ИКР? Электрический ток может протекать по струе воды от электрического провода к мойщику, а это недопустимо.

В чем состоит конкретная, физически обоснованная причина помехи? Ионы, растворенные в воде, способны двигаться под действием электриче­

ского поля.

При каких условиях помеха исчезает? Если ионы не смогут двигаться в

электрическом поле.

Первый цикл алгоритма ПА пройден, но решение пока не найдено, и

поэтому, следуя приведенным ранее рекомендациям, повторим анализ еще раз с учетом выявленных условий исчезновения помехи.

Цель - исключить движение ионов, находящихся в воде, в электриче-

ском поле.

Идеальный конечный результат - ионы сами не движутся в поле. Что мешает? Ионы движутся, а это недопустимо.

Почему мешает? В электрическом поле на заряды действует сила, ко­

торая перемещает их к полюсам источника напряжения.

При каких условиях помеха исчезнет? Если сила не будет действовать. Итак, пройден еще один цикл, а решения снова нет. Попробуем еще

раз?

Цель - исключить силу кулоновского взаимодействия на ионы, раство-

ренные в воде.

Идеальный конечный результат - сила сама не действует.

Что мешает? В струе воды есть электрическое поле, а это недопустимо. Почему мешает? Сила, действующая на заряд, - основной признак

электрического поля; не будет поля - не будет силы.

При каких условиях помеха исчезнет? Если не будет поля.

Три цикла ПА так и не вывели нас на ответ. Похоже, это именно тот случай, когда нужно воспользоваться таблицами приемов устранения ТП.

Как мы только что определили, в нашей системе недопустимо сущест­ вование электрического поля, характеризующегося силой, заставляющей пе­ ремещать ИОНЫ. Теперь ищем подходящую строчку в таблице приемов (табл. 6.3). Решение, наверное, можно искать в строке «недопустимый расход мощности, энергии, материалов», которая содержит ячейку .N2 24 «перейти от непрерывной подачи мощности к периодической». Подавать импульсами

электрическую энергию можно, поскольку пока мы моем вагон, тока в сети

нет. Однако гораздо удобнее подавать импульсами воду - тока в прерыви­ стой струе не будет.

109

Решение можно было попытаться найти и после второго цикла анализа,

идаже после первого: в нижней строчке таблицы приведены рекомендации, что делать в случае возникновения вредных сил (в нашем случае - электри­ ческих). Так, следуя совету ячейки NQ 36, изменим агрегатное состояние воды

ибудем чистить вагон потоком ледяных частичек. Возможно, этот способ может пригодиться зимой, когда льдинки не будут таять, причем этот способ пригоден и для очистки корпуса вагона от старой краски. Рассмотрение ячей­ ки N~ 38 наводит на мысль, ввести в моечный агрегат изолирующие или зазем­

ляющие элементы, причем если по проводящим элементам все же потечет

«вредный» ток, то его можно попытаться (см. ячейку NQ 40) использовать в полезных целях, подпитывая, например, тот же моечный агрегат. Об этом же, кстати, можно было подумать, ознакомившись с рекомендацией ячейки N~ 23.

3 ад ач а 4. Добавочная канистра бензина в багажнике автомобиля - не­ обходимый резерв, позволяющий избежать досадной остановки в пути в слу­ чае, если вы забыли заправить бензобак. Канистра, однако, занимает полез­ ное место в багажнике, в который теперь входит меньше груза. Как быть?

Недостаток, характерный для данной системы, мы находим в строке «недопустимое увеличение объема объекта», он связан с объемом, занимае­ мым канистрой. Прием, устраняющий ТП «создание запаса бензина», приво­ дит К уменьшению рабочего объема багажника. (Рекомендация, помещенная в ячейке NQ 13, - прием «матрешки»), Этот принцип и реализован в решении, предложенном французскими инженерами: в стране налажен выпуск круглых

пластмассовых канистр, вкладывающихся в диск запасного колеса, которое

обычно и так лежит в багажнике.

Использование таблицы приемов устранения тп позволяет найти ре­ шение многих задач второго уровня. При этом следует помнить, что полу­ ченное решение совсем не обязательно должно сразу же удовлетворить вас или вашего заказчика. Ваша неудовлетворенность скорее всего означает, что условия исходной задачи были сформулированы недостаточно четко и в ней скрывается еще одно (а может быть даже и не одно) новое, незамеченное с первого взгляда тп. Поэтому следует проанализировать, чем же не устраива­ ет полученное решение, и опять сформулировать изобретательскую ситуа­ ЦИЮ, после чего повторить решение вновь, с уже уточненным тп.

Как видим, приемы устранения ТП и предварительный анализ являют­

ся двумя взаимодополняющими инструментами, позволяющими смело «по­ беждать» задачи второго уровня. Найденные с их помощью решения, как мы

помним, должны соответствовать законам идеальности, возникновения и разрешения 111, полноты частей системы, энергетической проводимости и согласования. Если ваше решение противоречит хотя бы одному из этих за­ конов, его нужно отбросить и продолжить поиск.

Продолжение табл. 6.3

свойство). В отличие от воспроизведение крика перепутанных приема 1 здесь имеется птиц, записанного на магнитную ленту. в виду разделение объ­ Аналогично в Японии борются с крыса­

3Местное качество: Наиболееизнашиваемыечастидетюreй

перейти от однородной машин и механизмов упрочняют, желез­ структуры объекта (или нодорожные рельсы закаливают по по­ внешней среды, внеш­ верхности, контактирующей с колесом

него воздействия) к не­ подвижного состава; с целью увеличения

однородной; разные срока службы пути и уменьшениярасхо­ части объекта ДОЛЖНЫ да балласта на участках круговой кривой иметь (выполнять) раз­ наружный рельс используютболее тяже­ личные функции; каж­ лого типа (А. с. 1414908)

дая часть объекта

должна находиться в условиях, наиболее благоприятных ДЛЯ ее работы

предмет

12Эквипотенциальность: I Устройство ДЛЯ перемещения пресс­ изменить условия рабоформы в зоне пресса устраняет необхо­

ты так, чтобы не приходимость поднимать и опускать пресс­ дилось поднимать или форму. Это достигается благодаря при­

вместо действия, ДИК­ строительстве в низине автомагистрали туемого условиями за­ строят мост, предназначенныйне для ав­ дачи, осуществить об­ томобилей,по нему течет вода.

лать дви)К~ся часть ров предложил применить ракеты для объекта или внеllIней «полетов» под землей: проходки тонне­ среды неподвижной, а лей и штолен

неподвижную - под­

вижной; повернуть объ-

I

ект «вверх ногами», вы- I

вернуть его

14 Сфероидальность: Чтобы уменьшить неравномерность перейти от прямолиней­ износа прокатного валика, предложено

ных частей к криволи­ сделать его бочкообразным, собирая из нейным, от плоских по­ колец с различной твердостью (А. с. верхностей - к сфериче­ 845902).

ским, от частей, выпол­ В Англии запатентована веерообраз­

ненных в виде куба и па­ ная взлетно-посадочная полоса, на кото­ раллелепипеда, - к шаро- рой смогут готовиться к взлету сразу не­

сколько самолетов. Разбегатьсяони бу-

117

Продолжение табл. 6.4

БЫМ конструкциям; исДУТ вначале по слегка искривленным

пользовать ролики, mари- (веером) дорожкам, затем уже выходить ки, спирали; перейти от на прямую и взлетать прямолинейного движе-

ния к вращательному, ис-

пользовать центробеж-

нуюсилу

118

Продолжение табл 6 4

объект приобретает воз­ для повышения срока службы устрой­ можность перемещаться ства для магнитографической дефектоско­

в двух измерениях (т е пии кольцевую магнитную ленту выпол­ на плоскости) Соответ­ няют в виде ленты Ме6иуса (А с 259449) ственно, задачи, связан­ Для улучшения светового режима в ные с движением (или теплицах для круглогодичного выращи­ размещением) объектов в вания овощей используют вогнутые ОТ­ одной плоскости, устра­ ражательные экраны солнечных лучей, няются при переходе к установленные поворотно с северной пространству в грех из­ стороны теплицы (А с 244783)

мерениях, использовать

многоэтажную компо­

новку объектов вместо одноэтажной, наклонить объект или положить его набок, использовать об­ ратную сторону данной

площади, использовать

оптические потоки, па­

дающие на соседнюю

площадь или на обрат­ ную сторону имеющейся

площади

18Использование механи­ Для уменьшенияусилий при изъятии'

ческих колебаний: длинной оправки (стержня)из трубы, из­ привести объект в коле­ готовленной прокаткой или волочением, бательное движение, ес­ и улучшения качества внутренней по­ ли такое движение со­ верхности труб к торцу оправки и к по­ вершается, увеличить его верхкости трубы прикладываюг одно­

119

Продолжение табл. 6.4

123

19Периодическое действие: С целью увеличения теплообмена в ка­ перейти от непрерывного мере горения газ подают в газовую или га­ действия к периодичесзомазymyю горелку импульсами (А. с. кому (импульсному); ес- 248131).

ли действие осуществля- С целью уменьшения времени кон­

вести работу непрерыв- (зенкера), режущие кромки которых по­ но (все части объекта! звол.яют вести обработку при прямом и должны все время рабообратном ходе инструмента (А. с. 262582) тать с полной нагрузкой); устранить холо-

стые и промежуточные

ходы

120

сдругими вредными вода Польза будет двойная вырабаты-

121

Продолжение табл. 6.4

123

хрупкого объекта исрентного света можно с достаточной

пользовать его упродостоверностью изучать гидродинамику

щенные и дешевые коморскойзыби (А. с. 871181) пии; заменить объект или системы объектов

их оптическими копия-

ми (изображениями).

Использовать при этом изменение масштаба (увеличить или умень- шить копии); если ис-

пользуются видимые

оптические копии, пе...

рейти к копиям в инфракрасном или ульт- рафиолетовом свете

27Замена дорогой долгоОдноразовые шприцы, пеленки, тер­ вечности дешевой немометры и Т. д.

долговечностью: При производстве труб волочением из

122

Продолжение табл. 6.4

29

дополнительные порис­

тые элементы (вставки, покрытия и т. д.); если объект уже выполнен из

пористого материала, за­

полнить поры каким­

либо другим веществом

32Изменение окраски: для обнаружения КОНЦОВ ленты В руло­ изменить окраску объеК-1 не около места соединения наносят метки та или внешней среды; I флуоресцирующим или фосфоресцирую­ изменить степень прощим веществом. При дальнейшей перера­ зрачности объекта или ботке их легко обнаружить детекторным

внешней среды; для наприбором и место соединения вырезать блюдения за плохо ви- (патент Японии 49-10417)

123

Продолжение табл. 6.4

ДИМЬUМИ объектами ИЛИ

процессами использо­

вать красящие добавки; если такие добавки уже

применяются, использо­