Алгоритм решения изобретательских задач (ариз)

Смысл АРИЗ состоит в том, чтобы путем сравнения иде­ального и реального выявить техническое противоречие или его причину — физическое противоречие — и устранить (раз­решить) их, перебрав варианты их устранения.

Стратегия решения изобретательской задачи по АРИЗ со­стоит в следующем [29].

Формулируют исходную задачу в общем виде. Обрабаты­вают и уточняют ее, учитывая действие вектора психологиче­ской инерции и технические решения в данной и других об­ластях: Излагают условия задачи, состоящей из перечисления элементов технической системы и нежелательного эффекта, производимого одним из элементов. Затем формулируют по определенной схеме идеальный конечный результат, который служит ориентиром. В сравнении с идеальным конечным ре­зультатом реального технического объекта выявляется техни­ческое противоречие, а затем его причина — физическое про­тиворечие.

К недостаткам АРИЗ относят то, что он чрезвычайно тру­доемкий, не предусмотрено решение задач синтеза, а также отсутствует анализ структуры противоречия технической сис­темы.

Обобщенный алгоритм поиска новых технических решений

Обобщенный алгоритм поиска новых технических реше­ний детально изложен в работах [2, 46].

Алгоритм состоит из 17 этапов (см. рис. 5.4, табл. 5.1, табл. 5.2), при прохождении которых используется большой информационный аппарат, состоящий из восьми массивов информации. Хранение их в памяти ЭВМ обеспечивает бы­стрый поиск нужных вариантов на каждом этапе решения за­дачи.

Рассмотрим сущность информационных массивов (табли­ца 5.1) [46].

Массив 1 (Ml): Список требований, предъявляемых к техническим решениям, включает как общие, применимые к решениям в различных отраслях техники, так и частные тре-

бования, относящиеся к конкретным решениям. Источника­ми для составления такого списка являются требования, сформулированные в ГОСТах, нормативах и технических ус­ловиях на различные виды изделий, а также специализиро­ванные перечни требований, обеспечивающие минимизацию стоимости изготовления, габаритов веса, потребности в энер­гии и т.д. (некоторые перечни содержат более 800 требова­ний). На начальных этапах решения, задачи используют обычно общие требования, а на этапах анализа и выбора тех­нического решения, кроме них, включают также конкретные и частные.

Таблица 5.1

Массивы информации

Обозна­чение	Название
1	2
Ml	Список требований, предъявляемых к техническим ре­шениям
М2	Список методов выявления недостатков в технических решениях
МЗ	Фонд физических эффектов
М4	Фонд технических решений, включая последние запа­тентованные
М5	Список методов выявления причин возникновения не­достатков в технических решениях
Мб	Фонд эвристических приемов
М7	Список поисковых процедур
М8	Список методов оценки и выбора вариантов техниче­ских решений

Массив 2 (М2). Список методов выявления недостатков в технических решениях содержит разнообразные приемы и ме­тоды, вскрывающие их в объектах различных отраслей техни­ки: от внешнего осмотра до проведения специальных испыта­ний. Часть методов общеизвестна, источниками других явля­ются отраслевые стандарты, руководящие материалы по 336 проектированию и изготовлению конкретных изделий, раз­личные технические условия.

Массив 3 (МЗ). Фонд физических эффектов. В фонде фи­зических эффектов должны быть все известные на данное время науке, а также практике физические, физико-химические и прочие эффекты и явления.

Массив 4 (М4). Фонд технических решений содержит наи­более эффективные технические решения из всех отраслей техники, включая последние запатентованные.

Массив 5 (М5). Список методов выявления причин возник­новения недостатков в технических решениях (объектах) включает известные методы анализа неудовлетворительного выполнения основных функций, отказов, разрушений объек­тов или их элементов в различных отраслях техники.

Массив 6 (Мб). Фонд эвристических приемов содержит описание перечня из 420 эвристических приемов, в которые входят 826 поисковых процедур. Назначение фонда — конструктивно-технологические преобразования объектов и их элементов в процессе решения задачи.

Массив 7 (М7). Список поисковых процедур включает ряд процедур из известных методов поиска новых технических решений, из материалов по инженерному проектированию и личного опыта изобретателей.

Массив 8 (М8). Список методов оценки и выбора вариантов технических решений содержит те из них, которые применяются в зависимости от требований к искомому техническому решению. Наиболее распространены методы экспертной оценки.

Выделяются два типа решаемых задач: устранение недостатков известных объектов и поиск принципиально нового объекта (задача синтеза). Алгоритм поиска одинаков для обоих типов задач (табл.5.2).

Таблица 5.2

Обозна­чение	Название	Используе­мый массив информации
1	2	3
Е1	Определение общественной потребности	М1.М2
Е2	Определение цели решения задачи
ЕЗ	Предварительное изучение задачи	МЗ,М4
Е4	Сбор и анализ информации о задаче	М4
Е5	Исследование задачи
Е6	Выбор параметров объекта и предъяв­ляемых к нему ограничений (требова­ний)	Ml
Е7	Уточнение формулировки задачи
Е8	Формулировка конечного результата
Е9	Выявление технических и физических противоречий в технической системе	М5
ЕЮ	Выбор поисковых процедур и эвристи­ческих приемов	Мб, М7
Е11	Поиск идей решения задач
Е12	Анализ и проработка идей решений за­дач	МЗ,М4
Е13	Выбор рациональных вариантов ТР
Е14	Выбор наиболее рационального вариан­та	М8
Е15	Развитие и упрощение технического ре­шения	Мб
Е16	Анализ технико-экономической эффек­тивности найденного технического ре­шения	М4
Е17	Обобщение результатов решения задачи

Этапы обобщенного алгоритма

Определение общественной потребности

Определение цели решения задачи

Предвари­тельное изу­чение задачи

Отбор и ана­лиз информации о задаче

Ml

М2

МЗ

М4

М4

Е5

Е6

Е7

Е8

Исследова­ние задачи

Выбор парамет­ров и ограниче­ний

Уточнение формулиров­ки задачи

Формулиров­ка конечного результата

Ml

Е9

ЕЮ

Е11

Е12

Выявление противоречий в системе

Выбор про­цедур и приемов

Поиск идей решения задачи

Анализ проработки идей реш. за­дач

М5

Мб М7

МЗ

М4

Е14

Е15

Р

Е13

Выбор		Выбор наиболее
рациональных	->	рационального ва-
вариантов ТР		рианта
		М8

азвитие и упрощение ТР

Мб

Рис. 5.4. Структурная схема обобщенного алгоритма поиска новых технических решений.

Е17

Е16

Анализ тех.-экон. эфф. найденного ТР		Обобщение
	w	результатов решения задачи
М4