Митрофанов В.В. - МОЕ ПОНИМАНИЕ ТРИЗ________________________________ 2

Митрофанов В.В. - МОЕ ПОНИМАНИЕ
Пиняев
Фаер С.
ТРИЗ________________________________ 2
А.М. - ПЕРЕХОД ОТ АДМИНИСТРАТИВНОГО ПРОТИВОРЕЧИЯ К
ТЕХНИЧЕСКОМУ ПРИ АНАЛИЗЕ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ПРОБЛЕМ____ 71
-
ПЕРЕХОД ОТ ФИЗИЧЕСКОГО ПРОТИВОРЕЧИЯ К ИДЕЕ РЕШЕНИЯ
ИНСТРУМЕНТАМИ ТРИЗ_____________________________________ 87
1
МОЕ ПОНИМАНИЕ
Т Р И З
Митрофанов В.В.
Введение
Если читатель понаблюдает за собой, имеется ввиду за
ходом своих мыслей, то он, возможно, убедится в том, что
грубо говоря, мы мыслим как бы по кругу. Начиная думать о
какой-либо проблеме, постепенно или лучше сказать, скачками,
мы начинаем думать о другом, затем о третьем и т.д., после
чего мы опять возвращаемся к первоначальной мысли,
начальной проблеме.
Решая задачу, обдумывая какую-либо техническую проблему
или теорию, Вы вдруг вспоминаете своего друга, потом
думаете:"А как он сейчас живет?" Затем мысль перескакивает на
производство - как там дела? Потом вы вспомните о родителях,
детях и т.д и т.п., а потом окажетесь в мыслях опять
вначале - обдумываете проблему или теорию.
Что происходит во время этого "кругового" думания с
проблемой, о которой Вы вроде бы и не думали? А может в это
время начинает работать подсознание? В нем происходит обработка и
накапливание информации? А возможно каждый из новых рассматриваемых
"по кругу" вопросов каким-то образом влияет, воздействует на
более глубокое понимание первой задачи?
На каждом круге или витке мы можем по данной проблеме
ничего не придумать и круг пойдет по новому радиусу, то есть,
какие-то вопросы-мысли уйдут, а другие появятся.
Однако, иногда, обдумывая вопрос, нам приходят в голову
некоторые прояснения, маленькие, может быть правильные,
может быть ошибочные, но видение проблемы становится глубже.
Бывают и прояснения, то есть вдруг нас посещает (с нашей точки
зрения) блестящая идея. Затем ее анализ показывает насколько она блестяща. Обдумывание каждой задачи может занимать
самое различное время - от секунд, минут до часов.
Конечно для приращения мысли, если так можно сказать,
ее обогащения, четкого формирования, иногда требуются годы.
Ускорить ее появление может общение, обсуждение, чтение
книг и журналов и т.д. Возврат к одной и той же проблеме,
пока не появится ответ, может быть длительным. И здесь
особо важно научиться смотреть и думать диалектически всегда видеть две стороны - положительную и отрицательную.
Иногда нам не хочется видеть негативную сторону и мы
сознательно ее избегаем, не смотрим, не анализируем, что
приводит к тому, что эта сторона вдруг выходит
"на сцену", а мы вроде бы ее и не ждали.
Например, В.Радзиевский и А.Терехин в газете "Социалистическая
индустрия" за 8 июня 1989 года, в статье "Врачи делают все
возможное" пишут "... Но не бывает света без тени, хотя,
согласитесь, такая диалектика не радует".
А что, разве есть другая диалектика?
2
Мы должны быть готовы к присутствию двух противоположностей,
и более того: если второй нет, ее нужно искать!
Эта вторая возможность может иметь различные ипостаси.
Например, по слухам, республики хотят отделиться от России.
Распутин предложил:"А может, России отделиться?" Вот
Вам вторая противоположность, неожиданный противоположный, подход!
Владея таким подходом, можно резко сократить время на
обдумывание. Приведем пример из нашей практики.
Много лет пористость термического окисла отождествляли с чистотой
поверхности кремния перед его окислением. Окисел на
кремний обычно выращивают 1-2 часа во влажной атмосфере при
температуре 1100 градусов Цельсия. И вот пришла
блестящая мысль! А что, если вырастить окисел при всех обычных
условиях, но резко удлинить процесс охлаждения: не 20 минут,
как обычно, а 12 часов? (Малое время - большое время вот две противоположности.) Результат превзошел все ожидания.
Мы впервые получили картину пористости, в принципе отличающихся
от ранее получаемых. Было получено больше пор, по сравнению
с обычными порами, число которых неуправляемо.
Теперь снова надо думать, чтобы обьяснить это явление.
Конечно, все было не так. Вначале была довольно
банальная, но все же оригинальная мысль: а нельзя ли
"заштопать" поры в окисле?
На рис.1 показан процесс "штопания".
Рис.1
Исходная пористость
В процессе термообработки 1100 град. 15 мин.
После термообработки
Фотография полученной пористости с пластины кремния
после ее окисления:
3
После дополнительного окисления, старые поры исчезли,
"заросли", а появились поры в новых местах.
Это означало, что пористость - это процесс, явление,
присущее окислению, то есть, он происходит всегда. И вот
теперь-то и появилась мысль о противоположном эксперементе. /1,2/.
Решая задачу и найдя приличный ответ, решение, мы редко думаем
о так называемых положительных и отрицательных сверхэффектах,
которые возникнут в случае реализации идеи. И это происходит
отнюдь не потому, что мы не хотим думать на эту тему, а
просто потому, что не обучены такому "думанию".
Например, решив задачу о фотошаблоне /3/, я не предполагал, что
его будут осваивать 10 лет. В чем дело? Оказалось, что изготовителю
фотошаблонов они не выгодны. У меня и мысли не было что это
может вызвать такое скрытое сопротивление.
Мысли, возникающие у человека могут быть закономерными
и случайными.
Делая какую-либо работу, думая, можно закономерно быть довольным самим
собой. И вдруг случайная реплика, разговор с кем-то, являются толчком
для появления мысли, которая не укладывается в закономерность
давно возникшей "довольности".
Например, Вы обучаетесь АРИЗ и считаете, что обучение идет
нормально, люди хорошо обучаются решению задач, становятся творческими
личностями и т.д. И вдруг один из выпускников говорит, что он
АРИЗ в своей работе не применяет, так как решения, которые он
находит "не внедряемы".
Или другой случай:"Я знаю АРИЗ, но у меня производственные
задачи не решаются",- говорит еще один слушатель.
Не сразу, но в конце концов эта случайная как бы информация,
попадает на "мысленный круг" и начинает также неоднократно
появляться под вопросами русской интелегенции - кто
виноват? и что делать?
Ответ, как правило - я виноват. А вот "что делать?" надо думать.
И опять мысли бегут по кругу.
И вот что интересно. Сейчас, когда ТРИЗ стала товаром,
мы обязаны, должны ее резко улучшить, то есть повысить
ее эффективность как в обучении, так и в ее применении.
Используем аналогию.
Когда делают ОКР по приборам и надо государственной
комиссии предьявить несколько десятков образцов - приборов-5,
это сделать хотя и трудно, но возможно. Когда же начинается
4
серийный выпуск продукции в тысячах штук, обычно возникают
новые проблемы, требующие решения. Если же начинается выпуск
десятков миллионов приборов, то, очевидно, возникают новые
задачи, требующие решения.
По-моему, то же происходит с ТРИЗ. Подключение сотен и тысяч
обучающихся высветило целый ряд задач, которые требуют
решения. Мы перешли на другой уровень обучения и применения ТРИЗ и
это заставляет сказать:"А недолжен ли родиться второй АРИЗ,
с другим подходом к решению задач, не линейным, а круговым,
так как действительно думает человек, и с применением в нем всех
наработанных материалов?".
Если мы стоим на позиции признания, тенденции моно-би-поли-поли
разные, то, по-видимому, мы должны приветствовать такой подход.
В ТРИЗ есть основные понятия, которые сейчас следовало бы
уточнить, так как они вызывают разнопонимание у преподавателей
и, естественно, у слушателей.
Сейчас в ТРИЗ ее автором Г.С.Альтшуллером и его
учениками-последователями наработаны многочисленные материалы.
По-видимому, тезис "Время разбрасывать камни и
время их складывать" имеет глубокий, если не сказать
глубочайший, смысл.
Сделаем попытку сложить.
Сомнение 1 и его опровержение.
----------------------------Мы иногда стыдливо расшифровываем аббревиатуру ТРИЗ как
"Технология решения изобретательских задач", в отличии от
предложенного автором ТРИЗ Г.С.Альтшуллером - что ТРИЗ это "Теория решения изобретательских задач"
В чем стыдливость?
Нам кажется, что термин "Теория" выражает нечто грандиозное,
фундаментальное, а решение задач по правилам - это
не совсем то.
Посмотрим,что понимают под термином "теория" ученые./4/
Что такое теория?
---------------Теория /греч. Uiloria - наблюдение, рассматривание,
исследование/ - система обобщенного достоверного знания
о том или ином "фрагменте" действительности, которая описывает,
обьясняет и предсказывает функционирование определенной совокупности
составляющих его обьектов.
Теория отлична от практики, так как является духовным,
"мысленным" слепком, отражением и воспроизведением
реальной действительности.
5
Вместе с тем она неразрывно связана с практикой, которая
ставит перед познанием неразрешающие задачи
и требует их решения. Поэтому практика и ее результаты входят
в обобщенном виде в качестве органического элемента в теорию.
Каждая теория имеет сложную структуру.
Например, в физических теориях можно выделить две части:
такие, как формальные исчисления и содержательную
интерпретацию. Единство содержательного и формального
аспектов теории - один из источников ее развития и
совершенствования.
Построение и трактовка содержательной части теории
связана с философскими взглядами, мировозрением ученого,
с определенными методологическими принципами подхода к
действительности...
Теория образуется, возникая как обощение познавательной
деятельности и результатов практики.
Критерием истинности теории является практика.
Исходя из этого определения, ТРИЗ есть "фрагмент"
действительности, который описывает, обьясняет как
усовершенствовать отдельные ТС и предсказывает, как получить ТС,
работающие на новом принципе.
Термин "изобретательские задачи" верен, если встать на
точку зрения, что инженер - изобретатель.
Поэтому все инженерные задачи - изобретательские.
Если же можно получить на решение авторское свидетельство,
то это только закрепление того, что Вы первый решили
эту задачу.
Таким образом, можно считать, что первое сомнение реально.
Сомнение 2 и его опровержение.
----------------------------Сомнение состоит в том, - что такое ИКР - идеальное
конечное решение, идеальный конечный результат?
Один из важнейших постулатов, заложенных в АРИЗ, это
постулат о том, что ТС сама должна без усложнения
выполнять дополнительную функцию, которая уберет полностью
или частично нежелательный эффект.
Конечно, это один из подходов. В действительности много
случаев, когда требуется введение новой системы, дополнительных
инструментов и т.д.
Есть и другие подходы к решению, например, из двух
альтернативных ТС создать новую, имеющую все плюсы
обеих ТС.
6
Однако, отметим еще раз, что ИКР - это исключительно
инструментальный подход.
Посмотрим, как ученые трактуют термин "идеализация" /5/.
"Идеализация - мыслительный акт, связанный с образованием
некоторых абстрактных обьектов, принципиально неосуществимых
в опыте и в действительности. Идеализированные обьекты
являются предельными случаями тех или иных реальных обьектов
и служат средством их научного анализа, основой для построения
теории этих реальных обьектов; они, таким образом,
выступают в конечном счете как отображение обьективных
предметов, процессов, явлений ..."
Автор ТРИЗ назвал идеальной машиной машину "предельную",
равную нулю, отсутствующую, но и в то же время ее
функция выполняется.
В действительности это возможно.
ИКР же получил трактовку, смысл которой состоит в том,
что какая-то другая машина сама выполняет новую для себя
функцию,- той отсутствующей машины.
С нашей точки зрения эта машина с новой дополнительной
функцией должна называться не идеальной, а более
универсальной, многофункциональной.
Это, естественно, относится и е системе, веществу и полям.
Можно сказать, что процесс проведения операции
отыскания ИКР и есть, по-видимому, "Свертывание".
Понятие "ИКР" /"свертывание"/, позволяет предложить
последовательность решения задач.
Мы можем сказать, что можно сделать попытку каждый
элемент ТС загрузить дополнительной функцией, чтобы
устранить нежелательный элемент
То есть, по каждому элементу можно составить ИКР.
Первый - это использовать свертывание, то есть загрузить
инструмент дополнительной функцией, устраняющей НЭ.
Второй - это рассмотреть возможность перевода, передачи
этой функции непосредственно изделию, устраняя НЭ.
Третий - изменить взаимодействие между инструментом и
изделием (заготовкой) так, чтобы НЭ исчезал.
Четвертый - использование ВПР.
Пятый - развертывание новой системы, которая будет
выполнять функцию по устранению НЭ.
Шестой - переход в надсистему.
7
Приведем пример.
Нарезание внутренней, трапециодальной резьбы резцомдает много брака.
Изготовили метчики, стали нарезать - они ломаются.
Можно придумать инструмент, который будет устранять НЭ состоящий в большом сжатии и кручении рабочей части метчика.
Можно изделие предварительно растянуть, чтобы небыло
сильного давления, сжатия.
Можно создать не один метчик, а набор - два, три и т.д.
Можно изменить взаимодействие - не давить метчик в отверстие,
а наоборот, вытягивать его из отверстия. Это решение и было реализовано,
и дало новый инструмент и АС.
Мы еще вернемся к этому примеру.
Отметим, что используется не только свертывание, но и
развертывание особенно на начальных этапах развития ТС.
Мы часто говорим о стремлении ТС к идеальности, но
на самом деле это стремление сделать их многофункциональными.
Идеальность - это понятие дискретное - нет ТС, а функция есть,
выполняется.
В понятии непрерывности это означает снижение
числа функций с передачей этих функций другим системам.
Считаю, что в теории не следует вводить никаких затрат,
чтобы сравнивать,- что идеальнее.
Я думаю, что свое сомнение снял.
Есть еще один вопрос, который требует исследования, а именно,сколько дополнительных функций может взять на себя ТС?
Интересно сравнить биологические системы. В них есть
отдельные элементы многофункциональности, а есть, наоборот,
другие - одно, двухфункциональные. Чем это вызвано?
Сомнение 3 и его опровержение.
----------------------------Эволюция, развитие общества, природы, познания, происходит
через преодоление, снятие, разрешение диалектических
противоречий. Эти ДП непосредственно присутствуют, например,
в обществе. Их выявляют формулируют и разрешают.
Не буду приводить формулировак, что есть ДП - единство,
то есть противоположность. Это можно легко узнать в любой книге
по философии. Меня все время не покидало желание понять:
есть ли ДП в технических системах, ибо закон единства и
борьбы противоположностей должен быть инструментальным
и помогать в решении задач. Однако, мои длительные потуги
в этом направлении не дали мне положительных результатов.
8
В области техносферы, в самих ТС ДП нет, они не возникают.
Технику развивает человек, и поэтому все противоречия в технике суть противоречия в познании - формулирование человеком
противоречий для совершенствования ТС и их разрешения.
ДП подразумевает борьбу противоположностей. Но вот мы
обращаемся к противоречию между инструментом и заготовкой
и видим, что инструмент все время преобладает, обрабатывает
заготовку, а обратного действия, воздействия почти нет.
Воздействие, как-бы борьба, направлена в одну сторону, от инструмента к
заготовке. Несомненно, обратное действие есть, но оно не
значительно.
Еще раз отметим, что все время рассматривали противоречия,
как деалектические, то есть, что противоречия возникют лишь между
противоположными сторонами единого, стороны единого
противоречивы, потому что противоположны. К ним можно
отнести физические противоречия.
Однако, действительность нас убеждает, что противоречия
существуют не только между противоположными частями единого.
Стороны могут быть тождественными, различными и противоположными.
И такой подход нам представляется более конструктивным,
более инструментальным.
Противоречие между двумя рабочими, инженерами и т.д. это противоречие между тождествами.
Противоречие между человком и станком - противоречие между
различными сторонами.
Еще более прогрессивным на наш взгляд, является мнение,
изложено в /6/, о том, что противоречие - это взаимодействие.
Это представление может быть широко использовано в ТРИЗ.
Рассмотрим, какие бывают противоречия /взаимодействия/.
Известны самые различные взаимодействия, и в первую
очередь парные - слабые и сильные, разрушающие и
созидающие, острые - борьба, мягкие - взаимопомощь,
взаимодополнение, притяжение.
Взаимодействие, как уже говорилось, с точки зрения
обьектов взаимодействия может быть между тождественными обьектами,
противоположными обьктами и нейтральными обьектами.
Все три случая взаимодествия имеют место в ТРИЗ в
процессе решения технических задач.
Например, взаимодействие между вумя шестеренками в
обьекте - это тождественные обьекты.
Резец и заготовка - противоположные обьектыс точки зрения
обработки, взаимодействия.
Нейтральные объекты - взаимодействие между производительностью
труда, процесса и точностью изготовления изделия -
9
сложностью изделия и т.д. - то, что в ТРИЗ называется техническим
противоречием.
Сразу видно, что вроде между этими разными объектами,
параметрами взаимодействия нет. Но это на первый взгляд.
Нейтральные объекты можно привести с вроде отступающей связью,
взаимодействием, к нормальной связи.
Вся таблица разрешения ТП, построенная Г.С.Альтшуллером,
основана на нейтральных объектах, параметрах.
Взаимодействия, реальные взаимодействия в ТС есть, и их выявление,
рассмотрение, их оценка могут оказать решающему реальную помощь.
Взаимодействие может быть вещественным, полевым: в точке,
по линии, плоскости, объемом, через поля.
Итак, в ТРИЗ применяются следующие противоречия:
Физическое противоречие 1:
------------------------предъявление противоположных свойств к одному элементу.
Например, элемент должен пропустить шлак, для того, чтобы
его сливать и не пропускать тепло, чтобы не образовалась корка:
не пропускать <--------- Э --------> пропускать
!
!
!
!
V Пт
V В1
(для предотвращения
(для слива)
образования корки)
Физическое противоречие 2: /по взаимодействию/
Если есть противоречие вида два элемента и между ними
осуществляется взаимодействие, то должно быть противоречие
противоположное или дополнительное, а именно - к одному
элементу предъявляются требования двух взаимодействий.
не взаимодействовать <---- Э ----> взаимодействовать
!
!
!
!
V В1
V В1
(чтобы шлак сливался)
(чтобы не пропускать
тепло)
Например, в задаче о перевозке и сливе шлака:
Х-элемент должен взаимодействовать со шлаком, чтобы
не пропускать, сохранять тепло, и не должно взаимодействовать,
чтобы шлак сливался.
Вообще говоря, ФП1 - это загадка. Если считать, что
естьеще ФП2, то разгадать загадку легче.
Например, разгадать загадку. "Один рог, четыре копыта что это?"
10
Добавим второе ФП - хвост и большая масса. Круг решения
сужается.
ТП - техническое противоречие.
----------------------------ТП в ТРИЗ выглядит в двух ипостасях - первую мы уже рассматривали:
это ТП между нейтральными параметрами; вторая - это когда
при построении модели задачи мы изменяли каким-то образом свойства,
например, инструмента и формулируем, что хорошо при этом; а что плохо.
Несомненно, следует сразу в первой части АРИЗ вормулировать
ТП и искать по таблице принципы, подсказывающие
решение.
Иначе все 40 принципов простаивают, а это громадный труд!
И, наконец, последнее противоречие - взаимодействие это взаимодействие в вепольном анализе.
Если встать на позицию, что между В1 и В2 есть взаимодействие,
противоречие, а это так есть по автору ТРИЗ, то следует
рассмотреть весь вепольный анализ, как язык ТРИЗ.
Итак, я свои сомнения развеял. Мне стало ясно, что есть
противоречия в ТРИЗ.
Сомнение 4 и его опровержение.
----------------------------В вепольном анализе /7/ рассматривается взаимодействие инструмента и
заготовки /изделия/.
П
В1 <-- В2
П
П
В1 <--> В2
В1 <-- В2
Однако, нам представляется, что эта форма записи
не полная и не передает все то богатство, что заложено в вепольном
понимании /анализе/.
С помощью ВА возможно представить все процессы, взаимодействия,
а также учесть возникающие нежелательные эффекты.
Когда есть одно В1 - не важно, что это - изделие или
инструмент, но нет взаимодействия. Для того, чтобы началось
взаимодействие необходимо второе вщество В2, и, естественно,
некое поле или энергия, для того, чтобы В2 начало
воздействовать на В1 и началось взаимодействие.
Одновременно должно быть и обратное действие за
счет сопротивления В1:
П
В1
В2
11
Однако, В1, находясь в статическом /неподвижном/ состоянии
неэффективно. Поэтому, как правило, В1, также сообщается
некая энергия (П). Тогда веполь выглядит так:
П
П
В1
В2
Теперь надо обязательно учесть, какое взаимодействие между В1 и В2
и понять, что в результате этого взаимодействия образуется.
Так, например, при обычной токарной обработке в момент
контакта резца и изделия образуется поле трения, температурное
поле, контактная разность потенциалов, а кроме этого,
В1 превращается в В1(1), так как часть В1 уходит в
стружку. Контакт сначала носит точечный характер, затем
линейный или плоскостный, а возможно и объемное
взаимодействие - резец входит в поверхностный слой заготовки.
Таким образом, этот процесс можно представить ввиде:
Итак, следует по-видимому, определить, что простейший
веполь выглядит так:
П
П
В1
П
В2
Сам же веполь - это модель противоречий.
Что в такой интерпретации веполя ценно?
1.С помощью ВА можно провести анализ любого процесса, видя, что
есть на входе и на выходе.
Пример токарной обработки достаточен.
2.Все правила вепольного анализа просматривается не только более
четко, но и обосновывается.
Так, например, в первом правиле мы четко знаем, что для того,
чтобы было взаимодействие, должно быть второе вещество либо противоположное, либо тождественное, либо отличное
от первого.
3.Можно рассматривать все взаимодействия и выявить
нежелательные эффекты.
Пример. В2 во много раз сильнее воздействует на В1 преобладает, пересиливает его сопротивление. Тем не менее,
и В1 воздействует на В2 и в конечном счете резец тупится.
12
Взаимодействие в оперативной зоне мы уже рассмотрели.
Можно управлять процессом за счет Пвр. и Пдавл.
Однако, мы не знаем Пдавл. - мы ведем работу по величине
подачи резца. Вот задача - управлять процессом
резания по еличине давления.
Конечно, важно знать все процессы - их сущность и причины
возникновения НЭ.
4.Если внимательно изучить стандарты, то становится
очевидно, что они составлены почти точно в соответствии с вепольной
формой, то есть 1-ый класс введения инструмента, 2-ой класс изменения
взаимодействия и т.д. Это мы посмотрим ниже.
5.Закон полноты частей системы соответствует полной
вепольной форме, то есть, есть двигатель, рабочий орган,
трансмиссия и система управления. Однако в этом законе
нет двух элементов - это изделия, заготовки и системы контроля,
измерения, информации. Ведение этих элементов позволит шире
смотреть на веполь.
6.Веполь показывает последовательность решения задачи,
с целью нахождения букета решений для того, чтобы можно было
выбрать то решение, которое требуется:
а) изменять инструмент
б) изменять изделие
в) использовать ВПР
г) изменять взаимодействие
д) изменять П1 и П2 - воздействия /взаимодействия/
е) рассмотреть возникающие поля
ж) переход в надсистему
з) начать создавать новую систему
и) создание системы из двух альтернативных систем.
/работы Злотина, Герасимова/
к) более сложный прием: одновременно менять два элемента:
взаимодействие + инструмент
взаимодействие + изделие
л) использовать геометрические, физические, химические
эффекты.
А ведь с этим мы уже встречались, когда рассматривали
идеальность! Мы говорили о ИКР для каждого элемента!
7.С помощью ВА можно легче использовать геометрические,
физические и химические эффекты. Собственно, надо сразу смотреть
на геометрию инструмента, взаимодействия.
Пример на химический эффект.
Нанеся на В1 и В2 вещество можно определить степень
контактирования, то есть качество контакта.
В1В2
В1В'
В2В''
В1В'
В2В''
В1В3 В2В3
8.Мы должны сказать, что взаимодействие между В1 и В2 в веполе,
то есть в конфликтной паре, должно подчиняться законам
13
развития ТС.
Использование законов в конфликтной паре, в веполе может дать
не только решение, но и высветитть нове задачи.
Например, закон повышения динамичности. Чего?
Инструмента, изделия или взаимодействия?
Можно сделать резец динамичным, изделию /заготовке/ придать
определенные колебания, например, сжатия, растяжения.
Закон согласования параметров, взаимодействующих ТС.
Очевидно, что должно быть согдасование В1 и В2 по форме,
материалам и т.д.
9. Если ВА - язык ТРИЗ, то естественно его использовать
и в АРИЗ. Собственно говоря, он уже введен, только на
этом не акцентируется внимание.
Мы определяем, что в задаче есть инструмент и изделие. Представим
их в вепольной форме В1 и В2. Между ними есть взаимодействие
за счет каких-то полей. Например, задача о намотке пружины
на деревянуую оправку.
Представим эту задачу ввиде процесса:
Что нам хотелось бы получить?
Пвр --> В1 --> В2 --> В2'
В2 - проволока
Нам надо свернуть технологический процесс.
ИКР - пружина, спираль сама сходит, снимается с оправки
без ухудшения ее качества - формы.
Начнем изменять инструмент:
14
Этот процесс показывает, что задачу вполне можно
представить в вепольной форме, а процесс взаимодействия
инструмента с заготовкой во времени, в динамике.
t1t2t3 - времена начала процесса, самого процесса и
его окончания.
Можно увидеть, что мы хотим получить в окончательном процессе.
Можно сразу сформулировать ИКР.
- Определить оперативную зону - начинается с точки и переходит
в линию. Надо ли свертывание?
- Можно рассмотреть взаимодействие между В1 и В2 при
определенных условиях - при коротком и длинном инструменте,
оправке.
Определить главную функцию и нежелательный эффект.
Определить какую задачу мы решаем:
-технологическую
-конструкторскую
-измерительную
-на новом принципе
Отсюда можно брать усиленное ТП, либо предельное, то есть
тогда, когда мы хотим решить задачу на новом принципе, то инструмент,
его размеры стремятся к нулю.
Если же мы хотим сохранить принцип работы ТС, но
устранить НЭ, то усиление ТП - это оптимизация инструмента.
Отсюда сразу видно ФП и ИКР. Здесь же можно увидеть ресурсы.
Очень важно определить, в чем сущность НЭ, какова его природа.
Мы к этому еще вернемся.
Пока же отметим, что в таком виде ВА действительно
становится языком ТРИЗ. И что наиболее важно, так это то,
что фактически мы весь аппарат ТРИЗ как бы загнали
в обойму вепольного анализа.
Мне стал ясен ВА - сомнение снято.
Сомнение 5 и его опровержение.
----------------------------Стандарты.
Когда на занятиях рассказываешь о стандартах, то довольно
сложно убедить слушателей, что их легко применять, использовать.
"Рекомендации по использоанию системы стандартов", приведенные
в /8/, дают возможность их применения как индивидуально,
так и в системе. Однако меня все время не покидает ощущение,
что можно стандарты представить и несколько другим образом.
15
Рассмотрев вепольный анализ, мы пришли к мысли, что
стандарты можно сгруппировать по той же системе, что и
само решение задач, то есть: стандарты на изменение инструмента,
изменения изделия, ВПР, взаимодействия, воздействия и т.д.
В данном случае я не берусь утверждать, что лучше, но
то, что ИКР, вепольный анализ и стандарты рассматриваются с одних
позиций, дает возможность надеяться, что в этом есть здравый смысл.
Рассмотрим для примера несколько стандартов.
1.1.1
1.1.2
1.1.3
1.1.4
1.1.5
1.1.6
1.1.7
1.1.8
1.2.1
1.2.2
1.2.3
1.2.4
2.1.1
2.1.2
2.2.1
2.2.2
-
вводится инструмент
изменяется инструмент или изделие
-"изменяется инструмент
изменяется инструмент
изменяется воздействие на инструмент
изменяется воздействие
изменяется воздействие
изменяется взаимодействие
-"изменяется воздействие, вводится дополнительное вещество
изменяется взаимодействие
изменяется инструмент
введение дополнительного воздействия
введение воздействия
изменение инсрумента
Можно на этих примерах увидеть, что в одном классе есть
все изменения.
Идея проста - надо бы объединить в одном классе только
инструмент, в другом - воздействие, в третьем - изделие,
в четвертом - взаимодействие и т.д.
Это, конечно, большая работа, но зато при решении задачи
можно сразу увидеть, к какому стандарту обращаться. Для
меня очевидно, что и предлагаемая альтернативная
система будет работать, а что лучше - это зависит от обработки.
Сомнение 6 и его опровержение.
----------------------------Решение задач по АРИЗ. Какие возникают трудности
на начальном этапе? С чего начинается решение задачи?
Несомненно, с критики, с того, что нам что-то не нравится,
не годится, не подходит, раздражает, гневит и т.д.
Один инженер мне рассказывал, что так разозлился, что решил задачу.
Со мной то же было несколько аналогичных случаев. Например,
меня сильно разозлило, что на неверном принципе одна
организация заявила, что она разработала прибор, с
помощью которого можно творить чудеса. Конечно, никакого
прибора небыло, но мне пришлось порешить научную задачу,
о которой расскажем ниже.
Итак, начинается с критики, то есть с определения
16
нежелательного эффекта. Этот эффект должен быть и
его нужно выявить.
Посмотрим, что может беспокоить того, кто решает
задачу по АРИЗ?
Первое, с чем мы сталкиваемся, и в чем проявляется НЭ это формулирование технического противоречия, которое обычно
излагается в вепольной форме. Действительно, мы рассматриваем ТС,
выявляем НЭ и все это в терминах А,Б,В, и т.д.
На самом деле нам представляется, что любая ТС должна быть
выражена в вепольной форме, в динамике, как показано выше.
Во-вторых, что такое ТП?
Мы обычно рассматриваем изменение
мало стержней, а почему не: короткий
Например, есть изобретение: короткий
слабый радиоактивный источник, и это
типа: много стержней стержень, длинный стержень?
стержень, на котором размещен
- молниеотвод!
В задаче о навивке пружины мы говорили о длинной и короткой
оправке, но не говорили о твердой и мягкой, целой и разъемной,
цилиндрической и конической и т.д. И вот здесь подчеркнем,
что начиная решать задачу, мы слишком долго не представляем,
что же мы хотим получить в конце решения, какой ИКР?
Более того, сам ход решения по АРИЗ есть некий тайный
ритуал. Что-то должно получиться в соответствии с логикой.
Это верно. Но все же более приятно решать, зная, что хочешь получить,
и знать в начале решения.
Теперь чуть-чуть отвлечемся и вспомним высказывание Н.Бора.
Проницательность Бора, основанная не на строгих научных
построениях, а на глубокой интуиции сказалась в том,
что он сформулировал понятие дополнительности, не
обращая внимания на невозможность строгого доказательства
и опытного подтверждения единства корпускулярных и
волновых свойств микроэлементов /микрообъектов/.
Уникальность данной познавательной ситуации заключается в следующем:
до Бора в изике принималось, что всю полноту свойств
любого физического объекта можно в принципе определить в
одном эксперементе. Бор же потребовал для этого постановки
по крайней мере двух взаимоисключающих эксперементов.
Если вспомнить, что при решении научных задач
мы настойчиво рекомендуем проведение противоположных эксперементов,
то оказывается, что рассматривая ТП, мы, собственно и делаем
мысленные противоположные эксперементы. Круг замкнулся для научных и
технических задач. Встает вопрос: как же выбирать
противоположный элемент? Мысленный!
Если в задаче о навивке пружины есть длинная оправка,
то еще можно догадаться, что надо брать короткую, а в случае
молниеотвода не ясно, почему надо много и мало стержней?
Почему не короткий и длинный?
17
И вот здесь, по нашему мнению, на уровне модели задачи и ТП,
следует рассматрива не только инструмент и изделие /заготовку/,
но и взаимодействие между ними.
Если, например, в задаче о навивке пружины мы видим, что проволока,
закрепленная с одного конца, наматывается и плотно прилегает
к оправке и взаимодействие между ними настолько хорошее,
что пружину, чтобы снять, надо отрубить проволоку и
разжать закрепленный конец. Нежелателный эффект - долго снимать
пружину, прерывистый процесс, остановка станка.
Желанный эффект - пружина сама должна сниматься, сходить с оправки.
Оправка сама должна способствовать съему, сходу пружины.
Взаимодействие пружины /проволоки/ должно быть таким,
чтобы она взаимодействовала с оправкой, то есть формировалась,
но не схватывалась с нею, чтобы не надо было ее сдирать,
обрубать, останавливать станок.
Взаимодействие между витками должно быть таким, чтобы
каждый последующий виток толкал предыдущий по оправке, чтобы
пружина не двигалась сама по оправке и сходила с нее.
И вот здесь мы произносим фразу:"Пружина сама по оправке
сходила". Что это - случайность?
По-видимому нет. Известны многочисленные ркомендации:
решайте задачу с конца! Что есть конец в задаче? Это,
несомненно, ИКР! Причем, по-видимому, не один, а два, а три ИКР.
Именно поэтому важно сразу, на первых шагах представлять,
какой ИКР мы хотим иметь. О чем идет речь?
Если мы нацелились на ИКР, то несомненно, сможем под него выбирать
два противоположных состояния (эксперемента) - то ли
инструмента, то ли изделия, то ли взаимодействия.
Посмотрим для этой же задачи, что получается.
Если проволока сама должна в виде пружины сходить с оправи,
то очвидно - с длинной оправки и при том способе навивки это не реально.
Если же встать на путь короткой оправки и если намотку вести
от начала все время, то на этом пути можно достичь чего-то стоящего.
Таким образом формулирование ИКР, рассматривание взаимодействия
между элементами могут позволить более четко сформулировать
противоположные состояния к элементу.
Можно также утверждать, что рассмотрение НЭ, взаимодействие,
часто представляет собой научные задачи, а их-то
мало кто хочет решать. Мы еще вернемся к этому вопросу ниже.
Одновременно отметим, что построив ТП1 и ТП2, мы можем сразу
сформулировать и физические противоречия.
Фактически мы имеем два альтернативных ТП - ТП1 и ТП2,
причем в одном мы отмечаем, что хорошо и что плохо, и
в другом тоже.
18
ФП - это объединение позитивных и отброс негативных сторон,
свойств.
Вспомним епольную форму этой задачи:
хорошо наматывается, прижимается
проволока
длинная В1
плохо снимается пружина
плохо наматывается и прижимается
пружина
короткая В2
хорошо снимается пружина
ФП1 выглядит следующим образом:
Оправка должна быть длинной для того, чтобы хорошо формировалась
проволока, и оправка должна быть короткой, чтобы пружина
хорошо сжималась.
ФП2:
Оправка должна хорошо взаимодействовать с проволокой, чтобы
пружина хорошо сжималась.
А как будет выглядеть ксиленное ТП?
Оправки нет, а ее функция выполняется. Это означает, что,
например, нужно придумать некий инструмент, который будет
сам формировать проволоку и спираль.
Несоменно одно - есть много различных подходов на
начальном этапе решения задачи, но, по-видимому, представленные нами
данные есть смысл опробывать очень широко.
Сомнение 7 и его реализация.
--------------------------Случайность и закономерность. РТВ и АРИЗ - развитие
творческого воображения и алгоритм решения творческих задач.
На продолжении длительного времени развивается РТВ. По
образному выражению Г.С.Эльтшуллера "воображение для инженера это то же, что смелость для солдата". Несомненно, смелость решающему
нужна.
Но с другой стороны, все методы, приемы, принятые в РТВ
работают на случайность. Мы задаем себе вопрос, находим некие
подсказки, и начинаем отвечать на них. Ответы, вообще-то
говоря, представляют собой некие литературные миниатюры, фантазии.
В процессе высказывания этих миниатюр, фантазий и возникает
смелость в мысли, смелость в высказывании, смелость в отстаивании
своих мыслей перед критиками. И это все? Или можно к этому
еще что-то добавить?
19
Не могу не напомнить, что в разных АРИЗ использовался оператор
РВС - размеры, время, стоимость. Главное, что в АРИЗ был элемент
случайности. Другое дело, что он стоял в первой части и не
всегда был эффективен. Но дело не в этом. Попытка была!
Сейчас, когда курс РТВ достиг некоторого совершенства и
занятия по нему дутг "на-ура", - он хорошо воспринимается,
его хорошо слушают, многие активно участвуют в отыскании
идей, - не пора ли ему найти более достойное место при решении
задач, нежели просто поработать с РТВ 8-10 часов и
поставить его либо в угол, либо на полку?
Возникают вопросы: где поставить РТВ и АРИЗ? Какова цель
этой операции?
Методы РТВ можно использовать буквально через каждые 2-3
шага АРИЗ. Цель этой операции - отвлечь чуть-чуть от задачи,
заставить поработать подсознание, и в то же время сам прием РТВ
направлен на расширение представления о задаче, ходе решения,
самого решения..
Почему именно сейчас встает этот вопрос - вопрос обьединения
РТВ и АРИЗ? Можно говорить о некотором насыщении обоих
подходов - РТВ и АРИЗ - они развиваются сейчас не так бурно, как
много лет назад. Можно воспользоваться приемом обьединения
альтернативных систем, основанных на двух категориях
диалектики - закономерности и случайности. В АРИЗ есть
элементы случайности, например, морфологическая таблица. Да
и решая задачу по АРИЗ, по независящим от нас причинам у
слушателей всегда появляются идеи. И это - хорошо.
Применение РТВ - это в какой-то степени "художественный метод
постижения", главная функция которого состоит в утверждении
значимости, важности, авторитета, внелогического познания, в
противовес авторитету логического /9/. И еще оттуда:"Задача
искуства состоит прежде всего в том, чтобы возвысить движение души
над движением рассудка".
В ходе решения задачи, несомненно, следует включать все
возможности человеческого мозга - сознание и подсознание,
логику и случайность, душу и рассудок и, естественно, эмоции.
Художники, писатели, поэты постигли двойственность, а
мы - инженеры - пока не совсем.
"Я - связь миров, повсюду сущих,
Я крайняя степень вещества;
Я средоточие живущих,
Черта начальна божества;
Я телом в прахе истлеваю,
Умом громам повелеваю,
Я царь, я - раб, я червь, я - бог!"
Г.Державин
А вот Николай Заболоцкий:
"Природы вековечная давильня
Соединяла смерть и бытие
20
В один клубок, но мысль была бессильна
Соединить два таинства ее..."
Сделаем более целенаправленное движение в обьединении логики,
закономерности и интуиции, случайности.
Е.Л.Фейнберг "Кибернетика, логика, искусство".
Сомнение 8 и его разрешение.
--------------------------Представление о месте, причине и процессе возникновения
нежелательного эффекта или умеем ли мы ставить и решать научные
задачи.
Проводя занятия в народном Университете, ежегодно
рассказываю о решении некоторых научных задач, которые пришлось
решать самому.
Какого же вида эти научные задачи?
Например, инженер встречается с непонятным эффектом,
явлением в технологичских процессах, изучая виды брака при
различных обработках, выхода из строя приборов и т.д. и т.п.
Однако, по моим наблюдениям, обычно этой темой никто не
интересуется. Обычно из 40-50 человек лишь единицы проявляют
слабый интерес, остальные, что называется, "глухо" прослушают
все рекомендации, примеры, и вопрос на этом считается исчерпанным.
Почему такая незаинтересованность?
Это может быть, в первом приближении, по двум причинам:
Первая - лектор, преподаватель не смог заинтересовать
слушателей темой, не сумел привлечь их внимания, не смог дать
почувствовать вкус к неизвестному, зажечь инстинкт охотника
за незнаемым, непонятным. Между вещающим и внемлющими не
состоялось истинного взаимодействия: один отдает - остальные
берут.
Вторая причина - это слушатели. Возможны они не готовы
к восприятию такой темы, никогда не сталкивались с такими задачами,
либо ограждены так называемыми психологическими барьрами это не наша область деятельности, это нам не надо, и, наконец,
нам это не интересно. Сам по себе факт неприятия опыта решения
научных задач вначале меня не задевал, я к нему относился спокойно.
Но по прошествии порядка 10 лет преподавания этот вопрос меня
начал волновать: кто виновт - я или они?
Я начал вспоминать свои исследования в области полупроводников,
технологии, физики, беседы с целым рядом сотрудников, с
которыми пришлось работать, обсуждать, спорить по различным
проблемам научных задач, гипотез, результатов, и пришел
к неутешительному выводу - есть небольшое число инженеров,
которые могут зажечься, заинтересоваться прблемой до такой степени,
что эта проблема, научная задача, становится для них
21
частью жизни.
Есть люди, которые умеют играть в шахматы, но никогда
не играют. Почему? "Я не люблю проигрывать,- сказал один из
такой кагорты,- лучше не играть - меньше переживаний!"
Возможно, эта анология не совсем полная, но тем не менее,
многие инженеры не берутся за решение задач, боясь "проиграть" не решить эту задачу.
Несомненно, это предположение не единственное. Более
веское на мой взгляд, предположение заключается в отсутствии
интереса к задачам.
Ну, есть этот эффект, ну и что? Даже если мы его
обьясним - что изменится?
Если, решив техническую задачу, можно подать заявку
на предполагаемое изобретение, в крайнем случае, оформить
рационализаторское предложение, то в случае решения
научной задачи,- полагают некоторые,- можно лишь написать
статью, да ждать много лет ее публикации, если она пройдет
все рогатки, расставленные вокруг каждого журнала.
Однако, это не так. Можно привести массу примеров, из
которых можно вывести правило: решенная научная задача
сразу дает возможность улучшить технологию и конструкцию
обьекта исследования. И, более того, иногда не удается
сразу обьяснить эффект, а как его использовать /или избежать/ удается.
Небольшой пример.
При обработке пластин кремния было выявлено, что если
поверхности пластин обработаны различно - одна шлифованная,
другая - полированная - то пластинки деформируются, причем
всегда более грубо обработанная сторона - выгнутая /10/. Рис.2
К сожалению, мы не смогли обьяснить этот эффект сразу,
как только его обнаружили, но зато сразу предложили и
реализовали два решения: обрабатывать обе поверхности
одинаково и одновременную двухстороннюю обработку платин.
Позднее нам удалось обьяснить этот эффект, который
для стеклянных пластин был обнаружен Твайманом, и получил
название "эффект Тваймана"..
Другое предположение, которое можно высказать по поводу
нежеланиярешать задачи - это нежелание заставлять себя
думать! Об этом говорил еще Г.Форд. И последнее: каждый,
наверное, сталкивался с такой ситуацией; когда начинаешь решать
задачу, то, действительно, ей уделяется в жизни большое
значение - и дома и на работе.
То есть, она захватывает решающего и не отпускает. А это
ведь не всем нравится. Надо вникать, знакомиться с новыми для
себя разделами науки, думать, думать...
22
Ища виноватых, признаем, что виноваты обе стороны - и
преподавтель, и слушатель.
Можно ли хоть как-то поправить это дело? Несомненно.
Но прежде отметим,- из опыта работы выяснено, что
движущей силой для решения научных задач могут быть:
- просто интерес - узнать, понять, выяснить.
- доказать окружающим: вот какой я! Я могу, а вы - нет!
/Завоевание лидерства, признанного лидерства/.
- боязнь. Вы поставлены в такие обстоятельства, что
необходимо срочно решение. От решения зависит ваше положение,
если хотите,- судьба, благосостояние и т.д.
- злость. Вас злит, что обьяснение эффекту или явлению, с
вашей точки зрения дано глупое, наверное, и вы в порыве злости,
принимаетесь за решение и находите его.
- доверие, уважение. Вам поручают, доверяют работу,
сопровождая поручение словами:"Только вы и сможете это
сделать!"
- оказать помощь. Вы видите, что люди не могу найти выход, Вам
хочется им помочь, и Вы находите решение.
- продемонстрировать окружающим, что они тоже могут.
Удовлетворить свое тщеславие произведенным эффектом, показать
фокус зрителям или зрителю.
- сомнение, "Вы должны постоянно сомневаться и проверять себя",говорил И.П.Павлов. Сомнения, сомнения...
Ниже мы приведем на каждый пример ситуацию, а пока рассмотрим,
какие есть подходы к решению задач, если стимул сработал...
Некоторые ученые говорят и настаивают на том, что обучить
решению научных задач нельзя. Почему? Они отстаивают точку
зрения о неповторяемости задач. Если для одной задачи найден
подход, метод, то он не может быть использован для другой
задачи. Он будет неэффективен, либо вообще неприложим, то
есть для каждой задачи должна быть своя мелодия, своя
партитура. Так, например, утверждает известный физик
Р.Фейнберг.
Однако, такой подход - одна половина, одна противоположность.
Он не позитивен, не дает возможности ожидать, надеяться, он
неинструментален. Более прогрессивен, по нашему мнению, Н.Бор,
который высказал, как об этом уже говорилось, прекрасную мысль,
рекомендацию, которую можно сформулировать достаточно кратко делай противоположный эксперемент!
После того, как эта идея овладела нами, все работы
проводились с ее учетом. Мне приходилось решать научные
задачи, и обычно они требовали громадных усилий и
многочисленных эксперементов, и никогда не было уверенности,
что я действую правильно. Ведь надо было не только мне
23
самому понять, но и убедить других в правильности полученного
решения. А это, оказывается, не просто!
Прежде чем перейти к изложению решения задач, посмотрим,
как решают задачи такого вида.
1. Возникновение задачи.
В процессе работы в технологии, либо в других каких-либо процессах,
возникает результат, не соответствующий нашим представлениям,
а проще говоря - брак, который требует обьяснения где он возникает, что к нему приводит, каков механизм его
образования и как его резко сократить?
Можно найти причину и устранить нежелательный эффект,
устранить НЭ. Как?
Делается несколько различных эксперементов и, если повезет,
задача по устранению НЭ будет решена
Тем не менее бывает, что задачи решаются долго. Применяют
различные ухищрения, нежелательный эффект исчезает. Затем
опять появляется и требует решать задачу.
Отметим, что, естественно, желательно познакомиться по литературе
с исследуемым явлением, а также посмотреть, если есть такая
возможность,- а что делается на соседних цехах, на
родственных предприятиях?
Например, аллюминевая разводка на интегральных схемах (ИС)
в процессе травления защитного окисного слоя иногда чернеет то есть происходит подтрав аллюминия. Этот вид брака переодически
возникает и исчезает. Было найдено несколько решений, которые
уменьшали этот вид брака, но он снова появлялся.Рис.3.
2.Появление результатов, не соответствующих нашим
представлениям - это не что иное, как противоречие между
теорией /нашими знаниями, понятиями и представлениями/ и эксперементом.
Это так называемое первое противоречие. Его обычно не
формулируют, но интуитивно видят.
3.Сразу, как только получен нежелательный результат, многие
начинают генерировать идеи - гипотезы,- почему это получилось?
Тут же возникают предложения: что надо сделать, чтобы
избежать НЭ. Часто бывает и другая ситуация - никто не знает
что делать. Все чего-то ждут.
4.Проводят намеченные эксперементы в соответствии с выдвинутыми
гипотезами и либо-либо. Чаще всего результат отрицательный,
и проводится следующая партия опытов и т.д. Затем картина
проясняется и через некоторое время удается решить
задачу.
В чем проблема? Мы теряем массу времени, труда и материальных
ценностей.
Пример.
24
Если учесть, что травление защитного слоя по аллюминевой
разводке - почти последняя операция в технологическом
процессе изготовления ИС, а сам цикл длится 3-4 месяца,
то потеря даже одной пластины кремния - это дорого.
А их теряли сотнями!
Что предлагается для ускорения получения положительного
решения?
Первое. Не надо бояться полученного результата, который
не укладывается в рамки наших знаний. Технология - это,
грубо говоря, "сборная солянка". В нее входит целый набор
разделов науки и техники и, пожалуй, поэтому при различных
соотношениях возможны абсолютно непонятные эффекты и
явления.
ФП1 выглядит следующим образом:
Оправка должна быть длинной для того, чтобы хорошо формировалась
проволока, и оправка должна быть короткой, чтобы пружина
хорошо сжималась.
ФП2:
Оправка должна хорошо взаимодействовать с проволокой, чтобы
пружина хорошо сжималась.
А как будет выглядеть ксиленное ТП?
Оправки нет, а ее функция выполняется. Это означает, что,
например, нужно придумать некий инструмент, который будет
сам формировать проволоку и спираль.
Несоменно одно - есть много различных подходов на
начальном этапе решения задачи, но, по-видимому, представленные нами
данные есть смысл опробывать очень широко.
Сомнение 7 и его реализация.
--------------------------Случайность и закономерность. РТВ и АРИЗ - развитие
творческого воображения и алгоритм решения творческих задач.
На продолжении длительного времени развивается РТВ. По
образному выражению Г.С.Эльтшуллера "воображение для инженера это то же, что смелость для солдата". Несомненно, смелость решающему
нужна.
Но с другой стороны, все методы, приемы, принятые в РТВ
работают на случайность. Мы задаем себе вопрос, находим некие
подсказки, и начинаем отвечать на них. Ответы, вообще-то
говоря, представляют собой некие литературные миниатюры, фантазии.
В процессе высказывания этих миниатюр, фантазий и возникает
смелость в мысли, смелость в высказывании, смелость в отстаивании
своих мыслей перед критиками. И это все? Или можно к этому
еще что-то добавить?
25
Не могу не напомнить, что в разных АРИЗ использовался оператор
РВС - размеры, время, стоимость. Главное, что в АРИЗ был элемент
случайности. Другое дело, что он стоял в первой части и не
всегда был эффективен. Но дело не в этом. Попытка была!
Сейчас, когда курс РТВ достиг некоторого совершенства и
занятия по нему дутг "на-ура", - он хорошо воспринимается,
его хорошо слушают, многие активно участвуют в отыскании
идей, - не пора ли ему найти более достойное место при решении
задач, нежели просто поработать с РТВ 8-10 часов и
поставить его либо в угол, либо на полку?
Возникают вопросы: где поставить РТВ и АРИЗ? Какова цель
этой операции?
Методы РТВ можно использовать буквально через каждые 2-3
шага АРИЗ. Цель этой операции - отвлечь чуть-чуть от задачи,
заставить поработать подсознание, и в то же время сам прием РТВ
направлен на расширение представления о задаче, ходе решения,
самого решения..
Почему именно сейчас встает этот вопрос - вопрос обьединения
РТВ и АРИЗ? Можно говорить о некотором насыщении обоих
подходов - РТВ и АРИЗ - они развиваются сейчас не так бурно, как
много лет назад. Можно воспользоваться приемом обьединения
альтернативных систем, основанных на двух категориях
диалектики - закономерности и случайности. В АРИЗ есть
элементы случайности, например, морфологическая таблица. Да
и решая задачу по АРИЗ, по независящим от нас причинам у
слушателей всегда появляются идеи. И это - хорошо.
Применение РТВ - это в какой-то степени "художественный метод
постижения", главная функция которого состоит в утверждении
значимости, важности, авторитета, внелогического познания, в
противовес авторитету логического /9/. И еще оттуда:"Задача
искуства состоит прежде всего в том, чтобы возвысить движение души
над движением рассудка".
В ходе решения задачи, несомненно, следует включать все
возможности человеческого мозга - сознание и подсознание,
логику и случайность, душу и рассудок и, естественно, эмоции.
Художники, писатели, поэты постигли двойственность, а
мы - инженеры - пока не совсем.
"Я - связь миров, повсюду сущих,
Я крайняя степень вещества;
Я средоточие живущих,
Черта начальна божества;
Я телом в прахе истлеваю,
Умом громам повелеваю,
Я царь, я - раб, я червь, я - бог!"
Г.Державин
А вот Николай Заболоцкий:
"Природы вековечная давильня
Соединяла смерть и бытие
В один клубок, но мысль была бессильна
26
Соединить два таинства ее..."
Сделаем более целенаправленное движение в обьединении логики,
закономерности и интуиции, случайности.
Е.Л.Фейнберг "Кибернетика, логика, искусство".
Сомнение 8 и его разрешение.
--------------------------Представление о месте, причине и процессе возникновения
нежелательного эффекта или умеем ли мы ставить и решать научные
задачи.
Проводя занятия в народном Университете, ежегодно
рассказываю о решении некоторых научных задач, которые пришлось
решать самому.
Какого же вида эти научные задачи?
Например, инженер встречается с непонятным эффектом,
явлением в технологичских процессах, изучая виды брака при
различных обработках, выхода из строя приборов и т.д. и т.п.
Однако, по моим наблюдениям, обычно этой темой никто не
интересуется. Обычно из 40-50 человек лишь единицы проявляют
слабый интерес, остальные, что называется, "глухо" прослушают
все рекомендации, примеры, и вопрос на этом считается исчерпанным.
Почему такая незаинтересованность?
Это может быть, в первом приближении, по двум причинам:
Первая - лектор, преподаватель не смог заинтересовать
слушателей темой, не сумел привлечь их внимания, не смог дать
почувствовать вкус к неизвестному, зажечь инстинкт охотника
за незнаемым, непонятным. Между вещающим и внемлющими не
состоялось истинного взаимодействия: один отдает - остальные
берут.
Вторая причина - это слушатели. Возможны они не готовы
к восприятию такой темы, никогда не сталкивались с такими задачами,
либо ограждены так называемыми психологическими барьрами это не наша область деятельности, это нам не надо, и, наконец,
нам это не интересно. Сам по себе факт неприятия опыта решения
научных задач вначале меня не задевал, я к нему относился спокойно.
Но по прошествии порядка 10 лет преподавания этот вопрос меня
начал волновать: кто виновт - я или они?
Я начал вспоминать свои исследования в области полупроводников,
технологии, физики, беседы с целым рядом сотрудников, с
которыми пришлось работать, обсуждать, спорить по различным
проблемам научных задач, гипотез, результатов, и пришел
к неутешительному выводу - есть небольшое число инженеров,
которые могут зажечься, заинтересоваться прблемой до такой степени,
что эта проблема, научная задача, становится для них
частью жизни.
27
Есть люди, которые умеют играть в шахматы, но никогда
не играют. Почему? "Я не люблю проигрывать,- сказал один из
такой кагорты,- лучше не играть - меньше переживаний!"
Возможно, эта анология не совсем полная, но тем не менее,
многие инженеры не берутся за решение задач, боясь "проиграть" не решить эту задачу.
Несомненно, это предположение не единственное. Более
веское на мой взгляд, предположение заключается в отсутствии
интереса к задачам.
Ну, есть этот эффект, ну и что? Даже если мы его
обьясним - что изменится?
Если, решив техническую задачу, можно подать заявку
на предполагаемое изобретение, в крайнем случае, оформить
рационализаторское предложение, то в случае решения
научной задачи,- полагают некоторые,- можно лишь написать
статью, да ждать много лет ее публикации, если она пройдет
все рогатки, расставленные вокруг каждого журнала.
Однако, это не так. Можно привести массу примеров, из
которых можно вывести правило: решенная научная задача
сразу дает возможность улучшить технологию и конструкцию
обьекта исследования. И, более того, иногда не удается
сразу обьяснить эффект, а как его использовать /или избежать/ удается.
Небольшой пример.
При обработке пластин кремния было выявлено, что если
поверхности пластин обработаны различно - одна шлифованная,
другая - полированная - то пластинки деформируются, причем
всегда более грубо обработанная сторона - выгнутая /10/. Рис.2
К сожалению, мы не смогли обьяснить этот эффект сразу,
как только его обнаружили, но зато сразу предложили и
реализовали два решения: обрабатывать обе поверхности
одинаково и одновременную двухстороннюю обработку платин.
Позднее нам удалось обьяснить этот эффект, который
для стеклянных пластин был обнаружен Твайманом, и получил
название "эффект Тваймана"..
Другое предположение, которое можно высказать по поводу
нежеланиярешать задачи - это нежелание заставлять себя
думать! Об этом говорил еще Г.Форд. И последнее: каждый,
наверное, сталкивался с такой ситуацией; когда начинаешь решать
задачу, то, действительно, ей уделяется в жизни большое
значение - и дома и на работе.
То есть, она захватывает решающего и не отпускает. А это
ведь не всем нравится. Надо вникать, знакомиться с новыми для
себя разделами науки, думать, думать...
Ища виноватых, признаем, что виноваты обе стороны - и
28
преподавтель, и слушатель.
Можно ли хоть как-то поправить это дело? Несомненно.
Но прежде отметим,- из опыта работы выяснено, что
движущей силой для решения научных задач могут быть:
- просто интерес - узнать, понять, выяснить.
- доказать окружающим: вот какой я! Я могу, а вы - нет!
/Завоевание лидерства, признанного лидерства/.
- боязнь. Вы поставлены в такие обстоятельства, что
необходимо срочно решение. От решения зависит ваше положение,
если хотите,- судьба, благосостояние и т.д.
- злость. Вас злит, что обьяснение эффекту или явлению, с
вашей точки зрения дано глупое, наверное, и вы в порыве злости,
принимаетесь за решение и находите его.
- доверие, уважение. Вам поручают, доверяют работу,
сопровождая поручение словами:"Только вы и сможете это
сделать!"
- оказать помощь. Вы видите, что люди не могу найти выход, Вам
хочется им помочь, и Вы находите решение.
- продемонстрировать окружающим, что они тоже могут.
Удовлетворить свое тщеславие произведенным эффектом, показать
фокус зрителям или зрителю.
- сомнение, "Вы должны постоянно сомневаться и проверять себя",говорил И.П.Павлов. Сомнения, сомнения...
Ниже мы приведем на каждый пример ситуацию, а пока рассмотрим,
какие есть подходы к решению задач, если стимул сработал...
Некоторые ученые говорят и настаивают на том, что обучить
решению научных задач нельзя. Почему? Они отстаивают точку
зрения о неповторяемости задач. Если для одной задачи найден
подход, метод, то он не может быть использован для другой
задачи. Он будет неэффективен, либо вообще неприложим, то
есть для каждой задачи должна быть своя мелодия, своя
партитура. Так, например, утверждает известный физик
Р.Фейнберг.
Однако, такой подход - одна половина, одна противоположность.
Он не позитивен, не дает возможности ожидать, надеяться, он
неинструментален. Более прогрессивен, по нашему мнению, Н.Бор,
который высказал, как об этом уже говорилось, прекрасную мысль,
рекомендацию, которую можно сформулировать достаточно кратко делай противоположный эксперемент!
После того, как эта идея овладела нами, все работы
проводились с ее учетом. Мне приходилось решать научные
задачи, и обычно они требовали громадных усилий и
многочисленных эксперементов, и никогда не было уверенности,
что я действую правильно. Ведь надо было не только мне
самому понять, но и убедить других в правильности полученного
29
решения. А это, оказывается, не просто!
Прежде чем перейти к изложению решения задач, посмотрим,
как решают задачи такого вида.
1. Возникновение задачи.
В процессе работы в технологии, либо в других каких-либо процессах,
возникает результат, не соответствующий нашим представлениям,
а проще говоря - брак, который требует обьяснения где он возникает, что к нему приводит, каков механизм его
образования и как его резко сократить?
Можно найти причину и устранить нежелательный эффект,
устранить НЭ. Как?
Делается несколько различных эксперементов и, если повезет,
задача по устранению НЭ будет решена
Тем не менее бывает, что задачи решаются долго. Применяют
различные ухищрения, нежелательный эффект исчезает. Затем
опять появляется и требует решать задачу.
Отметим, что, естественно, желательно познакомиться по литературе
с исследуемым явлением, а также посмотреть, если есть такая
возможность,- а что делается на соседних цехах, на
родственных предприятиях?
Например, аллюминевая разводка на интегральных схемах (ИС)
в процессе травления защитного окисного слоя иногда чернеет то есть происходит подтрав аллюминия. Этот вид брака переодически
возникает и исчезает. Было найдено несколько решений, которые
уменьшали этот вид брака, но он снова появлялся.Рис.3.
2.Появление результатов, не соответствующих нашим
представлениям - это не что иное, как противоречие между
теорией /нашими знаниями, понятиями и представлениями/ и эксперементом.
Это так называемое первое противоречие. Его обычно не
формулируют, но интуитивно видят.
3.Сразу, как только получен нежелательный результат, многие
начинают генерировать идеи - гипотезы,- почему это получилось?
Тут же возникают предложения: что надо сделать, чтобы
избежать НЭ. Часто бывает и другая ситуация - никто не знает
что делать. Все чего-то ждут.
4.Проводят намеченные эксперементы в соответствии с выдвинутыми
гипотезами и либо-либо. Чаще всего результат отрицательный,
и проводится следующая партия опытов и т.д. Затем картина
проясняется и через некоторое время удается решить
задачу.
В чем проблема? Мы теряем массу времени, труда и материальных
ценностей.
Пример.
30
Если учесть, что травление защитного слоя по аллюминевой
разводке - почти последняя операция в технологическом
процессе изготовления ИС, а сам цикл длится 3-4 месяца,
то потеря даже одной пластины кремния - это дорого.
А их теряли сотнями!
Что предлагается для ускорения получения положительного
решения?
Первое. Не надо бояться полученного результата, который
не укладывается в рамки наших знаний. Технология - это,
грубо говоря, "сборная солянка". В нее входит целый набор
разделов науки и техники и, пожалуй, поэтому при различных
соотношениях возможны абсолютно непонятные эффекты и
явления.
Негативные эфекты - ему приходится быть в компаниях,
где пьют и курят. Ему предлагают, - он отказывается. Он не такой,
как все, как большинство. Это раздражает окружающих.
Взаимоотношения усложнены.
Если никуда не ходить, то возникает чувство одиночества,
нужна своя среда, а ее нет.
Он думает о будущем детей. Он начинает высказываться на эту
тему, чем вызывает негодование окружающих, ибо он - укор всем
молодым.
Несколько человек, познакомясь с идеей сохранения генетики
потомства, начинают переживать: а как у них будет, почему
они не задумывались об этим, почему начали курить с 14-ти лет
и т.д. и т.п.
Последствия этих переживаний трудно предсказать, но они могут стать
самыми разнообразными: от отказа иметь детей до ...
Последний пример
Нами был разработан так называемый дублированный фотошаблон.
Наша цель, задача состояла в том, чтобы повысить качество
интегральных схем, если получится - то повысить процент
выхода годных ИС. И все! Мы ни очем другом и не думали.
Что же оказалось на практике?
Положительные сверэффекты:
- ДФШ заменил 10 обычных фотошаблонов.
- Если меть большое желание, можно довести замену до 20.
- Не нужны дорогостоящие заготовки, стоимость которых - 10 рублей
за штуку /для ДФШ - 10 копеек/.
- Экономический эффект только за один год по одной ИС составил
400 тысяч рублей.
- По всем предприятиям это составит десятки миллионов рублей.
Негативные сверэффекты:
- Потребовалось приобретать тонкие покровные стекла
31
- Организовать участок полировки стекла
- По экономическим показателям цех не заинтересован в выпуске
ДФШ
- Надо сократить численность рабочих
- Надо повысить квалификацию рабочих
- Надо устроить на работу тех, кого сокращают
- и т.д. и т.п.
Можно отметить, что есть два направления исследования
сверхэфектов: это непосредственно возникающие сверхэффекты в ТС,
в технологии, и сверхэффекты, последствия которых возникают при
взаимодействии ТС и технологии с обществом, отдельными его членами,
с окружающей его средой, экологией, экономией и, наконец,
с псилогией людей. Несомненно, что оба эти напрвления взаимодействуют,
переплетаются и нам, по возможности, следует рассматривать их
совместно.
Надо подчеркнуть, что оба направления еще не разработаны.
Они находятся только на том уровне, что они нужны и ими надо
заниматься. Собственно это вопрос прогноза - что нас ожидает,
если мы сделаем то-то и то-то. Тем не менее уже сейчас можно говорить
о том, что решить задачу, найдя идею, следует посмотреть, как
будет работать ТС с теми усовершенствованиями, которые мы введем,
как будут работать смежные элементы, как изменится технология,
надежность, загрязнение окружающей среды, каково качество ТС и
продукции, выпускаемой по новой технологии.
Надо посмотреть, какие СЭ, положительные и отрицательные
возникнут у себя, у группы лиц, в коллективе, в обществе,
в организации, в заработной плате, взаимоотношении, лидерстве.
Конечно, это не все, но даже этого на первый случай достаточно,
чтобы чуть-чуть увидеть дальше, чем сейчас /14/.
АРХИЕРЕТИЧЕСКАЯ МЫСЛЬ.
Мысль, которую мы хотим сейчас высказать, на первый взгляд является
еретической и противоречит всей ТРИЗ. Но это только на
первый взгляд.
В действительности нам представляется, что мы должны
обьединить две альтернативные системы - АРИЗ и МПиО.
"Это-кощунство," - могут сказать и скажут многие. Но что же
делать, если мы с вами в основном мыслим не линейно, а
все же более разбросано, по кругу. В начале мы говорили, что мыслим как
бы по кругу. На самом деле, конечно, это происходит значительно
сложнее. Мы думаем не только по кругу, но и линейно, перескакиваем с
одного
на другое, держим в голове сразу несколько мыслей, подвержены
влиянию окружающего нас мира - мгновенно реагируем на то, что
видели или слышали, ощущали, - все это сразу приводит наши мысли на
другой уровень, переход, скачок от одних мыслей к другим и т.д.
В чем же состоит альянс, союз 2-х, обьединение АРИЗ и МПиО?
А вот в чем. Мы начинаем решать задачу используя АРИЗ,
но все время расширяем круг рассмотрения, возвращаемся к началу.
32
Используем все элементы АРИЗ, но не идем по линии, а все время
ищем решение, и это значительно расширяет наше представление о
задаче.
Мы отвлекаемся на приемы РТВ, оценку полученных решений
с точки зрения сверхэффектов. Таким образом перед нами
разворачивается панорама решений, их много, мы чувствуем себя не
как пригвожденные к тачке, которую надо тянуть, а как
художник рисующий обьемную картину со всеми нюансами
окружающего мира. Вся палитра красок - вся ТРИЗ - задействована.
"Каждый шаг - это нота ! Для того, чтобы сочинить произведение,
найти решение, следует пользоваться всеми нотами, а не
последовательно гаммой, нужно применять аккорды...
В такой последовательности человек начинает ощущать творчество,
видеть много решений, не цепляться за одно, как бь чрезвычайно
верное и непогрешимое, а видеть весь спектр решений со всеми
переходами от одного цвета к другому.
Приведу один пример, хотя ими можно иллюстрировать дорогу
изобретателей.
Я нашел решение для ДФШ. Я был уверен, что единственно
верное решение и больше эту задачу не решал. 3 года пытались мое решение
осуществить, проводя НИР, ОКР, но ...
В конце концов, исполнители поставили
что такой ДФШ для серийного производства
Именно тогда, получив удар "ниже пояса",
новое решение в течении 30 минут. 3 года
вопрос перед руководством,
сделать невозможно.
я, придя домой, нашел
и 30 минут!
И вот это решение и было реализоано.
А теперь поставим вопрос - можно ли было сразу найти решение?
Можно и нельзя. Если знать все НЭ, трудность изготовления, а это,
в общем, мы знали, но очарованные простотой /на первый взгляд/
полученного решения, находясь под гипнозом собственного
решения, идеи, мы даже и не помышляли о тех нежелательных
сверхэффектах, которые нас огорошили.
А если бы мы сразу нашли весь пакет решений, если бы мы
выбрали несколько из них - несомненно, весь цикл разработки и освоения
этих ДФШ был бы более короткий. /3/.
ФОТОШАБЛОН ДУБЛИРОВАННЫЙ
Отделом фотошаблонов разработана конструкция фотошаблонов
повышенной износостойкости. Достоинством конструкции
является малая вероятность повреждения фотошаблонов в процессе
эксплуатации и, как следствие этого, сохранение высокого
качества фотолитографии при контактной печати.
Опыт использования таких фотошаблонов в цехе
для межслойной изоляции ИС подтвердил повышение их срока службы
в 6-8 раз с одновременным повышением выхода годных ИС.
Конструкция фотошаблона представлена на рисунке-5.
33
Фотошаблон содержит два топологических слоя, разделенным
защитным стеклом, толщиной около 100мкм. При повреждении
поверхностного слоя внутренний слой продолжает осуществлять
функцию маскирования, и дефект на пластину не передается.
Налчие двух маскирующих слоев гарантирует отсутствие
дефектов малых размеров /менее 1,0мкм/, не обнаруживаемых
при контроле фотошаблонов.
Из технологических соображений окна во внутреннем слое
выполнены с увеличением размера на 25-30мкм, что накладывает
ограничение на номенклатуру фотошаблонов, выполняемых в
дублированной конструкции. Наиболее эффективно
использование конструкции для темнопольных фотошаблонов
с большим отношением площади темного поля к площади светлого
/межслойная изоляция, контактные окна, защитные слои и т.п./
Цехом ведется освоение производства дублированных
фотошаблонов.
Рис.5
-----
10-18 мкм
---------
стекло
-----хром
---защитное стекло
--------------дефект
-----пластина с
фоторезистором
-------------выступ
-----Хотелось бы обратить внимание на один важный факт. Нас
иногда наши противники упрекают, что мы с помощью ТРИЗ не
сделали крупных, больших изобретений. Где эта мера? Что есть
большое? Что такое крупное изобретение, а что - мелкое?
Где эта граница?
Если смотреть с точки зрения экономики, то разница есть.
Громадное количество решенных задач дает милионный экономический
эффект. Тем не менее, новые машины, станки, приборы, как
правило, тризовцы не создают. Почему? Это связано со
многими причинами, но не с тем, что нельзя это сделать,
получить решение. Примеры автора ТРИЗ показывают, что
34
новый ледокол никто даже не хотел обсуждать. А новый метод
изготовления стекла?! Ведь даже не поняли, о чем идет речь!
Тем не менее, предлагается в каждой задаче находить идею
решения на новом принципе,- физическом, химическом,
геометрическом или биологическом.
Если есть возможность, то следует эти идеи столбить подавать заявки и рекламировать идеи. Это позволит
показать всю мощность ТРИЗ и ее пользователей.
Пример. Решая задачу по ДФШ, мы вышли на идею
проекционной фотолитографии, но о ней никто и слушать не хотел.
Для того, чтобы понять новое, нужно быть к этому новому,
его восприятию готовым. А это не просто.
И последний штрих. Учение - всегда преодаление себя,
насилие над собой. Можно говорить, не всегда, не со всеми.
Но в большинстве случаев это так. Как сделать так, чтобы
большая часть времени обучения ТРИЗ и последующего ее
применения составляло все же не насилие над собой, а
доставляло желание и радость? Мне кажется, что для этого следует
вызывать у слушателей положительные эмоции, интерес,
соревновательность, поощрение, игру, то есть добиваться в процессе
обучения более естественного решения хода задач, присущего
человеческому мышлению, но в рамках стратегии ТРИЗ.
Можно использовать чувства о которых мы говорили. Это
интерес, желание доказать окружающим свое "я", боязнь,
злость, доверие, оказание помощи ближнему, показать фокус,
сомнение... Все эти чувства, одни сильнее, другие - слабее,
позволяют человеку заставить самого себя решать задачи.
рассмотрим первый пример, как решить задачу с помощью
кругового АРИЗ.
Сделать
рисунок
и выразить задачу
в вепольной форме
1 2 3 4 5 6 7 8
! ! ! ! ! ! ! !
! ! ! ! ! ! ! !
-----------------------!
задача в ве!
польной форме
!______________________!
! ! ! ! ! ! !
!
! ! ! ! ! ! !
!
20 19 18 17 16 15 14 13
--- 9
! --- 10
! --- 11
--- 12
1. Определить конфликтную пару.
2. Определить ИКР(1), ИКР(2).
3. Определить НЭ и его природу. Сущность процесса, какими
свойствами обладают В1 и В2, взаимодействие.
4. Если есть решение - проверить сверхэффекты.
5. Использовать приемы и найти решение.
6. Использовать оператор РВС.
7. Нарисовать карикатуру.
8. Сформулировать ТП.
9. Оценить сверхэффекты.
10. Сформулировать ТП1 и ТП2.
35
11. Определить предельные ТП. Возможно ли найти решение
на новом принципе?
12. Какие взаимодействия еще есть ТС?
13. Рассмотреть + и - в альтернативных ТС.
14. Сформулировать ФП1 И ФП2.
15. Использовать стандарты на инструмент, изделие.
16. Решения оценить на сверхэффекты.
17. Метод Колумба или иной другой.
18. Рассмотреть законы.
19. Рассмотреть физические эффекты.
20. Рассмотреть линию развития ТС.
21. Решения оценить на сверхэффекты.
Рассмотрим задачу о тарелках, используемых в качестве
мишений для стрельбы.
Нежелательный эффект. Тарелка или ее части лежат на земле
и ее загрязняют.
КП - тарелка-земля В2-В3
ИКР - тарелка сама исчезает на земле
ИКР - земля сама способствует исчезновению тарелки
ИКР - окружающие тарелку поля - Птепл., Пвл. - сами заставляют
тарелку исчезнуть
- Тарелка не взаимодействует ни с чем, продолжая лежать годы,
т.к. она изготовлена из материала достаточно плотного,
твердого и надежного.
- Какими свойствами может обладать тарелка, кроме как
мишень?
- польза: удобрение для земли; семена трав; нейтральное
вещество; вещество, которое само распадается без вреда для пользы
Из этого перечня появляется мысль о самораспадающейся
тарелке.
- Сформулируем ТП и рассмотрим приемы
ТП-устойчивость состава обьекта - потери времени.
Прием 35 - изменить агрегатное состояние вещества.
Что это?
Все ИКР, свойства и ТП, направляют нашу мысль на изменение
36
агрегатного состояния. Вообще-то говоря, здесь уже появляется идея сделать тарелки из льда или из земли. Идеи красивые, но давайте
посмотрим сразу сверхэффекты.
1. Положительные: тарелки /осколки/ из льда тают,
поверхность не загрязняется. Из земли - разваливаются.
Экологически все чисто.
2. Отрицательные:
-
Требуется технология изготовления земляных и ледяных тарелок.
Требуется разработка оборудования дл изготовления, хранения тарелок.
Требуется изготовление камер для хранения.
Переоборудование катапульт.
На все это нужны затраты.
Сравнение плюсов и минусов может привести к выводу,
что минусы побеждают.
Однако, расход материала на тарелки тоже должен играть
роль. И если посчитать, сколько расходуется графита на тарелки
по всей стране, по всему миру, то очевидно, что обе
идеи имеют преимущество.
Однако, нам надо, желательно, найти решение, которое
сразу можно было бы внедрить, использовать. Пойдем снова с начала.
- Какие взаимодействия есть еще?
Дробь взаимодействует с тарелкой? Да. Тарелка летит по воздуху
и падает на землю. А что если она падает, но не на землю?
А куда?
- Посмотрим стандарты. Тарелка - это изделия? Инструмент?
Взаимодействие между тарелкой и землей должно отсутствовать.
Если поместить какую-то пленку, то можно собирать осколки
тарелок ежедневно, причем ведь целые тарелки летят далеко,
а осколки - нет. Так что площадь сбора осколков невелика.
А не разбитые тарелки можно собирать и использовать заново.
Можно посмотреть сверхэффекты. Все это внедремо мгновенно.
Посмотрим ИКР.
1. Тарелка сама
2. Тарелка сама
3. Тарелки нет,
копией. А может
исчезает после падения на землю.
исчезает после стрельбы, не попадая на землю.
а функция ее выполняется. Чем? Приходит мысль быть голографическим изображением?
Под ИКР1 - лед, земля.
Под ИКР2 - твердое тело, жидкое, газовое облако, изображение
- Посмотрим, какие есть взаимодействия.
1. Взаимодействие между тарелкой и катапультой.
37
2. Взаимодействие между тарелкой и дробью.
3. Тарелка - земля.
Третье взаимодействие мы посмотрели, а вот второе - нет.
Ведь не во все тарелки попадают. Часть тарелок падая,
разбивается, а это - задача? Как их собрать не давая биться?
А может дробь заменить, чтобы, например, все тарелки
оставались целыми, даже попадания в них дроби.
Например, тарелка остается целой, но при попадании в нее
дроби она дает сигнал, что в нее попали - например, световой,
звуковой, цветовой, газовый, радиосигнал. А что если
вообще заменить дробь - ружье - фоторужьем со снятием снимка попал - не попал. Фотография получается мгновенно.
Я прилег и во время подремывания увидел: а ведь после
выстрела тарелка не обязательно должна лететь дальше. И перед
моим взором появилась тарелка с парашютом.
Давайте пойдем снова по новому кругу, куда включим законы,
эффекты.
Посмотрим саму тарелку. А что, если ее сделать ввиде бумеранга?
По-видимому можно еще придумать интересные формы.
Не будем дальше решать эту задачу, но отметим, что даже теперь
можно выбирать решение и уточнять его.
Но посмотрите, какой спектр?! И это еще не все!
Что вы скажете о радиофицированной тарелке? Это тарелка
в виде бумеранга!
Конечно надо посмотреть сверхэффекты.
Теперь обратим внимание на такой факт. Все вопросы АРИЗ,
приведенные в таблице, можно менять местами, главное вы должны пользоваться канвой, а не жесткой последовательностью.
ЭГОИЗМ И ВЕПОЛЬНЫЙ АНАЛИЗ.
------------------------Мы уже говорили о том, что может заставить человека
решать творческие задачи - изобретать.
Это - злость, доверие, интерес, любопытсто, удивить
окружающих, покрасоваться своим умом, умением оказать помощь, а ведь это все не что иное, как эгоизм.
Сюда можно было бы добавить и желание заработать деньги,
награды, благополучие, продвижение по службе, получение
удовольствий и, по видимому, много другого.
В нашем обществе пока отсутствует такой фактор, как
жесточайшая конкуренция, выживаемость.
Можно делать вид, что эгоизм - это пережиток, что сейчас,
38
во время социализма редко встречаются люди эгоистические, а
подавляющее большинство - альтруисты, думающие только
о благе и пользе общества. Наверное мы все же ошибаемся. В
действительности можно говорить о том, что в каждом человеке
присутствуют обе эти ипостасы, но в соответствующих
дозах /Амосов, Карнеги/.
Причем обе эти стороны медали могут изменяться во времени:
одна преобладать над другой в зависимости от самых различных
обстоятельств.
Эгоизм - это программа, заложенная в человеке природой,
и ее можно изменять, но не на столько, чтобы человек полностью
ее изменил, отбросил, и стал 100% альтруистом.
Если мы хотим обучать техническому творчеству и не просто обучать,
а обучать успешно, мы должны более четко себе представлять:
на каких струнах эгоизма мы должны играть, чтобы обучение было
более эффективным и эффектным. Если раньше мы говорили и
внушали, ТО от Вашего обучения и применения ТРИЗ предприятия
будут выпускать более качественную продукцию и ее будет больше,
то это не что иное, как альтруизм.
Собственно говоря, это - не что иное, как повышение производительности
и качества умственного труда и мышления.
Практически никто не задавал вопрос: а что мне от этого
будет? Но интуитивно, по моим наблюдениям, многие
сопротивлялись обучению и применению ТРИЗ. Почему?
По-видимому, боясь повышенной эксплуатации себя, собственного
мышления. Заставить себя думать, притом правильно думать?
Нет извините, мы и так думаем правильно.
Можно ли сейчас, во время, когда отброшены многие
догмы, сделать попытку и разобраться: как, каким образом следовало
бы воздействовать на обучаемых, чтобы было и усвоение и применение
ТРИЗ?!
Конечно, можно!
И, по-видимому, ответ должен быть достаточно не сложным.
Для каждого обучающегося применять его струну, на которой
он "заиграет".
Например, мне пришлось обучать одну группу, в которой один
человек интересовался более всего своей пасекой, другой автомобилем, третий - переборкой ягод и т.д. Но не один из них
не интересовался своей собственной работой. Меня это удивило и
я очень серчал. А надо было /хотя я так и сделал/, чтобы они
решали менно те задачи, которые их интересовали. Не надо было
их насиловать производственными задачами - у них к ним не было
интереса. И только в конце занятий у некоторых проснулся
интерес к своему производству.
Давайте представим задачу в вепольной форме.
39
В1 - человек
В2 - АРИЗ
В1 В2 ---->
______
В1 <----- В2
А где же задача?
В1В3
______
_____
В2 <----- В1В3 -----> В2
Стрелки указывают взаимодействие. В2 воздействует на
человека и задачу, которая при нем, но и человек как-то
действует на В2. В1 имеет энергию для решения задачи.
П
Пл
!
!
! ______ !
В1В3 <----- В2
АРИЗ имеет поле логики. При взаимодействии возникает
П мысли, идеи
Пэ
Пм
П
Пл
_____
В1В3 <---- В2
Пи
Что нужно иметь человеку с задачей?
Информацию внешнюю и внутреннюю, то есть опыт. Обозначим Пи.
Человек должен желать решить задачу. Но для этого должен срабаывать
какой-то потенциал эгоизма Пэ.
Этого мало. Надо, чтобы В1 был согласован с В2, то есть
надо, чтобы В2 был под человека, а они /люди/ разные. Один может решать по стандартному АРИЗ, другой с трудом, третий просто не хочет.
Как же согласовать их совместно?
По-видимому, каждый человек должен иметь выбор АРИЗ,
причем так, чтобы В1 и В2 работали в динамике, как бы
притирались друг к другу. Для этого должен быть выбор
АРИЗов.
Если я думаю прямолинейно - пожалуйста, Вам - линейный АРИЗ.
Если по кгугу - круговой. Если по линейно-круговому
образцу - линейно круговой АРИЗ.
1. Начало решения
40
2. Конец решения
В эгоистический потенциал должен входить весь набор
свойств, приеденный выше - интерес, желание, любопытство и т.д.
Причем возможно заранее определить, какое из них
является наиважнейшим для человека.
Теперь еще раз рассмотрим взаимодействие между В1 и В2.
Однако вначале рассмотрим другие взаимодействия. Представим себе,
что два человека посмотрели друг на друга.
Человек обладает неким полевым эффектом П1 и П2, через
которые он воздействуе на В2 и В1. В результате возникает
П интереса. Это может быть охарактеризовано, как поле
интереса, притяжение, отталкивание, радость, ненависть и т.д.
После того, как взгляды разошлись, у каждого осталась
часть П интереса, которая может исчезнуть сразу, либо
остаться на какое-либо время.
Вещественного контакта между В1 и В2 не произошло.
Если же два человека, например, пожимают друг другу
руки, то происходит одновременно, вещественно-полевое
взаимодействие.
Это кратковременное вещественное
взаимодействие
Теперь рассмотрим взаимодействие резца и инструмента.
В процессе вещественного взаимодействия, то есть
контактирования В1 и В2 действует поле давления на В2 и поле
вращения на В1. Можно и нужно ли взаимодействие представлять через
Пд и Пвр.? По-моему - нет так как стрелка <---- показывает
действие Пдавл. -----> Пвр.
41
Если же одно поле переходит в другое, как, например, ввиде:
П2 <---- В1 <---- П1
то в этом случае, по-видимому, следует показывать взаимодействие
через новое поле.
Вернемся к решателю задачи и АРИЗ. Здесь нет вещественного
взаимодействия, а есть полевое.
-
человек - и задача
П1 - энергия решателя
В2 - АРИЗ
Пл. - логика в АРИЗе
Лучше будет другой вид
П1В1В3
В2Пл
так как все эти компоненты вместе, в человеке, в АРИЗ.
_____
П1В1В3 <---- В2Пл
Но это же вещественное взаимодействие!
Тогда представим ввиде:
_____
____
_____
В3В1П1 ----> ПлВ2 ---- В3В1П1 <---- ПлВ2
!
V
Пидея
Взаимодействие полевое в общем виде:
Пид
:
В3В1П1 <---- ПлВ2
Пин
Пэ
Верхняя стрелка показывает взаимодействие: что и человек влияет
на Пл. В2, то есть появляются уточнения в АРИЗ.
Нижняя - воздействие на П1 человека - В1 и появление
Пидеи.
Таким образом, мы видим, что вепольный анализ сам по себе
требует творческого подхода конкретно, при рассмотрении каждой
задачи. Попробуем оформулировать общие правила.
42
1. Взаимодействия могут быть веществено-полевыми и
полевыми. Например: резец и заготовка, осмотр человеком
обьекта.
2. В одном обьекте могут быть представлены все компоненты
без связи или со связью - взаимодействием.
Пример: Человек со своей энергией, опытом, эгоизмом,
информацией...
В1П1ПэПи
В1П1ПэПи
Пинф
3. Если П передается через вещество контактом, то не следует
вводить это поле, оно очевидно.
В2 <--- В1 <--- П
Если П передается через вещество без контакта - следует
указывать полевое взаимодействие.
В2 <--- ПВ1
4. Если вещество изменяет поле, то следует показывать изменение
поля.
П1
В1
П2 ---> В
5. От взаимодействия веществ и полей возникают свои вещества
и поля, которые следует указывать.
6. Поля могут быть внешними и внутренними. Внутренние можно
представлять совместно с веществом, внешние - через
воздействие, взаимодействие.
П
В1П1
В1П1
7. Взаимодействия могут быть нейтральными - их нет,
средними, сильными, разрушительными. Важно их рассматривать
именно с этих позиций, так как в этом случае легче увидеть
нежелательные эффекты.
Эти правила дополняют или уточняют существующие.
Тем не менее, еще раз подчеркнем, что написание,
представление процессов в вепольной форме, требует
творческого подхода!
РЕШЕНИЕ НАУЧНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗАДАЧ
1. Проявление интереса, любознательности.
Много раз я замечал, обращал внимание на пренепритный
43
факт - после дождя весь асфальт усеян дождевыми червями, и
невозможно пройти, чтобы их не задеть. В чем дело? Почему
они во время дождя выходят, вылезают наружу, явно идут
на гибель? Интересно было бы догадаться - почему?
22 июля 1989 года вечером была сильная гроза, сверкали
молнии, дождь шел завесой, с шумом, с грохотом. Утром прекрасная погода, и на дорожках, на асфальте - ни
одного червя! Я прошел несколько километров - ни одного - почему?
Вот интересная задача! Конечно, я без всяких претензий,
что гипотеза, посетившая меня - верная.
Мысль пришла не сразу, хотя я об этом думал много раз,
а особенно после прочтения статьи С.Стариковича "Ода
дождевому червю"./15/.
Я и до этого читал, что ученые достоверно пока не
обьяснили, почему черви выползают на поверхность. Но вот,
что меня смутило - в статье есть указание: чего черви
боятся, но автор почему-то на это не обращает внимания?!
Более того, после прочиения у меня тоже не было идеи.
Прошло несколько дней, и вот на фоне остальных мыслей
вдруг появилась мысль сесть и подумать о червях. Я сел за стол,
нарисовал веполь и начал думать, одновременно прочитав еще раз
интересующие меня отрывки из статьи...
Итак, капли дождя падают на землю за счет земного притяжения.
В1капли
Ппритяж
П?
В2 В3
земля черви
При падении на землю капли создают, образуют какое-то поле,
которое пугает червей, хотя у них и ет органов слуха.
Обратимся к статье
"Червяк - существо робкое. Они пугаются малейшего колебания
почвы или дуновения ветра. От испуга их тело покрывается обильной
испариной - слизью, которая служит превосходной смазкой для
протискивания сквозь землю".
И еще:
"В доме Дарвина черви слушали фагот и рояль, но были
безразличны к творениям великих композиторов, пока горшки не
поставили на полированную крышку рояли. Ее вибрация несколько
перепугала слушателей и они в панике забились в землю
как можно глубже. Потом, по поведению своих безухих слушателей,
Дарвин выяснил, что они различают одну и ту же ноту, взятую
в басовом и скрипичном ключе".
Так может быть причиной страха червей и выхода их
наружу является колебание почвы под ударами дождя? Причем эти
колебания зависят от размеров капель, высоты их падения и
44
силы удара? В одних случаях колебания не вызывают страха, в
других - безумие.
Когда я стал переписывать этот текст, то появилась и другая мысль.
Ведь в банках на рояле черви зарываются глубже в землю, то есть
ближе к источнику колебаний. А может быть они не пугаются,
а наоборот, им эти колебания нравятся, доставляют радость,
удовольствие, но ведь они не предвидят последствий своих действий?!
(Эта гипотеза родилась в процессе беседы с В.М.Герасимовым).
Конечно, гипотеза требует проверки, исследования, но для меня
это, как говорят, свежая мысль, мысль от того, что я стал искать
поле, а не вещество.
Обычно обьяснения или на уровне загрязнения почвы какими-то
веществами, или наоборот - в каплях воды присутствуют примеси,
каким-то образом влияющие на червей.
Учитывая, что черви рыхлят почву, зная, как их вызывать на
поверхность,
можно было бы сконструировать устройство, с помощью которого заставить
их выползать и вползать, то есть добиться "биологичской пахоты"
земли./предложение В.М.Герасимова/.
Вывод: было интересно думать о беднягах-червях.
Конечно, можно представить недоумение окружающих, когда на
вопрос: что ты делаешь?, - приходится отвечать:"Думаю о
червях!"
Это вызывает по отношению к тебе легкое недоумение - мне
бы твои заботы!
Еще в 1897 году было обнаружено, причем случайно, что если
взять кусок металла, зачистить его поверхность шкуркой,
а затем на эту поверхность положить фотопластику, а через
несколько часов экспонирования в ней образуетя скрытое изображеие,
которое становися видимым, после обычной фотообработки проявления и фиксирования. Эффект этот открыл Рассел/16/.
Он опубликовал большую статью, посвященную этому эффекту,
а затем его начали изучать другие исследователи. К тому времени,
когда мы познакомились с этим эффектом, нашли ему практическое
применение, о его природе уже было высказано много
различных гипотез.
Авторы предполагали, что свежеобработанная поверхность металла
испускает /эммитирует/ на воздухе электроны, молекулы перекиси
водорода, молекулярный водород и кислород, рентгеновское
излучение, свет.
Проводя многочисленные эксперементы, нам удалось доказать, что
с поверхности происходит эммисия атомарного водорода.
Реакцию можно представить ввиде:
45
Эти исследования приведены в /17, 18/.
Как это удалось доказать?
Во-первых, мы отрешились от всех фантазий, а посмотрели, что
реально существует в реакции поверхности металла и влажного
/обычного/ воздуха.
Преварительно установили, что в вакууме засветки нет.
Во-вторых, убедились, что водород не воздействует на
пластину, а воздействует H.
AgBr + H --> Ag + HBr
В-третьих, мы использовали персональный индикатор на атомарный
водород - желтую соль молибдена, которая меняет окраску на синюю
при взаимодействии с малыми количествами H. Желтая соль меняла
цвет, находясь над поверхностью металла.
В-четвертых, мы проверили все гипотезы, высказанные различными
авторами, и они не подтвердились, за исключением одной.
Проведя 100 опытов, мы лишь в одном получили почернение
фотопластинки от поверхности кремния через кварцевый фильтр.
Рис.6
Но это нас не сбило с пути, хотя сомнения были. Почему
один раз получилось, а остальные нет?
По поводу атомарного водорода мы сделали доклад на
конвенции в г.Новосибирске и он был принят очень тепло.
И вот здесь следует отметить наши сомнения, я бы даже сказал мои сомнения!!
Дело в том, что фотоплстинка чернеет и в том случае, если
она расположена от поверхности металла на расстоянии 50-70 мм
и более. Несмотря на то, что H чрезвычайно легкий, он в то же
время чрезвычайно активный элемент. Пройти по воздуху такое расстояние
он не должен, не может с позиции нашего понимания свойств H.
Как быть?
Надо сказать, что на эту тему пришлось думать долго, причем
не только дома, но и на работе, и в отпуске. Обычно в отпуске
или во время болезни часто приходят не плохие мысли. По-видимому
голова освобождается от других мыслей, котрые терроризируют, и
появляется нечто интересное. Будучи в отпуске, на берегу моря удалось
установить, буквально за несколько часов решить - понять то, чего
не удавалось сделать месяцами.
Сформулируем противоречие.
С поверхности металла /полупроводника/ в процессе атмосферной
коррозии происходит эмиссия атомарного водорода, который
взаимодействует с бромистым серебром, и неатомарного водорода,
так как он не может пройти по воздуху большие расстояния.
То если, это H с точки зрения взаимодействия и не H с точки
зрения перемещения.
46
Была предложена гипотеза о том, что с поверхности происходит эмиссия
так называемых "возбужденных молекул водорода
.
Речь идет о том, что два атома водорода не образуют молекулу
H2, а сначала образуют
, и только передав избыток энергии
третьему телу, могут превратиться в H2. Это разрешает противоречие проходят большие пути, распадаясь, и снова образуя
,
при взаимодействии с AgBr
распадается на H.
Вообще говоря с идеей образования из
, из
,
из
мы были знакомы - это в физической химиии мелким
шрифтом описано, - но как-то не очень обращали внимание,
пока сами не придумали. А уж после этого еще раз убедились,
что такая реакция есть.
Итак, проблема решена, но ведь надо ее доказать, причем
желательно - красивым эксперементом.
Мы были немного знакомы со спектральным анализом и
это нам помогло придумать изящный опыт.
Рис.7
__________________________________
!___________________________5______!
!_______________________4__!
! !
! !
! !
H2O
!3!
!_!___ 2 ____________!_!
!
1
!
!______________________!
1
2
3
4
5
6
7
-
кремний
капля ртути
пластилин
кварцевое стекло
фотопластинка
молекулы воды
свет
Рис.8
47
Рис.23
T=1100'C
B
B
___________
_____________
!_2_________!________!_____________!
!
!_3________________!
!
! 1
!
!__________________________________!
1 - кремний n-типа проводимости
2 - окись кремния
3 - кремний p-типа проводимости
Рис.22
1100'C
•______________________________________
!__2___________________________________!
!
!
! 1
!
!______________________________________!
___
_______<_3_>________
!____________________!
!
!
!____________________!
_______________________
!
___3___
!
! 4
4 !
!
!
!_______________________!
48
1
2
3
4
5
-
кремний n-типа
кремний p-типа
воск и травление
удаленный кремний
p-n переход
Третьим телом могла лужить ртуть. Атомы ртути, получив
возбуждение от H2 возвращаясь в исходное состояние
испускают кванты света, которые можно зафиксировать.
Реакцию можно представить в виде:
Si+2H2O+Hg --> SiO2+2H2+Hg --> SiO2+2H2+Hg -->
--> SiO2+2H2+Hg+
На рис.7 представлена схема опыта, а на рис.8 - полученная
фотография.
По результатам этих многочисленных опытов можно считать,
что с поверхности металлов (
,
) в процессе атмосферной
коррозии происходит эмиссия H2, H, H2'.
Сомнения позволили, помогли решить эту задачу /19/.
2. Злость.
Группа ученых занималась изучением эмиссии со свежеобработанной
поверхности металлов, полупроводников и не без результатов.
Существовали вроде бы убедительные данные, что все же
с поверхности эмиттируются электроны. И вот эту гипотезу заложили
в некий прибор, который якобы должен показывать качество
обработки поверхности, а прибор предложили за приличную
сумму нашему предприятию. И это меня разозлило.
Почему?
Я себе представил, да и вы тоже - электрон даже со свежеобработанной
поверхности должен преодолеть работу выхода металла,
затем пройти очень тонкий окисный слой, а затем опять преодолеть
работу ыхода диалектрика - окисного слоя, пройти по
влажному воздуху, попасть в рабочий объем счетчика, там
разогнаться в электрическом поле и произвести ионизацию
газа - этого не может быть, с моей точки зрения, но это
есть - электроны регистрируются, и я не могу этому
верить.
Собственно мы с вами сформулировали противоречие. Как
его разрешить?
Еще не столь долго занимаясь эффектом Рассела, мы
публиковали статью по поводу экзоэлектронов Крамера так называют эмиссию электронов со свежеобработанной поверхности
/20/. Уже в ней мы высказывались с больим сомнением, что
электроны эмиттируются с поверхности.
Но одно дело отвергать, а другое - предлагать идеи.
Так откуда же берутся эти электроны? Давайте разрешать противоречие.
Давайте допустим, что действительно электроны есть, но
49
они не эмиттируются, а образуются вне объема и поверхности
металла, а прямо на воздухе.
Это можно представить как:
H2'+H2' --> H2+e+H'+H
Конечно, у нас нет доказательств существования такой реакции,
за исключением нескольких фактов.
I. График зависимости затухания эмиссий H2' и
экзоэлектронов во времени одинаков, но интенсивность экзоэлектронов
на порядки ниже.
Рис.9
!
!
!
!
!
!
!
!
--!------------------------------------------->
!
В /21/ показано, что инертные газы могут создавать процесс,
когда сталкиваются друг с другом:
X2'+X2' --> X2+e+x(So)+X(So)
По аналогии, по нашему мнению, возможна и реакция,
приведенная выше для возбуждения молекул водорода.
Собственно говоря, этот пример показывает, что разозлившись
тоже можно достичь результат. Эта гипотеза не была
опубликована.
/"Химия традиционная и парадоксальная"
1985г., статья "Быстрые рекции инертных газов"
стр.59/
Рис.10
Почернение фотопластинки на воздухе от поверхности
кремния.
50
Рис.11
Почернее фотопластинки от поверхности кремния,
расположенного в воде.
!
!
220 !
!
200 !
!
180 !
!
160 !
!
140 !
!
120 !
!
100 !
!
80 !
!
60 !
!
40 !
!
20 !
!
---!----------------------------------> Т (часы)
! 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 - для германия
3 - для кремния
Рис.12
+ 0 0
! !
! !
! !
_____________________
_!__!___!_____________________!
!_!__!__________________!
51
1
! ! ! ___ ____ _____ !
! ! !
!
! ! ! ______ ___ ___ !
! ! !___________
!
! ! ____ ____
_____ !
! !______________
!
! ___ ____ _____ ___ !
!_______________________!
2
3
4
5
1. Схема электрохимической ячейки опыта
1
2
3
4
5
-
фотопластина
медный кольцеобразный электрод
кремневая пластина
никелевый столик
кварцевый стакан с водой
2. Изображение кольцеобразного электрода в эмульсии
фотопластины.
_____________________________________________________
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!_____________________________________________________!
Рис.13
!
!
!
100 !
!
!
!
!
50 !
!
!
!
!
--!-----------------------------------------> t
! 10 20 30 40 50 60 70 80 90
52
Плотность почернения от времени коррозии поверхности
кремния.
Рис.14
!
!
80 !
!
!
60 !
!
!
40 !
!
!
20 !
!
!
---!--------------------------------------->t(час)
!
2
4
Рис.15
!
!
60 !
!
50 !
!
40 !
!
30 !
!
20 !
!
10 !
!
--!---------------------------------------->
! 1
2
3
4
5
6
7
8
9
расстояние мм
Плотность почернения от расстояния ФП от кремния.
3. Еще на интерес, любопытство.
Еще одна задача по эффекту Рассела.
К сожалению, она не доведена до конца по целому ряду причин
и более того, результаты этой работы в отличии от других опубликовать
не удалось. Посланная статья в редакцию журнала "Электрохимия"
не была принята.
53
В эффекте Рассела просматривается цепочка - пластина
/металл/ на воздухе, пластина в жидкости /воде/, пластина
в качестве электрода в элктрохимической ячейке. Все три
случая показывают, что коррозия металла /полупроводника/
сопровождается эмиссией H2'. Рис.10, 11, 12.
Особый интерес представляют результаты опытов с СХЯ.
Но прежде давайте отметим, почему возникла мысль выстраивать
такую цепочку?
Конечно, надо немного представлять себе процесс коррозии,он связан с электрическими явлениями. Но по-моему все же
надо иметь желание посмотреть на один вопрос и сделать попытку
обощения всего, во что входит изученный процесс. Образование
H2' должно входить в фотосинтез - там выделяется H2, в
механизм дыхания - там образуется H2, в ЭХЯ - в ней на
катоде образуется и выделяется H2 и т.д.
Ну а теперь об ЭХЯ.
Дело в том, что во всех учебниках по электрохимии описано,
что на катоде образуется молекулярный водород, который
в виде пузырьков выходит наружу. Проведя несколько опытов,
мы смогли показать, что над катодом в фотопластинке также
образуется почрнение, то есть наряду с H2 возможна и
эмиссия H2'.
Сам по себе этот факт уже представляет значительный интерес
для химиков, но как я уже упоминал, журнал отказался опубликовать
эту статью. Если же рассматривать весь процесс, происходящий
на катоде, то появляется несколько интересных мыслей,
которые требуют тщательного изучения.
Во-первых, на поверхности катода при встрече двух
атомов водорода образуется H2'. Во-вторых, каково ее поведение?
H2' может рекомбинировать, то есть превратиться в H2, а
избыток энергии передать катоду. Этот избыток энергии, как,
например, в случае со ртутью, может сам возбудиться, а
потом испустить квант света, либо возбужденный
электрон может уйти с катода. В этом случае на катоде
будет недостаточно электронов. А это означает, что для
того, чтобы процесс шел, необходимо их добавлять,
повышать напряжение на катоде. Не является ли этот
процесс причиной так называемого перенапряжения
водорода на катоде.
Известно, что высокое перенапряжение наблюдается кроме ртути
также на свинце, кадмии, цинке. На некоторых металлах
перенапряжение сравнительно невелико, особенно на металлах
из группы УШ периодической системы. На платинированной пластине
оно близко к нулю /22/.
/В.В.Спорчелетти "Теоретическая электрохимия" 1970 г., стр.420/
Вопрос перенапряжения водорода на катоде в зависимости
от природы металла до сих пор не ясен и привлечение H2'
может пролить свет на этот малоизученный эффект.
54
Возбуждение может сниматься за счет передачи энергии атомам катода,
что может привести к нагреву катода.
Ну и конечно, возбужденные молекулы H2' могут просто
уходить в раствор-электролит, а затем наружу.
Конечно, все это - гипотезы, но это - шажок вперед
по сравнению с теми гипотезами, которые высказывают
исследователи - электрохимики /например, надо изучить структуру сплавов,
металлов и т.д./
И еще, мы ведь с вами не посмотрели, а что делается на аноде.
Ведь там должен выделяться кислород, да ведь не просто кислород,
а возбужденные молекулы кислорода! Как они себя ведут?
Оставим этот вопрос последующим исследователям.
Рис.20
1
2
n
n+
3
________________________
!
! кремний
!
! n-типа
!
! проводимости
!________________________!
n+
_________________________
!_________________________! 100 мкм
!_________________________! 100 мкм
!_________________________! 100 мкм
••_________________________
!_________________________! 4 мкм
! n+
!
!
! 100 мкм
!_________________________!
остальное сошлифовано
Как мы уже говорили, принимая во внимание возбуждение
молекулы H2', можно делать попытку объяснить целый ряд эффектов,
которые до сих пор полностью не ясны.
Таким образом, работа, начатая с технологической задачи определение окиси в окнах SiO2 на кремний - вылилась в
многолетнее исследование, которое можно было бы продолжать
и дальше /23/.
На рис.13,14,15 приведены графики различных зависимостей
для кремния.
4. Боязнь.
55
Судьба свела меня с прекрасным конструктором А.М.Чеховским.
Все это произошло случайно. Он обратился ко мне с просьбой взять
его на работу, так как в соседней лаборатории его увольняли
в связи с сокращением штатов. Там, в лаборатории произошли
какие-то осложнения во взаимоотношениях с начальником
лаборатории, и тот, не долго думая, решил его сократить.
Я пошел к руководству и мне удалось его "уломать",
чтобы Чеховского отдали мне, правда с понижением в должности.
Он согласился, а я пообещал ему скорое восстановление.
Буквально через несколько дней меня пригласил заместитель
главного инженера и показал рекламацию на наши первые приборы,
выпущенные серийно. В рекламации были довольно обидные
слова: "Вы что нам послали - транзисторы или переключатели?
Ваши приборы при температуре +60' выключаются, а затем опять
включаются?!"
Зам. главного инженера сказал следующее:
- Если в течении буквально нескольких недель не
разберетесь в чем дело, то вам, как разработчикам, будет
очень плохо. Вы понимаете?
Естественно, я понимал. Правда не знал, что мне будет.
Ведь я мог просто уволиться и никаких последствий. Но
все же очень хотелось решить задачу, да и гордость заела.
В чем ее смысл?
Рис.16
_
_
! !
________
! !
______!_!____!________!___!_!______
!
!
!
!
!___________________________________!
!
!
!___________________________!
! !
! !
! !
! !
! !
! !
! !
! !
! !
ТРАНЗИСТОР БЕЗ КОЛПАЧКА
На рис.16 показан транзистор. Видно, что весь кристал
56
закрыт лаком. Эта защита предназначена длтого, чтобы защитить
кристал от окружающей среды, так и для того, чтобы зафиксировать,
поддерживать, укреплять золотые выводы, выполненные методом
термокомпрессий, прочность которых не высока.
Судя повсему, этот защитный лак при нагреве расширяется
и отрывает вывод от контактной площадки, а затем, при охлаждении,
сжимаясь, его восстанавливает.
Мысль о том, что не плохо было бы контролировать все
100% сварок вообще-то была, но руки не доходили, так как
не ясно было - как это сделать, не было идеи. В то время
мы не очень понимали, что из себя представляет процесс
термокомпрессии. Известно, что это нагрев и давление, но
как изменяет прочность факторов от различных факторов не
знали. Более того вообще не существовало метода проверки
прочности сварочных соединений - поэтому и претензии
к работникам были не справдливы.
Надо было убрать лак, а как проверять прочность?
Над нами висела мысль о том, что мы ежечасно выпускаем брак.
Чем хорош был в то время Чеховский? Он ни одну идею намертво
не отвергал, а каждую был готов рассмотреть и обсуждать.
По-видимому, критерием оценки идеи было: сможет ли он сам сделать
что-то, чтобы претворить идею, насколько она проста в применении.
Сели мы с ним друг против друга и я ему сказал:"Я буду
высказывать идеи, а Вы говорите: да-нет, оценивайте их".
И начался истинный перебор вариантов, хотя мы для себя
сформулировали противоречие: слабые сварки должны обрываться,
сильные не ослабляться. Это был 1959 год. Я включил свой
генератор:
-
струя воды - нет
электрический ток - нет
магнитное поле - нет
крючки - нет
натяжение - нет
струя воздуха - да!
Где-то я мельком видел сообщение о применении сруи воздуха
для каких-то целей, не помню, но вот, перебирая известные мне
воздействия,
я вспомнил и назвал воздух.
Вообще-то, зная ВПР, это было бы назвать не сложно, но
мы то не знали о ресурсах.
Рис.17
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРИБОРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ПРОЧНОСТИ СОЕДИНЕНИЙ
57
Рис.18
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПРИБОРА ДЛЯ ОТБРАКОВКИ
СЛАБЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Рис.19
ВНЕШНИЙ ВИД ПРИБОРА ПОПС
58
"Вы знаете, - сказал Чеховский, - я пойду и как только что-то
получиться, я Вас приглашу".
Буквально через три дня он подвел меня к действующему макету,
с помощью которого продемонстрировал, как струя воздуха
обрывает слабые сварки. Одновременно он мне показал пружинный
динамометр, который позволял проверять прочность сварки
от 0,5 граммов и выше. Буквально через две недели оба
устройства были изготовлены и начали работать в цехе.
Чертежи этих специальных приспособлений - приборов,
по требованию были разосланы на ряд предприятий.
Примерно на двадцати предприятиях эти приборы стали
работать на контрольных операциях. Рис.17,18,19.
Чеховский снова стал ведущим инженером. Однажды он спросил,
не буду ли я возражать, если он оформит заявку на изобретение.
Я не возражал, но считал, что я ничего не изобрел.
Однако он послал заявку и сразу получил положительное
решение.
Это было мое первое изобретение, хотя мне и неудобно
об этом говорить и писать. /24/
Внедрение прибора для обдува позволило сразу обнаружить,
что около 10 сварок - слабые. Работницы стали сами проверять
100% своей продукции. С помощью же динамометра удалось подобрать
режимы для термокомпрессии. Проблема была закрыта. /25/
И вот здесь мы встретились, как мы теперь говорим, с
отрицательным сверхэффектом, то есть с эффектом, который
трудно было предсказать.
Примерно через полгода поступили жалобы о том, что выводы
у готовых приборов обрываются. Причиной, как оказалось,
была так называемая "белая чума" - соединения аллюминия и воды.
На контактах золото-аллюминий образовывался белый порошок налет - гидроксид аллюминия.
Не буду описывать всю эпопею, но проблему
удалось решеть введением под колпачок прибора цеолита.
59
Итак, вывод. Повышение ответственности, боязнь
заставляют быстрее думать. Об этом широко известно
из литературы и истории.
ДОВЕРИЕ ОБЯЗЫВАЕТ
Можно о многом знать, но не уметь это знание использовать.
Можно многое понимать, но тем не менее не воспринимать, не
применять в своих действиях. Обращая взгляд в прошлое,
я с удивлением вижу, как много было борьбы. За что?
Как много боролись со мной - за что? Я, зная основной
закон диалектики, все же считал, что более главный,
единственный закон - это взаимопомощь, благожелательность к тем,
с кем вместе вы трудитесь и всегда исходил из него,
и всегда почти ... в конечном счете проигрывал.
В чем? В зарплате, в интересной работе, в самовыражении
и т.д. Об этой стороне деятельности не стоит говорить, но
борьба присутствут везде - на работе, в обществе, в школе,
ВУЗе...
Мы стыдимся или боимся признать, что она есть везде,
и у нас в нашем обществе. Например, в журнале "Англия" N'111
эпиграфом для статьи "Психология и торговля" стоят такие слова:
"В условиях свободного рынка фирмам приходится вести друг с другом
острую борьбу - не на жизнь, а на смерть. Чтобы выжить,
фирмы используют самые разные средства, и среди них не последняя
роль принадлежит рекламе".
Не надо понимать термин "реклама"
как только описание своего продукта, его качества, с целью его сбыта.
Реклама может быть иной, может вызвать противоположные чувства.
Например, когда я поступал на завод, руководитель КБ сказал на одном
совещании, что вот придет новый ведущий инженер,- он вам
покажет, как надо работать. Такая реклама создала для меня
тяжелейшие взаимоотношения.
Все начальники относились ко мне с предубеждением, пока
не наладились отношения. И здесь, по-моему, сыграла роль
не только реклама, но и любви родная сестра - ревность.
Они меня ревновали к работе и к начальнику: что он обо мне
высокого мнения, чем о них. Поэтому, если вы хотите кому-то
осложнить жизнь, скажите, что этот человек покажет, как надо
работать. Об остальном можете не беспокоиться.
Я, конечно, далек от мысли, что прочитав мои рассуждения,
каждый начнет борьбу со своим окружением, хотя, по-видимому,
он и так ее ведет, но, чтобы ЗНАТЬ, что она проходит, быть
готовым к ее ударам, предотвращать их,уметь увидеть
бойцов, которые ведут против вас действия. Это и хотелось
показать и привлечь внимание. Конечно, все гораздо сложнее.
Ваш товарищ по одни вопросам с вами за одно, а по другим против. Вы сами не по всем вопросам имеете собственное
мнение, что-то не воспринимаете, что-то не понимаете и т.д..
Все это приводит только на первый взгляд к простым
60
взаимоотношениям. На самом деле интересы отдельных лиц,
групп лиц, например, однокашников, вступают в противоречие
с другими лицами, группами, лаборантами, участниками и т.д.
Ведется непрерывная борьба и, естественно, взаимопомощь, о которой,
конечно, важно знать.
Я опишу одну историю о решении задачи, но хочу ее показать
на фоне тех отношений, которые складывались в коллективе.
В КБ разрабатывали новый, так называемый планарный транзистор.
Его разработкой была занята лаборатория и еще целый ряд групп в других
лабораториях. Прибор не получался. Осталось три месяца до
предъявления темы, ОКР - нужны были приборы для испытаний,
их исследования, а их, как назло, ни одного годного.
Расклад сил. Главным конструктором разработки обычно назначался
начлаб, либо ведущий конструктор. В этом случае
главным конструктором был главный инженер КБ. Почему?
Начальник лаборатории отказался им быть, он боялся провала.
Боялся обоснованно. Это был первый прибор, не было
технологии, оборудования, не все было ясно. И вобще, где-то
была, по-видимому, у налаба мысль:"Я им докажу, что
они без меня все равно ничего не сделают".
Этот дух витал в лаборатории. Нам мало что давали, требовали значительно больше. И это не смотря на то, что
лаборатория была полностью переоснащена, подобраны новые
кадры и т.д.
Начальник КБ понимал, что ему эту ситуацию не сломать,
а кроме того, не ясно было, почему не получаются приборы?
Приезжали специалисты из головного КБ. Проработали месяц,
но так и не нашли причину.
Начальника КБ командировали за рубеж на несколько
месяцев, и он,буквально за день до отъезда, пригласил
меня к себе и сказал, что он мне доверяет и хочет меня
поставить во главе этой лаборатории. Если я не "вытащу"
этот прибор, то все равно его никто не "вытащит", а
ему будет спокойнее за границей, если я буду возглавлять работу.
Я отказывался, потому что не знал этого прибора, этой
технологии, но он очень тонко намекнул, что я смогу и должен
ему помочь. В конце концов я согласился. Я и так был начальником
лаборатории, а теперь у меня их будет две. Когда он меня
представлял в лаборатории как онвого начальника,
одна женщина-инженер даже вскрикнула от негодования, что я
буду их руководителем. Остальные приняли меня молча не показывая
своих чувств. Многих из коллектива я знал, но описать
все отношения с каждым сотрудником, со своими нюансами,
невозможно. Несомненно, кто-то был за меня, кто-то - против.
Я получил возможность повысить в окладе несколько человек, это важный фактор.
И еще одна деталь. Я не был выпускником ВУЗа, в котором
изучали полупроводники. Я был человеком со стороны.
Основные же кадры - выпускники ЛЭТИ, и они дружно держались
друг за друга. Вот такая была обстановка.
61
Я понимал, что надо найти главное звено, главную причину,
почему не получается прибор. Я стал каждое утро проводить
совещания с полным разбором результатов работы проделанной
каждым из инженеров за предыдущий день. Я выслушивал всех
и старался понимать и принимать решения демократически.
Однако у меня было ощущение некоего сопротивления.
Потратив много времени на ознакомление с организацией работы
и технологией, мы пришли к выводу - изменить организацию.
Раньше каждый ИТР вел технологическую операцию и за нее
отвечал. Как бы отвечал. На самом деле никакой ответственности
не было, так не ясно было, на какой операции создается брак.
Поэтому теперь каждый сам вел несколько партий пластин сначала
и до конца и полностью отвечал за полученные годные приборы.
Как теперь говорят, каждый отвечал за полученный результат.
Меня поджимали сроки - три месяца. А цикл изготовления прибора без
напряжения - 20 дней.
Проведя подробное рассмотрение параметров приборов
готовых, но не соответствующих ТУ, мы пришли к выводу, что основной
причиной брака является неумение изготавливать
пластины с заданным по толщине высокоомным слоем кремния.
Как быть?
На рис.20 приведен технологический процесс
изготовления пластин.
Если высокоомный слой составляет более 6 мкм - брак по
параметрам насыщения, если меньше 4 мкм - брак по Uкб.
Таким образом надо научиться так полировать пластины,
чтобы толщина высокоомного сло составляла величину
буквально 5+-1 мкм.
Узнав причину, надо найти метод ее устранения.
И вот здесь проявилась моя персональная черта - я верил,
что такой метод можно найти, остальные - нет. Почему?
Не знаю.
Я пригласил двух инженеров-технологов и метриста.
Технологу делать, метристу - измерять. Поставил перед ними проблему как измерить толщинц высокоомного слоя, чтобы она была
одинакова на всех пластинах. Надо измерять непосредственно
во время полировки. Оба ответили в один голос:"Не знаем!"
Подумайте! Ответ тот же - не знаем!
Конечно, можно измерять по контрольным пластинам,
оптическим методом и другими, но все это долго, а мне надо
сегодня, завтра, вчера!
Этот прибор должен осваиваться в серийном производстве
и технология должна быть разработана под серийное производство.
Мне нужен был непрерывный метод контроля во время полировки
пластин. Вот основной тезис. Чем можно контролировать
непрерывно?
62
Рис.21
Ближе всего, с чем приходилось работать, более прост
и знаком - это какой-то метод, основанный на прохождении и
измерении тока. А что, если использовать зондовый метод?!
Ток от зондов должен проходить по двум слоям - высокоомному
и низкоомному, то есть, как бы два сопротивления,
включенных параллельно, причем одно из них меняется.
А вдруг мы почевствуем разницу в толщине 1 мкм при таком
включении зондов? Можно ли посчитать эту задачу?
Несомненно. Но мы не считали. Я предложил эту идею
обоим инженерам для критики. Что тут началось!
От того, что я - профан, и ничего не понимаю
в полупроводниках, до того, что это сделать вобще нельзя.
Я кое как от них отбивался - предлагал ка это сделать.
Взять пластину с проведенной диффузией фосфора в
обе стороны на глубину 100 мкм, сделать косой шлиф, а затем пройти по
нему и построить полученные зависимости. Нет и нет!
Мы делать не будем - это бред!
Пришлось мне применить власть начальника лаборатории.
Я им приказал сделать то, что я сказал, причем в течении
трех дней. Три дня их я трогать не буду. Через два дня они
пришли ко мне, несколько смущенные и показали результаты.
Как ни странно для них, но что-то получилось.
Оказалось, что как по току, так и по напряжению есть минимум
и максимум, зная величину которых в вольтах или
милиамперах можно установить толщину высокоомного слоя кремния
/рис.21/. Причем в принципе не надо знать толщину, а достаточно
знать только величину тока или напряжения.
Срочно были изготовлены пластины с различным значением тока,
63
то есть с разной толщиной высокоомного слоя, и изготовлены
транзисторы.
Оказалось, что при токе 4,5 мА получается наибольший
процент выхода транзисторов, с заданными по ТУ параметрами.
Буквально в течении нескольких недель были изготовлены тысячи
годных приборов, и тема ИКР была предъявлена.
Комиссия приняла прибор, и началось серийное производство
этих транзисторов. Он получил обозначение КТ306.
Конечно, было еще много вопросов, задач, которые пришлось решать
инженерам, но главная причина брака была устранена можно было двигаться дальше, ведь приборы стали получаться
и теперь с ними можно было эксперементировать, повышать
и улучшать параметры и т.д.
Доверие оказанное мне, я оправдал. Мне очень хотелось
доказать, что во мне не ошиблись, я могу решать задачи
и организовывать разработку. И мне очень не хотелось, чт
обы мой начальник поимел неприятности из-за
этого прибора.
Через несколько месяцев лаборатория захотела отметить
наш успех. Собрались, посидели и вот тут-то одна из
женщин-инженеров сказала мне:"А ведь мы против вас
устроили заговор. Мы не хотели, чтобы вы сделали прибор,
но у нас не вышло. Вы победили. Когда мы увидели, что приборы пошли,
мы сразу стали Вам помогать".
Все посмеялись.
Для меня это было откровением. Я не ожидал, как говорят,
такого расклада. Можно себе представить, какая была бы
радость, если бы заговор удался!
Разработанный метод впоследствии я применил еще
несколько раз - он оказался очень удобным для разбраковки
пластин по толщине эпитаксиального слоя.
Конечно, один из интересных вопросов - как пришла мне в голову
мысль о двухзондовом методе?
По-видимому желание, доверие, сопротивление и еще
ряд факторов заставляют человека думать более интенсивно
и находить правильные решения.
Несомненно также то, что надо в своей области деятельности
не просто читать и знать свое дело, но и все время смотреть,
а что можно использовать, применить по другому, по новому.
Это известно, но все же обратим внимание, что и жесткие сроки
проведения работы тоже заставляют человека работать более
интенсивно, не просто сроки, но и ответственность за
порученную работу.
Результаты работы были опбликованы в /26/.
ТРИЗ И ПЛАНАРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
64
В исследованиях по ТРИЗ, ЖСТЛ и др., широко рекламируется
методология и анализа информации, патентного фонда,
биографии известных личностей - творческих людей.
На основе этого фонда, изучая его, можно получить нужную информацию,
увидеть закономерности. Выведя же из фонда закономерности,
приемы их можно распространить на новые решаемые задачи,
в принципе в виде аналогов - аналоги.
Однако, не надо забывать, что это статистика - одна
из древних профессий. Одновременно надо помнить, что при
таком подходе могут быть все время белые лебеди, и мы можем
не увидеть черного лебедя.
Наряду с таким подходом может быть и противоположный,
дополнительный метод. Он заключается в том, что можно
изучить одну биографию, одно изобретение и сделать
попытку выявить то, что важно, интересно, полезно,
что можно получить для дальнейшего применения.
Например, представляет громадный интерес биография
Г.С.Альтшуллера.
Что побудило его заняться изучением технического
творчества, разработкой АРИЗ, ТРИЗ?
Несомненно, исследователи ТРИЗ займутся этой проблемой
и найдут в ней массу интереснейших моментов, которые
смогут применять будущие тризовцы.
Меня же длительное время занимала одна проблема, одно
изобретение. Само по себе это изобретение не очень
значительно, на первый взгляд. Но сверхэффекты от него
даже не назвать громадными,- они просто фантастически
громадны!
Теперь, задним числом можно проследить историю создания
планарного транзистора, планарного процесса, и даже
его как бы предсказать.
Тем не менее, этот процесс предложила единственная фирма
в Америке и больше никто! Ни в СССР ни в Японии этого не
сделали! Почему?
У меня небольшое число изобретений, но все они
представляют собой некие вариации уже имеющихся изобретений.
Более того, например, заявка на ДФШ /дублированный
фотошаблон/ как выяснилося после отказного решения,
чуть-ли не слово в слово представляла собой японский
патент, хотя мы его не читали.
Условно все изобретения можно разделить на три группы:
К первой группе отнести такие изобретения, которые
опоздали, то есть на них уже не выдают АС - они уже
известны.
65
Ко второй группе - изобретения, заявки, которые приходят
одновременно, либо изобретения имеющие малые отличия.
К третьей же группе отнести изобретения, которые
делают отдельные личности, и они не только не предлагаются
еще кем-либо, но, к сожалению, не воспринимаются обществом.
С точки зрения восприятия обществом планарной технологии
повезло. Ее сразу начали осваивать, разрабатывать.
Появились положительные и отрицательные сверхэффекты, но об этом ниже.
А сейчас посмотрим, ведь и ТРИЗ, разработанная Г.С.Альтшуллером,
является изобретением третьей группы! Что интересно в
изобретении ТРИЗ?
Во-первых, значительное число людей знало и понимало,
что решение задач вобще происходит через формулирование
противоречия и его снятие.
Во-вторых, многие предполагали, что техника развивается
не хаотично, а по каким-то законам и воспринимается обществом.
С точки зрения воспринятия техническим обществом
планарной технологии повезло. Как мы уже говорили,
многие полагали, что техника развивается по каким-то законам.
Но... никто не взялся за разработку теории решения
изобретательских задач, кроме Альтшуллера. Почему?
Я думаю, что он не мог не сделать этого по целому
ряду причин - природным данным, воспитанию по отношению к
окружающей среде, работе и т.д.
И вот появилась ТРИЗ.
Теперь вернемся к планарному процессу. В чем его суть?
В чем его величие?
Уже были известны несколько процессов, которые как бы
подталкивали к их усовершенствованию. Назовем два из этих
процессов.
Была хорошо разработана теория и технология диффузии
примесей в кремний с целью получения диффузионных
р-п переходов - диодов. На рис.22 представлен этот процесс.
В пластины Si при высокой температуре порядка 1100'C в
среде диффузанта, например, бора, происходит диффузия
атомов бора. В том месте, где происходит линия раздела
между областями р и п типа проводимости и находится
р-п переход.
Обратите внимание - диффузия прошла по всей поверхности
пластины кремния. А надо бы научиться проводить диффузию локально,
в заданном месте. На пластину можно накапать капли воска,
а лишний кремний стравить.
На рис.22 показан такой прием. Но ведь это не технология!
66
Надо придумать защиту кремния, причем такую, чтобы через нее
не проходили, не диффундировали такие элементы, как
B, P, S6 и др.
По нашим представлениям ИКР выглядел бы как кремний
сам себя должен защищать, предохранять от проникновения
примесей из окружающей среды. Но кремний сам себя
защищать не может, а вот его соединение с кислородом, то
есть окисел кремния - может.
Таким образом, процесс будет выглядеть так. На поверхности кремния
выращивают окисел кремния из самого кремния, толщиной
0,5 мкм, а затем в окисле делают окна. Рис.23 видно, что
линия раздела между р и п областями выходит на поверхность
/черная точка/ и в том случае, когда линия закрыта окислом
кремния, р-п переходы получаются высоковольтными, с низкими токами
утечки, и что самое главное - стабильными.
Это связано с тем, что влажный воздух окружающей среды
не соприкасается с областями п и р типа проводимости
кремния.
Идея выращивать окисел SiO2 на Si и использовать его
в качестве защитной и стабилизирующей маски делает
прекрасные результаты и позволила начать разработку
планарных высокочастотных транзисторов.
С помощью этой технологии были разработаны в различных
странах самые разнообразные транзисторы - усилительные,
переключающие, мощные, маломощные, в/ч, св/ч,
низкошумящие и т.д.
А теперь давайтевоспользуемся аналогией!
ТРИЗ - это планарный транзистор, планарная технология.
Как стала дальше развиваться планарная технология?
Сначала на одном кристалле сделали два транзистора, потом
10, 100, 1000, 10000 ... 10 в пятой степени !
Для этого пришлось разработать новые процессы фотолитографии, ионной имплантации, сборки, метрики,
испытаний и т.д.
Но теперь уже один кристал стал выполнять функции целой
ЭВМ! Однако, до 10 в пятой степени элементов в одном
кристалле не дотянули.
Что стали делать дальше?
Начали создавать сверхкомпьютеры. Комбинируя параллельно
и поточные обработки, можно создавать сложные
многопроцессорные системы, содержащие те же планарные
транзисторы.
Есть ли дальнейшие пути продвижения вперед в области
планарной технологии?
67
Есть! Можно уменьшить размеры элементов, пробовать другой материал
и т.д.
А что ТРИЗ? По нашему мнению, наступил период, когда
она должна начать бурно развиваться. Конечно, должно
быть несколько АРИЗ - два, поли, поли разные. Например,
радиотехнический, для научных задач и т.д.
Сейчас работает одна часть, одна противоположность ИКР.
Мы стремимся навязать любой ТС, чтобы она сама
выполняла дополнительные функции. Но ведь есть и другое направление снятие с ТС функций и передача их другой, новой ТС.
Например, ряд принципов, найденных Альтшуллером,
недвусмысленно свидетельствуют об этом, например,
принцип внесения, принцип посредника и т.д.
Эта идея появилась в беседе с В.М.Герасимовым. Вот
интересно: эта идея не нова, но я ее понял только в разговоре.
Ведь это - целое направление.
Мы уже писали о сверхэффектах. По ним практически нет
ничего определенного, то есть нет руководства к действию,
а это тоже целое направление работ. Из их изучения можно
ожидать новых тенденций развития ТС.
И наконец, сам человек.
Мы молчаливо предполагаем, что каждый человек
может быть обучен решению технических задач с применением
ТРИЗ. Большой многолетний опыт показывает, что это не
совсем так.
Да, есть такие, которые решают задачи по АРИЗ.
Но есть и такие, которые, видя задачу, сразу дают правильные
ответы. Есть такие, которые только формулируют ИКР и не
доходят до ФП. Существуют и другие варианты решателей.
Для нас представляло бы большой интерес также знакоство
с людьми, которые после обучения АРИЗ действительно
решают задачи, чем больше пользуются и т.п.
Например, один из наших преподавателей решает задачи
примерно так. Он видит в задаче ИКР, функции, связи,
свойства. Он видит зрительно, что хочет получить сразу.
Вспоминает задачи-аналоги /причем иногда - антианалоги/.
И надо сказать, что простые задачи ему удаются.
Но ведь этому не научить другого! А сам он не может решать
по шагам, не может себя пересилить, он должен
чувствовать себя свободным при решении.
Мы не знаем, как человеку приходит мысль и поэтому
должны искать все новые и новые пути к побуждению,
возникновению мысли, правильной мысли.
На это должны быть направлены эгоистические побуждения, о которых
мы уже говорили - любовь, ненависть, упрямство, интерес,
любопытство, самоутверждение, желание заработать честно
68
и т.д. и т.п.
По-видимому, есть еще много, что нам надо узнать, чтобы
развить техническое творчество.
ЛИТЕРАТУРА
1.Электронная техника сирия 6. Материалы выпуск 3 (164) 1982 г.
В.В.Зарубин, С.А.Литвиненко, В.В.Митрофанов, В.И.Соколов
"Механизм образования пор в пленках двуокиси кремния
на кремний", стр.61-64.
2.Оптоэлектроника и полупроводниковая техника
выпуск 3 1983 г. С.А.Литвиненко, В.В.Митрофанов,
В.И.Соколов "Исследование влияния условий формирования системы
кремний-окисел на ее электрофизические свойства", стр.42-48.
3.Электронная промышленность выпуск 4 (110) 1982 г.
С.А.Грамм, В.В.Митрофанов "Повышение качества фотошаблонов
для производства ИС", стр.54-58.
4.Философский словарь.
5.Москва, Изд. Политической литературы 1981 г.
6.А.Н.Аверьянов "Системное познание мира". Москва,
Изд. Политической литературы 1985 г.
7.Дерзкие формулы творчества. Петрозаводск, "Карелия"
1987 г., Г.С.Альтшуллер "Основные идеи ТРИЗ" стр.57-76.
8.Нить в лабиринте. Петрозаводск, "Карелия" 1988 г.,
Г.С.Альтшуллер "Маленькие необъятные миры", стр.169-229.
9.Е.Л.Фейнберг "Кибернетика, логика, искусство".
Москва "Радио и связь" 1981 г.
10.Сборник ВИМИ "РИПОРТ" N'16, 1976 г.
С.А.Литвиненко, В.В.Митрофанов, "О природе эффекта Тваймана".
11.Г.С.Альтшуллер, В.Л.Злотин, А.В.Зусман "Теория и практика
решения изобретательских задач", Кишинев, 1989 г., стр.20.
12.Журнал "Англия" 111 1989 г. "Ученый для ученых"
13.Журнал "Энергия" N'6 1989 г. "Еще одна угроза"
А.А.Федоряк.
14.Функционально-стоимостной анализ и методы технического творчества
Комплект материалов. ЛПЭО "Электросила" им. С.М.Кирова,
Ленинград, 1988 г., стр.26-27.
15.Станислав Старикович "Самое обычное животное", изд."Наука"
Библиотека журнала "Химия и жизнь" "Ода дождевому червю"
стр.7-78.
69
16 Физика твердого тела т.10 1968 г. Я.В.Дьяченко,
В.В.Митрофанов и др. "Влияние атомарного водорода,
выделяющегося с поверхности кремния, на образование скрытого
изображения в фотослоях", стр.3749-3751.
17.Физика твердого тела т.14 1972 г. В.В.Митрофанов, С.А.Смирнов,
В.А.Фогель "Об имиссии активированного водорода и перекиси
водорода со свежеобработанной поверхности твердых тел",
стр.913-915.
18.Физика твердого тела т.16 1974 г. В.В.Митрофанов,
В.А.Соколов "О природе эффекта Рассела", стр.2435-2437.
19.Сборник ЛЭТИ им.Ульянова /Ленина/. В.В.Митрофанов,
В.И.Соколов "Существуют ли экзоэлектроны Крамера", стр.100-102
УДК 535,533,2.
20.Химия традиционная и парадоксальная, 1985 г., изд.
Ленинградского Университета. Г.А.Скоробогатов
"Быстрые реакции... инертных газов", стр.69-87.
21.Скорчеллети "Теоретическая электрохимия", 1970 г.,
стр.420. Изд. "Химия" Ленинград.
22.Техника и наука, N'2 1982 г. В.В.Митрофанов
"По следам возбужденной молекулы", стр.24-25.
23.А.М.Чеховский, В.В.Митрофанов, АС N'253195 на
изобретение "Способ отбраковки термокомпрессионных
сварных соединений", 1969 г.
24.Электронная техника серия 2. Полупроводниковые приборы
выпуск 4 (47), 1969 г. В.В.Митрофанов, А.М.Чеховский
"Некоторые премы контроля качества термокомпрессионных
соединений", стр.210-222.
25.Электронная техника серия 2. Полупроводниковые приборы
выпуск 4 (42), 1968 г. В.В.Митрофанов, В.Н.Ребров
"Об относительном методе измерения толщины высокоомного слоя
кремния на пластинах после встречной диффузии во время полировки",
стр.115-122.
ПЕРЕХОД ОТ АДМИНИСТРАТИВНОГО
ПРОТИВОРЕЧИЯ К ТЕХНИЧЕСКОМУ
70
ПРИ АНАЛИЗЕ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ПРОБЛЕМ
А.М. Пиняев
Научно-исследовательская лаборатория изобретающих машин
Рассматривается алгоритм функционального анализа изобретательских ситуаций, предназначенный для замены шага 1.1 АРИЗ.
В теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) определены
три типа противоречий: административные, технические, физические.
При этом под административным противоречием понимается явное указание на один или несколько нежелательных эффектов, устранить которые известными способами не представляется возможным. Анализ
изобретательской проблемы в рамках этих представлений является
предметом алгоритма решения изобретательских задач (АРИЗ) [1].
Однако нетрудно установить, что переход от технического противоречия к физическому совершается с помощью трех частей алгоритма
(части 1 - 3, 13 шагов), в то время, как переход от административного противоречия к техническому совершается всего за один шаг
(шаг 1.1).
Практика применения АРИЗ показывает, что среди шагов этого
алгоритма есть несколько таких, выполнение которых вызывает наибольшие трудности. И едва ли не самым трудным среди них является
шаг 1.1. Зачастую выполнение шага 1.1 при обучении занимает
столько же времени, сколько и весь остальной анализ. И это - для
учебных задач, что же говорить о задачах практических? В то же
время значение шага 1.1 трудно переоценить - неверно поставленная
задача, ложно сформулированное техническое противоречие (ТП) затрудняют или делают невозможным получение сильного ответа.
В предлагаемой работе предложен алгоритм анализа изобретательской ситуации (ИС), целью которого является выявление и формулирование изобретательской задачи (ИЗ). Итогом работы по алгоритму являются формулировки технических противоречий и цели,
которой необходимо достичь в результате решения задачи. Таким образом, предложенный алгоритм выполняет все функции шага 1.1 АРИЗ
и может быть рекомендован для его замены. Методика анализа основывается на идеях функционального анализа изобретательских ситуа-
ций (ФАИС) [2-3]. Алгоритм ФАИС приведен в Приложении 1, а примеры его практического применения - в Приложении 2.
Структурная схема предлагаемого алгоритма представлена на
рис.1.
Алгоритм ФАИС: структурная схема
71
┌─────────┐
│список НЭ│
└────┬────┘
╔═══════╩═════════╗
║построение ПСЦ НЭ║
╚═══════╦═════════╝
┌───────┴─────────┐
│определение КНЭ │<───────────┐
└───────┬─────────┘
│
┌────────┴─────────┐
│
Ф │функциональный/
│ З
│
┌─────┤затратный КНЭ
├───┐
│
│
└──────────────────┘
│
│
│
│
│
┌────┴────┐ПФНЭ╔═══════════╗
┌──┴─┐
│
│ВФНЭ/ПФНЭ├───>║анализ ПФНЭ║<──┤ПФНЭ│
│
└────┬────┘
╚═════╦═════╝
└────┘
│
ВФНЭ │
┌──────┴──────────┐
│
╔═════╩═════╗ │ какие объекты
│
│
║анализ ВФНЭ╠═>│ можно изменять │
│
╚═══════════╝ └───────┬─────────┘
│
┌───────┴─────────┐
│
│ замена в КЗ
│
│
│ спецтерминов
│
│
└───────┬─────────┘
│
┌───────┴─────────┐
│
│формулирование ТП│
│
└───────┬─────────┘
│
┌───────────┴─────────────┐
│
┌───>│
РЕШЕНИЕ
├──────┘
│
└───────────┬─────────────┘
│
┌───────┴─────────┐
└────────┤изменение задачи │
└─────────────────┘
Рис.1
В известных работах по анализу изобретательской ситуации
[1-6] можно выделить две возможности выбора отправной точки анализа: от главной полезной функции технической системы (ТС) и от
нежелательного эффекта. Очевидным недостатком первого варианта
(более раннего) является неопределенность относительно того,
главную функцию какой именно ТС из иерархии систем необходимо определять. Поэтому в настоящей работе предпочтение отдано второму
варианту, начало которому положено работой [2].
Анализ ИС (см. рис.1) начинается с составления списка нежелательных эффектов (НЭ), после чего необходимо выбрать из них
ключевой. Для этого предназначен микро-алгоритм построения причинно-следственной цепочки (ПСЦ) нежелательных эффектов (см. Приложение 1, шаги 2-3). Следует иметь в виду, что ключевых НЭ может
быть несколько, что свидетельствует о том, что в ИС содержится
несколько ключевых ИЗ, каждая из которых должна быть сформулирована и решена.
Отметим, что идея построения ПСЦ для выбора задачи достаточно давно известна в ТРИЗ (см., например, [4]). Особенностью данной работы является способ построения ПСЦ, а именно - сравнение
двух взаимно противоположных утверждений и выбор из них правильного (шаг 2). Такой способ позволяет дать надежные критерии при-
72
чинно-следственной связи и тем самым формализовать построение
ПСЦ.
Как показано в [2], все НЭ можно разделить на два типа:
"функциональные" (заключающиеся
во вредном или неэффективном
функционировании) и "затратные" (недопустимо большие затраты на
выполнение полезных функций - сложность, стоимость, габариты,
энергопотребление и т.п.). Аналогично, "функциональные" НЭ делятся на два больших класса: вредно-функциональные (ВФНЭ) и полезнофункциональные (ПФНЭ). ВФНЭ заключаются в выполнении вредных
функций (ВФ), то есть действий по ухудшению параметров материальных объектов. ПФНЭ заключаются в недостаточно эффективном выполнении полезных функций (ПФ). В соответствии с этими представлениями производится классификация ключевого НЭ (шаги 4-6), причем
"затратные" НЭ приводятся к функциональному виду. Таким образом,
результатом первых шести шагов алгоритма является ключевой НЭ,
отнесенный к одному из классов - ВФНЭ или ПФНЭ. Такая классификация необходима потому, что различия в причинах возникновения НЭ
каждого из указанных классов настолько велики, что требуют различных методик для их анализа.
Анализ ВФНЭ (шаг 7 Алгоритма) основан на анализе функций и
свойств элемента, выполняющего вредную функцию. Целью при этом
является выявление пары сопряженных функций, т.е. таких функций,
которые связаны общим свойством инструмента или общими объектами.
Всего в этом случае определено три возможных типа пары сопряженных функций. Эти типы соответствуют минимальному набору моделей
изобретательских задач в случае анализа ВФНЭ:
а) полная пара сопряженных функций: инструмент выполняет и
ПФ, и ВФ. Функции в паре связаны общим свойством инструмента.
ПРИМЕР (Испытание кубических образцов). Даны агрессивная жидкость, кубики и стенка сосуда. Агрессивная жидкость разъедает поверхность кубиков, что необходимо для их испытания, но разъедает
и стенку сосуда, что недопустимо. Необходимо разъедать поверхность кубиков, не разъедая стенку сосуда.
(Решение: стенки сосуда изготавливают из испытываемых образцов)
Общим свойством инструмента здесь является "агрессивность"
жидкости. В приведенном примере объекты ПФ и ВФ различны. В других случаях они могут совпадать [3].
б) полная пара сопряженных функций: выполняется и ВФ, и ПФ,
но объект полезной функции является субъектом вредной
функции, и наоборот. Поэтому функции в паре связаны объектами.
ПРИМЕР (Транспортировка стальных шариков). Даны изгиб трубопровода и стальные шарики. Изгиб трубопровода направляет стальные шарики, но шарики разрушают изгиб. Необходимо направлять шарики, не
разрушая трубопровод.
(Решение: в местах изгибов делают накопители шариков, и запас неподвижных шариков предотвращает разрушение изгиба).
Видно, что объект полезной функции (стальные шарики) выполняет вредную функцию, т.е. является ее субъектом, и наоборот, что
и делает функции сопряженными.
в) вырожденная пара сопряженных функций: ПФ отсутствует, инструмент выполняет только ВФ.
ПРИМЕР. (Разрушение подводного крыла). Даны кавитационные пузырьки и поверхность подводного крыла. Кавитационные пузырьки разру-
73
шают поверхность подводного крыла, что недопустимо. Необходимо
устранить способность пузырьков разрушать поверхность крыла.
(Решение: на поверхности подводного крыла намораживают тонкий
слой льда).
Очевидно, что кавитационные пузырьки не выполняют никаких
полезных функций в рассматриваемой ТС, и поэтому сопряженная пара
функций является вырожденной.
Логика анализа ВФНЭ может быть представлена следующей последовательностью (см. шаг 7 Алгоритма):
ВФНЭ-->ВФ-->Э-->ВС-->набор ПФ-->анти-ВС-->сопряженная ПФ,
где Э - элемент, выполняющий ВФ;
ВС - "вредное свойство" Э;
анти-ВС - свойство, противоположное ВС.
Кроме того, подшаги 7.6-7.8 предназначены для выявления моделей задач типа б) и в) (см. выше). Шаги 7.11 и 7.12 введены для
определения ПФ надсистемы, что понадобится для выбора схемы конфликта на шаге 1.4 АРИЗ и переформулирования задачи.
Таким образом, логика анализа ВФНЭ исходит из предположения
о том, что причиной этого типа НЭ является наличие у одного из
элементов ТС "вредного свойства", приводящего к выполнению им ВФ.
В задаче об испытании кубических образцов (см.выше) вредным
свойством является "агрессивность" жидкости, в задаче о транспортировке стальных шариков - их твердость и скорость, в задаче о
разрушении подводного крыла - способность пузырьков создавать
гидродинамический удар. При этом следует обратить внимание на относительный характер понятия "вредное свойство": свойство, вредное в одном отношении, может одновременно быть полезным в другом,
как в задаче об испытании кубических образцов. Мы будем понимать
под ВС свойство элемента, необходимое для выполнения им ВФ, независимо от того, необходимо ли оно для выполнения каких-либо ПФ,
или нет.
Причина возникновения ПФНЭ существенно иная. Поскольку ВФ в
этом случае не выполняется, то нельзя говорить о наличии каких-либо ВС. Действительной причиной ПФНЭ является невозможность
выполнения требуемого действия известным способом. Под способом
здесь понимается любая функция, необходимая для выполнения требуемого действия в существующей ТС.
ПРИМЕР (Измерение высоты пещеры). Необходимо измерить высоту пещеры, которая настолько велика, что свет фонаря не позволяет увидеть ее потолок.
Возможный способ измерения высоты пещеры - влезть наверх по
стене и спустить сверху измерительный шнур. "Влезть наверх" значит "поднять человека со шнуром". Эта функция, с одной стороны, необходима для измерения высоты пещеры указанным способом, а,
с другой стороны, невозможность ее эффективного выполнения очевидна. Противоречие в подобных случаях возникает, если предъявить
к системе требование выполнения функции - следствия без выполнения функции - причины, т.е. для данного случая - измерить высоту
пещеры, не поднимая человека со шнуром.
Аналогичный подход позволил П.Н.Яблочкову изящно решить задачу об обгорании электродов дуговой лампы: следовало только поставить задачу по выполнению функции-следствия (поддерживать горение дуги) без выполнения функции-причины (сближать электроды).
Проведенные мной в последнее время исследования показали
возможность существенного продвижения к решению с помощью уточнения формулировки задачи путем достройки причинно-следственной цепочки функций промежуточной полезной функцией. Тогда противоречие
74
строится путем предъявления к системе требований выполнения промежуточной функции без выполнения функции-причины. В задаче об
измерении высоты пещеры (знак --> используется вместо слов "необходимо для того, чтобы", и обозначает
причинно-следственную
связь):
поднимать человека со шнуром --> поднимать шнур --> измерять
высоту пещеры.
В задаче Яблочкова:
сближать электроды --> поддерживать постоянное расстояние
между электродами --> поддерживать горение дуги.
В первом случае промежуточная функция - "поднимать шнур", во
втором - "поддерживать постоянное расстояние между электродами".
Задачи, соответственно, формулируются следующим обрвзом: "поднимать шнур, не поднимая человека со шнуром" и "поддерживать постоянное расстояние между электродами, не сближая их", что существенно облегчает переход к решениям - поднимать шнур воздушным шаром, расположить электроды параллельно.
В соответствии с этими представлениями построена логика анализа ПФНЭ (шаг 8 Алгоритма), которую можно представить следующей
последовательностью:
Ф-у --> СУ Ф-у --> Э Ф-у --> Ф-н --> ППФ, где
Ф-у - функция, которую по условиям задачи необходимо выполнить или улучшить,
СУ Ф-у - известный способ, которым можно выполнить или улучшить Ф-у,
Э Ф-у - элемент ТС, выполняющий или улучшающий выполнение
Ф-у в рамках СУ Ф-у,
Ф-н - функция, выполнение которой необходимо в рамках СУ
Ф-у,
ППФ - промежуточная полезная функция.
Нетрудно заметить, что такая логика анализа также позволяет
получить сопряженную пару функций, в которой роль полезной функции играет ППФ, а роль вредной - Ф-н. Однако теперь "сопряженность" функций определяется не свойством инструмента и не объектами функций, а причинно-следственной связью. Строго говоря, и в
случае анализа ВФНЭ ставится задача по разрушению причинно-следственной связи (в исходной ТС существует такая связь между ПФ и
ВФ). Таким образом, подход с точки зрения ФАИС позволяет установить глубинную связь между двумя различными типами ИЗ при всем
различии в механизмах их возникновения и методиках анализа.
Обратим внимание на шаги 8.8 - 8.10, позволяющие находить
ППФ. Обозначим литерой Э тот элемент ТС, который выполняет или
улучшает выполнение Ф-у. Сперва определяется действие, которое
нужно произвести над Э, чтобы улучшить выполнение функции Ф-у.
Это и будет действие функции Ф-н. Объектом Ф-н является Э. Затем
определяется та часть Э, над которой, собственно, и надо выполнять это действие. В частном случае это может быть и весь Э. Таким образом находится объект ППФ. Затем определяется, какое именно действие, отличающееся от действия Ф-н, необходимо выполнить
над объектом ППФ. Если на первом подшаге удалось выделить часть
Э, то искомое действие может в каких-то случаях и совпадать с
действием Ф-н. Целью шагов 8.8 - 8.10 является поиск функции,
связанной с Ф-н и Ф-у причинно-следственными связями и не совпадающей с какой-либо из них.
Подводя итоги способам анализа НЭ, отметим, что, согласно
представлениям ФАИС, существует четыре базовых модели ИЗ - три
для ВФНЭ и одна для ПФНЭ:
1. Сопряженное действие А: инструмент оказывает полезное
75
действие на объект ПФ и вредное на объект ВФ.
2. Сопряженное действие Б: инструмент оказывает полезное
действие на объект ПФ, а объект ПФ оказывает вредное
действие на инструмент.
3. Вредное действие: инструмент оказывает вредное действие
на объект ВФ.
4. Недопустимое действие: инструмент выполняет
полезную
функцию ПФ путем выполнения недопустимой функции Ф-н,
причем весьма вероятно, что конфликты типа 2 всегда приводятся к
конфликтам типа 3. Любые другие типы конфликтов приводятся к четырем указанным, причем инструментом приведения является Алгоритм
ФАИС.
Следующей операцией (шаг 9 Алгоритма) является определение
допустимых изменений в элементах ТС, входящих в модель задачи.
Необходимость этого шага определяется следующими соображениями. Во-первых, он позволяет учесть ограничения, накладываемые
конкретными условиями, в которых будет осуществляться реализация
полученной идеи. Во-вторых, определение допустимых изменений позволяет конкретизировать идеи, даваемые решательными инструментами
ТРИЗ (приемами разрешения ТП, стандартами, изобретательскими эффектами и т.п.).
Следующий шаг, являющийся развитием известного шага АРИЗ
(последние известные модификации см. в [4,5]) предназначен для
замены специальных терминов в ИЗ. Новым здесь является то, что
полученная на предыдущих шагах информация позволяет собрать в
компактную группу термины, подлежащие замене.
Последним шагом перед решением задачи является формулирование ТП (шаг 11 Алгоритма). Проведенный анализ позволяет сделать
этот шаг полностью формальным. Приведенные формулировки ТП являются точными и универсальными, в сжатом виде отражая суть проблемы.
Как известно, не каждая задача поддается решению, даже с помощью АРИЗ. Поэтому в Алгоритме предусмотрены возможности замены
задачи. Первая такая возможность использует информацию о полезных
функциях надсистемы, полученную на шагах 7.11-7.12 и 8.3-8.4.
Ставится задача по выполнению функции надсистемы без выполнения
полезной функции ТС.
ПРИМЕР. На одном из семинаров по обучению ТРИЗ, ФСА и ИМ слушатель сформулировал проблему, суть которой заключалась в том, что
нужно было с высокой точностью согласовать перемещения штоков
двух гидроцилиндров. Известные системы не обеспечивали требуемой
точности. Решение было найдено, но меня не оставляло ощущение,
что в этой ситуации существует решение более идеальное. Оказалось, однако, что в рамках исходной постановки проблемы найти такое решение невозможно. Замена задачи по предложенной схеме позволила установить, что согласовывать перемещения штоков необходимо для того, чтобы исключить заклинивание металлической балки,
снимаемой гидроцилиндрами с двух цилиндрических пальцев. Новая
задача была сформулирована следующим образом: необходимо устранить заклинивание балки, не согласовывая движения штоков. Решение
появилось после формулирования ТП: если отверстия под пальцы
большие, то балка снимается хорошо, но точность фиксации балки
невелика, и наоборот. Пальцы и отверстия под них выполнили коническими, сужающимися в направлении снятия, и нужный результат был
достигнут.
Вторая, достаточно очевидная возможность замены задачи, заключается в выборе другого НЭ и повторном анализе (см. рис.1). Общая схема замены задачи такова:
76
┌>анализ НЭ-->решение-->заменаТП-->решение-->выбор другого НЭ┐
└──────────────────до исчерпания списка НЭ────────────────────┘
Следует отметить, что первая из указанных возможностей замены
задачи может в некоторых (далеко не во всех!) случаях перекрываться второй. Это происходит тогда и только тогда, когда ПСЦ,
построенные по ПФ и по НЭ, совпадают. Тем не менее, в общем случае список из N нежелательных эффектов порождает до 2N изобретательских задач.
В заключение суммируем те особенности описанного алгоритма,
которые определяют его высокую эффективность и позволяют рекомендовать для замены шага 1.1.
1. Высокая степень формализации.
2. Использование классификации НЭ.
3. Детальные микро-алгоритмы для анализа НЭ разных типов.
4. Использование всего четырех базовых моделей ИЗ.
5. Использование функционального подхода к анализу ТС.
6. Анализ проблемы от НЭ.
7. Новый способ выстраивания НЭ в ПСЦ.
8. Возможность замены задачи.
Автор благодарен В.М.Герасимову за подготовленную и любезно
предоставленную им справку с условиями изобретательской ситуации
"сушка бумаги" (Приложение 2).
ЛИТЕРАТУРА
1. Альтшуллер Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. - Новосибирск: Наука, 1986.
2. Пиняев А.М. Функциональный анализ изобретательских ситуаций. Журнал ТРИЗ, т.1, N1, 1990, с.30.
3. Пиняев А.М. Функциональный подход к анализу изобретательских ситуаций. (сборник НИЛИМ N2).
4. Алгоритм решения изобретательских задач (сценарий машинной
версии, адаптированный). Комплект материалов. Составители:
Зусман А.В., Злотин Б.Л. - Кишинев: изд. МНТЦ "Прогресс",
1991, 145 с.
5. Литвин С.С. К разработке АРИЗ-91. - Ленинград: Рукопись, 1991.
6. Королев В.А. АРИЗ опытный (развитие АРИЗ-85В). - Белая Церковь: Рукопись, 1991.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
АЛГОРИТМ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО АНАЛИЗА ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОЙ
СИТУАЦИИ (предназначен для замены шага 1.1 АРИЗ)
Знаком * отмечены полностью формализованные шаги.
77
1. Составить список нежелательных эффектов (НЭ) в функционировании технической системы (ТС), описанной в условиях данной
изобретательской ситуации.
2. Выявить причинно-следственные связи между найденными НЭ.
*2.1. Взять любые два нежелательных эффекта НЭ1 и НЭ2 и сформулировать для них два утверждения:
а) Нежелательный эффект (указать НЭ1) исчезнет, если устранить нежелательный эффект (указать НЭ2);
б) Нежелательный эффект (указать НЭ2) исчезнет, если устранить нежелательный эффект (указать НЭ1);
2.2. Выбрать из двух утверждений п. 2.1 правильное.
ПРИМЕЧАНИЕ. Если оба выражения неверны, значит, НЭ независимы.
*2.3. Определить причинно-следственную связь между НЭ1 и НЭ2: НЭ,
стоящий в конце утверждения п. 2.2, является причиной,
а стоящий в его начале - следствием.
ПРИМЕЧАНИЕ: Причинно-следственная связь обозначается стрелкой, направленной от причины к следствию.
*2.4. Повторить пп. 2.1 - 2.4 для другой пары НЭ, и так - до исчерпания списка НЭ п. 1.
*3. Указать начальный НЭ в установленных причинно-следственных
связях.
ПРИМЕЧАНИЕ. Если таких НЭ несколько, то дальнейшие шаги необходимо выполнить над каждым из них.
4. Нежелательный эффект (указать НЭ 3) означает, что:
4.1. Необходимо улучшить функционирование;
4.2. Необходимо уменьшить затраты на функционирование (сложность, стоимость, габариты ТС, затраты энергии, трудоемкость и т.п.)
4.1. - переход к шагу 6. 4.2. - переход к шагу 5.
5. Указать, выполнение какой полезной функции
пустимыми затратами.
Переход к шагу 8.
связано с недо-
6. Нежелательный эффект (указать НЭ 3) означает, что:
6.1. Выполняется вредная функция (ВФ);
6.2. Плохо выполняется полезная функция (ПФ).
6.1 - переход к шагу 7. 6.2 - переход к шагу 8.
7. Провести анализ ВФНЭ.
7.1. Указать ВФ.
7.2. Указать элемент (Э), выполняющий ВФ.
7.3. Указать вредное свойство (ВС) Э, из-за которого он выполняет ВФ.
*7.4. Указать свойство, противоположное ВС (анти-ВС).
7.5. Проверить, будет ли выполняться ВФ, если Э будет обладать
свойством анти-ВС. Если да - возврат к 7.3 и переформулирование ВС. Если нет - переход к следующему шагу.
7.6. Указать, выполняет ли Э в рассматриваемой ТС какие-либо ПФ.
Да - к шагу 7.9, нет - к шагу 7.7.
7.7. Указать, выполняет ли объект ВФ какую-либо ПФ над Э.
Да - к шагу 7.8, нет - к шагу 9.
7.8. Указать, какую ПФ выполняет над Э объект ВФ.
Далее - переход к шагу 9.
7.9. Составить список ПФ, выполняемых Э.
7.10. Вычеркнуть из этого списка те ПФ, которые будут выполнять-
78
ся, если Э будет обладать свойством анти-ВС.
ПРИМЕЧАНИЕ. Если после этого в списке останется более одной
ПФ, то выбрать из них ту, которая является следствием остальных.
7.11. Указать, зачем необходимо выполнить ПФ 7.10.
7.12. Сформулировать 7.11 в виде полезной функции.
Переход к шагу 9.
8. Провести анализ ПФНЭ.
8.1. Сформулировать ПФ, которую необходимо выполнить или улучшить
/назовем ее Ф-у/.
8.2. Определить, что необходимо:
8.2.1. Улучшить имеющийся принцип выполнения Ф-у
8.2.2. Найти новый принцип выполнения Ф-у
Если 8.2.1 - использовать ниже только выражения в скобках.
Если 8.2.2 - не использовать ниже выражения в скобках.
8.3. Указать, зачем необходимо выполнить функцию Ф-у 8.1.
8.4. Сформулировать 8.3 в виде полезной функции.
8.5. Указать, каким известным способом можно выполнить (улучшить выполнение) функции Ф-у.
8.6. Указать основной недостаток Н указанного способа.
8.7. Указать, какой элемент /Э/ выполняет (улучшает выполнение) функции Ф-у в рамках способа 8.5.
8.8. Указать, какое действие нужно выполнить над объектом 8.7,
чтобы выполнить (улучшить выполнение) функцию Ф-у.
8.9. Указать, над какой частью объекта 8.7 необходимо выполнить действие 8.8, чтобы выполнить функцию Ф-у.
8.10. Указать, для какого другого полезного действия над объектом 8.9 необходимо его /указать действие 8.8/.
9. Определить, можно
- элемент 7.2 или
- объект функции
- объект функции
ли для решения задачи изменять:
8.7;
7.1 или объект 8.9;
7.10.
10. Записать сведения, найденные на шагах (7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.8,
7.10, 7.12), (8.4, 8.6, 8.7, 8.8, 8.9, 8.10).
ПРИМЕЧАНИЕ. Если на шаге 6 НЭ классифицирован как ВФНЭ,
то данные, перечисленные во второй скобке, записывать не нужно. Аналогично, если НЭ - это ПФНЭ, то не нужно записывать данные, перечисленные в первой скобке.
Заменить в записанных сведениях специальные термины.
ПРАВИЛО. Замена термина производится последовательным переходом к терминам, несущим меньшую психологическую инерцию - от
а) к в):
а) узкоспециальные термины (конвертер, геркон);
б) общетехнические термины (печь, контакт);
в) функциональные термины (нагреватель, замыкалка).
*11. Сформулировать два технических противоречия (ТП) по следующей
форме:
79
*11.1. Если на шаге 6 НЭ классифицирован как ВФНЭ:
а) Если есть ПФ 7.10:
ТП1: Если элемент (указать Э 7.2) обладает свойством
(указать ВС 7.3), то он хорошо выполняет полезную
функцию (указать ПФ 7.10), но выполняет и вредную
функцию (указать ВФ 7.1), что недопустимо.
ТП2: Если элемент (указать Э 7.2) обладает свойством
(указать антиВС 7.4), то он не выполняет вредную
функцию (указать ВФ 7.1), но и не выполняет полезную функцию (указать ПФ7.10), что также недопустимо.
Необходимо (указать ПФ 7.10), но не (указать ВФ 7.1).
б) Если нет ПФ 7.10:
б1) Если есть ПФ 7.8:
ТП1: Если (указать объект ВФ 7.1) выполняет полезную
функцию (указать ПФ 7.8), то (указать Э 7.2) выполняет вредную функцию (указать ВФ 7.1),что недопустимо.
ТП2: Если (указать Э 7.2) не выполняет вредную функцию
(указать ВФ 7.1), то (указать объект ВФ 7.1) не
выполняет полезную функцию (указать ПФ 7.8), что
также недопустимо.
б2) Если нет ПФ 7.8:
ТП отсутствует.Задача формулируется следующим образом: Элемент (указать Э 7.2) выполняет вредную функцию (указать ВФ 7.1), что недопустимо. Необходимо устранить способность (указать Э 7.2) выполнять эту
вредную функцию.
*11.2. Если на шаге 6 НЭ классифицирован как ПФНЭ
ТП1: Если (указать функцию Ф-н = 8.8+8.7), то полезная
функция (указать функцию ППФ = 8.10+8.9) выполняется,
но недостаток (указать Н 8.6) недопустимо велик.
ТП2. Если не (указать Ф-н) то недостаток (указать Н 8.6)
отсутствует, но и полезная функция (указать ППФ) не
выполняется, что также недопустимо.
Необходимо (указать ППФ), но не (указать Ф-н).
12. Перейти к шагу 1.2 АРИЗ. Если решение по АРИЗ по каким-то причинам не устраивает, переформулировать задачу, перейдя к шагу 13.
*13. Сформулировать два новых ТП по следующей форме:
ТП1: Если (указать ПФ 7.10 или Ф-у 8.1), то полезная
функция (указать ПФ 7.12 или 8.4) выполняется хорошо, но найденное решение не позволяет эффективно
(указать ПФ 7.10 или Ф-у 8.1).
ТП2. Если не (указать ПФ 7.10 или Ф-у 8.1) то проблем с
выполнением этой функции нет, но и полезная функция
(указать ПФ 7.12 или 8.4) выполняется плохо, что недопустимо.
Необходимо улучшить выполнение функции (указать ПФ 7.12
или 8.4), но не (указать ПФ 7.10 или Ф-у 8.1).
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРИМЕРЫ АНАЛИЗА ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ СИТУАЦИЙ ПРИ ПОМОЩИ АЛГОРИТМА ФАИС.
Проблема: СУШКА БУМАГИ
Заказчик: ИЛКО ЙОКИОЙНЕН, сотрудник фирмы "ВАЛМЕТ",
80
слушатель семинара по ТРИЗ и ФСА
/Хельсинки - Турку, сентябрь 1990 г./
Мокрая тонкая бумага, типа туалетной, движется вместе с лентой-подложкой со скоростью 1500 м/мин (25 м/с) - см. рис. 2. Подложка выполнена из синтетической ткани толщиной примерно 1,5 мм.
Основа ткани выполнена из нитей толщиной 0,4 - 0,5 мм, а сторона,
обращенная к бумаге, имеет короткий ворс (как у фланели, только
более жесткий). Ткань подложки слабо проницаема для воздуха (если, плотно прижав губы к ткани, подуть сквозь нее, воздух проходит, но не очень легко). Ширина полотнища бумаги 3,5 - 5,0 м. Бумага содержит в себе воду, часть которой удаляется механическим
отжимом на валковом прессе. После этого оставшаяся часть влаги
высушивается на поверхности горячего цилиндра (для нагрева цилиндра используется пар, температура которого после отвода от цилиндра равна 170 градусов (температура везде приведена в градусах
Цельсия)). Кроме того, одновременно с нагревом на цилиндре, бумага обдувается горячим газом ( температура газа 500 градусов, подогревается он горелками; температура газа после отвода от цилиндра 200-300 градусов, содержание влаги 0,2-0,45 кг/кг газа).
Узким местом системы является валковый пресс: именно он
сдерживает производительность. Пресс представляет собой два отжимных валка - один гладкий стальной, другой - перфорированный
обрезиненный. Перфорация служит для отвода отжатой воды. Пресс
совершенствуется давно и, похоже, все, что от него можно было получить, уже получено. Например, нельзя увеличивать давление валков на бумагу, т.к. это приведет к разрушению мокрой и тонкой бумаги.
Однако у самой бумаги есть ресурс: если повысить температуру
содержащейся в ней воды, то за счет СНИЖЕНИЯ ВЯЗКОСТИ этой воды
облегчится удаление ее на валковом прессе. При этом повышение
температуры воды в месте отжима на 10 градусов (с 30 до 40) дает
экономический эффект в несколько миллионов финских марок (от 4,6
и выше). Более сильный нагрев воды в этом месте позволил бы еще
увеличить производительность и дал бы дополнительный экономический эффект. На вопрос о предельно допустимой температуре нагрева
воды заказчик осторожно назвал 100 градусов, отметив, что при более высокой температуре возможно повреждение синтетической подложки. Нагревать же саму бумагу можно без ухудшения ее свойств до
температуры в несколько сот градусов.
В настоящее время предлагается обдувать бумагу в зоне А (см.
рис.2) горячим газом (200-300 градусов, влажность 0,2 - 0,45
кг/кг газа). Получить его можно, отведя отработанный газ, несколько остывший и увлажнившийся после обдува бумаги на наружной
поверхности горячего цилиндра. Этот газ предполагается подавать в
ящик с перфорированной верхней стенкой. Сквозь отверстия в этой
стенке газ должен поступать непосредственно к бумаге. Зазор между
перфорированной стенкой ящика и бумагой может меняться в нужных
пределах. Предполагается, что почти весь газ будет обтекать бумагу и уходить в разные стороны, а проникать сквозь бумагу будет
только маленькая его часть, не более 2%. Поэтому подложка практически не будет нагреваться.
Однако и в этом случае нагреть эффективно влагу не удастся.
Кроме того, пока бумага перемещается к месту отжима влаги в прессе, вода успеет остыть (температура подложки, как отмечалось выше, практически не изменяется). В итоге вода в месте отжима нагревается всего на 2 градуса, что недостаточно. Как быть?
81
АНАЛИЗ.
1. Составить список нежелательных эффектов (НЭ) в функционировании технической системы (ТС), описанной в условиях данной
изобретательской ситуации.
1. Недостаточно высокая производительность устройства для
сушки бумаги.
2. Низкое качество отжима бумаги.
3. Разрушение бумаги при попытке улучшить отжим.
4. Трудно известными способами нагреть влагу в бумаге.
5. На пути от зоны нагрева к валковому прессу бумага остывает.
2. Выявить причинно-следственные связи между найденными НЭ.
┌>НЭ5 ┌>НЭ3
НЭ4──>НЭ2──>НЭ1
3. Указать
связях.
начальный
НЭ
в установленных причинно-следственных
НЭ4
4. Нежелательный эффект "трудно известными способами нагреть
влагу в бумаге" означает, что:
4.1. Необходимо улучшить функционирование.
КОММЕНТАРИЙ. Здесь возможен выбор и варианта 4.2, тогда на следующем шаге выяснится, что затраты связаны с выполнением ПФ "нагревать влагу в бумаге", выполнение которой и нужно улучшить.
6. Нежелательный эффект "трудно известными
влагу в бумаге" означает, что:
6.2. Плохо выполняется полезная функция.
Переход к шагу 8.
способами
нагреть
8.1. Сформулировать ПФ, которую необходимо выполнить или улучшить
/назовем ее Ф-у/.
нагреть влагу в бумаге
8.2. Определить, что необходимо:
8.2.1. Улучшить имеющийся принцип выполнения Ф-у
Далее используем выражения в скобках (см. Алгоритм).
КОММЕНТАРИЙ. В случае сомнений при выполнении этого шага лучше выбирать 8.2.1, т.к. этот вариант нацеливает на решение мини-задачи.
8.3. Указать, зачем необходимо выполнить Ф-у 8.1.
чтобы улучшить отжим влажной бумаги
8.4. Сформулировать 8.3 в виде полезной
отжимать влажную бумагу
функции.
8.5. Указать, каким известным способом можно улучшить нагрев
влаги в бумаге
увеличить температуру нагревающего газа
8.6. Указать основной недостаток Н указанного способа.
недопустимо большой расход ресурсов
КОММЕНТАРИЙ. В принципе, если увеличить температуру газа, то эффективность нагрева возрастет, но газ получают после того, как он
82
отработал на сушке бумаги, поэтому он имеет вполне определенную
температуру (200-300 градусов), а дополнительный нагрев связан с
недопустимым расходом энергии.
8.7. Указать, какой элемент (Э) улучшает выполнение функции
"нагреть влагу в бумаге" в рамках способа "увеличить температуру нагревающего газа".
газ
8.8. Указать, какое действие нужно выполнить над объектом "газ",
чтобы улучшить выполнение функции "нагреть влагу в бумаге".
нагреть
8.9. Указать, над какой частью объекта "газ" необходимо выполнить действие "нагреть", чтобы выполнить функцию "нагреть влагу в бумаге".
приповерхностный слой газа
КОММЕНТАРИЙ. Приповерхностный слой газа - это та часть газа, которая непосредственно соприкасается с поверхностью бумаги. Здесь
возможен ответ и на микроуровне. Частью газа является молекула.
"Нагревать" молекулу, т.е. увеличивать ее среднюю кинетическую
энергию, необходимо для увеличения ее энергоотдачи влажной бумаге. Мы продолжим анализ на макроуровне, хотя "микроуровневый"
подход не менее плодотворен.
8.10. Указать, для какого другого полезного действия над объектом "приповерхностный слой газа" необходимо его нагреть.
чтобы увеличить его теплоотдачу
9. Определить, можно ли для решения задачи изменять:
- элемент "газ" - можно
- объект "приповерхностный слой газа" - можно
10. Записать сведения, найденные на шагах 8.4, 8.6, 8.7, 8.8,
8.9, 8.10.
Заменить в записанных сведениях специальные термины.
8.4. отжимать влажную бумагу
8.6. недопустимо большой расход ресурсов
8.7. газ
8.8. нагреть
8.9. приповерхностный слой газа
8.10. увеличить теплоотдачу
Специальных терминов нет.
11. Поскольку на шаге 6 НЭ классифицирован как ПФНЭ,
дим к шагу 11.2.
то перехо-
11.2. ТП1: Если нагреть газ, то полезная функция "увеличить теплоотдачу приповерхностного слоя газа" выполняется, но
расход ресурсов недопустимо велик.
ТП2. Если не нагревать газ, то расход ресурсов невелик, но
и полезная функция "увеличить теплоотдачу приповерхностного слоя газа" не выполняется, что также недопустимо.
Необходимо увеличить теплоотдачу приповерхностного слоя
газа, не нагревая газ.
83
Читателю предоставляется возможность самому определить, какой широко известный физический эффект нужно для этого использовать. До решения остался один маленький шаг...
...Ну, а если бы решения не нашлось? В этом случае нам помог
бы шаг 13 Алгоритма:
13. Сформулировать два новых ТП по следующей форме:
ТП1: Если нагреть влагу в бумаге, то полезная функция "отжимать влажную бумагу" выполняется хорошо, но полученное
решение недостаточно эффективно.
ТП2. Если не нагревать влагу в бумаге, то проблем с выполнением этой функции нет, но и полезная функция "отжимать
влажную бумагу" выполняется плохо, что недопустимо.
Необходимо улучшить выполнение функции "отжимать влажную бумагу", но не нагревать влагу в бумаге.
Анализ при помощи шага 8 позволяет уточнить задачу (проверьте!):
"Необходимо уменьшить вязкость воды в бумаге, не нагревая ее".
Известно, что добавка некоторых веществ (например, крахмала) в
воду позволяет удовлетворить этим условиям.
Проблема: ИЗГОТОВЛЕНИЕ РАБОЧЕГО КОЛЕСА АВИАТУРБИНЫ.
Заказчик: сотрудник Тбилисского авиационного завода, посетитель выставки-продажи Изобретающей Машины октябрь 1990г.
Рабочее колесо авиатурбины изготавливается из дюралюминия и
имеет сложную форму: основание в виде воронки, от которого отходят лопатки сложного профиля. Изготавливается рабочее колесо точным литьем в разборную форму. Форма состоит из двенадцати одинаковых частей (по числу лопаток) и одной центральной части для изготовления "воронки". Для изготовления колеса части формы собирают в единую конструкцию, куда заливают расплавленный дюралюминий.
После остывания металла форму разбирают и вынимают готовое изделие. Однако на стыках формы поверхность колеса искажается, что
приводит к ухудшению его аэродинамических характеристик и снижению надежности, что недопустимо. Как быть?
АНАЛИЗ.
1. Составить список нежелательных эффектов (НЭ) в функционировании технической системы (ТС), описанной в условиях данной
изобретательской ситуации.
1. Искажается поверхность колеса.
2. Ухудшаются аэродинамические характеристики колеса.
3. Снижается надежность турбины.
2. Выявить причинно-следственные связи между найденными НЭ.
НЭ1──>НЭ2──>НЭ3
*3. Указать
связях.
начальный
НЭ
в установленных причинно-следственных
НЭ1
4. Нежелательный эффект "искажается поверхность колеса" означает, что:
4.1. Необходимо улучшить функционирование.
84
Переход к шагу 6.
6. Нежелательный эффект "искажается поверхность колеса" означает, что:
6.1. Выполняется вредная функция (ВФ).
Переход к шагу 7.
7. Провести анализ ВФНЭ.
7.1. Указать ВФ.
искажать поверхность рабочего колеса
7.2. Указать элемент (Э), выполняющий ВФ.
форма
7.3. Указать вредное свойство (ВС) Э, из-за которого он выполняет ВФ.
разборность
7.4. Указать свойство, противоположное ВС (анти-ВС).
неразборность
7.5. Проверить, будет ли выполняться ВФ,
свойством анти-ВС.
нет
если Э будет
обладать
7.6. Указать, выполняет ли форма в рассматриваемой ТС какие-либо ПФ.
да
Переход к шагу 7.9.
7.9. Составить список ПФ, выполняемых формой.
1. удерживать расплавленный металл;
2. формовать расплавленный металл;
3. освобождать готовое колесо.
7.10. Вычеркнуть из этого списка те ПФ, которые будут выполняться, если Э будет обладать свойством "неразборность".
Вычеркиваем функции 1 и 2. В списке остается только функция 3:
"освобождать готовое колесо"
7.11. Указать, зачем необходимо выполнить ПФ 7.10.
чтобы изготавливать новое колесо
7.12. Сформулировать 7.11 в виде полезной функции.
изготавливать новое колесо
Переход к шагу 9.
9. Определить, можно ли для решения задачи изменять:
- элемент "форма" - можно
- объект "рабочее колесо" - нельзя
- объект "готовое колесо" - нельзя
10. Записать сведения, найденные на шагах
7.10, 7.12.
7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.8,
7.1. искажать поверхность рабочего колеса - искажать поверхность детали сложной формы
7.2. форма - формовалка
7.3. разборность
85
7.4. неразборность
7.10. освобождать готовое колесо - освобождать готовую
таль сложной формы
7.12. изготавливать новое колесо - изготавливать новую
таль сложной формы
деде-
Заменить в записанных сведениях специальные термины.
11. Сформулировать два технических противоречия (ТП) по следующей
форме:
11.1. Если на шаге 6 НЭ классифицирован как ВФНЭ:
а) Если есть ПФ 7.10:
ТП1: Если элемент "формовалка" обладает свойством "разборность", то он хорошо выполняет полезную функцию "освобождать готовую деталь сложной формы", но выполняет
и вредную функцию "искажать поверхность рабочего колеса" , что недопустимо.
ТП2: Если элемент "формовалка" обладает свойством "неразборность", то он не выполняет вредную функцию "искажать поверхность рабочего колеса", но и не выполняет
полезную функцию "освобождать готовую деталь сложной
формы", что также недопустимо.
Необходимо освобождать готовую деталь сложной формы, но не
искажать поверхность детали сложной формы.
Итак, одно из двух: либо разборная формовалка не искажает
поверхность детали, либо неразборная (и потому неискажающая) формовалка легко освобождает деталь. Представим себе неразборную
формовалку. Вот в нее залили расплавленный металл, вот металл
застыл, деталь готова... Из какого материала следовало бы изготовить формовалку, чтобы, не разбирая ее, освободить деталь? Не гоните от себя эту мысль - да-да, из резины. Из жаропрочной резины.
Такой материал известен, и называется он "виксинт".
А если бы виксинта в природе не существовало? Тогда пришлось
бы переформулировать задачу, перейдя к шагу 13 Алгоритма:
13. Сформулировать два новых ТП по следующей форме:
ТП1: Если освобождать готовую деталь сложной формы, то полезная функция "изготавливать новую деталь сложной формы" выполняется хорошо, но найденное решение не позволяет эффективно освобождать готовую деталь сложной формы.
ТП2. Если не освобождать готовую деталь сложной формы, то
проблем с выполнением этой функции нет, но и полезная
функция "изготавливать новую деталь сложной формы" выполняется плохо, что недопустимо.
Необходимо улучшить выполнение функции "изготавливать новую
деталь сложной формы", но не освобождать готовую деталь
сложной формы.
Анализ при помощи шага 8 позволяет уточнить задачу (проверьте!):
86
"необходимо извлекать готовую деталь сложной формы из формовалки,
не освобождая ее". Постановка задачи вполне парадоксальная: как
это - "извлекать, не освобождая"? Не освобождая - значит, вообще
не изменяя формовалку (не разбирая ее, не изменяя форму и т.п.).
Но мы-то с вами уже имеем одно решение: гибкий, пластичный - резиновый! - элемент. Правда, там это была сама формовалка, а теперь по условиям задачи изменять ее запрещено. Ну что ж, сделаем
из резины деталь! Такая деталь позволит нам легко изготавливать
простые и дешевые формовалки одноразового действия. В этом случае
для детали подойдет и нежаропрочная резина.
Фаеp С.А.
87
( член Ассоциации ТРИЗ )
ПЕРЕХОД ОТ ФИЗИЧЕСКОГО ПРОТИВОРЕЧИЯ К ИДЕЕ
РЕШЕНИЯ ИНСТРУМЕНТАМИ ТРИЗ.
апpель 1991 г.
1. Способ разрешения физических противоречий (ФП), отличающийся тем, что с целью сокращения времени поиска эффекта, разрешающего ФП, определяется формула ФП в следующем составе:
НПС / С1=ИП+Р1 - F1=Д1+ОF1
\ С2=ИП+Р2 - F2=Д2+ОF2
Где:
НПС - носитель противоречивого свойства;
С1,2 - свойство;
ИП - изменяемый параметр;
Р1,2 - размер;
F1,2 - функция;
Д1,2 - действие функции;
ОF1,2 - объект функции.
позволяющая найти идею решения, которая приближает к ответу и
показывает в каких эффектах следует искать окончательный ответ.
2. Способ разрешения ФП по п.1, отличающийся тем, что
ФП имеет формулу
+С - F1
если
-С - F2
а) Носителем противоречивого свойства (НПС) является изделие В1.
б) Объектом одной из функций-F в ФП является носитель противоречивого свойства (НПС).
в) Имеет место обратное отрицательное воздействие изделия
на инструмент В1~~~~>В2
г) ИП не является ПОЛЕвым или геометрическим (ВЕЩЕСТВенным) (жесткий мягкий).
3. Способ разрешения ФП по п.1, отличающийся тем, что
ФП имеет формулу
П - F1,
если
- F2
изменяемый параметр полевой.
4. Способ разрешения ФП по п.1, отличающийся тем, что
ФП имеет формулу
В - F1,
если
- F2
изменяемый параметр геометрический, а поле не является
объектом какой-либо функции.
5. Способ разрешения ФП по п.1, отличающийся тем, что
ФП имеет формулу
В - F1(П),
если
- F2
изменяемый параметр геометрический, а поле является объектом какой-либо функции.
6. Способ разрешения ФП по п.1, отличающийся тем, что
ФП имеет формулу
В - +F,
если
- -F
F2 является анти функцией F1, F2=(-F1)
88
7. Способ разрешения ФП по п.1, отличающийся тем, что
ФП имеет формулу
З - F1,
- F2
если изменяемый параметр зазор, а поле не является объектом
к.л. функции.
89
Введение
Одним из недостатков АРИЗ является то, что после формулирования физического противоречия (ФП) на шаге 3.3, не дается
алгоритма выбора пути дальнейшего решения, а предлагается перебрать поочередно информационный фонд ТРИЗ. Среди существующих
способов перехода от ФП к идее решения, которые пока не включены в АРИЗ , есть хорошие, но и они оставляют возможность перебора вариантов. Как же усовершенствовать АРИЗ (речь идет о
вневепольном решении)? Как подчинить весь информационный фонд
единой цели разрешению ФП? Сложилась противоречивая ситуация:
чем больше информационный фонд,тем больше вероятность того,что
в нем заложена информация о разрешении ФП вашей задачи, но
ужасно возрастает время пересмотра информационного фонда. Кто
скажет: где искать решение? В геометрических эффектах, физ-химэффектах, а может в системных переходах? Опытные преподаватели
советуют выбрать что-ниб дь одно и совершенствоваться только в
этом направлении. Новичкам же обязательно хочется все перебрать. Из-за чего возникает этот перебор? Либо из-за того, что
решение дает только одна какая-то методика, а все другие методики не дают его. Либо из-за того, что нет абсолютно боеспособной методики, годной для ста процентов задач, хоть десять, хоть
пять процентов задач, да не решаются. Поэтому приходится пользоваться множеством различных методик, чтобы перекрыть их области нерешаемости. Но это очень дорогой путь, так как платим
мы временем.
Мне кажется, в теории налицо серьезный пробел, который и
породил целый ворох второстепенных задач: насчет связи различных методик, их боеспособности... и решать надо не второстепенные задачи, а искать пробел в теории и устранять его. Думаю,
изюминка скрыта в самом начале теории перехода от ФП к идее решения, а именно, в физическом противоречии. Еще недавно мне казалось, что в ФП спрятаны какие-то признаки, которые "нашептывают", где прячется решение, в каких эффектах его искать. Сейчас я знаю, что это правда, нужно было только вытащить эти
признаки на поверхность. На основе выявленных новых закономерностей предстоит построить сеть, связывающюю различные методы
информационного фонда ТРИЗ, а, значит, устранить перебор вариантов на этапе перехода от ФП к идее решения. И есть еще одна
важная задача, связать вновь образованную сеть со стандартами.
В данной работе говорится об идее, которая дает возможность составить алгоритм для большего приближения к идее решения после формулирования ФП.
90
# 1
ФП в виде формулы
Попробуем записать ФП в виде формулы. Например, в задаче о
консервировании крови.
ФП
Кровь должна быть холодной, чтобы сохраниться, и
должна быть не холодной, чтобы не образовывался лед
Сокращенно: холодной, чтобы выполнять функцию
F1
не холодной, чтобы выполнять функцию F2
Пусть (+С)-свойство, а (-С)-антисвойство. Получим формулу
ФП в задаче о консервировании крови такую: +С - F1
-С - F2
Запишем теперь формулу для другого ФП. Задача об игольном
ушке.
ФП
Ушко должно быть большим, чтобы пропускать нить, и не
должно быть большим, чтобы сохранить ткань
Формула такая же:
...........
+С - F1
-С - F2
Такая формула присуща каждому ФП. Но надо что-то сделать,
чтобы появилось различие в формулах, иначе они одинаковы для
всех задач. Следующий шаг - углубление ФП (обострение до абсурда). Здесь следует хорошенько разобраться. Дело в том, что в
традиционной трактовке свойство приписывается носителю. Например: носитель - кровь, свойство - горячая или холодная (Носитель - это объект к которому предъявляются противоречивые
свойства, назовем его НПС-носитель противоречивого свойства). В
новой трактовке я предлагаю разделить свойство (С) на изменяемый параметр (ИП) и его размер (Р).
Т.е. С = ИП + Р .
Так свойство - горячая = поле(температурное) + Р(большой)
- холодная = поле(температурное) + Р(малый)
Попробуем проделать такую операцию с задачей об игольном
ушке.
Носитель противоречивого свойства - игольное ушко,
свойство - большое = вещество(геом. параметр) + Р(большой)
Вроде бы такая операция в этой задаче оказалась просто
лишней. Но подведем итог. Действия по расщеплению свойств выявили следующее:
1) Изменяемый параметр может быть либо ПОЛЕвым (в задаче о
крови), либо геометрическим (ВЕЩЕСТВенным) (в задаче об игольном ушке).
2) Р - либо большой, либо малый. Чтобы получить обострение
ФП, нужно большой размер увеличить до бесконечности или оставить прежним (что мы и будем делать дальше), а малый убрать до
нуля (т.е. исчезает ИП - изменяемый параметр, если он полевой
или исчезает носитель (НПС), если параметр геометрический).
Углубленные ФП (УФП) выглядят так:
1)
Холод должен быть, чтобы сохранялась кровь, и
П - F1
не должен быть, чтобы не образовывался лед
- F2
(формула означает, что П-поле должно быть, чтобы выполнять
91
первую функцию и не должно быть, чтобы выполнялась вторая функция)
2)
Ушко должно быть, чтобы пропускать нить, и
В - F1
не должно быть, чтобы сохранить ткань
- F2
Т.о. получены две существенно различные формулы ФП. Но
главная задача этого параграфа в том, чтобы научить определять
ОИ в ФП, а затем углублять ФП.
Обобщенная формула ФП может быть представлена в следующем виде:
НПС / С1=ИП+Р1 - F1=Д1+ОF1
\ С2=ИП+Р2 - F2=Д2+ОF2
Где:
НПС - носитель противоречивого свойства;
С1,2 - свойство;
ИП - изменяемый параметр;
Р1,2 - размер;
F1,2 - функция;
Д1,2 - действие функции;
ОF1,2 - объект функции.
Все многообразие физических противоречий объясняется различием элементов этой обобщенной формулы и их взаимосвзью.
Всего существует шесть формул ФП, некоторые из них имеют
варианты подформул. В общей сложности получается 14 модификаций
ФП.
Ниже приводятся все формулы с примерами, и алгоритм определения формулы для конкретного ФП.
# 2
Алгоритм определения формулы ФП.
1. Формула ФП остается прежней
(т.е. без углубления) если:
.............
+С - F1
-С - F2
а) Носителем противоречивого свойства (НПС) является изделие В1.
Пример: Требуется распилить тонкие пластины, но они при
этом ломаются (изделие в этом случае - пластины)
ФП
Пластины должны быть толстыми, чтобы их можно было
пилить, и должны быть тонкими по условию
Примечание: вторая функция в этом ФП не определена. Причин, по которым пластины должны быть тонкими, может быть много,
но на решение - мини задачи это не повлияет.
Когда носителем противоречивого свойства является изделие,
то углубление ФП невозможно. Попробуем: Пластины должны быть,
чтобы было удобно их пилить и их не должно быть по условию (допустим прозрачности или малого веса...). Дело в том, что такое
ФП переводит задачу из мини- в макси- (самые прозрачные и легкие пластины те, которых нет). В этом случае надо решать совершенно новую задачу, и, естественно, у нее будет другое ФП (но
сначала решите до конца мини-задачу).
б) Объектом одной из функций-F в ФП является носитель противоречивого свойства (НПС). (Иначе: какая-либо функция в ФП
обращается на объект изменения.)
Пример: Необходим
бесконечно-длинный
бассейн,
чтобы
спортсмен тренировал проплытие дистанции без поворотов.
ФП
Бассейн должен быть длинным, чтобы быть бесповоротным,и
92
должен быть коротким, чтобы не пожирать пространство
в) Имеет место обратное отрицательное воздействие
на инструмент В1~~~~>В2
изделия
Пример: При изготовлении шоколадных конфет в шоколадную
форму В2 наливают горячий ликер В1. Шоколад, к сожалению, плавится.
ФП
Ликер должен быть горячим, чтобы хорошо изливаться (быть
пластичным), и должен быть холодным, чтобы не плавить
шоколад
г) В первом параграфе уже говорилось о предположении, что
С = ИП + Р . ИП является либо ПОЛЕвым, либо геометрическим (ВЕЩЕСТВенным). Но встречаются ФП, где ИП является ни полевым и ни
геометрическим.
Например: жесткая - мягкая, изменяемая - неизменяемая,
прозрачная - непрозрачная, и т.д.. При попытке свести эти понятия к веществу или полю, теряется некоторый смысл. Например, тиски должны быть жесткими, но в тоже время мягкими.
Для всех ФП, кроме случаев указанных в п.п (а) и (г), углубление возможно. Углубленное ФП будет обозначено УФП.
2. Формула ФП принимает вид
..................
если изменяемый параметр полевой.
П - F1,
- F2
Пример: удержание шаровой молнии
УФП
Магнитное поле должно быть, чтобы удержать плазму,и не
должно быть, чтобы не усложнять магнитную систему
3. Формула ФП принимает вид
..................
В - F1,
если изменяемый параметр геометрический,
- F2
а поле не является объектом какой-либо функции.
Пример: на прокатном стане, для лучшей проработки металла,
используют круглые валики с выступами, но после них
лист получается с неровной поверхностью.
УФП
Выступы должны быть, чтобы прорабатывать металл, и
не должны быть, чтобы сохранить поверхность листа
4. Формула ФП принимает вид
................
если изменяемый параметр геометрический,
а поле является объектом какой-либо функции.
В - F1(П),
- F2
Пример: экраны для отражения тепла соединяются с помощью
крепежа, который, тоже проводит тепло.
УФП
Крепеж должен быть, чтобы соединить экраны, и
не должен быть, чтобы не проводить тепло
5. В этой группе объединены ФП в которых F2 является анти
функцией F1, F2=(-F1) (пропускать - не пропускать, реагировать
- не реагировать, и т.д.).
Пример: в пожароопасном помещении нужен безыскровой пере-
93
УФП
ключатель тока
Вещество должно быть, чтобы проводить ток, и
не должно быть, чтобы не проводить ток
Формула этого ФП выглядит так
В - F (П)
-(-F)
6. Формула ФП принимает вид
..................
если изменяемый параметр зазор,
а поле не является объектом к.л. функции.
(речь идет о защите изделия или инструмента)
З - F1,
- F2
Пример: чтобы построить бетонную колонну, нужна скользящая
опалубка, но к ней прилипает цемент, скольжения не
происходит.
УФП
Зазор должен быть, чтобы скользила опалубка, и
не должен быть, чтобы удерживать бетон
# 3 Идеи решения заложены в самом ФП.
О восьми подформулах будет рассказано дальше, но даже такая проработка ФП намного приближает нас к идее решения. Так,
например, три формулы уже решаются однозначно:
В - F1
- F2
_
применением геометрического эффекта,
П - F1
- F2
_
применением физэффекта,
+С - F1 _ системным переходом.
-С - F2
Но оказывается, с помощью формул можно подойти к идее решения вплотную. Например, сказать, что такое-то противоречие
решается не просто системным переходом, а инвертированием. Для
другого ФП указать поле для физического эффекта. Вся работа,
предыдущая и последующая, основана на том, что противоречие содержит в себе ответ - каким способом оно должно быть разрешено.
Половина дела сделана - все ФП разделены на шесть групп, у каждой своя формула. Дальше дело обстояло таким образом: все ФП с
одинаковой формулой раскладывались на несколько подгрупп по
идентичности решения. И, хотя формула одна и та же, необходимо
было искать какие-то другие отличия у ФП из разных подгрупп.
Результаты работы предлагаются вашему вниманию.
# 4
Дальнейшее дробление формул ФП.
1. Формула
+С - F1
самая сложная. Все идеи решения по
-С - F2
этой формуле сведены в таблицу:
94
┌────────────┬───────────┬───────────┬───────────┐
│ответ \ НПС│
В1
│
В1-2
│
В2
│
├────────────┼──────────1├──────────2┼──────────3┤
│C + C<=>(-C)│
+
│ ГП
\ / │###########│
├────────────┼──────────4┼───или────5┼──────────6┤
│микроуровень│###########│###########│часто- нет │
├────────────┼──────────7┼──────────8┼──────────9┤
│ инверсия │перемещение│перемещение│перемещение│
├────────────┼─────────10┼─────────11┼─────────12┤
│ C + (-C) │###########│ X
\/ │
X
│
├────────────┼─────────13├─────────14┼─────────15┤
│ Ввести П │###########│ПДС:В1~~>В2│ \/ \ / │
└────────────┴───────────┴───────────┴───────────┘
где # - незаполненная клетка.
Пояснения к таблице:
- Носитель противоречивого свойства в ФП либо В1 - изделие, либо В2 - инструмент. Но бывают задачи, где трудно определить, -что является инструментом, а что изделием. Назовем носители противоречивого свойства в таких задачах В1-2.
К В1-2 принадлежат:
1) Изделие, которое необходимо сохранить во времени, но
оно само совершает при этом вредную работу. Изделие как-бы
превращается в инструмент (кислота,яд,бензин...).
2) Инструмент, который получает обратное отрицательное
воздействие от изделия В1~~~~~>В2. Инструмент превращается в
изделие (сыпучее вещество~~~~>лоток, лед~~~~>ледокол).
- Картина соотношения оперативных времен двух половинок ФП
выглядит следующим образом:
X
всегда (+С) и всегда (-С)
\/
(+С) до момента (-С)
\ /
сейчас (+С) потом (-С)
- С начало выясняется, что является носителем противоречивого свойства В1, В2, или В1-2. Потом по вертикальному столбцу
сверху вниз отыскивается признак, соответствующий вашему ФП.
Слева в колонке "ответ" вы увидите идею решения вашего ФП.
- Чтобы показать примеры, у каждой клеточки проставлен индекс. А напротив каждого примера буква по которой вы сможете
определить - по какому признаку это ФП имеет данную формулу
(см. параграф 2.1 пп а,б,в,г).
Примеры: номер пункта соответствует номеру клетки в таблице.
1) Требуется распилить тонкие пластины, но они при этом
ломаются (а).
ФП
Пластины должны быть толстыми, чтобы их можно было
пилить, и должны быть тонкими по условию
Ответ: несколько изделий с каким-то свойством С объединяются в систему со свойством (-С).
Схематически как С + С<=>(-С).
Требуется измерить температуру жучка, но это невозможно
сделать большим градусником (а).
ФП
Жучок должен быть большим , чтобы измеpить его темпе-
95
ратуру, и должен быть маленький по условию.
Ответ: собрать десятки жучков в стакан и измерять температуру обычным градусником. С + С<=>(-С)
Следующая задача.
ФП
Катамаран должен быть широким, чтобы не опрокидываться
и узким, чтобы вернуться в случае переворота обратно (б)
Ответ: обратный предыдущим - дробление. Но схематично идея
решения запишется так же С + С<=>(-С).
ФП разрешены либо дроблением, либо объединением, в зависимости от изложенного в задаче ограничения.
Многие задачи на обнаружение малоэнергичных сигналов решаются с помощью объединения нескольких мизерных импульсов, но в
резонансе с измерительным устройством. Суть та же С + С<=>(-С).
2) Необходимо в чем-то хранить очень активную кислоту
ФП
Кислота должна быть активная, по условию, и неактивная,
чтобы сохраняться без причинения вреда (б).
Оперативное время ФП выглядит так:
\ /
Ответ: два или больше химически неактивных компонента хранятся раздельно. При их слиянии получается кислота.
Схема С + С<=>(-С).
У носителя противоречивых свойств (НПС) варьируется ГП геометрический параметр.
Чтобы правильно снять ток с острия электронного эмиттера,
оно должно быть тонким, но при этом острие не выдерживает нагрузки и сгорает (в).
ФП
Острие должно быть толстым, чтобы не сгореть, и
должно быть острым по условию
ток(В1) ~~~~>(В2)острие
Ответ: снимают ток несколько тонких острий. С + С<=>(-С).
Задача о ледоколе (в).
ФП
Корпус должен быть широким, чтобы разместить агрегаты, и
должен быть узким, чтобы протискиваться с меньшим
сопротивлением
Ответ: в месте резания льда корпус имеет форму двух ножей.
6) Инструмент должен быть частым и нечастым (много по
числу и мало по числу).
Изготовление листового стекла. Горячее, мягкое стекло катится по роликам и остывает. Чем меньше размер роликов (при
этом они ближе стоят друг к другу) тем лучше качество. Но увеличивается сложность прокатного стана (г).
ФП
Ролики должны быть частыми, чтобы было хорошее качество
стали, и должны быть редкими по условию
Ответ: вместо прокатного стана используется ванна с жидким
оловом. ФП таких типов решается переходом на микроуровень.
В специальном электродвигателе должно быть очень много полюсов, но это ведет к усложнению конструкции (г).
Ответ: полюса заменяют определенно расположенной электролитической жидкостью.
7) Добавочное решение для задач, у которых В1 НПС - инвертирование, если возникла проблема перемещения В1 и В2 относительно друг друга.
Так, например, в задаче про катамаран (В1) в п.1, для ко-
96
торого вода - В2. Но для этих задач инвертирование носит
несколько другой характер, чем в пп. 8 и 9 (см. ниже). Решение:
требуется изделие В1, безразличное к размещению относительно
инструмента В2.
8) Принцип действия системы - перемещение инструмента В2
относительно изделия В1 или наоборот.
При изготовлении шоколадных конфет, в шоколадную форму наливают горячий ликер. Шоколад плавится (в).
ФП
Ликер должен быть горячим, чтобы быть жидким, и должен
быть холодным, чтобы сохранить шоколад
Ответ: на холодную (ледяную) фигуру из ликера льют жидкий
шоколад.
ФП разрешено путем инверсии - инструмент и изделие меняются своими полями.
9) Принцип действия системы - перемещение инструмента В2
относительно изделия В1 или наоборот.
При высокоточной обработке отверстия алмазными брусками,
их перемещение вглубь материала должно быть как можно меньше,
но это непомерно усложняет конструкцию (г).
ФП
Перемещение брусков должно быть маленьким, чтобы была
точная обработка, и должно быть большим по условию.
Ответ: бруски остаются на своем месте, а отверстие сужается под действием температурного или другого поля.
Необходим бесконечно-длинный бассейн, чтобы спортсмен тренировал проплытие дистанции без поворотов (в).
Ответ: вода подвижная.
11) Зимой вода в трубопроводе замерзает и трубы лопаются
(в). вода(В1) ~~~~>труба(В2)
Оперативное время ФП выглядит так:
\/
ФП
Труба должна быть жесткой, чтобы не изгибаться, и
должна быть мягкой, чтобы уступать льду
Ответ: в трубу закладывается упругое вещество.
Объединяются два вещества с противоположными свойствами
(вещество с отрицательным свойством берется извне). Так же при
хранении бензина, яда закладываются, соответственно, капсулы с
ингибитором и противоядием. Так как они всегда должны быть
безвредны (
X
).
Ответ во всех этих задачах схематически записывается так:
С + (-С)
12) При зажиме детали в тисках портится ее поверхность X (г)
ФП
Губки тисков должны быть жесткими, чтобы удерживать деталь, и должны быть мягкими, чтобы не повредить деталь.
Ответ: жесткие губки покрыть упругим материалом. С + (-С)
Аналогично решается задача о стрелах Робин Гуда при съемке
фильма. Они должны быть настоящими(видимыми) по условию и ненастоящими(невидимыми), чтобы не убить актера (г).
X
(киносъемка не прекращается)
Ответ: стрела прикрепляется к прозрачной леске и летит по
ней точно в цель-дощечку на груди актера. С + (-С)
14) Отрицательная обратная связь на инструмент В1~~~~ >В2
является принципом действия системы.
97
Решение: ввести поле, выполняющее главную F-функцию системы.
При гидроиспытаниях на объект исследования наносят краску.
Полученное изделие помещают в поток воды. Краска окрашивает
турбулентные вихри, но при этом быстро расходуется (в).
ФП
Краска должна быть смываема, чтобы окрасить вихри,и должна быть несмываема, чтобы не расходоваться долгое время
Ответ: разноименно-заряженные жидкость и изделие будут давать окраску вихрям посредством генерирования пузырьков газа.
15) Возникла необходимость удерживать в тисках хрупкую деталь сложной геометрической формы. Тиски должны подстроиться
под форму детали (г).
ФП
Тиски должны быть неизменными, чтобы держать деталь, и
должны быть изменяемыми, чтобы подстроиться под форму
Оперативное время ФП выглядит так: \/
Ответ: к тискам изменяемой формы добавляют фиксирующее поле (например магнитное поле к ферропорошковым тискам или пневматическое к резиновому баллону).
ФП разрешаются добавлением поля, которое выполняет позднее
(по времени) условие ФП.
16) Кроме системных переходов, решением для формулы +С - F1
может быть физэффект, если объектом изменения
-С - F2
является поле. Но решения эти менее идеальны, чем решения
с помощью системных переходов, так как требуют введения нового
поля со своим источником энергии.
В задаче о шоколадной конфете с ликером (п.8) ответом может быть высокое давление, т.к. при этом ликер будет жидким и
при низкой температуре. Или в задаче о сохранении кислоты
(п.2). Ее можно хранить в замороженном состоянии. (См. цепочка
полей С-Р Т-Х ниже)
Примечание: чтобы показывать примеры, необходимо как-то
обрисовывать задачу. И вот на какую-то задачу у вас есть решение отличное от приводимого в работе. Это возникает из-за того,
что на одну задачу у нас с вами разные ФП. Помните о том, что
приводимый алгоритм решает не задачу, а ФП.
2. Формула:
П - F1
- F2
21) Подформула:
П - F1(В1)
или
П -F1(В1)
- F2
-F2(В1)
Идея решения: требуется поле, обеспечивающее F1(В1).
Требуется поднять корабль с огромной глубины с помощью
понтонов из которых вытесняется вода. Устройство подачи воздуха
в понтонную систему не выдерживает его огромного давления.
УФП
Давление должно быть, чтобы вытеснить воду, и
не должно быть по условию
Ответ: Требуется поле (П),вытесняющее воду. Повышением
температуры
внутри понтона или электрохимической реакцией
(электролиз) можно получить газ, который вытеснит воду.
Примечание: Выявлена следующая закономерность. Если объект
изменения - Поле, принадлежит следующей цепочке: Сила-Давле-
98
ние-Температура-Химэффект (С - Р - Т - Х), то искомое для разрешения ФП поле лежит рядом в этой же цепочке. (Более подробно
об этой цепочке можно посмотреть в работе Фаера С.А. "Пространство ФЭ".)
Например для вытеснения воды требовалось давление - Р, рядом в цепочке Т (температура), а Т, в свою очередь, можно получить и через химэффект.
Необходимо магнитным полем удерживать плазму в центре аквариума, но чем больше плазменный сгусток, тем больше требуется
магнитное поле. Система усложняется.
УФП
Магнитное поле должно быть, чтобы удержать плазму, и
не должно быть, чтобы упростить систему
Формула этого ФП такая:
.....................
П - F1(В1)
- F2
Ответ: при вращении в аквариуме содержимого плазма, как
более легкая, остается в центре.
22) Подформула:
П - F1(В1)
- F2(В)
В - объект,на который воздействует инструмент, но не изделие.
Задача о консервировании крови.
УФП
Холод должен быть, чтобы не испортилась кровь, и
не должен быть, чтобы не образовывался лед
Идея решения: Ввести дополнительное поле, обеспечивающее
F2(В).
(В данном случае, вводится поле,которое не позволит образовываться льду)
Ответ: при низкой температуре давление не позволит образовываться льду (С - Р - Т - Х).
23) Подформула:
П - F1(В)
- F2(В1)
Идея решения: требуется новое поле, обеспечивающее F1(В).
Необходимо снять окисел с металлической заготовки. Ее нагревают и, за счет разного коэффициента термического расширения,
окисел отделяется от металла. Но при высокой температуре заготовка портится.
УФП
Тепловое поле должно быть, чтобы отделить окисел, и
не должно быть, чтобы не испортить заготовку
Ответ: нагревать в гальванической ванне, греется только окисел.
Чтобы хорошо перевести рисунок, нужно хорошо надавить
инструментом на бумагу, но она рвется.
УФП
Давление должно быть, чтобы лучше был перевод, и
не должно быть, чтобы не порвать бумагу
Ответ: нагреть инструмент (С - Р - Т - Х).
24) Если в физическом противоречии есть функция - перемещение, то формула ФП следующая: .................. П - F1(В`)
- F2(В")
Идея решения: требуется поле, обеспечивающее F2(В").
В этих задачах трудно определить, где В1, а где В2, и труд
этот бесполезен, так как на ответ не повлияет. Поэтому в формуле введены новые обозначения В` и В".
Задача про опыление цветков.
99
УФП
Ветер должен быть, чтобы переносить пыльцу, и
не должен быть, чтобы не закрывались лепестки
Ответ: требуется поле, не позволяющее закрываться лепесткам.
При протекании жидкого кислорода по трубам, внутри образуются пузырьки газообразного кислорода. Требуется разделить жидкий кислород от газообразного.
УФП
Перемещение должно быть, чтобы транспортировать кислород
и не должно быть, чтобы всплыли пузырьки газа
Ответ: закрутить жидкий кислород вокруг оси трубы, более
легкий газ останется в центре.
Примечание: Все четыре подформулы полевой формулы имеют
идеи решения вроде бы схожие. Но, прошу внимания! В первой и
четвертой подформулах требуется поле - обеспечивающее ..., во
второй - дополнительное, в третьей - замещающее старое поле на
новое. Дело в том, что проблемные ситуации в этих подформулах
различны. В задачах со второй подформулой есть система, поле
работает на В1, а В требует дополнительного поля, иначе конфликт. В физических противоречиях третьей подформулы конфликт
возник из-за того, что для системы изначально выбрано неверное
поле, требуется его полная замена (ситуация противоположная
предыдущей). Первая и четвертая подформулы объединяют в себе ФП
с различными конфликтами, поэтому нельзя сказать (пока), какое
для решения требуется поле - дополнительное или новое. Т.е.
идея решения более абстрактная. Пока в работе теряется понятие
многовариантности решения. Лучший вариант определяется наличием
и стоимостью ресурсов. Например, стандарты дадут на задачу о
заливке ликера в шоколадную форму несколько решений:
- ввести противодействующее поле (охлаждать шоколад снаружи, а внутрь заливать по прежнему горячий ликер);
- ввести вещества повышающие текучесть ликера;
- ввести модификацию веществ, отсюда выход и на инверсию.
Многовариантность оказалась платой за алгоритмичность, но
есть два выхода из этого положения:
1. Если у вас есть ограничение, которое не позволяет
использовать идею решения, значит на лицо вновь противоречие,
но уже высшего порядка (есть идея решения, но нельзя внедрять).
Требуется решать вновь возникшее противоречие.
2. Для полевой формулы (где объектом изменения является
поле), да и для некоторых подформул других формул, осталась
многовариантность в своеобразном плане. Например, если в ответе
требуется ввести новое поле, то выбор поля остается за решателем. В тот момент и должен включиться принцип применения ВПР.
Но здесь перебор ВПР будет уже более осмысленным, так как идея
решения уже получена. Сперва разрешить ФП, а потом уже подбирать ВПР.
3. Формула:
В - F1
- F2
28) Соотношение
между изделием и инструментом такое:
В1<~~~~~В2 или ( В1 <~~~~~ В2 <─────В ). То есть инструмент,
кроме положительного действия на изделие, оказывает еще и отрицательное. Идея решения: Разрешение ФП во времени.
УФП
Шасси должны быть, чтобы посадить самолет, и
не должны быть, чтобы не мешать ему в полете
100
Самолет <~~~~~~ Шасси
Ответ: шасси убираются в полете
Необходима иголка с большим и с маленьким ушком:
Ткань <~~~~~~ Игла <────── Нить
УФП
Ушко должно быть, чтобы принять нить, и
не должно быть, чтобы сохранить ткань
Ответ: ушко изменяемой формы
29) Соотношение между изделием и инструментом такое:
В1 <────── В2 <~~~~~~ В,
или
В1 <───────В2 ~~~~~~> В
Идея решения 1: Использование внутреннего объема инструмента
В2.
Идея решения 2: Использовать внутренний объем изделия В1.
Крепеж (В2) удерживает обмотчик (В1). Обмотчик, вращаясь,
стягивает нить (В), установленную вместе с крепежом на станине.
При этом нить вместо того, чтобы проходить сквозь крепеж, наматывается на него и рвется.
УФП
Крепеж должен быть, чтобы удерживать обмотчик, и
не должен быть, чтобы пропускать нить.
Ответ: внутри крепежа должно быть отверстие, сквозь которое проходит нить к обмотчику.
Сюда относятся и цикличные системы, где В1 половину периода изделие, а половину периода инструмент ( по формуле как В ).
Компрессор (В2) работает на сжатии и расширении газа (В1).
При сжатии лучше, чтобы газа вообще не было.
Ответ: используют газ, который при сжатии превращается в
твердое тело с минимальным объемом.
В ящик (В) для лабораторных испытаний образца (В1) налита
кислота (В2). Ящик портится и его приходится менять.
УФП
Кислота должна быть, чтобы действовать на образец, и
не должна быть, чтобы сохранять ящик.
Ответ: образец делается в виде ящика.
При гололеде на дорогах.
УФП
Должно быть вещество, чтобы ломать лед, и
не должно быть, чтобы не портить машины
Лед <────── Песок~~~~~~~~> Машины
Но для льда изделием является дорожное покрытие.
Ответ: упругое дорожное покрытие.
4. Формула:
В - F1(П)
- F2
27) Подформулы:
В - F1(П)
;
В - F1
- F2
- F2(П)
Решаются: Видоизменением или заменой вещества,
полнить F2
чтобы вы-
При индукционной плавке бериллия в руду добавляют проводник поля, но он портит химсостав будущего металла.
УФП
Вещество должно быть, чтобы проводить поле, и В - F1(П)
не должно быть, чтобы не загрязнить металл
- F2
Ответ: вместо чужеродного вещества добавлять в руду чистый
бериллий, который тоже проводит поле.
Но есть ФП, которые решаются заменой вещества на поле,
101
обеспечивающее F1.
Потребовались вращающиеся грузики для центробежного датчика, но утяжелять конструкцию нельзя.
УФП
Грузик должен быть, чтобы создавать тягу, и
не должен быть по условию
Ответ: использовать для выполнения F1 аэродинамическую силу. Грузики в виде крыла.
Требуется закрепить экраны для отражения тепла.
УФП
Крепеж должен быть, чтобы соединять экраны, и В - F1
не должен быть, чтобы не проводить тепло
- F2(П)
Ответ: удерживать экраны электростатической силой.
Разделить физические противоречия этой формулы на две
группы и точно сказать, что эта решается введением поля, а эта
- заменой вещества, пока не удалось.
5.
Формула с антифункциями.
16) Подформулы:
В - F(П)
;
В - F(В`)
;
В - F(В`)
--F(В`)
--F(П)
--F(В")
Здесь В` и В" лежат на разной ступени шкалы динамизации.
Например, В` газ - В" твердое тело или В` твердое тело - В" сыпучее вещество и т.д.
Идея решения: Использование пленки, пены, воздушной завесы.
Задача о перевозке жидкого шлака.
УФП
Крышка должна быть, чтобы не проходило тепло, и
не должна быть, чтобы проходил шлак
В - F(П)
( не имеет значения В` инструмент или
--F(В`)
изделие )
Ответ: крышка сделана из пены.
Задача об отбивке мяса.
УФП
Покрытие должно быть, чтобы задерживать брызги, и
не должно быть, чтобы пропускать удар
В - F(В`)
--F(П)
Ответ: покрытие из пленки, воздушная завеса.
Зимой в автопарке потребовались ворота, чтобы задерживать
холодный воздух, но машинам стало затруднительно выезжать.
УФП
Ворота должны быть, чтобы задерживать газ, и
не должны быть, чтобы пропускать машины
В - F(В`)
В` - газ
--F(В")
В" - твердое тело
Ответ: воздушная завеса вместо двери.
17) Подформулы:
В - F(В`)
и
П - F(В`)
--F(В")
--F(В")
В` и В" лежат на одной ступени шкалы динамизации.
Идея решения: ответ основан на различии двух веществ В` и
В" по физическим свойствам (восприимчивость к магнитному полю,
разность
температур,
влажность, электропроводность, плотность..., точки фазовых превращений первого или второго рода).
Примечание: Зерна больные и здоровые - это уже разные вещества.
УФП
Вещество должно быть, чтобы задерживать больные семена,
и не должно быть, чтобы пропускать здоровые
102
Ответ: у больных и здоровых зерен разная степень намокания, поэтому они по-разному впитывают в себя какое-нибудь управляемое вещество.
18) Подформула:
В - F(П)
--F(П)
Идея решения: Введение вещества, управляемого полем.
Так решаются все ФП этой подформулы. Но у некоторых ФП
есть дополнительное решение: требуется заменить В на П, выполняющее +F(П) (в формуле + по умолчанию, указывается только минус).
Задача про сверхскоростную кинокамеру.
УФП
Вещество должно быть, чтобы задерживать свет, и
не должно быть, чтобы пропускать свет
Ответ: кристалл, управляемый электрическим полем может отклонить путь прохождения светового луча.
Требуется неискрящий переключатель тока во взрывоопасной шахте.
УФП
Вещество должно быть, чтобы проводить ток, и
не должно быть, чтобы не проводить ток
Ответ: полупроводник под действием теплового поля.
Но у этой задачи есть дополнительный ответ (замена В на П).
Ответ: магнитное поле будет проводить ток. Две магнитные
катушки сближаются и удаляются друг от друга.
19) Подформула:
П - F(В`)
--F(В`)
Здесь, как и в предшествующей формуле, есть два решения, и
нельзя сказать, какое требуется для конкретного ФП.
При уничтожении облучением клеток раковой опухоли портятся
и хорошие клетки организма.
УФП
Облучение должно быть, чтобы поразить раковые клетки, и
не должно быть, чтобы сохранить хорошие
Идея решения 1: Требуется геометрически измененное поле.
Ответ: несколько слабых лучей проходят через здоровую
ткань под разными углами и пересекаются в раковой опухоли.
Потребовалось наносить полимерное покрытие на
горячее
стекло, но иногда полимер вспыхивал.
УФП
Тепловое поле должно быть, чтобы расплавить полимер, и
не должно быть, чтобы не зажечь его
Идея решения 2: Требуется ввести вещество, оттягивающее
или прекращающее вредное действие поля.
Ответ: ввести в атмосферу рабочей зоны азот.
Аналогично этой решается задача о запайке ампул.
УФП
Тепловое поле должно быть, чтобы расплавить горлышко
ампулы, и не должно быть, чтобы не нагреть нижнюю часть
ампулы
Ответ: нижняя часть ампулы погружена в воду.
20) Подформула:
В - F(В`)
--F(В`)
Если пересечение оперативных времен
\ /
Идея решения: Вещество вводится и выводится из системы.
103
Задача о барже, которая разгружается собственным переворачиванием.
УФП
Киль должен быть, чтобы возвращать баржу в вертикальное
положение,и не должен быть, чтобы баржа переворачивалась
Ответ: Вместо киля используется вода, которая в нужный момент наполняет килевое пространство.
Если пересечение оперативных времен имеет вид:
Х
и
\/
Идея решения: Требуется вещество со смешанными характеристиками, удовлетворяющее как +F так и -F.
При прыжках с трамплина в воду можно повредить организм
ударом о ее поверхность.
УФП
Вода должна быть, чтобы затормозить человека, и
не должна быть, чтобы не ударить (не тормозить) его
Ответ: необходимо вспенить воду.
6.
Формула
З - F1
- F2
25) Зазор необходим для сохранения изделия.
Идея решения: После получения изделия уничтожить инструмент.
После получения тонкой медной пленки В1 на катализаторе В2
необходимо ее снять, но она при этом рвется.
УФП
Зазор должен быть, чтобы легко снять пленку, и
не должен быть, чтобы медь контактировала
с катализатором
Ответ: разрушают катализатор кислотой, инертной к меди.
26) Зазор необходим для сохранения инструмента.
Идея решения: Между изделием и инструментом помещается изделие, не наделенное вредным для инструмента свойством или полем, которое имеет все изделие.
По лотку перемещается сыпучее вещество В1, которое быстро
истирает лоток.
УФП
Зазор должен быть, чтобы сохранить лоток, и
не должен быть, чтобы поддерживать сыпучее вещество
Ответ: у самой поверхности лотка сыпучее вещество должно
быть остановлено (допустим поперечными перегородками).
Задача о подводном крыле аналогична. Перемещающаяся относительно крыла вода (которая портит поверхность крыла), останавливается на его поверхности с помощью замораживания.
#5 Практикум.
В этом параграфе говорится об основных трудностях, которые
возникают при работе с алгоритмом. Будет приведено большое
число примеров, которые позволят решателям "набить руку".
Основная проблема заключена в определении формулы ФП.
Практика показала, что примерно для 10% задач затруднен выбор
формулы физического противоречия. Выглядит это следующим обра-
104
зом: у вас есть ФП, к нему вы подобрали формулу строго следуя
алгоритму, но если вы отвлечетесь от правил алгоритма, то воображение может подсказать вторую формулу для несколько модифицированного ФП, вашей-же задачи. Стоит разобраться, почему возможно такое двуличие и, может, в этом есть свой резон. Например, специально попытаться трансформировать ваше ФП под новую
формулу и найти еще одну идею решения. Так вот, появление двух
формул у одного ФП вызвано следующими причинами:
1) Еще в первой части АРИЗ мы определяем ТП (техническое
противоречие) и встаем перед выбором - по какому из двух направлений идти дальше. И, следовательно, ФП мы формулируем только для одной из половинок ТП. Но существуют некоторые задачи
для которых вторая откинутая половинка ТП настолько полно характеризует конфликтную ситуацию, что заставляет нас вновь
вспоминать о ней уже при выборе формулы ФП. Отсюда и скитания
по алгоритму среди двух формул.
Так, например, в задаче о скоростной кинокамере, у которой
диафрагма должна открываться и закрываться с очень большой
частотой.
(Сейчас и дальше держите перед глазами алгоритм, приведенный в конце работы)
ФП
Диафрагма должна быть прозрачной, чтобы проходил свет,
и должна быть непрозрачной, чтобы задерживать свет
Формула этого ФП
(+С)-F1
по признаку (г) см. пар. 2.1
(-С)-F2
Идея решения: Ввести поле.
Другое ФП этой же задачи:
УФП
Вещество должно быть, чтобы задерживать свет, и не
должно быть, чтобы пропускать свет
Формула
В - F(П) (антифункция 3 подформула).
--F(П)
Задача о бассейне.
ФП
Бассейн должен быть бесконечным, чтобы спортсмен плыл
без поворотов, и должен быть конечным по условию
Формула
(+С)-F1
по признаку (в) см. пар. 2.1
(-С)-F2
Идея решения: Инверсия (т.е. пловец "стоит" на месте, а
бассейн, т.е. вода, движется).
С другой стороны.
УФП
Перемещение (пловца) должно быть, чтобы плыть без поворотов, и не должно быть, чтобы укоротить бассейн
Формула этого ФП П - F1(В1) (полевая формула, вторая подформула),
- F2(В)
так как здесь объект изменения Поле (перемещение).
Идея решения: Ввести дополнительное поле, обеспечивающее
F2(В) (нескончаемость бассейна).
Задача про окраску вихрей в турбулентном потоке (см. п.14
в формуле, где ОИ является (+С) - (-С)).
Здесь (вода)В1~~~~>В2(краска).
ФП
Краска должна быть смываема, чтобы окрасить вихри, и
должна быть несмываема, чтобы долго не расходоваться
Идея решения: Ввести поле.
Другое ФП.
105
УФП
Вещество (краска) должно быть, чтобы окрашывать (П)
поток, и не должно быть, чтобы не расходоваться
Формула такая
В - F1(П) . Для этой формулы две идеи решения.
- F2
1. Видоизменить или заменить В (краску), чтобы выполнять
F2(нескончаемость). Например, краской может быть сама вода, которой очень много.
2. Заменить вещество на поле, выполняющее F1. Т.е. требуется поле, которое окрашивает поток.
В предыдущих задачах дополнительные идеи решения только
как-то пополняли идею решения для другого ФП. Но иногда идея
решения второго ФП отличается и появляется поливариантность решения.
Так, например, происходит в следующих задачах.
Задача об отбивке мяса.
УФП
Вещество должно быть, чтобы не пропускать брызги, и
не должно быть, чтобы пропускать поле (удар)
Идея решения: Использовать пленку, пену, воздушную завесу...
Другое ФП.
УФП
Поле (удар) должно быть, чтобы обработать мясо, и не
должно быть, чтобы не было брызг
Формула ФП следующая
П - F1(В1)
- F2(В)
Идея решения: Ввести дополнительное поле,
F2(В) (защита от брызг).
обеспечивающее
Задача о нагреве передвигающейся цементной пыли (или полуфабриката). Нагревают висячими цепями.
ФП
Цепи должны быть частыми, чтобы лучше передавать тепло,
от воздуха цементу, и должны быть нечастыми, чтобы меньше тормозить цемент
Формула такая
(+С)-F1
6 пункт малой таблички.
(-С)-F2
Идея решения: перевод инструмента (цепей) на микроуровень.
Согласно идее Альтшуллера цемент должен двигаться по поверхности расплавленного олова.
С другой стороны.
УФП
Вещество (цепь) должна быть, чтобы подводить тепло к
внутренним частям цемента, и не должно быть, чтобы не
тормозить цемент
Формула
В - F1(П).
Для этой формулы две идеи решения, но
- F2
вторая существенно отличается от предложения Альтшуллера.
Итак, требуется заменить В на поле, выполняющее подвод
тепла к центру цемента. Это может быть ВЧ-поле, которое равномерно нагревает сразу весь объем.
2) В
первом
пункте
было сказано об одной причине
двойственности формул, т.е., что у каждой задачи есть два ФП,
по одному на каждое ТП. Другая причина возникновения двойственности формул связана с тем, что между некоторыми подформулами
или формула и есть много общего (физики назвали бы это наличием
перекрестных связей). Так, например, все задачи второго пункта
формулы З
- F1 характеризуются таким отношением В1~~~~>В2.
- F2
106
Значит пункты: 2,5,8,11,14, т.е. столбец В1-2 по таблице
тоже содержит решения для этих задач. И хотя формула и ФП остаются прежними надо посмотреть какие решения подсказывает эта
таблица.
Например, для задачи о перемещении сыпучего вещества по
лотку (сыпучее вещество истирает лоток).
УФП
Зазор должен быть, чтобы сохранить лоток, и не должен
быть, чтобы поддерживать сыпучее вещество
Смотрим во второй столбец таблицы для формулы
(+С)-F1 сверху
вниз
(-С)-F2
Клетка 2 не подходит, т.к. оперативное время не такое \ /
, и в задаче не говорится о геометрическом параметре (ГП).
Дальше, клетка 8. Подходит, потому что у нас в задаче говорится
о перемещении. Итак, идея решения - инверсия. Т.е. изделие и
инструмент меняются своими полями.
Ответ: сыпучее вещество остается неподвижным, а лоток перемешается, значит это транспортер.
Дальше клетка 11. Подходит, потому-что ОВ \/ (т.е. зазор
должен быть до тех пор пока не остановится сыпучее вешество). А
идея решения: С + (-С) (т.е. подвижный + неподвижный). Такое
решение нами уже получено в самом начале: с лотком контактир ет
неподвижное сыпучее вещество по которому перемещается такое же
сыпучее вещество.
Следующий пример - задача о лабороторных испытаниях образца.
УФП
Кислота должна быть, чтобы действовать на образец, и
не должна быть, чтобы не портить ящик
Формула такая
В - F1
В1<─────В2~~~~>В
- F2
Идея решения: Использовать внутренний объем В1 (т.е. образец сделать в виде ящика).
Другое ФП.
УФП
Кислота должна быть активная, чтобы разъедать образец(В1)
и должна быть неактивная, чтобы не разъедать ящик(В)
Формула антифункция, вторая подформула
П - F(В`) .
--F(В")
В` и В" (т.е. образец и ящик) на одной ступени шкалы динамизации, следовательно, в ответе должен использоваться некий
физический эффект.
Другие связи между формулами проявляются в задаче о резке
металла. На металлическом столе (В2) лежит деталь (В1) которую
режут струей плазмы (В).
УФП
Стол должен быть, чтобы поддерживать деталь, и не должен
быть, чтобы пропускать плазму
Формула следующая
В - F1
В1<──────В2<~~~~В
- F2
Идея решения: Использовать внутренний объем В2 (т.е. стол
пропускающий плазму сквозь себя, но удерживающий деталь). Стол
с подвижным отверстием.
С другой стороны.
УФП
Вещество должно быть, чтобы не пропускать деталь, и не
должно быть, чтобы пропускать плазму
Формула
В - F(В)
--F(П)
Идея решения: Использовать пленку, пену, воздушную завесу,
107
воздушную подушку...
Вот примерно такие задачи вызывают самые большие трудности
при определении формулы ФП. В большинстве же, примерно в 80%
случаев, выбор формулы происходит гораздо проще.
# 6 Прогноз дальнейшего развития алгоритма
Есть три явных возможности для развития этого алгоритма.
Одна из них заключается в том, что с привлечением новых объемов
задач (т.е. при наборе статистики) произойдет дальнейшее дробление подформул. Так же проявятся новые признаки, которые конкретизируют двойные решения, а так же т.н. дополнительные решения в некоторых подформулах. Развитие этого направления даст
возможность еще ближе подойти к идее решения после определения
ФП. Следующая возможность развития появится, если будут найдены
и разработаны связи формул с вепольным анализом и стандартами.
Связи со стандартами пока только чувствуются. Если вы это заметили, то давайте работать вместе.
Сейчас завершается работа по составлению фонда-алгоритма
физ-хим-геом эффектов (Копылов Евгений, "Переход от идеи разрешения ФП к эффекту"), который работает в паре с изложенным вам
алгоритмом. Образно выражаясь, "Алгоритм перехода от ФП к идее
решен я" является скилетом, а "Переход от идеи разрешения ФП к
эффекту" его плотью.
Пояснения к алгоритму перехода от ФП к идее решения.
1. а) НПС = В1
-
носителем противоречивых свойств является
изделие
б) ОF = НПС
- какая-либо функция F обращается на объект
изменения
в) В1~~~>В2
имеет место обратное отрицательное
воздействие изделия на инструмент
г) ИП = ?
объектом изменения является неполевая и
невещественная субстанция (свойство)
П.п (б) и (в) помещены в конец алгоритма т.к. эти условия
могут соблюдаться для любой формулы, и в этом случае дополнительная идея решения ФП будет находиться в верхней таблице.
2. Верхняя таблица относится к формуле (+С) - F1
(-С) - F2
3. Чтобы определить формулу ФП необходимо пройтись по
блок-схеме, указанной слева, в строго обозначенном порядке.
Напротив каждой формулы свой массив идей решения, ориентироваться в котором нужно по подформулам, либо по другим указанным
признакам
4. Пока существует раздвоение алгоритма в трех случаях
(набор большой статистики позволит от этого избавиться). Вот
они:
- формула анти-F, третья подформула
В - F(П) и В - F1(П)
--F(П)
- F2
В этих случаях приводятся какие-то дополнительные решения.
Это означает, что основное решение есть у всех задач, а допол-
108
нительное только у некоторых, пока неизвестно, каких.
- формула анти F, четвертая подформула П - F(В`)
--F(В`)
Здесь две идеи решения, но какой из них воспользоваться
пока неизвестно. Надо пробовать обе.
# 8
Выводы.
По-моему, главная цель работы достигнута. Физические противоречия обрели свои формулы, и за каждой формулой определился
свой массив идей решения. Воспользовавшись алгоритмом перехода
после определения ФП по АРИЗ, решатель не только ориентируется
в информационном фонде ТРИЗ, получая представление где искать
решение (в геометрических, физических эффектах или надсистемных
переходах), узнает идею решения, которая образным языком описывает будущее решение задачи. Т.е. можно говорить о том, что
данный алгоритм устраняет перебор элементов информационного
фонда при переходе от ФП к идее решения.
Кроме того, появился ряд существенных сверхэффектов, которые помогут решателям на других этапах работы по АРИЗ.
Так, например, во время решения задач с аудиторией, формулируется столько ФП, сколько людей решает задачу. А, если пользоваться формулами ФП, такой ситуации не возникает.
Так же в определенных задачах помогает такой эффект: для
нахождения идеи решения ФП не требуется выяснения, что является
изделием, а что инструментом (см. задачу о переносе пыльцы, о
транспортировке жидкого кислорода по трубе).
Следующий эффект заключается в том, что после алгоритма
перехода мы выходим на физэффекты не с противоречием, а с условием, которое сформулировано в идее решения (см., в частности,
полевую формулу).
Все это говорит о том, что алгоритм перехода значительно
облегчает решение всей задачи, и может быть вставлен (после некоторых формальных исправлений и доработки) в АРИЗ, в ИМ.
Еще один сверхэффект, может быть, самый интересный, заключается в следующем:
Существуют десятки разработок т.н. "абсолютных операторов"
Эти операторы построены на различных принципах, но каждый оператор, состоящий из простейшего правила, обязан, якобы, разрешить любое противоречие. Они очень красивые, эти операторы, и
прекрасно решают некоторые задачи. Но все они лежат мертвым
грузом, и пока не были задействованы в АРИЗ. Почему?
Дело в том, что, во-первых, одни и те же ходы решения (
простейшие правила ) подчас не могут быть использованы для всех
формул ФП. Во-вторых, у многих операторов есть т.н. управление,
но закон этого управления выяснить не удается.
Так вот, самый интересный сверхэффект от представленной
работы состоит в том, что она позволяет "спроецировать" на
пространство формул любую разработку (например, абсолютный оператор). При этом мы увидим в какой формуле или подформуле разработка принципиально не будет работать, увидим примеры это
подтверждающие, иногда увидим механизмы управления оператором.
Что это даст?
1) Позволит воспользоваться в АРИЗ десятками абсолютных
операторов, которые пока лежат мертвым грузом.
2) Формулы дадут шанс разработчикам мгновенно проверять
109
свои предположения.
Большое спасибо за ценные рекомендации и замечания:
Митрофанову В.В., Крячко В.Б., Захарову А.Н., Шевкоплясу
А.Н., Копылову Е.Н.
#
#
#
#
#
1.
2.
3.
4.
Содержание
Введение
.......................................
ФП в виде формулы
..............................
Алгоритм определения формулы ФП
................
Идеи решения заложены в самом ФП
...............
Дальнейшее дробление формул ФП
.................
4.1 Формула ФП
4.5 Формула ФП
(+С) - F1
.........................
(-С) - F2
------- П - F1
....................
- F2
-----------В - F1
..............
- F2
------------------ В - F1(П)
.......
- F2
-------------------Антифункции ...
4.6 Формула ФП
----------------------------
4.2 Формула ФП
4.3 Формула ФП
4.4 Формула ФП
# 5.
# 6.
# 7.
# 8.
#
З - F1
- F2
Практикум
......................................
Прогноз развития алгоритма перехода
............
Алгоритм перехода от ФП к идее решения инструментами
ТРИЗ
...........................................
Выводы
.........................................
Содержание
......................................
110