Приложение.
АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМНЫХ СИТУАЦИЙ (АРПС)102

ВНИМАНИЕ! Алгоритм — инструмент ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ мышления, а не ВМЕСТО мышления.

Не спешите. Тщательно обдумывайте и записывайте каждый шаг.

Шаг 1. Техническая система для (указать основную функцию)............... путем (указать принцип действия системы) ................... состоит из (указать полный состав системы) ............... В процессе выполнения (указать основную функцию) ................. возникает нежелательный эффект (НЭ1) ........... (указать).

Чтобы устранить (указать НЭ1) ......, можно использовать средства устранения (СУ) ........... (указать возможные средства). Однако при использовании этих СУ возникают новые нежелательные эффекты (НЭ2) ……. (указать, какие нежелательные эффекты возникают от применения каждого СУ).

Записать схему задачи БЕЗ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТЕРМИНОВ:

ОФ — (указать условия, при которых ОФ выполняется наилучшим образом!) .........................................

ПД — (указать) ..................................

Состав системы — ..............................

НЭ1 — (указать) ..................................

СУ — (указать) ...................................

НЭ2 — (указать) ...................................

Рассмотреть варианты технических противоречий (ТП) в их крайних состояниях и записать их.103

Если ввести (указать средство устранения) ............., то нежелательный эффект (указать НЭ1) ............. исчезает, но появляется новый нежелательный эффект (указать НЭ2) ..............

Если же (указать средство устранения) .......... не вводить, то новый нежелательный эффект (указать НЭ2) ........... не возникает, но сохраняется нежелательный эффект (указать НЭ1) ............

Шаг 2. Постановка изобретательской задачи:

Отсутствующее («идеальное»!) средство устранения (указать СУ) ......... не создает (так как оно отсутствует!) новый нежелательный эффект (указать НЭ2) .......... и при этом устраняет существующий нежелательный эффект (указать НЭ1) ............

1. Техническая система (ТС) — объединение разнородных элементов, предназначенное для выполнения основной функции и создающее при своем объединении новое свойство, которым не обладает ни один из составляющих систему элементов.

2. Основная функция (ОФ) — действие, для осуществления которого создан данный искусственный объект.

3. Принцип действия (ПД) — закон природы, посредством которого система осуществляет основную функцию.

4. Состав системы — элементы, входящие в состав системы и/или участвующие в осуществлении основной функции, в том числе природные.

5. Нежелательный эффект (НЭ) — вредное для пользователя системы действие, возникающее при выполнении ОФ. НЭ чаще всего возникает, когда пользователь предъявляет к системе новые, повышенные требования или пытается изменить систему, чтобы она выполняла дополнительные функции.

6. Средство устранения (СУ) нежелательного эффекта — изменение, произведенное в самой системе или с помощью дополнительной системы и приводящее к устранению НЭ. Если введение СУ не приводит к возникновению новых действий, вредных для пользователя системы, — проблема решена. Но, как правило, введение СУ, устраняющего один НЭ, создает новый НЭ, что приводит к появлению технического противоречия (ТП).

7. Техническое противоречие (ТП) — свойство связи между двумя взаимодействующими элементами, при котором изменение одного из элементов в полезную для пользователя сторону вызывает вредное для пользователя изменение другого элемента. Техническое противоречие формулируется в форме причинно-следственной связи «если — то — но» в двух (ТП1 и ТП2) крайних для системы состояниях, при которых каждый компонент либо присутствует, либо отсутствует.

При формулировании ТП необходимо заменять общие выражения конкретными формулировками, отражающими сущность явления: например, вместо «неточное измерение» — «малое отклонение стрелки», вместо «разрушается» — «трескается».

8. Термины, относящиеся к элементам технической системы, необходимо заменить простыми словами, снимающими психологическую инерцию.Термины:

навязывают старые представления о технологии работы: «Ледокол колет лед» — хотя можно двигаться сквозь лед, не раскалывая его;

затушевывают особенности веществ, упоминаемых в задаче: «опалубка» — это не просто «стенка», а «железная стенка»;

сужают представления о возможных состояниях вещества: термин «краска» тянет к традиционному представлению о жидкой или твердой краске, хотя краска может быть и газообразной.

9. Модель задачи условна. В ней выделены нежелательный эффект (НЭ1), который необходимо устранить, и идеальное — отсутствующее! — средство устранения, которое поэтому не вносит новый НЭ. В результате формулируется изобретательская мини-задача: «Все остается без изменений или даже упрощается, но при этом появляется требуемое свойство (действие) или исчезает НЭ1». Переход от ситуации к мини-задаче не означает, что взят курс на решение небольшой задачи. Наоборот, введение дополнительных требований (результат должен быть получен «без ничего») ориентирует на обострение конфликта и заранее отрезает пути к компромиссным решениям.

ВНИМАНИЕ!Решение задачи сопровождается ломкой старых представлений. Возникают новые представления, с трудом отражаемые словами. Как, например, обозначить свойство краски растворяться не растворяясь (красить не окрашивая)?

При работе с АРПС записи надо вести простыми, нетехническими, даже «детскими» словами, всячески избегая стереотипов, которые увеличивают психологическую инерцию.

Шаг 3. Определяем оперативную зону (ОЗ) — зону, где происходит конфликт. В состав ОЗ обязательно должны войти два элемента: объект, который подвергается вредному воздействию (НЭ1), и объект, который воздействует.

10. Зона, в которой происходит конфликт, может полностью или частично совпадать с зоной, в которой выполняется основная функция, а может находиться и вне этой зоны.

Шаг 4. Определяем оперативное время (ОВ). Это время Т состоит из времени выполнения основной функции Т3, предконфликтного времени Т2 и времени конфликта Т1:

Т = T1 + T2 + T3.

В различных вариантах задач время конфликта Т1 может существовать как самостоятельный параметр, а также быть частью времен Т2 и Т3. Аналогично время Т2 может быть частью времени Т3.

11. В зависимости от времени возникновения конфликта по отношению ко времени выполнения производственной функции существуют три варианта ОВ:

11.1. Вариант «или Т1, или Т3»: начавшийся производственный процесс (Т2 = Т3) прерывается конфликтом. Система «ждет», когда конфликт завершится (время Т1), чтобы производственный процесс возобновился. В этом случае

Т = Т 1 + Т3 (Т2).

11.2. Вариант «и Т2, и Т3»: конфликт возникает одновременно с началом производственного процесса, являясь его неотъемлемой частью. Здесь

Т = Т1 (Т3) + Т2.

11.3. Вариант «Т1 — часть Т3»: конфликт возникает только при определенных параметрах выполнения ОФ. Как правило, цель задачи — свести Т1 к 0, не допустить его возникновения. В данном случае

Т = Т3 = Т1 + Т2.

Шаг 5. Сформулировать физическое противоречие на макроуровне — М-ФП: (указать элемент, находящийся в ОЗ)....... в (указать время выполнения основной функции Т3) .......... должен (указать одно физическое состояние, например быть горячим) ............, чтобы выполнялась (указать ОФ) ............, и должен (указать другое физическое состояние, например быть холодным) ......... в (указать конфликтное время Т1) ............, чтобы не возникал (указать НЭ1).................. .

12. Кроме конфликта типа «вредное действие связано с полезным действием» возможны и другие конфликты: например, «введение нового полезного действия вызывает усложнение системы» или «одно полезное действие несовместимо с другим».

Формулировки ФП и всех последующих шагов должны быть предельно конкретными и однозначными, точно соответствующими формулировкам, сделанным на предыдущих шагах. Типичная ошибка, совершаемая при этом: вместо определенного действия, которое необходимо выполнить, или указания свойства (состояния), которым должен обладать объект, опять ставится задача.

13. Физическое противоречие на макроуровне (М-ФП) — это противоположные требования к физическому состоянию элементов, находящихся в оперативной зоне. При формулировании ФП необходимо обязательно указывать, когда и с какой целью каждый элемент должен иметь соответствующее состояние.

Шаг 6. Физическое противоречие на микроуровне (µ-ФП): между (указать контактирующие поверхности) ........... должны находиться частицы вещества, которые обеспечивают ......... (указать физическое состояние, при котором ОФ выполняется наилучшим образом) и обеспечивают ...... (указать противоположное физическое состояние, при котором не возникает НЭ1).

ВНИМАНИЕ! При решении задач по АРПС ответ формируется постепенно, как бы «проявляется». Опасно прерывать ход решения при первом намеке на ответ и «закреплять» еще не вполне готовое решение.

Решение по АРПС должно быть доведено до конца!

14. В случае если зона, в которой выполняется ОФ, и зона, в которой возникает конфликт, не совпадают (см. прим. 10), формулирование ФП на микроуровне сводится к определению свойств частиц вещества, обеспечивающих физическое состояние, при котором устраняется НЭ1.

Шаг 7. Идеальный конечный результат (ИКР): техническая система должна САМА обеспечивать между (указать контактирующие поверхности)............. наличие частиц, которые устраняют НЭ (указать противоположные физические состояния) ..............

15. В случае если зона, в которой выполняется ОФ, и зона, в которой возникает конфликт, не совпадают (см. прим. 10), формулирование ИКР сводится к обеспечению между контактирующими поверхностями наличия частиц, которые устраняют НЭ1.

16. Частицы могут оказаться:

а) просто частицами вещества;

б) частицами вещества в сочетании с каким-то полем или (что реже)

в) «частицами поля».

ВНИМАНИЕ! Шаги 1–7 АРПС существенно перестраивают исходную задачу. Итог этой перестройки подводит шаг 7. Составляя формулировку ИКР, мы одновременно получаем новую задачу — физическую.

В дальнейшем надо решать именно эту задачу!

Шаг 8. Сформулировать требования к свойствам, которыми должны обладать частицы, чтобы обеспечить условия, при которых не возникнет НЭ1: частицы должны быть .........

Шаг 9. Проанализировать состав системы и выяснить, имеются ли в ней элементы, обладающие необходимыми свойствами.

17. Вещественно-полевые ресурсы (ВПР) — это вещества и поля, которые уже имеются или могут быть получены по условиям задачи. Их выгодно использовать в первую очередь. Если они окажутся недостаточными, можно привлечь другие вещества и поля. Анализ ВПР на шаге 9 является предварительным. Полный анализ ВПР и получение производных ресурсов приведены в части 4 АРИЗ-85В.

ВПР бывают трех видов:

1. Внутрисистемные ВПР — элементов системы.

2. Внешнесистемные ВПР:

а) ВПР среды, специфичной именно для данной задачи, например вода в задаче о частицах в жидкости оптической чистоты;

б) ВПР, общие для любой внешней среды, «фоновые» поля (например, гравитационное, магнитное поле Земли).

3. Надсистемные ВПР:

а) отходы посторонней системы (если такая система доступна по условиям задачи);

б) «копеечные» — очень дешевые посторонние элементы, стоимостью которых можно пренебречь.

При решении конкретной мини-задачи желательно получить результат при минимальном расходовании ВПР. Поэтому целесообразно использовать в первую очередь внутрисистемные ВПР, затем внешнесистемные ВПР, а в последнюю очередь — надсистемные ВПР. При развитии же полученного ответа и решении задач на прогнозирование, т.е. максизадач, целесообразно задействовать максимум различных ВПР.

Шаг 10. Если задача решена, перейти к части 7 АРИЗ-85В. Если шаг 9 не обеспечивает решения задачи, перейти к части 4 АРИЗ-85В.

© М.И. Меерович, 1997.