Коллектив авторов
ТРИЗ. Как решить любую проблему
Глава 2. Основы ТРИЗ
Цель и принципы ТРИЗ
В своих работах Г. С. Альтшуллер раскрыл цель ТРИЗ – быстро найти оптимальное решение, не тратя лишнее время на пробы и ошибки. Для этого изобретатель, используя творческое мышление, должен отсекать неэффективные пути решения. Чаще всего ТРИЗ используют, чтобы ускорить и оптимизировать процесс изобретательства, исключив все элементы случайности. Результатом ТРИЗ должны стать эффективные и малозатратные способы достижения цели.
По мнению Г. С. Альтшуллера, ТРИЗ должен был противопоставляться методу проб и ошибок и перебору вариантов. На оба этих способа всегда уходило слишком много времени и, в худшем случае, ресурсов. Чтобы оптимизировать свою работу по поиску решений, нужно было следовать основным принципам ТРИЗ:
• Принцип объективности законов развития системы.
В мире не существует ничего хаотичного, и все развивается заранее определенным способом. Именно поэтому любые решения должны быть объективными, не быть за гранью недостижимого и соответствовать закономерностям мира.
• Принцип противоречия.
Развитие следует за решением противоречий. Наиболее эффективные решения должны справляться с этими противоречиями.
• Принцип идеальности.
Результат задачи должен достигнуть идеального решения при минимальных усилиях. Эффективные решения должны задействовать те ресурсы, которые уже есть в распоряжении изобретателя, и не искать новые.
• Принцип конкретности.
Любая задача имеет такие особенности, которые облегчат или усложнят ее решение. Нужно учитывать эти особенности, чтобы добиться эффективного результата.
Функции ТРИЗ
Назовем основные функции ТРИЗ:
1. Генерация идей: ТРИЗ помогает генерировать новые и инновационные идеи для решения различных задач.
2. Прогнозирование: ТРИЗ показывает, как будут развиваться системы, и на основе этого предлагает перспективные и принципиально новые решения.
3. Развитие творческого мышления: ТРИЗ способствует развитию творческого мышления и навыку решения сложных задач.
4. Анализ проблем: ТРИЗ позволяет анализировать проблемы и находить оптимальные решения.
5. Улучшение процессов: ТРИЗ может использоваться для улучшения существующих процессов и технологий.
6. Обучение и развитие: ТРИЗ может быть использована для обучения и развития персонала в организациях.
7. Повышение эффективности: ТРИЗ помогает повысить эффективность работы и снизить затраты на ресурсы.
8. Решение конфликтов: ТРИЗ может помочь в разрешении изобретательских конфликтов и достижении компромиссов.
9. Мотивация и вовлечение: ТРИЗ стимулирует мотивацию и вовлечение сотрудников в процесс принятия решений.
10. Управление рисками: ТРИЗ можно использовать для управления рисками и предотвращения нежелательных последствий.
11. Инновации и предпринимательство: ТРИЗ помогает развивать предпринимательские сферы, создавая новые продукты и услуги; снижает себестоимость изделий и технологий; повышает потребительские качества; выявляет и устраняет причины брака и аварийных ситуаций и т. д.
Структура ТРИЗ
Структурно ТРИЗ состоит из девяти составляющих, каждая из которых находится в одном из двух разделов. Обозначим их и рассмотрим каждую по отдельности.
Первый раздел – методы решения задач. В него входят:
• Законы развития систем.
• Информационный фонд ТРИЗ.
• Вепольный анализ (структурный вещественно-полевой анализ) систем.
• Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ).
• Метод выявления и прогнозирования аварийных ситуаций и нежелательных явлений («диверсионный подход»).
• Методы системного анализа и синтеза.
• Функционально-стоимостный анализ.
Второй раздел – развитие творческих качеств. Он включает в себя:
• Методы развития творческого мышления (РТМ).
• Теория развития творческой личности (ТРТЛ).
• Теория развития творческих коллективов (ТРТК).
Законы развития систем
Принципы, определяющие то, как разные системы меняются и развиваются в течение времени, называются законами развития систем. Эти законы описывают, как системы взаимодействуют друг с другом, развиваются, а также адаптируются к окружающей среде. Чтобы разработать необходимые улучшения для систем, нужно знать их законы и то, как они функционируют.
Законы развития систем делятся на три группы: статику, кинематику и динамику.
Статика – это совокупность законов, определяющих начало жизни технических систем. Суть статики заключается в том, что синтез отдельных частей в едином целом, в конце концов, даст жизнь любой технической системе. В статику входят три закона: закон полноты частей системы, закон энергетической проводимости системы и закон согласования ритмики частей системы.
Закон полноты частей системы
Чтобы техническая система была жизнеспособна, основные ее части хотя бы на минимальном уровне должны быть рабочими. Основными частями каждой технической системы называют: трансмиссию, орган управления, рабочий орган и двигатель.
Суть закона заключается в том, что техническая система должна иметь все эти четыре части, которые пригодны хотя бы на минимальном уровне, потому что без них даже работоспособная часть может оказаться неработоспособной, подобно двигателю внутреннего сгорания в неподходящей для него подводной лодке.
Таким образом, можно сделать вывод: техническая система является управляемой, когда хотя бы одна ее часть управляема, то есть ее свойства можно менять по своему желанию тому, кто ею управляет.
Закон энергетической проводимости системы
Техническая система жизнеспособна, когда во всех ее частях есть сквозной проход для энергии. Это очень важно, потому что любая техническая система может преобразовывать энергию. Передавать энергию от двигателя к рабочей части необходимо для существования всей системы.
Передавать энергию можно по-разному. Существует вещественный способ – использование вала, рычагов, шестерни и т. п.; полевой – магнитное поле; вещественно-полевой – передача энергии с помощью потока заряженных частиц. Изобретатель должен знать, какой из видов передачи энергии окажется наиболее эффективным в его случае.
Таким образом, можно сделать вывод: чтобы иметь возможность управлять частью технической системы, нужно обеспечить энергетическую проводимость между этой частью и органами управления.
Закон согласования ритмики частей системы
Чтобы обеспечить жизнеспособность любой технической системы, нужно согласовать ритмику всех ее отдельных частей, то есть частоты колебаний, периодичность и т. п.
Теперь рассмотрим три закона, которые относятся к кинематике. Эти законы определяют развитие технических систем, которые не зависят от любых технических и физических факторов.
Закон увеличения степени идеальности системы
Идеальная техническая система – это та система, у которой нулевые вес, объем и площадь, но при этом она до сих пор эффективно выполняет свою работу. Таким образом, идеальность системы – это когда система отсутствует, а функции ее сохраняются и эффективно выполняются. Все системы развиваются с расчетом на то, чтобы увеличить степень своей идеальности.
Идеальной технической системы достигнуть достаточно трудно, потому что на деле все системы с целью развития становятся более тяжелыми и крупными. Возникает парадокс, когда в системе больше составных частей для более эффективной работы, и при этом она достигает высокой степени идеальности. К примеру, можно увидеть этот парадокс в развитии самолетов, автомобилей и т. п. Каждое улучшение самолета или автомобиля было направлено на то, чтобы увеличить эффективную скорость системы, сделать ее идеальнее. Достаточно сравнить скорость на одной дистанции современного автомобиля со старым автомобилем, чтобы наглядно увидеть возрастающую степень идеальности.
Это объясняется тем, что такие вторичные процессы, как увеличение скорости, мощностей и т. д., маскируют первичные процессы повышения степени идеальности технической системы. Когда решаешь изобретательскую задачу, стоит помнить, что следует ориентироваться именно на увеличение степени идеальности, потому что она является отличным критерием для корректировки задачи и оценивания полученного ответа.
Закон неравномерности развития частей системы
Суть этого закона заключается в том, что развитие частей системы идет неравномерно. Выходит, что чем сложнее система, тем неравномернее развитие ее частей. Этот закон является причиной возникновения большинства технических и физических противоречий, которые должны решать изобретательские задачи.
Закон перехода в надсистему
Когда системой уже исчерпаны все возможности для развития, она включается в надсистему в качестве одной из ее частей. Дальнейшее развитие этой системы происходит на уровне надсистемы.
Теперь рассмотрим динамику, в которую входят законы, отражающие развитие современных систем под действием конкретных технических и физических факторов. Законы статики и кинематики являются универсальными, то есть их можно применять во все времена и не только к техническим системам. Динамика же рассматривает главные тенденции развития технических систем именно в современном мире.
Закон перехода с макроуровня на микроуровень
Суть этого закона заключается в том, что развитие рабочих частей системы начинается на макроуровне, а затем переходит на микроуровень. К примеру, колеса автомобиля или винты самолета на начальном уровне не являются совершенными частями системы. По прошествии времени эти составляющие механизмов усовершенствуются, станут меньше, компактнее и эффективнее в использовании. В дальнейшем их развитие на макроуровне окажется невозможным. Таким образом, система, сохранив свою функцию, перестроится, и ее рабочие органы будут действовать на микроуровне, то есть с помощью молекул, электронов, атомов и т. д. Переход с макро- на микроуровень – это то, к чему стремятся все современные технические системы.
Закон увеличения степени вепольности
Этот закон гласит, что развитие технических систем идет в направлении увеличения степени вепольности, то есть невепольные системы стремятся стать вепольными. Вепольные системы развиваются с помощью перехода от механических полей к электромагнитным.
Информационный фонд ТРИЗ
Информационный фонд ТРИЗ включает в себя ресурсы ТРИЗ, приемы решения технических противоречий, систему стандартов на решение изобретательских задач и технологические эффекты. Рассмотрим подробнее каждый из них.
Ресурсы ТРИЗ
Ресурсы – это те средства, с помощью которых решаются изобретательские задачи. Существует несколько видов ресурсов:
• Материально-вещественные – это любые осязаемые предметы в окружении, то есть деньги, еда, мебель и даже отходы.
• Информационные – это источники информации, то есть книги, интернет-статьи, социальные каналы.
• Человеческие – это сами люди, их мировоззрение, культура, опыт прошлого.
• Энергетические – электрическая энергия, свет ламп, напряжение.
• Время. Если рассматривать время с точки зрения ТРИЗ, то лучший признак эффективной работы – это экономия времени посредством запуска сразу нескольких процессов.
• Пространство – это площадь, объем, пустота.
Приемы устранения технических противоречий
Г. С. Альтшуллер посвятил годы на анализ более 40 тысяч патентов разнообразных изобретений, чтобы понять, как в голову изобретателя может прийти та или иная идея. Проведя тщательное исследование, он сформулировал основные постулаты ТРИЗ:
1. Техника развивается закономерно. При решении задач и развитии систем необходимо использовать законы развития технических систем.
2. Любую изобретательскую задачу можно классифицировать и в соответствии с видом задачи выбрать вид решения.
3. Для решения сложных изобретательских задач необходимо выявить и разрешить противоречие, находящееся в глубине задачи.
На основе данных постулатов Г. С. Альтшуллеру удалось выделить 40 основных приемов для устранения технических противоречий, которые лежат в основе большинства проблем. Их решение – одна из основных задач ТРИЗ.
Техническое противоречие – это ситуация, при которой устранения одного недостатка приводит к появлению нового. Например, если увеличить прочность самолета, то увеличится и его вес. В результате поднять устройство в воздух будет гораздо сложнее.
Всего существует три вида противоречий:
1. Административное противоречие – противоречие между потребностью и возможностью ее удовлетворения. К примеру, если нужно устранить какой-либо недостаток, а как – неизвестно.