История развития АРИЗ. ТРИЗ
4.1. Предать объекту дополнительные функции, чтобы уменьшить вес других объектов, работающих совместно с данным.
4.2. Перейти от «одноэтажной» компоновки к «многоэтажной».
4.3. Совместить в пространстве несколько объемов (принцип «матрешки»).
4.4. Машина должна не только выполнять основную работу, но и сама себя обслуживать.
4.5. Перейти от последовательного ведения этапов к одновременному.
4.6. Совместить несовместимое… оптически.
4.7. Ликвидировать вредные факторы за счет частей объекта, имеющих другое основное назначение
5. Компенсация нежелательных факторов.
5.1. Компенсировать вес внешними силами (магнитными, центробежными, аэродинамическими и т.д.).
5.2. Создать предварительные изменения формы, противоположные недопустимому.
5.3. Компенсировать расход энергии получением какого-либо дополнительного эффекта.
5.4. Компенсировать вредные факторы за счет самих этих факторов (клин клином). Использовать вредные факторы для выполнения полезной работы.
6. Принцип «наоборот».
6.1. Сделать движущиеся части неподвижными и, наоборот, неподвижные – движущимися.
6.2. Положить объект на бок.
6.3. Выполнить объект из материала, допускающего изменение формы при работе.
6.4. Усилить вредные факторы настолько, чтобы они перестали быть вредными (например, шумный звук перевести в бесшумный ультразвук).
7. Принцип «динамизации» объектов.
7.1. Уменьшить в процессе работы вес объекта (например, за счет отбрасывания отработанных частей, как в многоступенчатой ракете).
7.2. Изменять длину объекта при переводе его в рабочее положение.
7.3. Изменять в процессе работы площадь объекта.
7.4. Изменить объем при переводе объекта в рабочее положение.
7.5. Перейти от постоянной формы к переменной).
7.6. Перейти от непрерывной подачи мощности к периодической (например, импульсной).
7.7. Объект должен менять свои свойства при изменении условий работы.
Таблица типовых способов устранения технических противоречий
Материалы к АРИЗ-6437
Текст АРИЗ-64
АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ38
Выбор задачи
Первый шаг: Определить, какова конечная цель, с которой ставится задача.
Второй шаг: Проверить, можно ли достичь той же цели «в обход» – решением иной задачи.
Третий шаг: Определить, решение какой задачи – первоначальной или «обходной» даст больший эффект.
Четвертый шаг: Определить требуемые количественные показатели (скорость, производительность, точность, габариты и т. п.).
Пятый шаг: Уточнить требования, вызванные конкретными условиями, в которых предполагается реализация изобретения.
Анализ задачи
Первый шаг: Определить идеальный конечный результат (ответить на вопрос: «Что желательно получить в самом идеальном случае?»).
Второй шаг: Определить, что мешает получению идеального результата (ответить на вопрос: «В чем состоит „помеха“?»).
Третий шаг: Определить, почему мешает (ответить на вопрос: «В чем непосредственная причина „помехи“?»).
Четвертый шаг: Определить, при каких условиях ничто не мешало бы получить идеальный результат (ответить на вопрос: «При каких условиях исчезнет „помеха“?»).
Оперативная стадия
Первый шаг: Проверить возможность устранения технического противоречия изменением данного объекта (машины, механизма, процесса).
Второй шаг: Проверить возможные изменения в среде, окружающей объект, и в других объектах, работающих совместно с данным.
Третий шаг: Перенести решение из других отраслей техники (ответить на вопрос: «Как решаются в других отраслях техники задачи, подобные данной?»).
Четвертый шаг: Применить «обратные» решения (ответить на вопрос: «Как решаются в технике задачи, обратные данной, и нельзя ли использовать эти решения, взяв их, так сказать, со знаком минус?»).
Пятый шаг: Использовать «прообразы» природы (ответить на вопрос: «Как решаются в природе более или менее сходные задачи?»).
Синтетическая стадия
Первый шаг: Определить, как должны быть изменены – после изменения одной части объекта – другие его части.
Второй шаг: Определить, как должны быть изменены другие объекты, работающие совместно с данным.
Третий шаг: Проверить, может ли измененный объект применяться по-новому.
Четвертый шаг: Использовать найденную техническую идею (или идею, обратную найденной) при решении других технических задач.
Структурная схема АРИЗ-64
Где:
С – ситуация; З – задача; ИКР – идеальный конечный результат; Пр – противоречие; ППр – причина противоречия; УСПр – условия снятия противоречия; Р – решение; ОР – оценка решения;
МР – метод решения.
БЛОК-СХЕМА АРИЗ-64
Основные приемы устранения технических противоречий39
1. Принцип дробления
Разделить объект на части, независимые друг от друга или соединенные гибкими связями.
2. Принцип вынесения
Отделить от объекта «мешающую» часть или, наоборот, выделить единственно нужную часть (или свойство).
3. Принцип местного качества
Разделить объект на части так, чтобы каждая часть могла быть изготовлена из наиболее подходящего материала и находилась в условиях, наиболее соответствующих ее работе.
4. Принцип асимметрии
Машины рождаются симметричными. Эта – их традиционная форма. Поэтому многие задачи, трудные по отношению к симметричным объектам, легко решаются нарушением симметрии.
5. Принцип объединения
Соединить одинаковые (или предназначенные для смежных операций) объекты.
6. Принцип совмещения
а) Один объект поочередно работает в нескольких местах;
б) один объект одновременно выполняет несколько функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах.
7. Принцип «матрешки»
Один объект размещается внутри другого, который в свою очередь находится внутри третьего… и т. д.
8. Принцип «антивеса»
Компенсировать вес объекта соединением с другими объектами, обладающими подъемной силой.
9. Принцип предварительного напряжения
Заранее придать объекту изменения, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим изменениям.
10. Принцип предварительного исполнения
Заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие без затрат времени на их доставку.
11. Принцип «заранее подложенной подушки»
Компенсировать относительно невысокую надежность объекта заранее подготовленными аварийными средствами.
12. Принцип эквипотенциальности
Передвигать объект так, чтобы он не поднимался и не опускался.
13. Принцип «наоборот»
а) Сделать движущиеся части системы неподвижными, а неподвижные – движущимися.
б) Перевернуть объект «верх ногами».
14. Принцип сфероидальности
Перейти от прямолинейных частей объекта к криволинейным, от плоских поверхностей – к сферическим, от частей, выполненных в виде куба или параллелепипеда, – к шаровым конструкциям.
15. Принцип динамичности
Характеристики объекта (вес, габариты, форма, агрегатное состояние, температура, окраска и т. д.) должна быть меняющимися о оптимальными на каждом этапе процесса.
16. Принцип частичного решения
Получить 99 процентов требуемого эффекта намного легче, чем получить 100 процентов. Задача перестает быть трудной, если оказаться от одного процента требований (что нередко можно сделать).
17. Принцип перехода в другое измерение
Трудности, связанные с движением (или размещением) объекта по линии, устраняются, если объект приобретает возможность перемещаться в двух измерениях (то есть по плоскости). Соответственно, задачи, связанные с движением (или размещением) объектов в одной плоскости, упрощаются при переходе к пространству трех измерений.
18. Принцип изменения среды
Для интенсификации процессов надо изменить среду, в которой протекают эти процессы.
19. Принцип импульсного действия
При недостатке энергии или мощности надо перейти от непрерывного действия к импульсному.
20. Принцип непрерывности полезного действия
а) Работа должна осуществляться непрерывно – машина не должна стоять без дела.
б) Полезная работа должна осуществляться без холостых и промежуточных (транспортных) ходов.
в) Переход от поступательно-возвратного движения к вращательному.
21. Принцип «проскока»
Вредные или опасные стадии процесса должны преодолеваться на большой скорости.
22. Принцип «обратить вред в пользу»
Вредные факторы могут быть использованы для получения положительного эффекта.
23. Принцип «клин – клином»
Вредный фактор устраняется за счет сложения с другим вредным фактором.
24. Принцип «перегибание палки»
Усилить вредный фактор до такой степени, чтобы он перестал быть вредным.
25. Принцип самообслуживания
а) Машина должна сама себя обслуживать, выполняя вспомогательные и ремонтные операции.
б) Использование отходов (энергии, вещества) для выполнения вспомогательных операций.
26. Принцип копирования
Вместо сложного, дорогостоящего или хрупкого объекта используется его упрощенные, дешевые и прочные копии.
27. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности
28. Замена механической схемы электрической или оптической
29. Использование пневмоконструкций (включая использование воздушной подушки)
30. Использование гибких оболочек (включая использование тонких пленок)
31. Использование магнитов и электромагнитов
Таблица использования приемов устранения технических противоречий40, использует 16 универсальных параметров.
Универсальные параметры
1. Вес
2. Длина
3. Площадь
4. Объем
5. Скорость
6. Форма
7. Энергия
8. Мощность
9. Материал, вещество
10. Производительность
11. Надежность
12. Коэффициент полезного действия
13. Точность
14. Вредные факторы
15. Удобство работы
16. Переменные условия работы
Таблица использования приемов устранения технических противоречий
Материалы к АРИЗ-6541
Текст АРИЗ-65
Алгоритм решения изобретательских задач42
Выбор задачи
Первый шаг: определить, какова конечная цель решения задачи.
Второй шаг: проверить, можно ли достичь ту же цель решением «обходной» задачи.
Третий шаг: определить, решение какой задачи – первоначальной или «обходной» – может дать больший эффект.
Четвертый шаг: определить требуемые количественные показатели (скорость, производительность, точность, габариты и т. п.).
Пятый шаг: уточнить требования, вызванные конкретными условиями, в которых предполагается реализация изобретения.
Анализ задачи
Первый шаг: определить идеальный конечный результат (ответить на вопрос: «Что желательно получить в самом идеальном случае?»).
Второй шаг: определить, что мешает получению идеального результата (ответить на вопрос: «В чем состоит „помеха“?»).
Третий шаг: определить, почему мешает (ответить на вопрос: «В чем непосредственная причина „помехи“?»).
Четвертый шаг: определить, при каких условиях ничто не мешало бы получить идеальный результат (ответить на вопрос: «При каких условиях исчезнет „помеха“?»).
Оперативная стадия
Первый шаг: проверить возможность устранения технического противоречия с помощью таблицы типовых приемов.
Второй шаг: проверить возможные изменения в среде, окружающей объект, и в других объектах, работающих совместно с данным.
Третий шаг: перенести решение из других отраслей техники (ответить на вопрос: «Как решаются в других отраслях техники задачи, подобные данной?»).
Четвертый шаг: применить «обратные» решения (ответить на вопрос: «Как решаются в технике задачи, обратные данной, и нельзя ли использовать эти решения, взяв их, так сказать, со знаком минус?»).
Пятый шаг: использовать «прообразы» природы (ответить на вопрос: «Как решаются в природе более или менее сходные задачи?»).
Синтетическая стадия
Первый шаг: определить, как должны быть изменены после изменения одной части объекта другие его части.
Второй шаг: определить, как должны быть изменены другие объекты, работающие совместно с данным.
Третий шаг: проверить, может ли измененный объект применяться по-новому.
Четвертый шаг: использовать найденную техническую идею (или идею, обратную найденной) при решении других технических задач.
Структурная схема АРИЗ-65
Где:
С – ситуация; З – задача; ИКР – идеальный конечный результат; Пр – противоречие; ППр – причина противоречия; УСПр – условия снятия противоречия; Р – решение; ОР – оценка решения;
МР – метод решения.
БЛОК-СХЕМА АРИЗ-65
1. Вес
2. Длина
3. Площадь
4. Объем
5. Скорость
6. Форма
7. Энергия
8. Мощность
9. Материал, вещество
10. Производительность
11. Надежность
12. Коэффициент полезного действия
13. Точность
14. Вредные факторы
15. Удобство работы
16. Переменные условия работы
Таблица использования приемов устранения технических противоречий43
Материалы к АРИЗ-68
Текст АРИЗ-68
Алгоритм решения изобретательских задач44
1. Выбор задачи
Первый шаг. Определить, какова конечная цель решения задачи.
Какова техническая цель решения задачи («Какую характеристику объекта надо изменить?»)
Какова экономическая цель решения задачи («Какие расходы снизятся, если задача будет решена?»)
Какие характеристики объекта заведомо нельзя менять при решении задачи?
Каковы (примерно) допустимые затраты?
Какой главный технико-экономический показатель надо улучшить?
Второй шаг. Проверить, можно ли достичь той же цели решением «обходной» задачи.
Допустим, задача принципиально нерешима. Какую другую задачу надо тогда решить, чтобы получить требуемый результат?
Какой технико-экономический показатель надо улучшить при решении «обходной» задачи?
Третий шаг. Определить, решение какой задачи – первоначальной или «обходной» – может дать больший эффект.
Сравнить первоначальную задачу с тенденциями развития данной отрасли техники.
Сравнить «обходную» задачу с тенденциями развития данной отрасли техники.
Сравнить первоначальную задачу с тенденциями развития ведущей отрасли техники.
Сравнить «обходную» задачу с тенденциями развития ведущей отрасли техники.
Сопоставить первоначальную задачу с «обходной». Произвести выбор.
Четвертый шаг. Определить требуемые количественные показатели (скорость, производительность, точность, габариты и т. д.).
Пятый шаг. Внести в требуемые количественные показатели «поправку на время».
Шестой шаг. Уточнить требования, вызванные конкретными условиями, в которых предполагается реализация изобретения.
Учесть особенности внедрения. В частности, допускаемую степень сложности решения.
Учесть предполагаемые масштабы применения.
2. Уточнение условий задачи
Первый шаг. Уточнить задачу, используя патентную литературу.
Как (по патентным данным) решаются задачи, близкие к данной?
Как решаются задачи, похожие на данную, в ведущей отрасли техники?
Как решаются задачи, обратные данной?
Второй шаг. Можно ли решить данную задачу, если не считаться с затратами?
Третий шаг. Как изменится задача, если уменьшить величину требуемого показателя почти до нуля?
Четвертый шаг. Как изменится задача, если увеличить величину требуемого показателя раз в десять?
Пятый шаг. Как меняется задача, если изложить ее без специальных терминов?
3. Аналитическая стадия
Первый шаг. Определить идеальный конечный результат (ответить на вопрос: «Что желательно получить в самом идеальном случае?»).
Схематически показать, что было и что стало (в идеальном случае).
Упростить конечную схему до предела, при котором еще сохраняется работоспособность.
Второй шаг. Определить, что мешает получению идеального результата (ответить на вопрос: «В чем состоит помеха?»).
Третий шаг. Определить, почему мешает (ответить на вопрос: «В чем непосредственная причина помехи?»).
Четвертый шаг. Определить, при каких условиях ничто не мешало бы получить идеальный результат (ответить на вопрос: «При каких условиях помеха исчезнет?»).
Можно ли сделать так, чтобы помеха исчезла?
Можно ли сделать так, чтобы помеха осталась, но перестала быть вредной?
Пятый шаг. Каким должно быть устройство, устраняющее помеху?
Каково агрегатное состояние этого устройства?
Как меняется это устройство в процессе работы?
(При необходимости анализ проводится повторно.)
4. Оперативная стадия
Первый шаг. Проверить возможность устранения технического противоречия с помощью таблицы типовых приемов.
Второй шаг. Проверить возможные изменения в среде, окружающей объект.
Третий шаг. Проверить возможные изменения в объектах, работающих совместно с данным.
Четвертый шаг. Проверить возможные изменения во времени.
Нельзя ли устранить противоречие, «растянув» во времени происходящее по условиям задачи действие?
Нельзя ли устранить противоречие, «сжав» во времени происходящее по условиям задачи действие?
Нельзя ли устранить противоречие, выполнив требуемое действие заранее, до начала работы объекта?
Нельзя ли устранить противоречие, выполнив требуемое действие после того, как объект закончит работу?
Если по условиям задачи действие непрерывно – проверить возможность перехода к импульсному действию.
Если по условиям задачи действие периодично – проверить возможность перехода к непрерывному действию.
Пятый шаг. Как решаются в природе более или менее сходные задачи?
Как решаются подобные задачи у вымерших или древних организмов?
Как решаются подобные задачи у современных организмов?
Каковы в данном случае тенденции развития?
Какие поправки надо внести, учитывая особенности используемых техникой материалов?
Как решаются аналогичные задачи в неживой природе?
5. Синтетическая стадия
Первый шаг. Определить, как после изменения одной части объекта должны быть изменены другие его части.
Второй шаг. Определить, как должны быть изменены другие объекты, работающие совместно с данным.
Третий шаг. Проверить, может ли измененный объект применяться по-новому.
Четвертый шаг. Использовать найденную техническую идею (или идею, обратную найденной) при решении других технических задач.
Структурная схема АРИЗ-68
Где
С – ситуация; З – задача; УЗ – уточненная задача;
ИКР – идеальный конечный результат; Пр – противоречие;
ППр – причина противоречия; УСПр – условия снятия противоречия; Р – решение; ОР – оценка решения; МР – метод решения.
БЛОК-СХЕМА АРИЗ-68
Основные приемы устранения технических противоречий45
1. Принцип дробления
Разделить объект на независимые друг от друга части.
2. Принцип вынесения
Отделить от объекта «мешающее» свойство («мешающую» часть) или, наоборот, выделить единственно нужное свойство.
3. Принцип местного качества
Перейти от однородной структуры объекта к неоднородной.
Каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее соответствующих ее работе.
4. Принцип асимметрии
Перейти от симметричного объекта к асимметричному.
5. Принцип объединения
Соединить однородные (или предназначенные для смежных операций) объекты.
6. Принцип универсальности
Один объект выполняет несколько функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах.
7. Принцип «матрешки»
Один объект размещен внутри другого объекта, который, в свою очередь, находится внутри третьего и т. д.
8. Принцип «антивеса»
а) Компенсировать вес объекта соединением с другими объектами, обладающими подъемной силой.
б) Обеспечить самоподдержание объекта за счет аэродинамических, гидродинамических, электромагнитных и тому подобных сил).
9. Принцип предварительного напряжения
Заранее придать объекту изменения, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим изменениям.
10. Принцип предварительного исполнения