История развития АРИЗ. ТРИЗ
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
Изменить условия работы так, чтобы не приходилось поднимать или опускать объект.
13. Принцип «наоборот»
а) Вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие; например, если в задаче требуется охлаждать объект, то вместо охлаждения надо, наоборот, нагревать.
б) Сделать движущиеся части системы неподвижными, а неподвижные – движущимися.
в) Перевернуть объект «вверх 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.) должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе процесса.
16. Принцип частичного решения
Добиться не полного, а частичного решения задачи.
17. Принцип перехода в другое измерение
а) Трудности, связанные с движением (или размещением) объекта по линии, устраняются, если объект приобретает возможность перемещаться в двух измерениях (то есть на плоскости). Соответственно, задачи, связанные с движением (или размещением) объектов в одной плоскости, устраняются при переходе к пространству трех измерений.
б) Многоэтажная компоновка объектов вместо одноэтажной.
в) При нескольких объектах – изменить из взаимное расположение в пространстве.
18. Принцип изменения среды
а) Изменить внешнюю среду, окружающую объект.
б) Изменить объекты, соприкасающиеся с данным.
19. Принцип импульсного действия
Перейти от непрерывного действия к периодическому или импульсному.
20. Принцип непрерывности полезного действия
а) Вести работу непрерывно (все части объекта должны все время работать с полной нагрузкой).
б) Устранить холостые и промежуточные ходы.
в) Перейти от поступательно-возвратного движения к вращательному.
21. Принцип проскока
Преодолеть вредные или опасные стадии процесса на большой скорости.
22. Принцип «обратить вред в пользу»
Использовать вредные факторы для получения положительного эффекта.
23. Принцип «клин – клином»
Устранить вредный фактор 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) Использовать отходы (энергии, вещества) для выполнения вспомогательных операций.
26. Принцип копирования
Вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, неудобного или хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии (модели, изображения). В частности, оптические копии.
27. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности
Изменить объект так, чтобы он использовался только один раз.
28. Замена механической схемы
Заменить механическую систему оптической, акустической или «запаховой».
29. Использование пневмоконструкций и гидроконструкций
Вместо твердых конструкций использовать газообразные и жидкие: воздушную подушку, гидрореактивные устройства и т.д..
30. Использование гибких оболочек и тонких пленок
Вместо жестких конструкций использовать гибкие оболочки и тонкие пленки.
31. Использование магнитов и электромагнитов
Применить магниты и электромагниты.
32. Изменение окраски
Изменить окраску или сделать объект прозрачным.
33. Принцип однородности
Объекты, взаимодействующие с данным объектом, должны быть сделаны из того же материала.
34. Принцип отброса или видоизменения ненужных частей
Выполнившая свое назначение или ставшая ненужной часть объекта не должна оставаться мертвым грузом – ее следует отбросить (растворить, испарить и т.д.) или видоизменить.
35. Изменение физико-технической структуры объекта
Изменение агрегатного состояния.
Изменение степени гибкости.
Изменение степени дробления.
Изменение концентрации или консистенции.
Изменение давления.
Универсальные параметры
1. Вес
2. Длина
3. Площадь
4. Объем
5. Скорость
6. Ускорение
7. Сила
8. Напряжение или давление
9. Продолжительность действия
10. Прочность
11. Форма
12. Температура
13. Освещенность
14. Энергия
15. Мощность
16. Количество вещества
17. Производительность
18. Готовность к действию
19. Надежность
20. Стабильность
21. Потери
22. Точность
23. Вредные факторы
24. Удобство изготовления
25. Удобство работы
26. Удобство контроля
27. Удобство ремонта
28. Адаптация
29. Однородность
30. Сложность
31. Универсальность
32. Степень автоматизации
Таблица использования основных приемов устранения технических противоречий46
Таблица использования основных приемов устранения технических противоречий (продолжение)
Таблица использования основных приемов устранения технических противоречий (окончание)
Материалы к АРИЗ-71
Текст АРИЗ-71
Алгоритм решения изобретательских задач47
Часть 1. Выбор задачи
1—1. Первый шаг. Определить конечную цель решения задачи
а) Какова техническая цель решения задачи («Какую характеристику объекта надо изменить?»).
б) Какие характеристики объекта заведомо менять нельзя при решении задачи?
в) Какова экономическая цель решения задачи («Какие расходы снизятся, если задача будет решена?»).
г) Каковы (примерно) допустимые затраты?
д) Какой главный технико-экономический показатель надо улучшить?
1—2. Второй шаг. Проверить обходной путь. Допустим, задача принципиально нерешима; какую другую – более общую – задачу надо тогда решить, чтобы получить требуемый конечный результат?
1—3. Третий шаг. Определить, решение какой задачи целесообразнее – первоначальной или обходной
а) Сравнить первоначальную задачу с тенденциями развития данной отрасли техники;
б) Сравнить первоначальную задачу с тенденциями развития ведущей отрасли техники;
в) Сравнить обходную задачу с тенденциями развития данной отрасли техники;
г) Сравнить обходную задачу с тенденциями развития ведущей отрасли техники;
д) Сопоставить первоначальную задачу с обходной. Произвести выбор.
1—4. Четвертый шаг. Определить требуемые количественные показатели
1—5. Пятый шаг. Внести в требуемые количественные показатели «поправку на время».
1—6. Шестой шаг. Уточнить требования, вызванные конкретными условиями, в которых предполагается реализация изобретения.
а) Учесть особенности внедрения. В частности, допустимую степень сложности решения.
б) Учесть предполагаемые масштабы применения.
Часть 2. Уточнение условий задачи
2—1. Первый шаг. Уточнить задачу, используя патентную литературу.
а) Как (по патентным данным) решаются задачи, близкие к данной?
б) Как решаются задачи, похожие на данную, в ведущей отрасли техники?
в) Как решаются задачи, обратные данной?
2—2. Второй шаг. Применить оператор РВС
а) Мысленно меняем размеры объекта от заданной величины до нуля (Р → 0). Как теперь решается задача?
б) Мысленно меняем размеры объекта от заданной величины до бесконечности (Р → ∞). Как теперь решается задача?
в) Мысленно меняем время процесса (или скорость движения объекта) от заданной величины до нуля (В → 0). Как теперь решается задача?
г) Мысленно меняем время процесса (или скорость движения объекта) от заданной величины до бесконечности (В → ∞). Как теперь решается задача?
д) Мысленно меняем стоимость (допустимые затраты) объекта или процесса от заданной величины до нуля (С → 0). Как теперь решается задача?
е) Мысленно меняем стоимость (допустимые затраты) объекта или процесса от заданной величины до бесконечности (С → ∞). Как теперь решается задача?
2—3. Третий шаг. Изложить условия задачи (не используя специальных терминов и не указывая, что именно нужно придумать, найти, создать) в двух фразах по следующей форме:
а. Дана система (указать элементы).
б. Элемент (указать) при условии (указать) дает нежелательный эффект (указать).
Пример. Дан трубопровод с задвижкой; по трубопроводу движется вода с частицами железной руды. Частицы руды при движении истирают задвижку.
2—4. Четвертый шаг. Переписать элементы из 2—3а в виде следующей таблицы:
а) Элементы, которые можно менять, переделывать, переналаживать (в условиях данной задачи).
б) Элементы, которые трудно видоизменять (в условиях данной задачи).
Пример. Трубопровод и задвижка – «а»; вода и частицы руды – «б».
2—5. Пятый шаг. Выбрать из 2—4а такой элемент, который в наибольшей степени поддается изменениям, переделке, переналадке.
Примечания:
а) Если все элементы в 2—4а равноценны по степени допускаемых изменений, начните выбор с неподвижного элемента (обычно его легче менять, чем подвижный).
б) Если в 2—4а есть элемент, непосредственно связанный с нежелательным эффектом (обычно этот элемент указывают в 2—3б), выберете его в последнюю очередь.
в) Если в системе есть только элементы в 2—4б, возьмите в качестве элемента внешнюю среду.
Пример. Выбрать надо трубопровод, так как задвижка связана с нежелательным явлением (истирание).
Часть 3. Аналитическая стадия
3—1. Первый шаг. Составить формулировку ИКР (идеального конечного результата) по следующей форме:
а) Объект (взять элемент, выбранный на 2—5).
б) Что делает.
в) Как делает (на этот вопрос всегда следует ответить словами «сам», «сама», «само»).
г) Когда делает.
д) При каких обязательных условиях (ограничениях, требованиях и т. п.).
3—2. Второй шаг. Представить себе идеальный конечный результат.
Примечания:
а) Рисунки могут быть условные – лишь бы они отражали суть «Было» и «Стало».
б) Рисунок «Стало» должен совпадать со словесной формулировкой ИКР.
Проверка. На рисунках должны быть все элементы, перечисленные в 2—3а. Если при шаге 2—5 выбрана внешняя среда, ее надо указать на рисунке «Стало».
3—3. Третий шаг. На рисунке «Стало» найти элемент, указанный в 3—1а, и выделить ту его часть, которая не может совершить требуемого действия при требуемых условиях. Отметить эту часть (штриховкой, другим цветом, обводкой контуров и т.п.).
Пример. В рассматриваемой задаче такой частью будет внутренняя поверхность трубопровода.
3—4. Четвертый шаг. Почему эта часть сама не может осуществлять требуемое действие?
Вспомогательные вопросы
а) Чего мы хотим от выделенной части объекта?
б) Что мешает выделанной части самой осуществить требуемое действие?
в) В чем несоответствие между «а» и «б»?
Пример. а) Внутренняя поверхность трубы должна сама менять сечение потока. б) Она неподвижна, не может оторваться от стенок трубы. в) Она должна быть неподвижный (как элемент жесткой трубы) и неподвижной (как сжимающий и разжимающий элемент регулятора).
3—5. Пятый шаг. При каких условиях эта часть сможет осуществить требуемое действие (какими свойствами она должна обладать)?
Примечание. Не надо пока думать – осуществимо ли практически желательное свойство. Назовите это свойство, не беспокоясь о том, как оно будет достигнуто.
Пример. На внутренней поверхности трубы появляется какой-то слой вещества, тем самым внутренняя поверхность переносится ближе к оси трубы. При необходимости этот слой исчезает, и внутренняя поверхность отдаляется от оси трубы.
3—6. Шестой шаг. Что надо сделать, чтобы выделенная часть объекта приобрела свойства, отмеченные в 3—5?
Вспомогательные вопросы
а) Покажите на рисунке стрелками силы, которые должны быть приложены к выделенной части объекта, чтобы обеспечить желательные свойства.
б) Какими свойствами можно создать эти силы? (Вычеркнуть способы, нарушающие условия 3—1д.)
Пример. Наращивать на внутреннюю поверхность трубы частицы железной руды или воду (лед). Других веществ внутри трубопровода нет, этим и определяется выбор.
3—7. Седьмой шаг. Сформулировать способ, который может быть практически осуществлен. Если таких способов несколько, обозначьте их цифрами (самый перспективный – цифрой 1 и т.д.). Запишите выбранные способы.
Пример. Выполнить участок трубы из немагнитного материала и с помощью электромагнитного поля «наращивать» на внутреннюю поверхность частоты руды.
3—8. Восьмой шаг. Дать схему устройства для осуществления первого способа.
Вспомогательные вопросы
а) Каково агрегатное состояние рабочей части устройства?
б) Как меняется устройство в течение одного рабочего цикла?
в) Как меняется устройство послед многих циклов? (После решения задачи следует вернуться к шагу 3—7 и рассмотреть другие перечисленные в нем способы.)
Часть 4. Предварительная оценка найденной идеи
4—1 Первый шаг. Что улучшается и что ухудшается при использовании предлагаемого устройства или способа? Запишите, что достигается предложением и что при этом усложняется, удорожается и т. д.
4—2. Второй шаг. Можно ли видоизменением предлагаемого устройства или способа предотвратить это ухудшение? Нарисуйте схему видоизмененного устройства или способа.
4—3. Третий шаг. В чем теперь ухудшение (что усложняется, удорожается и т. д.)?
4—4. Четвертый шаг. Сопоставить выигрыш и проигрыш: а) Что больше? б) Почему?
Если выигрыш больше проигрыша (хотя бы и в перспективе), перейти к синтетической части АРИЗ.
Если проигрыш больше выигрыша, вернуться к шагу 3—1. Записать на том же листе ход повторного анализа и его результат.
4—5. Пятый шаг. Если теперь выигрыш больше, перейти к синтетической стадии АРИЗ. Если повторный анализ не дал новых результатов, вернуться к шагу 2—4, проверить таблицу. Взять в 2—5 другой элемент системы и заново провести анализ. Записать ход анализа на том же листе.
Если нет удовлетворительного решения после 4—5, перейти к следующей части АРИЗ.
Часть 5. Оперативная стадия
5—1. Первый шаг. В таблице устранения технических противоречий (см. приложение 1), выбрать в вертикальной колонке показатель, который надо улучшить по условиям задачи.
5—2. Второй шаг.
а) Как улучшить этот показатель. Используя известные пути (если не считаться с проигрышем)?
б) Какой показатель недопустимо ухудшается, если использовать известные пути?
5—3. Третий шаг. Выбрать в горизонтальном ряду таблицы показатель, соответствующий 5—2б.
5—4. Четвертый шаг. Определить по таблице приемы устранения технического противоречия (т.е. найти клетку на пересечении строки, выбранной в 5—1, и ряда 5—2б).
5—5. Пятый шаг. Проверить применимость этих приемов (о приемах рассказано в следующих главах).
Если задача решена, вернуться к четвертой части АРИЗ, оценить найденную идею и перейти к шестой части АРИЗ. Если задача не решена, проделать следующие шаги пятой части.
5—6. Шестой шаг. Проверить возможность применения физических эффектов и явлений.
5—7. Седьмой шаг. Проверить возможность изменения во времени.
Вспомогательные вопросы
а) Нельзя ли устранить противоречие, «растянув» во времени происходящее по условиям задачи действие?
б) Нельзя ли устранить противоречие, «сжав» во времени происходящее по условиям задачи действие?
в) Нельзя ли устранить противоречие, выполнив требуемое действие заранее, до начала работы объекта?
г) Нельзя ли устранить противоречие, выполнив требуемое действие после того, как объект закончит работу?
д) Если по условиям задачи действие непрерывно – проверить возможность перехода к импульсному действию.
е) Если по условиям задачи действие периодично – проверить возможность перехода к непрерывному действию.
5—8. Восьмой шаг. Как решаются аналогичные задачи в природе?
Вспомогательные вопросы
а) Как решаются подобные задачи в неживой природе?
б) Как решаются подобные задачи у вымерших или древних организмов?
в) Как решаются подобные задачи у современных организмов? Каковы в данном случае тенденции развития?
г) Какие поправки надо внести, учитывая особенности используемых техникой материалов?
5—9. Девятый шаг. Проверить возможные изменения в объектах, работающих совместно с данным.
Вспомогательные вопросы
а) В какую надсистему входит система, рассматриваемая в задаче?
б) Как решить данную задачу, если менять не систему, а надсистему?
Если задача не решена, вернуться к шагу 1—3. Если задача решена, вернуться к четвертой части АРИЗ, оценить найденную идею и перейти к шестой части АРИЗ.
Часть 6. Синтетическая стадия
6—1. Первый шаг. Определить, как должна быть изменена надсистема, в которую входит измененная система (данная по условиям задачи).
6—2. Второй шаг. Проверить, может ли измененная система применяться по-новому.
6—3. Третий шаг. Использовать найденную техническую идею (или идею, обратную найденной) при решении других технических задач.
Структурная схема АРИЗ-71
Где
С – ситуация; З – задача; УЗ – уточненная задача; Р – решение;
ОР – оценка решения; УР – усовершенствованное решение;
ДР – дополнительное решение; МР – метод решения.
БЛОК-СХЕМА АРИЗ-71
1. Вес подвижного объекта
2. Вес неподвижного объекта
3. Длина подвижного объекта
4. Длина неподвижного объекта
5. Площадь подвижного объекта
6. Площадь неподвижного объекта
7. Объем подвижного объекта
8. Объем неподвижного объекта
9. Скорость
10. Сила
11. Напряжение, давление
12. Форма
13. Устойчивость состава объекта
14. Прочность
15. Продолжительность действия подвижного объекта
16. Продолжительность действия неподвижного объекта
17. Температура
18. Освещенность
19. Энергия, расходуемая подвижным объектом
20. Энергия, расходуемая неподвижным объектом
21. Мощность
22. Потериэнергии
23. Потеривещества
24. Потери информации
25. Потеривремени
26. Количество вещества
27. Надежность
28. Точность измерения
29. Точность изготовления
30. Вредные факторы, действующие на объект извне
31. Вредные факторы, генерируемые самим объектом
32. Удобствоизготовления
33. Удобствоэксплуатации
34. Удобстворемонта
35. Адаптация, универсальность
36. Сложностьустройства
37. Сложность контроля и измерения
38. Степень автоматизации
39. Производительность
Таблица использования приемов устранения технических противоречи
Таблица использования основных приемов устранения технических противоречий (продолжение)
Таблица использования основных приемов устранения технических противоречий (продолжение)
Таблица использования основных приемов устранения технических противоречий (продолжение)
Таблица использования основных приемов устранения технических противоречий (продолжение)
Таблица использования основных приемов устранения технических противоречий (продолжение)
Таблица использования основных приемов устранения технических противоречий (продолжение)
Таблица использования основных приемов устранения технических противоречий (окончание)
Материалы к АРИЗ-71Б (75)
Текст АРИЗ-71Б (75)
Алгоритм решения изобретательских задач48
Часть 1. Выбор задачи
1.1. Определить конечную цель решения задачи:
а) Какова техническая цель решения задачи (Какую характеристику объекта надо изменить?);
б) Какие характеристики объекта заведомо менять нельзя при решении задачи?
в) Какова экономическая цель решения задачи (Какие расходы снизятся, если задача будет решена?);
г) Каковы (примерно) допустимые затраты?
д) Какой главный технико-экономический показатель надо улучшить?
1.2. Проверить обходной путь. Допустим, задача принципиально нерешима: какую другую – более общую – задачу надо тогда решить, чтобы получить требуемый конечный результат?
1.3. Определить, решение какой задачи целесообразнее – первоначальной или обходной?
а) Сравнить первоначальную задачу с тенденциями развития данной отрасли техники;
б) Сравнить первоначальную задачу с тенденциями развития ведущей отрасли техники;
в) Сравнить обходную задачу с тенденциями развития данной отрасли техники;