Полная версия
История развития приемов. ТРИЗ
История развития приемов
ТРИЗ
Владимир Петров
© Владимир Петров, 2020
ISBN 978-5-4493-0036-2
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
История развития приемов. Информационные материалы. Тель-Авив, 2006
В работе изложена история развития приемов разрешения противоречий, разработанных основателем теории решения изобретательских задач – ТРИЗ Г. С. Альтшуллером. Приемы являются разделом информационного фонда ТРИЗ. В работе проведен анализ всех известных автору модификаций приемов.
Данные материалы могут быть полезны преподавателям и разработчикам ТРИЗ, и использованы как для изучения истории ТРИЗ, так и для развития самой теории.
Посвящение
Работа посвящается светлой памяти
Учителя, коллеги и друга Генриха Альтшуллера
Владимир Петровvladpetr@013net.net© Vladimir Petrov 1973—200619.10.2006Введение
Работа посвящена исследованию основных приемов разрешения технических противоречий, которые являются разделом информационного фонда теории решения изобретательских задач – ТРИЗ. Автор ТРИЗ и приемов – Г. Альтшуллер.
В работе показана история становления и развития приемов.
Исследование истории развития приемов автор начал в 1973 году, а в 1985 году они проводились совместно с Э. Злотиной. Результаты были доложены на конференции разработчиков и преподавателей ТРИЗ (Петрозаводск-85)1. Сокращенный вариант этой работы был опубликован в трудах Международной конференции ТРИЗфест-20062.
В работе проведен анализ всех известных автору модификаций приемов.
В приложениях приведены тексты всех модификаций приемов, таблицы использования приемов, универсальные параметры, их сравнительные данные и другие виды приемов разрешения противоречий.
Список основных источников представлен в разделе «Литература».
Данные материалы могут быть полезны преподавателям и разработчикам ТРИЗ, и использованы как для изучения истории ТРИЗ, так и для развития самой теории.
Общие сведения
Г. Альтшуллер совместно с Р. Шапиро, проанализировав историю развития техники и патентный фонд, пришли к заключению, что для решения изобретательской задачи необходимо выявить и разрешить техническое противоречие. Они начали развивать инструменты, способные разрешать техническое противоречие. В качестве таких инструментов разрабатывались алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) и приемы разрешения технических противоречий. Первоначально приемы развивались как составная часть АРИЗ, впоследствии они использовались и как самостоятельный инструмент.
Для поиска приемов по разрешению ТП Г. Альтшуллером была разработана специальная таблица, в которой по вертикали и горизонтали расположены универсальные параметры, а на их пересечении указаны номера приемов (рис. 1). Универсальные параметры разработаны для определения ТП. Для этого в вертикальной колонке (рис. 1) выбирают параметр, который нужно изменить (увеличить, уменьшить, улучшить) по условиям задачи. Например, на рис. 1 мы выбрали строчку «9. Скорость». В горизонтальной строке выбирают параметр, который недопустимо ухудшается. Например, на рис. 1 мы выбрали столбец «10. Сила». Тогда ТП – между «скоростью» и «силой». На пересечении универсальных параметров в клеточке указаны номера приемов, которые рекомендовано использовать. Например, на рис. 1 – это приемы 13, 28, 15, 19.
Прежде чем использовать таблицу, необходимо выявить техническое противоречие, присущее данной задаче и привести его в соответствие с универсальными параметрами.
Рис. 1. Фрагмент таблицы приемов устранения технических противоречий
Подбор приемов устранения ТП в зависимости от вида ТП (заполнение клеточек таблицы) велся путем обработки патентного фонда и статистической обработки решений практических и учебных задач. В 40-50-х годах 20-го века эти исследования Г. Альтшуллер проводил совместно с Р. Шапиро, в 60-х годах – самостоятельно, а начиная с 70-х годов совместно с его учениками. Первичный отбор патентного материала осуществлялся по формулам изобретений. В качестве источников информации просматривались: «Бюллетень изобретений и открытий», бюллетень «Изобретения за рубежом» по отдельным классам и «Реферативный журнал» по определенной тематике. Практически просматривались все изобретения, сделанные в СССР. Критериями отбора изобретений для дальнейшей обработки были их уровень и оригинальность. Детальное рассмотрение отобранных материалов осуществлялось по описаниям изобретений.
С каждым годом количество обработанного материала увеличивалось, что позволяло уточнять данные таблицы.
Начальный этап – прообразы приемов
Этот этап характеризуется поиском образа приема.
В первых методиках использовали прообразы приемов, в виде аналогий. Далее был создан «строительный материал» для приема – его составные части («кирпичики»), которые в дальнейшем будут представлять подприемы (пояснения к приему).
Окончательно образ приема был сформирован в 1964 году. До этого времени существовали только подприемы (в то время
Г. Альтшуллер называл их приемами). Их было еще мало, поэтому не было смысла создавать систему выбора приемов.
Опишем процесс разработки приемов более детально.
В 1956 году в качестве приемов использовались только аналогии с природой и техникой [1].
С 1959 по 1961 год велся поиск образа приема и формирование подприемов. В 1962 году были сформулированы подприемы и появились первые универсальные параметры, которые
Г. Альтшуллер в то время называл техническими противоречиями.
В методике 1956 года использовались 5 приемов, два из которых – аналогии (с природой и техникой) и три приема – место, где производится изменение (в пределах системы, во внешней среде, в сопредельных системах).
В 1959 году было разработано 18 приемов: 10 из них – изменение в самом объекте, 3 – изменение во внешней среде, еще 3 – изменение в других объектах (соседних для данного) и
2 – аналогии с природой и техникой [2].
В методике 1961 года приводится 22 приема: 9 – изменение в самом объекте, 4 – изменение во внешней среде, 3 – изменение в других объектах (соседних для данного), 4 – разделение объекта на независимые части и 2 – аналогии с природой и техникой [3].
В 1962 году было разработано 36 приемов [4], которые представлены в таблице из двух столбцов, названных Г. Альтшуллером: «типовые технические противоречия» и «типовые способы устранения технических противоречий» (см. приложение 1). Это были прообразы технических противоречий, представляющие собой универсальные параметры. Каждое из этих противоречий разрешается использованием определенных приемов. Опишем 10 типовых технических противоречий. В скобах указано количество приемов.
А. Недопустимое увеличение веса объекта (6).
Б. Недопустимое увеличение длины объекта (3).
В. Недопустимое увеличение площади объекта (3).
Г. Недопустимое увеличение объекта (4).
Д. Недопустимое изменение формы (4).
Е. Недопустимое повышение мощности (или энергии) (3).
Ж. Недопустимое снижение надежности (3).
З. Недопустимое снижение производительности (3).
И. Противоречивое сочетание требований к условиям работы объекта (2).
К. Возникновение вредных факторов, например, вредных сил (5).
Приемы разрешения технических противоречий
На этом этапе были сформированы приемы и их подприемы. Количество приемов увеличивалось и появилась необходимость в создании и отработке поискового аппарата, который в окончательном варианте был выполнен в виде таблицы разрешения технических противоречий.
В 1963 году были разработаны первые 7 приемов (39 подприемов). 10 универсальных параметров (Г. Альтшуллер называл их в то время техническими противоречиями) остались теми же, что были в методике 1962 года. Появилась таблица (приложение 1), где по вертикали были указаны универсальные параметры, а по горизонтали – 7 приемов [5]. На пересечении строк и столбцов были указаны подприемы (в то время Г. Альтшуллер называл их приемами).
В 1964 году были сформированы структура приема и система поиска приемов в виде таблицы разрешения технических противоречий (см. приложение 1). Система включала 31 прием и таблицу с 16 универсальными параметрами [6]3. В таблице было еще много пустых мест. Далее работа была направлена на поиск новых универсальных параметров, приемов и подприемов. Были уточнены формулировки приемов и подприемов, более детально заполнена таблица. Принципиально структура системы приемов и их поиска не изменилась.
В 1965 году система не изменилась [7]. Были сделаны редакционные правки приемов, корректировка и заполнение граф таблицы.
В 1968 году было разработано 35 приемов и 32 универсальных параметра [8, 9].
В 1971 году была завершена разработка системы приемов. Она содержала 40 приемов и 39 универсальных параметров. Существовало две модификации приемов к АРИЗ-71. Первый вариант был выпущен в виде брошюры [11], а окончательный – в книге «Алгоритм изобретения» [10]. В книге «Творчество как точная наука» [14] частично изменено название приема 9 и его формулировка, сделаны некоторые изменения и корректировки отдельных подприемов4. В книге «Поиск новых идей» [15] приемы взяты из книг «Алгоритм изобретения» и «Творчество как точная наука».
Развитие поискового аппарата
Поисковый аппарат необходим для определения приема, с помощью которого можно разрешить конкретное техническое противоречие. В окончательном виде он представляет собой таблицу с универсальными параметрами по вертикали и горизонтали, а на пересечении строк и столбцов находятся номера приемов.
Первоначально количество приемов было небольшое и не было потребности создавать систему их выбора. Приемы можно было быстро просмотреть и определить какой из них подойдет для решения данной задачи. В дальнейшем количество приемов увеличивалось и такая потребность появилась.
Прообраз таблицы разрешения противоречий появился в 1962 году [4]. 36 приемов разбили на 10 групп – «типовые технические противоречия» (как мы писали раньше – это прообразы универсальных параметров). Таблица приведена в приложении 1. Универсальные параметры («типовые технические противоречия») мы приводили выше.
А. Недопустимое увеличение веса объекта.
Б. Недопустимое увеличение длины объекта.
В. Недопустимое увеличение площади объекта.
Г. Недопустимое увеличение объекта.
Д. Недопустимое изменение формы.
Е. Недопустимое повышение мощности (или энергии).
Ж. Недопустимое снижение надежности.
З. Недопустимое снижение производительности.
И. Противоречивое сочетание требований к условиям работы объекта.
К. Возникновение вредных факторов, например, вредных сил.
В АРИЗ-63 универсальные параметры не менялись, только в п. «Е» было добавлено слово «материалов» (Е. Недопустимое повышение мощности, энергии, материалов).
В 1964 году были сформированы образ универсального параметра и вид таблицы (см. приложение 1). В дальнейшем их вид не менялся, а только появлялись новые универсальные параметры и на основе обработки все большего статистического материала пополнялись данные таблицы. В АРИЗ-64 использовались следующие 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
В 1965 году поисковый аппарат практически не изменился: универсальные параметры остались те же, а в результате обработки еще большего статистического материала, были откорректированы данные таблицы и заполнено большее количество клеточек.
В 1968 году была разработана таблица с 32 универсальными параметрами:
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
Появилось 16 новых универсальных параметров:
Ускорение
Сила
Напряжение или давление
Продолжительность действия
Прочность
Форма
Температура
Освещенность
Количество вещества
Производительность
Готовность к действию
Стабильность
Потери
Удобство изготовления
Удобство контроля
Удобство ремонта
Адаптация
Однородность
Сложность
Универсальность
Степень автоматизации
В 1971 году была разработана таблица с 39 универсальными параметрами:
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. Потери энергии
23. Потери вещества
24. Потери информации
25. Потери времени
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. Удобство изготовления
33. Удобство эксплуатации
34. Удобство ремонта
35. Адаптация, универсальность
36. Сложность устройства
37. Сложность контроля и измерения
38. Степень автоматизации
39. Производительность
Появился новый универсальный параметр: «Устойчивость состава объекта». Некоторые параметры расширили свое понимание. Так параметры: «вес», «длина», «площадь», «объем» и «продолжительность действия» стали рассматриваться для подвижного и неподвижного объектов, а параметр «вредные факторы» действующие на объект: извне и генерируемые самим объектом. Шесть универсальных параметров из АРИЗ-68 не были использованы в АРИЗ-71 – это: «ускорение», «готовность к действию», «стабильность», «удобство работы», «удобство контроля» и «однородность».
Общая динамика развития системы приемов, подприемов и универсальных параметров показана на диаграмме.
Общая динамика развития системы приемов
Анализ развития приемов
В приложениях приведены приемы разрешения противоречий, их сравнительный анализ и другие виды приемов.
В приложении 1 приведены списки всех известных автору приемов, универсальных параметров и таблиц использования приемов разрешения технических противоречий, разработанных Г.
Альтшуллером.
Сравнительный анализ проведен отдельно, как по универсальным параметрам, так и по приемам (см. приложение 2). Анализ выполнен в виде таблиц, в которых сравниваются варианты универсальных параметров и приемов, что позволяет проследить их эволюцию. Отличия выделены цветом.
Анализ показал, что окончательный вариант системы основных приемов к АРИЗ-71 не содержит некоторых универсальных параметров, приемов и подприемов, которые были в предыдущих вариантах.
В универсальных параметрах к АРИЗ-71 отсутствуют:
– ускорение,
– готовность к действию,
– стабильность,
– удобство работы,
– удобство контроля,
– однородность.
В 40 основных приемах устранения технических противоречий к АРИЗ-71:
– отсутствует прием «Принцип изменения среды». «Изменить характеристики среды, в которой работает объект или заменить эту среду».
– отсутствуют подприемы:
а) В приеме «17. Принцип перехода в другое измерение» подприем: «При нескольких объектах – изменить их взаимное расположение в пространстве».
б) В приеме «20. Принцип непрерывности полезного действия» подприем «Перейти от поступательно-возвратного движения к вращательному».
в) В приеме «35. Изменение физико-химических параметров объекта» подприем «Изменить давление и объем».
– убраны названия приемов:
а) Принцип «клин – клином» и принцип «перегибание палки». Их содержание вошло в прием 22 «Обратить вред в пользу».
б) «Использование электрических, магнитных и электромагнитных полей». Его содержание вошло в прием 28 «Замена механической схемы».
Более детальные отличия можно посмотреть в приложении 2.
Другие виды приемов
Позже были разработаны:
– 10 дополнительных приемов5 (приложение 3),
– системы разрешения физических противоречий (приложение 4):
а) парные приемы (прием – антиприем)6,
б) приемы, разбитые на группы,7
в) способы разрешения физического противоречия8,
– макро- и микроуровни приемов устранения противоречий9.
Выводы
Систему основных приемов разрешения технических противоречий Г. Альтшуллер развивал с 1956 по 1971 год. К 1964 году полностью была сформирована система приемов и поисковый механизм. В дальнейшем развитие шло по количественному увеличению и редактированию приемов, подприемов и универсальных параметров.
К середине 70-х годов 20-го века появилось понятие физического противоречия (ФП) и были предприняты попытки найти инструменты разрешающие ФП – приемы разрешения ФП. К этому времени был создан первый указатель физических эффектов, начали развиваться вепольный анализ и стандарты на решение изобретательских задач, а к началу 80-х годов эти инструменты уже позволяли решать многие стандартные задачи без использования АРИЗ. С помощью системы стандартов решения получали быстрее и на более высоком уровне, по сравнению с использованием системы 40 основных приемов разрешения технических противоречий.
На Петрозаводской конференции разработчиков и преподавателей ТРИЗ 1980 года Г. Альтшуллер предложил отказаться от использования системы 40 приемов. К середине 80-х годов приемы устранения технических противоречий все реже применялись для решения изобретательских задач.
Однако системы стандартов и различных видов эффектов не включили всю эвристическую силу приемов, поэтому для решения некоторых задач все еще использовали приемы разрешения противоречий.
Работу по созданию единой системы инструментов начал Б. Голдовский в «Комплексном методе»10, в дальнейшем Л. Певзнер разработал систему микростандартов11, а в 1991 г. Б. Злотин и А. Зусман создали систему операторов12, которая объединила все инструменты ТРИЗ существовавшие на то время. В 1999 году В. Петров проделал аналогичную работу по объединению инструментов ТРИЗ, включая и законы развития систем13.
В окончательный вариант системы 40 основных приемов разрешения технических противоречий не вошел весь набор эвристических приемов, разработанных Г. Альтшуллером в предыдущих модификациях. Весь набор приемов приведен в данной работе и может быть использован для дальнейшего развития инструментов ТРИЗ.
Литература
1. Альтшуллер Г. С., Шапиро Р. Б. Психология изобретательского творчества. – Вопросы психологии, 1956, №6. – С. 37—49.
2. Альтшуллер Г. С., Шапиро Р. Б. Изгнание шестикрылого Серафима. – Изобретатель и рационализатор, №10, 1959. – С. 20—30.
3. Альтшуллер Г. С. Как научиться изобретать. – Тамбов: Кн. изд., 1961, 128 с.
4. Альтшуллер Г. С. Как работать над изобретением. О теории изобретательства. Азбука рационализатора. – Тамбов: Тамбовское книжное издательство, 1963. – С. 274—304.
5. Альтшуллер Г. С. Основы изобретательства. – Воронеж: Центрально-Черноземное кн. изд., 1964, 240 с.
6. Корнеев С. Алгебра и гармония. Библиотека новатора вып. 2. – Тамбов: Тамбовское книжное издательство, 1964, 65 с. Брошюра – литературная обработка С. Корнеева типового семинара проводимого в то время Г. Альтшуллером.
7. Альтшуллер Г. С. Внимание: Алгоритм изобретения! – Еженедельник «Экономическая газета» №35, 1 сентября 1965 года. Приложение «Технико-экономические знания» выпуск 27-й (41-й), 16 с.
8. Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. – М: Московский рабочий, 1969. – 272 с.
9. Алгоритм решения изобретательских задач АРИЗ-68/Сост. Г. С. Альтшуллер. – Баку: Гянджлик, 1970. – 19 с. (ротапринт).
10. Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. – М: Московский рабочий, 1969. – 272 с.
11. Альтшуллер Г. С. Основные приемы устранения технических противоречий при решении изобретательских задач. – Баку: Гянджлик, 1971. – 52 с.
12. Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. – М: Московский рабочий, 1973. – 296с.
13. Альтшуллер Г. С. Дополнительный список приемов устранения технических противоречий. – Баку, 1972—73 (рукопись).
14. Альтшуллер Г. С. Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач. – М.: Сов. Радио, 1979, 184 с. – Кибернетика.
15. Поиск новых идей: от озарения к технологии (Теория и практика решения изобретательских задач) / Г. С. Альтшуллер, Б. Л. Злотин, А. В. Зусман, В. И. Филатов. – Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989. – 381 с.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Типовые приемы решения технических противоречий
АРИЗ-56
Типовые приемы решения технических противоречий14
1. Прообразы (аналогия)
а) в природе,
б) в технике.
2. Произвести изменения:
а) в пределах системы,
б) во внешней среде,
в) в сопредельных системах.
АРИЗ-59
Типовые приемы решения технических противоречий15
1. Изменения в самом объекте:
1.1. в данной машине;
1.2. данном технологическом процессе и т. д.;
1.3. изменение размеров;
1.4. числа частей;
1.5. формы;
1.5. взаимосвязи частей;
1.7. материала;
1.8. температуры;
1.9. давления;
1.10. скорости и т. д.
2. Изменения во внешней среде:
2.1. изменение параметров среды;
2.2. замена среды;
2.3. использование среды для выполнения полезных функций.
3. Изменения в других (соседних для данного) объектах:
3.1. установление взаимосвязи с соседними объектами;
3.2. изменение характера ранее установленной взаимосвязи;
3.3. отказ от соседнего объекта за счет переложения его функций на данный объект.
4. Исследование прообразов из других отраслей техники (поставить вопрос: «Как данное противоречие устраняется в других отраслях техники?»)
5. Исследование прообразов в природе (поставить вопрос: «Как данное противоречие устраняется в природе?»)
АРИЗ-61
Типовые приемы решения технических противоречий16
1. Изменения в самом объекте:
1.1. Изменение размеров;
1.2. Изменение формы;
1.3. Изменение материала;
1.4. Изменение температуры;
1.5. Изменение давления;
1.6. Изменение скорости;
1.7. Изменение окраски;
1.8. Изменение взаимного расположения частей;
1.9. Изменение режима работы частей с целью максимальной их нагрузки.
