Курс Современный ТРИЗ. Модуль Диалектический подход в ТРИЗ

Отсюда неизбежен вывод и требование при исследовании любого предмета: необходимо понять то взаимодействие элементов, которое обусловило его возникновение, функционирование и развитие. При объяснении любого свойства предмета необходимо выявить соответствующее взаимодействие элементов, составляющих предмет и взаимодействие последнего с другими предметами.

Случайное существует в области не отношений причины с их следствиями, а в области образования причин. Случайность возникает в моментах пересечения необходимых причинно-следственных рядов, где образуются новые причины, и включатся во взаимодействие новые элементы. Для отдельного животного случайно, где оно родилось; какую среду находит вокруг себя; для материнского растения случайно, куда ветер разносит его семена; для дочернего растения случайно, где находит почву то зерно, из которого оно вырастает.

Необходимость – это то, что при соответствующих условиях наступает неизбежно, установление той или иной необходимой связи позволяет распространять ее на все аналогичные случаи, делать вывод о ее существовании в каждом объекте, относящемуся к конкретному классу. Но в содержание принципа детерминизма входят и ряд других требований, сформулированных на основе причинности. В частности, это принцип содержания и формы.

7. Принцип историзма

Суть принципа состоит в том, что в процессе познания вещи во взаимосвязи понятий, в их движении, взаимопереходах должно воспроизводиться развитие этой вещи, явления, ее собственное движение, ее собственная жизнь. Самое надежное в том чтобы приобрести новое знание и не дать затеряться в массе сопутствующих явлений или борющихся мнений – это не забывать основной связи, смотреть на вопрос с точки зрения того, как оно возникло, какие главные этапы в своем развитии проходило, и с точки зрения этого развития смотреть, каким явление стало теперь.

Важно не простое описание происходящих в объекте изменений, смены качественных состояний, а выявление необходимой связи между следующими друг за другом явлениями, закономерностей развития, его настоящего и возможности превращения в новое качество, являющееся отрицанием и в тоже время продолжением прежнего, сохранением его в преобразованном виде.

Подлинно исторический подход к выявлению тенденций дальнейшего развития явления состоит в том, чтобы:

– изучить и проанализировать по возможности все имеющиеся пути его дальнейшего развития;

– выделить основную тенденцию развития;

– практически реализовать эту тенденцию, создать условия для его осуществления.

Часто естественным кажется начинать исследование с начальных форм существования объекта, а затем, в ходе анализа, прослеживая изменение этих форм, переходить к более развитым и, наконец, к той, которая выражает наиболее зрелое состояние. Однако, это ошибочно. Анализ незрелого не дает закономерности из-за того, что зачатки тех или иных свойств и связей, составляющих сущность, можно заметить только в тех незрелых формах, если познаны уже зрелые состояния. Фактически необходимо сначала анализировать наиболее зрелые формы и от них переходить к незрелым. Как известно, анатомия человека – ключ к анатомии обезьяны. Намеки на более высокое у низших видов животных могут быть поняты, только если само это высокое уже известно.

Принцип предполагает выделение явления в чистом виде и отделение необходимого от случайного. Так, если рыночная цена сильно отклоняется от себестоимости, то необходимо рассмотреть их раздельно, рассматривая сначала себестоимость как основу формирования цены. Для нас это означает, что мы отходим от случайного, чтобы иметь перед собой в чистом виде явление формирования себестоимости и уйти от побочных обстоятельств, затемняющими истинный ход процесса.

8. Принцип противоречия

Принцип учит рассматривать объекты и явления как имеющие в себе внутренние противоречия, определяющие ход их развития. "Пока мы рассматриваем вещи как покоящиеся и безжизненные, каждую в отдельности, одну рядом с другой, и одну вслед за другой, мы находим здесь определенные свойства, которые частью общи, частью различны или даже противоречат друг другу, но, в последнем случае распределены между различными вещами и, следовательно, не содержат в себе противоречия. Но совсем иначе обстоит дело, когда мы начинаем рассматривать вещи в движении и изменении в их жизни, во взаимном действии друг на друга. Здесь мы сразу наталкивается на противоречия".

Поэтому условием познания должно быть познание объекта как единства противоположностей, раскрытие свойственных ему внутренне противоречивых тенденций, их борьбы.

Принцип выражается в раздвоении единого. Классическим примером является выделение основного простейшего отношения в маркетинге – отношений обмена товаров. Анализ, который можно провести, вскроет в нем многие последующие противоречия. Дальнейшее развитие показывает взаимосвязь изменений и противоречий в процессе обмена, и охватывающих различные стороны взаимоотношений потребителей и поставщиков. В физике сущность электричества была познана с открытием электрона и протона – двух противоположностей, и представлением атома как их единства.

В результате взаимодействия с элементами, образующими как сам предмет, так и в результате взаимодействия с другими вещами, объект непрерывно изменяется и вместе с тем сохраняет себя и свое качество. Значит, в одно и тоже время в одних и тех же отношениях он является и собой и другим – тождеством противоположностей. Пока существует это тождество, существует и вещь. Нарушение же его на определенной стадии развития противоречия приводят к уничтожению данной вещи и возникновению другой, которая тоже будет представлять собой единство изменения и устойчивости, поскольку противоречие является основной возникновения вещи и ее существования.

Вещь существует постольку и до тех пор, пока имеют место взаимодействия, составляющие необходимое условие ее существования. Противоположность вещи существует в каждой конкретной вещи как возможность ее превращения при соответствующих условиях в другую вещь.

Познание противоречий осуществляется через обнаружение в исследуемом объекте различных противоположных явлений и установление взаимосвязи и взаимозависимости между ними, взаимоперехода. Взаимопереход – это то общее отношение противоположностей, которое лежит в основе противоречивых форм. При этом наблюдается борьба – переход из одной формы противоположности в другую при определенных условиях.

Противоречие доводится до крайности, когда его стороны приобретают относительную самостоятельность. Разрешение этого противоречия состоит в раскалывании целостной системы на множество "осколков" – новых форм, на одной из которых вырастет более свежее "дерево" – новая система.

Превращение в свою противоположность – это "достижение, в конечном счете, такого пункта, который полярно противоположный исходному, составляет неизбежную судьбу всех исторических движений, участники которых имеют смутное представление о причинах и условиях их существования и поэтому ставят перед собой чисто иллюзорные цели". (Ф. Энгельс. Соч. т. 22, стр. 21-22).

Примером противоречий на рынках является следующий: кризис рождается как безрассудное увеличение производительных сил далеко за пределы того, что могут поглотить рынки.

9. Принцип диалектического отрицания

Если закон единства и борьбы противоположностей раскрывает борьбу нового со старым, являющимся внутренним источником развития, закон перехода количественных изменений в качественные – характер развития и формы перехода от старого качественного состояния к новому, то закон отрицания отрицания определяет в каком направлении происходит развитие, в какой форме и как осуществляется связь преемственность в развитии. Всякое развитие независимо от его содержания можно представить как ряд различных ступеней развития, связанных друг с другом таким образом, что одна является отрицанием другой.

Отрицание вырастает из противоречивости предметов и процессов, из наличия в них отрицающих друг друга сторон и тенденций, внутренних законов, а не каких-либо внешних сил. Истинное отрицание предполагает разделение на противоположности, их борьбу и разрешение, причем в мышлении на основе приобретенного опыта вновь достигается первоначальный исходный пункт, но на более высокой ступени.

Чтобы отрицание стало истинным, что-либо не только подвергается отрицанию, но и снова это отрицание снимается, следовательно, первое отрицание необходимо произвести таким образом, чтобы второе оставалось или стало возможным.

По отношению к простым, первоначальным положительным утверждениям, положениям, требуется указание различия, связи, перехода. Без этого простое положительное утверждение будет всего лишь безжизненным утверждением. Второе отрицание требует единства, т.е. связи отрицательного с положительным, нахождения этого положительного в отрицательном.

Пример. Разложение рынка в момент кризисов на массу изолированных, взаимно отталкивающих (конкурирующих) мелких компаний, есть уже само по себе уничтожение всех корпоративных, национальных и вообще особых интересов и необходимая ступень к новому и более свободному самообъединению рынка на новой основе.

10. Принцип восхождения от абстрактного к конкретному

Познание следует начинать с простейших абстрактных понятий и переходить к понятиям все более конкретным, отрицающим предшествующие понятия и включающим последние в себя в качестве моментов в ступени развития своего содержания.

Абстрактное всеобщее, развиваясь само, порождает и тем самым обосновывает последующие понятия, имеющие уже некоторое определенное содержание. А указанные понятия, обособляясь, порождают другие, еще более конкретные понятия и т.д., пока все это движение не возвратится к исходному понятию, которое теперь уже выступает как результат предшествующего развития, как обоснованное и выведенное из предшествующих понятий.

Исследование должно начинаться с понятий, отражающих простейшие общие или всеобщие стороны отношения предмета. Причем в качестве исходного звена следует брать не любую всеобщую сторону, а такую, которая является решающей, определяет все другие его стороны. Выделив главную, решающую сторону, мы должны взять ее в развитии, т.е. проследить, как она возникла, какие стадии прошла и как она влияет на все другие стороны.

Все возможности теории исчерпываются, когда достигается наивысший уровень абстракции ее понятий. После этого уже не может появиться никакой другой формы этой теории. А конкретное потому и конкретно, что оно есть синтез многих определений, следовательно, единство многообразного.

11. Принцип единства исторического и логического

Логическое – это необходимая связь мыслей, отражающих предмет в виде понятий. Историческое – это объективная действительность в развитии. Соответствие исторического и логического проявляется лишь в необходимой, закономерной, а не произвольной связи.

12. Принцип единства анализа и синтеза

Мышление состоит столько же в разложении предметов познания на их элементы, сколько и в объединении связанных друг с другом элементов в некоторое единство. Цель анализа состоит не только в том, чтобы разложить данное конкретное явление, но и в том, чтобы придать форму абстракций отдельным сторонам его. При синтезе расчлененные элементы соединяются уже не друг с другом, а с другим целым или с элементами других целостных систем. Каждый элемент, будучи качественно обособленным, обладает не только определенной самостоятельностью в рамках целого, но и зависит от других элементов, от характера связи с ними.

Первой стадии познания соответствует прямой анализ и синтез: анализ как непосредственное мысленное расчленение явлений на отдельные части (свойства), а синтез как непосредственное соединение в единое целое вычлененных отдельных сторон (свойств). Однако при этом невозможно обеспечить различение существенного от несущественного, необходимого от случайного.

При переходе со стадии фиксирования общих свойств к определению их причин, прямой анализ и синтез становится непригодным. Необходим новый качественный вид анализа. Это уже не механическое расчленение целого на части и не механическое объединение. Здесь осуществляется выявление определенной причинно-следственной связи. Она является стержнем, вокруг которого вращается весь анализ и синтез.

В самом деле, имеющиеся следствия, а затем и предполагаемая причина определяют здесь и отбор явлений для анализа и порядок расчленения их на части, и выделение тех сторон, которые представляют наибольший интерес для исследования, и, наконец, направленность синтезирования.

Расчленяют лишь то, что непосредственно связано с постигаемой причинно-следственной связью, также как и синтез объединяет лишь то, что предполагается искомой причинно-следственной связью. Этот вид анализа дает возможность переходить от несущественного общего к существенному, обеспечивает раскрытие того или иного свойства, но он недостаточен для познания сущности.

Чтобы познать сущность явления, необходимо знание не отдельных сторон, а всей системы и сторон не как таковых, а в их взаимоотношениях с другими сторонами исследуемого целого. Этого не может дать качественный анализ.

Переход от объяснения отдельных сторон явления, от определения отдельных свойств к более или менее полному воспроизведению их сущности производится при помощи структурно-генетического метода анализа и синтеза. Он характеризует то, что здесь расчленение целого на части и их объединение в целостную систему осуществляется в процессе познания от основы к обоснованному, от абстрактного к конкретному. Согласно данному методу, познание сущности явления должно осуществляться путем вычленения решающих сторон, звеньев или отношений, развитие которых обусловливает формирование сущности исследуемых явлений. Эти сущностные отношения принимаются за исходное начало, за исходную "клеточку", и затем прослеживаются все этапы их развития, возникновение одного следствия за другим и образование шаг за шагом всего исследуемого целого.

Делаемые выводы – это ничто без того развития, которое к ним привело. Выводы более чем бесполезны, если они превращаются в нечто самодовлеющее, если они не становятся снова предпосылками для дальнейшего развития. Но выводы должны принять на время определенную форму, они в своем развитии должны освободиться от расплывчатой неопределенности и сложиться в ясные мысли.

2. Диалектические модели ТРИЗ

2.1. Базовая модель Идеальный конечный результат

Идеальный конечный результат (ИКР) – это предварительная модель будущего решения задачи, в которой пространство поиска ресурса, обеспечивающего выполнение проблемной функции, сужено до границ этой функции.

Свойства Идеального Конечного Результата

• Объектность: ИКР может быть сформулировано по отношению к каждому из элементов конфликтующей пары и другим элементам ИС;

• алгоритмичность: можно задать алгоритм (правило) формулирования ИКР;

• многозначность: ИКР не дает однозначного указания на искомый ресурс.

Назначение Идеального конечного результата

Назначение ИКР – сузить область поиска нужного ресурса и активизировать его поиск

Особенности определения

ИКР – это одна из наиболее сильных моделей ТРИЗ. В самом деле, если нужное требуемое выполнение проблемной функции происходит само, без привлечения других функций, то никакие посторонние ресурсы больше не нужны. Остается лишь придумать, как этого достичь за счет того, что у уже есть: инструмента, изделия и действия одного на другое.

ИКР вводится сразу на уровне операционного определения, т.е. с помощью указания тех операций, выполнение которых дает возможность получить эту модель:

БЛОК-ВСТАВКА. ИЗ ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ АРИЗ

В АРИЗ-82Б введен вариант замены изделия, если оно четко не указано по условиям задачи, т. е. когда Нежелательная Функция (НФ) оказывает воздействие на внешнюю среду неким «икс-элементом». Больше того, в этой же редакции АРИЗ икс-элементом можно заменить и НФ, если он плохо поддается управлению. При этом меняется и операционное определение ИКР, относимое теперь к икс-элементу:

«Икс-элемент, не усложняя систему, устраняет (указать вредное действие), сохраняя способность совершать (указать полезное действие)».

В АРИЗ-85В икс-элемент (на шаге 1.6) становится неотъемлемой частью модели задачи, а ИКР разбивается на две части, два уровня – системный (ИКР-1) и подсистемный (ИКР-2). При этом область поиска решения сужается до оперативной зоны и оперативного времени:

«ШАГ 3.1. Записать формулировку ИКР-1:

икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет (указать вредное действие) в течение оперативного времени (ОБ) в пределах оперативной зоны (03), сохраняя способность инструмента совершать (указать полезное действие)».

И далее:

«ШАГ 3.5. Записать формулировку идеального конечного результата ИКР-2:

оперативная зона (указать) в течение оперативного времени (указать) должна сама обеспечивать (указать противоположные физические макро – или микросостояния)».

ИКР формулируют по простой схеме: один из элементов конфликтующей пары (или в нашем определении – носитель, или объект, функции) сам устраняет вредное (ненужное, лишнее, мешающее ТС развиваться) действие, сохраняя способность осуществлять основное действие.

Иными словами, задачу по улучшению существующей, плохо выполняемой функции, нейтрализации вредной или реализации какой-либо новой функции возлагают на элемент ИС, уже выполняющий в ней какую-то полезную функцию. Смысл формулировки ИКР заключается в том, чтобы при разрешении конфликта между элементами КП получить ориентир для перехода к сильным решениям.

Что значит «сильным», в чем их сила? Их сила в полноте удовлетворения всем требованиям задачи при одновременном минимуме используемых для ее решения ресурсов. В сильном решении нужное событие, эффект достигается практически «даром».

Как пишет Г.С. Альтшуллер: «Переход к ИКР отсекает все решения низших уровней, отсекает без перебора, сразу. Остаются ИКР и те варианты, которые близки к ИКР и потому могут оказаться сильными. Дальнейший отсев вариантов происходит при формулировании физического противоречия».

Формулировка ИКР концентрирует внимание на объекте или иск-элементе, по отношению к которому она была сделана. И это может помешать рассматривать все множество ресурсов, обеспечивающих достижение ИКР, но не принадлежащих самому этому объекту (икс-элементу).

Искать ресурсы надо, все же немного выходя за пределы свойств самого этого объекта (икс-элемента). Иными словами, формулировка ИКР сужает круг поисков, а значит и возможность решения задачи, но зато этот круг смещается в зону сильных решений, лежащих порой далеко от тех ресурсов, которые изначально могут показаться очевидными.

Формулируя ИКР, мы сразу ориентируем себя на поиск идеальной системы, в которой бы не было конфликта.

В настоящее время в практике решения задач:

1) ИКР может формулироваться по отношению к каждому из элементов КП (свойство объектности) или икс-элементу, подменяющему еще неизвестный ресурс или один из элементов КП;

2) тем не менее, в каждой формулировке ИКР всегда должно быть только одно действие,

3) на практике модель ИКР часто используют менее строго, чем она определена, и рассматривают как образ, сужающий поле поиска ресурса для решения задачи, в этом случае ИКР может формулироваться в более произвольной форме по отношению к основным элементам наших моделей – не только НФ и ОФ, но и самому действию;

4) формулировка, как правило, содержит слово «сам(а,о)». ИКР оказывает существенную помощь в поиске нужного ресурса, создавая его образ, Однако этот вариант, конечно, подходит далеко не для всех случаев, и тогда приходится применять более сильные инструменты – противоречия.

Виды ИКР

Виды ИКР фактически описаны выше. Добавим, что в разработке Г.И. Иванова (см. АРИП) предложено удобное объединение и развитие указанных вариантов:

«Элемент … (указать выбранный ранее приоритетный носитель ресурса), используя … (указать имеющиеся у него поле, свойство, т. е. собственно сам ресурс), САМ выполняет или содействует выполнению (указать проблемную функцию) взаимодействуя с (другим выбранным ресурсом и его свойством, если мы решили использовать несколько ресурсов) не допускает … (указать недостаток, который должен быть устранен)».

Или в варианте с икс-элементом:

«Система для … (указать функцию ТС) сама, используя х-элемент, не допускает или устраняет … (указать недостаток, который должен быть устранен)».

(Приведено по Иванову Г.И. Алгоритм решения инженерных проблем. URL: http://www.ratriz.ru/pr_ ARIP.htm).

2.2. Базовая модель Противоречие

Противоречие – это модель конфликта при взаимодействии: сопоставление противоположных требований или свойств к носителю ресурса для выполнения разных функций.

Назначение противоречия

Противоречие позволяет еще больше (по сравнению с ИКР) сузить зону поиска ресурса (направить этот поиск преимущественно на ресурсы системы, и даже еще уже, ресурсы, прилегающие к зоне конфликта). С его помощью мы можем перевести процесс решения задачи с языка привычной нам формальной (классической) логики в многомерное пространство нашего подсознания, работающего на логике нежесткой, вероятностной.

Свойства противоречия

• Алгоритмичность: можно задать четкий алгоритм (правило) формулирования противоречия;

• бинарность: противоречие всегда формулируется по отношению к двум конфликтующим элементам;

• причинность: противоречие отражает результаты процессов в Системе, изменяющихся по мере развития этой ТС;

В полной формулировке противоречия указывается причина появления требований или свойств для каждого из элементов, входящих в формулировку;

• системность: для любой системы может быть построена система противоречий;

• нелогичность: противоречие не может быть строго разрешено с помощью классической логики.

Виды противоречий

Административное противоречие (АП) – модель ИС, в которой ясно, что надо сделать, но не известно, каким образом.

С него может быть начата постановка задачи. Если, конечно, искать сильные решения, а не ограничиваться «инженерными», а то и просто административными решениями.

Техническое противоречие (ТП) – модель конфликта, состоящая из описания двух состояний инструмента (НФ) с выявлением положительных и отрицательных последствий каждого из этих состояний.

В некоторых случаях, например, в задачах на обнаружение, когда еще нет инструмента для выполнения требуемой функции, в качестве НФ допускается условно выбирать несуществующие, гипотетические противоположные состояния имеющегося изделия.

Операционное определение – алгоритм формулирования ТП 1:

1) записать условие задачи без специальных терминов по форме:

• указать первый недостаток Н Э -1;

• сформулировать средство устранения НЭ-1;

1 Такая формулировка позволяет не потерять всех выявленных на предыдущих этапах анализа требований к КП.

2 Эту запись уже можно назвать задачей, которую мы затем будем уточнять и решать, хотя

Операционное определение – алгоритм формулирования ТП 1:

1) записать условие задачи без специальных терминов по форме:

– указать первый недостаток НЭ-1;

– сформулировать средство устранения НЭ-1;

Такая формулировка позволяет не потерять всех выявленных на предыдущих этапах анализа требований к КП. Эту запись уже можно назвать задачей, которую мы затем будем уточнять и решать,

• записать второй недостаток НЭ-2, возникающий, если использовать средство устранения НЭ -1;

2) сформулировать первое техническое противоречие ТП-1, по форме:

если А (описать средство устранения), то хорошо В (устранение НЭ-1), но плохо С (возникновение Н Э -2);

3) сформулировать второе техническое противоречие ТП-2, по форме:

если не А (без средства устранения), то нет С (нет НЭ-2), но плохо В (есть НЭ-1).

Другая, близкая форма ТП-2:

если не А (без средства устранения), то хорошо D, но плохо В (есть Н Э -1).

Физическое противоречие (ФП) – предъявление требований к наличию противоположных (взаимоисключающих) свойств одного элемента для выполнения им разных функций.

Операционное определение – алгоритм формулирования ФП:

0перативная Зона (О 3) (частицы вещества в 0 3) в течение Оперативного Времени (ОВ) должна обладать свойством С, чтобы выполнять (одна из конфликтующих функций или требований), и должна обладать свойством —С (не С), чтобы выполнять (другая конфликтующая функция или требование).