Основы ТРИЗ. Теория решения изобретательских задач. Издание 3-е, исправленное и дополненное

Основы ТРИЗ

Теория решения изобретательских задач. Издание 3-е, исправленное и дополненное

Владимир Петров

© Владимир Петров, 2024

ISBN 978-5-0059-9117-1

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Основы ТРИЗ. Издание 3, исправленное и дополненное: учебник / В. М. Петров. 2023.

Это переработанное и дополненное издание книги «Петров В. М. Теории решения изобретательских задач – ТРИЗ: Издание 2-е, исправленное и дополненное/ Владимир Петров. [б. м.]: Издательские решения, 2018. – 720 с. – ISBN 978-5-4493-3726-9

Честь текста этой книги публиковалась во 2-м издании.

Книга включает новые разделы и значительно увеличено число примеров и задач из разных областей знаний таких как: бизнес, техника и технология, программирование и информационные системы, биология, жизненные ситуации и т. д.

Приводится обширный список литературы по ТРИЗ.

Данный учебник посвящен системному изложению теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). В книге подробно рассмотрены методы постановки нестандартных задач и способы их решения, законы развития систем, методика прогнозирования развития систем, структурный анализ и синтез систем, методы моделирования систем, способы выявления и разрешения противоречий, методика выявления и использования ресурсов.

Теоретический материал иллюстрируется большим количеством примеров, задач и графического материала (более 500 примеров и задач и более 300 иллюстраций). В конце каждой главы представлен материал для самостоятельной работы.

Книга предназначена для бизнесменов, руководителей разных уровней, инженеров, изобретателей, ученых, студентов, преподавателей университетов и людям, решающим творческие (нетривиальные) задачи.

Благодарности

Я премного благодарен Генриху Альтшуллеру, автору теории решения изобретательских задач – ТРИЗ, моему учителю, коллеге и другу, за то, что он создал эту увлекательную теорию. Признателен ему за незабываемое время, проведенное вместе с ним и за то, что он изменил мою жизнь, сделал ее разнообразней и интересней. Некоторые из материалов этой книги обсуждались с Генрихом Альтшуллером.

Список сокращений

АРИЗ – алгоритм решения изобретательских задач;

АП – административное противоречие;

А. с. – авторское свидетельство (документ, утверждающий авторское право на изобретение). Выдавался в СССР;

БД – база данных;

В – вещество;

ВПР – вещественно-полевые ресурсы;

ГФ – главная функция;

ДР – другие решения;

ЗРТС – законы развития технических систем;

И – инструмент;

ИН – измененная надсистема;

ИС – изобретательская ситуация;

ИКР – идеальный конечный результат;

ИР – идея решения (рис. 6.44);

ИР – журнал «Изобретатель и рационализатор»;

ИФ – информационный фонд;

КП – конфликтующая пара;

КР – корректировка решения;

КС – компоненты системы;

М – модель задачи;

МА ТРИЗ – международная Ассоциация ТРИЗ;

МЗ – мини-задача;

МКВ – метод контрольных вопросов;

НИОКР – научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа;

НПр – неправильное выполнение шагов;

НЭ – нежелательный эффект;

О – объект (изделие);

ОВ – оперативное время;

ОЗ – оперативная зона;

ОП – оперативный параметр;

ОР – оценка решения (рис. 6.36, 6.65);

ОР – ожидаемый результат (рис. 6.40);

ОУ – операционный усилитель;

ОФ – основная функция;

ОХР – оценка хода решения;

П – поле;

ПА – прямая аналогия;

ПЗ – подзадача;

ПН – применение системы по-новому;

ПП – поверхностное противоречие;

ПС – поверхностное свойства;

ПТ – поверхностное требований;

Пр – правильное выполнение шагов;

ПЭ – положительный эффект;

Р – решение задачи;

Р – реальность (см. Метод золотой рыбки);

РИ – развитие идеи;

РВС – размер – время – стоимость;

РТВ – развитие творческого воображения;

С – свойство системы;

СА – символическая аналогия;

СИ – состояние инструмента;

СК – состояние конфликта;

СМ – структурная модель;

СР – структурное решение;

ТП – техническое противоречие;

ТРИЗ – теория решения изобретательских задач;

ТРТЛ – теория развития творческой личности;

ТРТК – теория развития творческих коллективов;

ТС – техническая система;

УК – усиленный конфликт;

УОФ – уточненная основная функция системы;

УФК – усиленная формулировка конфликта;

Ф – фантазия (см. Метод золотой рыбки);

ФА – фантастическая аналогия;

УИКР – усиление формулировки ИКР-1;

ФН – формальная новизна;

ФП – физическое противоречие;

ФР – физическое решение;

ФСА – функционально-стоимостный анализ;

ХР – ход решения задачи;

Х-эл-т – икс-элемент.

Третье издание этой книги

В 3-м издании книги «Основы ТРИЗ» введен новый раздел 6.2. «Проверка на ложность». Прежде чем решать задачу нужно проверить ее ложная ли она. Не исключено, что это лажная задача и ее нет смысла решать.

Эта проверка включает:

– проверку цели на ложность;

– проверку требований на ложность;

– проверку проблемы на ложность.

Кроме того, дается алгоритм этих проверок.

Книга значительно расширена введением дополнительных примеров и задач, в том числе и задач для самостоятельного решения. Приведены примеры и задачи из разных областей знаний, такие как: техники и технология, программирование и информационные системы, бизнес, биология, жизненные ситуации и т. д.

Приводится обширный список литературы по ТРИЗ.

Все это поможет вам глубже разобраться в описанных подходах и инструментах ТРИЗ и получить знания, умения и отдельны навыки в решении изобретательских задач и изобретательском мышлении.

Рецензии

Олег Фейгельсон

Уважаемые читатели,

Для меня большая честь и большое удовольствие внести свой вклад в книгу «Основы ТРИЗ», написанную моим учителем и другом Владимиром Петровым.

ТРИЗ, русская аббревиатура, которая переводится на английский как Теория решения изобретательских задач, была разработана в середине прошлого века советским изобретателем и писателем-фантастом Генрихом Альтшуллером (1926—1998) и его коллегами. В настоящее время ТРИЗ практикуется по всему миру и является неотъемлемой частью инновационной культуры ряда корпораций мирового уровня, включая Samsung, General Electric, LG, Siemens, Intel, Huawei и многих других.

Владимир Петров – бывший ученик и сотрудник основателя ТРИЗ Генриха Альтшуллера, который присвоил Владимиру звание Мастера ТРИЗ. На мой взгляд, Владимир Петров – один из самых опытных, знающих и продуктивных практиков и разработчиков ТРИЗ в мире. Многие темы и инструменты ТРИЗ, в том числе «Тенденции развития технических систем» и «Алгоритм решения изобретательских задач», были значительно расширены благодаря его разработкам.

Будучи многолетним активным членом общества ТРИЗ, я могу отчетливо наблюдать изобилие инструментов и методов, которые недавно были «изобретены заново» исследователями и практиками, не знакомыми с классической ТРИЗ, разработанной в Советском Союзе в двадцатое столетие. Вероятно, это связано с тем, что многие классические рукописи, написанные пионерами ТРИЗ, доступны исключительно на русском языке. Несмотря на то, что некоторые недавние статьи содержат ссылки на ранние русские публикации, эти публикации никогда не переводились на другие языки.

В «Полной книге классической ТРИЗ» Владимир Петров отобрал и описал классические инструменты ТРИЗ, предоставив уникальную возможность прочитать об этих инструментах на английском языке. Вы не только сможете изучить эти классические инструменты ТРИЗ, но также изучите логику и мыслительный процесс, лежащие в основе этих инструментов.

Среди различных теорий, техник и методов повышения креативности людей и повышения эффективности процесса решения проблем ТРИЗ выделяется своим системным подходом. В Глобальном технологическом центре Samsung Electronics работает несколько штатных экспертов по ТРИЗ, которые применяют эту теорию в очень сложных проектах внутри компании. Мы используем аналитические инструменты ТРИЗ, описанные в книге, для выяснения проблем, остро требующих решения. Затем мы применяем инструменты решения проблем, также описанные в книге, чтобы генерировать инновационные идеи и разрабатывать возможные решения для наших клиентов. Во всей структуре Samsung Electronics более 40 000 инженеров, имеющих опыт работы с ТРИЗ посредством обучающих семинаров и разработки проектов. Говоря это, я хочу еще раз подчеркнуть ценность чтения «Полной книги классической ТРИЗ». С ним вы изучите инструменты ТРИЗ, которые уже доказали свою эффективность в широком спектре проектов во многих ведущих мировых компаниях.

Для читателей, уже знакомых с ТРИЗ, эта книга представляет собой ценный сборник классических инструментов ТРИЗ, алгоритмов и примеров.

Наконец, я хотел бы выразить благодарность Владимиру Петрову за написание «Полной книги классической ТРИЗ» и надеюсь, что все вы, читатели книги, воспользуетесь тем, что можно найти на ее страницах.

Наслаждайся чтением!

Олег Фейгенсон, к.т.н., Мастер ТРИЗ,

Президент Международной ассоциации ТРИЗ,

Главный инженер Глобального технологического центра Samsung Electronics,

Сувон, Южная Корея.

Ellen Domb

«Основы ТРИЗ» Владимира Петрова – это ресурс и справочник, в котором многие преподаватели ТРИЗ и изучающие ТРИЗ нуждаются в течение многих лет. В дополнение ко всем классическим инженерным дисциплинам Петров представляет примеры применения ТРИЗ в широком диапазоне дисциплин, включая бизнес, правительство и программное обеспечение/системы, которые игнорируются в большинстве других текстов. Петров хорошо известен своей работой по применению ТРИЗ в современной системной инженерии, и его понимание ясно проявляется в разделах, посвященных анализу функций, как в главе 3, посвященной системному мышлению, так и в главе 5, посвященной вепольному анализу.

Каждому читателю нужно будет проложить собственный путь через богатые ресурсы «Основы ТРИЗ». Несколько рекомендаций:

– Для начинающих изучать ТРИЗ советую главы: 7, 2, 4.

– Для начинающих практиков ТРИЗ, советую инструменты в главах: 3, 4, 5, 6.

– Для преподавателей ТРИЗ: Все.

– Историки ТРИЗ и других инновационных методов советую главы: 1, 2, 8, 9.

Задания в конце каждого раздела очень хорошо построены, чтобы помочь читателю научиться применять концепции этого раздела к его/ее собственным обстоятельствам. Я рекомендую упражнения читателю – попробуйте их все, а не только те, которые кажутся знакомыми!

Большое спасибо Владимиру Петрову за «Основы ТРИЗ». Это поможет всему сообществу ТРИЗ углубить свое понимание ТРИЗ и их способность применять ТРИЗ к локальным и глобальным проблемам технического, социального и экологического улучшения.

Эллен Домб, Ph. D.

Основатель журнала ТРИЗ (The TRIZ Journal), США.

Сергей Яклвенко

Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) становится все более и более признанной неотъемлемой частью системного инновационного подхода в рамках корпоративной инженерной культуры. Samsung, General Electric, LG, Hyundai Motor Company, Siemens – лишь некоторые из тех, кто уже много лет внедряет и использует ТРИЗ.

У читателей есть поистине уникальная возможность узнать и испытать ТРИЗ из самого подлинного источника – Мастера ТРИЗ Владимира Петрова, одного из ближайших соратников основателя ТРИЗ Г. А. Альтшуллера.

Книга представляет собой полное руководство по так называемой Классической ТРИЗ – ядру методологии, лежащей в основе фазы решения проблем. Очень подробное и исчерпывающее объяснение инструментов, снабженное убедительными и разнообразными примерами и примерами из практики, делает эту книгу обязательной как для начинающих, так и для опытных пользователей ТРИЗ.

Существует очень мало книг, в которых содержится всеобъемлющий, всеохватывающий подход к ТРИЗ; обычно они сосредотачиваются на некоторых выбранных инструментах и уточняют их. Книга Владимира Петрова отличается от других книг методичным, логичным и просветительским изложением материала, подчеркиванием отношений и взаимосвязей между различными частями ТРИЗ. Это глубокое понимание является результатом многолетнего опыта автора как в практическом применении методики, так и в обширном преподавании.

«Полная книга Классики ТРИЗ» – одна из лучших в серии книг по ТРИЗ Владимира Петрова, посвященных различным инструментам ТРИЗ и применениям методологии. Книга может быть эффективно использована в вузах и учебных заведениях как пособие по инновациям и творчеству.

Сергей Иковенко, д.т.н., к.т.н., мастер ТРИЗ,

Профессор Массачусетского технологического института и Университета Тафтса, США.

Председатель методологического и экспертного Совета Международная ассоциация ТРИЗ (МАТРИЗ).

Семен Литвин

Актуальность

Тема книги В. Петрова представляется весьма актуальной в связи с растущей потребностью в эффективной методологии, обеспечивающей достижение сильных инновационных результатов. До относительно недавнего времени инновации основывались на организационных методах, таких как Six Sigma, Lean, QFD и т. д., и методах психологической мобилизации творчества, таких как мозговой штурм. Однако с 60-х годов прошлого века в Советском Союзе была создана наука об инновациях, получившая название Теория решения изобретательских задач – ТРИЗ. Сегодня эта прикладная наука широко используется в США, Европе, Азии, Латинской Америке, России и во всем мире. Его приняли крупнейшие мировые компании, такие как General Electric, Intel, PepsiCo, Samsung, Siemens и др. Основные подходы и инструменты ТРИЗ, описанные автором книги, дают много сильных инновационных решений.

Задачи и содержание книги

Основной задачей книги является систематизация обширного собрания материалов по ТРИЗ в виде учебника для студентов технических специальностей, а также руководителей, инженеров и ученых, работающих в различных областях. Достижению этой цели посвящены следующие разделы книги: «Направления развития технических систем», «База данных ТРИЗ», «Вещественно-полевой анализ», «Алгоритм решения изобретательских задач» (АРИЗ), «Анализ диверсий», «Методы системного анализа и синтеза».

Техника стоимостного инжиниринга описана отдельно. Этот метод был успешно интегрирован в современную ТРИЗ. Этот метод анализирует как технические, экономические, так и бизнес-аспекты инновационного процесса.

Еще одной целью книги является помощь читателям в повышении их личного творчества, социальной активности и определении их роли в команде. Достижению этой цели посвящены следующие разделы книги: «Средства развития творческого воображения», «Теория развития творческой личности» и «Теория развития творческого коллектива».

Научно-методический подход

Автор глубоко проанализировал различные ТРИЗ-методы системного анализа, новые инженерные решения и прогнозирование развития системы. Автор также использовал статистику многочисленных инновационных проектов, в которых он принимал активное участие. В. Петров обращает особое внимание на инструментальность подходов и рекомендаций, представленных в книге. В книге много примеров (около 300), обучающих задач и иллюстраций (более 350). В конце каждой главы есть задачи для самостоятельной практики.

Все модификации и нововведения в инструментарии ТРИЗ, предложенные В. Петровым, прошли интенсивную практическую проверку в многочисленных проектах, выполненных автором и его коллегами для ведущих мировых компаний.

Описанная автором методика успешно прошла апробацию. С помощью этой методологии были улучшены сотни реальных продуктов и процессов. Читатели книги значительно повысят свою творческую эффективность в различных инновационных проектах по ТРИЗ.

Новинка

Ряд подходов и рекомендаций, представленных в книге, являются достаточно новыми. Необходимо отметить многолетнюю работу автора по систематизации направлений развития технических систем, являющихся теоретической основой ТРИЗ.

В целом книга написана на высоком профессиональном уровне. Здорово, что она будет опубликована и найдет свое место в умах и сердцах читателей.

Семен Литвин, PhD, Мастер ТРИЗ

Генеральный директор/Президент, GEN TRIZ, LLC, Бостон, США

Председатель Аттестационного Совета Мастеров ТРИЗ

Вице-президент по исследованиям и разработкам Международной ассоциации ТРИЗ (МАТРИЗ)

Член Института ТРИЗ им. Альтшуллера.

Член Европейской Ассоциации ТРИЗ (ETRIA).

Павел Ливотов

Способность находить нетривиальные решения, систематически генерировать новые концепции и создавать интеллектуальную собственность быстро становится решающей для достижения конкурентного преимущества и использования интеллектуального потенциала компаний. Теория решения изобретательских задач

(ТРИЗ) является важным фактором, помогающим организациям справляться с этими проблемами. ТРИЗ считается сегодня наиболее всеобъемлющей, систематически организованной методологией изобретательского знания и творческого мышления, известной человечеству. Мастер ТРИЗ Владимир Петров, один из ведущих и наиболее известных разработчиков ТРИЗ, делится в «Основы ТРИЗ» своими глубокими знаниями и всесторонним опытом изобретательской методологии. Профессор Петров, всемирно признанный выдающийся специалист в области области системного анализа, концентрируется в первую очередь на двух основных компонентах ТРИЗ – законах эволюции технических систем и изобретательском алгоритме АРИЗ. Этот подход передает основы для правильного и эффективного использования всех инструментов и методов ТРИЗ.

С более чем 300 примерами и упражнениями автор обучает основным навыкам, необходимым для нетривиального систематического изобретательского мышления. Книга может быть полезна как новичкам в ТРИЗ, так и опытным изобретателям и инженерам-исследователям. «Основы ТРИЗ» прекрасно структурирована, хорошо иллюстрирована и написана ясным, понятным языком, что делает ее также очень рекомендуемой для студентов и преподавателей технических специальностей.

Проф. д.т. н. Павел Ливотов

Разработка новых продуктов и решение изобретательских задач.

Руководитель Лаборатории продуктовых и процессных инноваций

Оффенбургский университет прикладных наук, Факультет машиностроения и технологии. Оффенбург, Германия

Валерий Сушков

Очень рад порекомендовать новую книгу Владимира Петрова, кандидата технических наук, Мастера ТРИЗ: «Основы ТРИЗ». Бесспорная ценность книги в том, что она написана доктором наук Владимиром Петровым, одним из тех, кто присоединился к самым ранним усилиям по развитию ТРИЗ. Он был не только учеником Генриха Альтшуллера, основателя ТРИЗ, но и его ближайшим соратником, активно участвовавшим в разработке ключевых принципов и инструментов ТРИЗ и вовлеченным в развитие и деятельность ТРИЗ по всему миру в наши дни.

ТРИЗ возникла в середине 1950-х годов как попытка создать науку об изобретательстве: заменить случайный, хаотичный и непредсказуемый процесс технического творчества структурированным и основанным на знаниях подходом для поддержки генерации успешных изобретательских идей по запросу. Такие попытки привели к успешным результатам, и сегодня каждый может научиться и использовать ТРИЗ для успешного создания новых изобретательских решений, когда они потребуются.

Сегодня ТРИЗ представляет собой сложную дисциплину, которая затрагивает многие инновационные темы: от поиска патентоспособных решений конкретных проблем проектирования или производства до понимания движущих сил инновационного развития продуктов и рынков и прогнозирования будущих продуктов и технологий. Современная ТРИЗ включает в себя множество инструментов, и те, которые составляют центральную структуру ТРИЗ, созданную под руководством Генриха Альтшуллера, известны как «классические». Несмотря на то, что сегодня доступен богатый выбор литературы по ТРИЗ, книги, которые представляют полный обзор классических концепций и инструментов ТРИЗ и делают это в простой для понимания форме, по-прежнему пользуются большим спросом.

Книга начинается с описания того, как были сделаны технические изобретения до ТРИЗ, объясняет основные принципы развития ТРИЗ и постепенно продвигает читателя от понимания ключевых концепций ТРИЗ к изучению ее классических инструментов.

Особое внимание в книге уделено ТРИЗ-тенденциям развития систем и возможностям их использования на практике, которые остаются одним из направлений исследований автора.

Еще одним преимуществом книги является то, что многие классические концепции ТРИЗ проясняются с точки зрения современных тенденций. Книга богато иллюстрирована более чем 300 примерами, объясняющими принципы и представленные решения.

Я хотел бы порекомендовать эту книгу как новичкам в ТРИЗ, так и продвинутым практикам ТРИЗ, которые хотят углубить и расширить свои знания о ТРИЗ и ее происхождении.

Валерий Сушков, Мастер ТРИЗ

Партнер-основатель ICG Training & Consulting

Энсхеде, Нидерланды

Валерий Прушинский

Автор «Полной книги классической ТРИЗ» Владимир Петров занимается ТРИЗ (теорией решения изобретательских задач) с 1972 года. Он был в числе первых инструкторов по ТРИЗ, организовавших учебные курсы в Санкт-Петербургском общественном университете ТРИЗ. Хотя г-н Петров успешно реализовал несколько сотен проектов, применяя ТРИЗ в различных областях технологий для многонациональных корпораций, его текущие исследования сосредоточены на обучении ТРИЗ. С 2014 года он

является профессором Плехановского экономического университета в Москве, Россия.

Г-н Петров является автором нескольких книг по освоению ТРИЗ от начального до продвинутого уровней и, наконец, интегрировал свои методы обучения в «Полную книгу классической ТРИЗ». Книга дает учащимся как общую картину современной теории ТРИЗ, так и множество упражнений и вопросов, способствующих глубокому пониманию теории и практики путем управляемого повторения, основанного на сотнях вопросов.

Книга полезна как для преподавателей ТРИЗ, так и для студентов. Это помогает студентам понять теорию решения изобретательских задач и думать как ведущие новаторы, внедряя систематическое инновационное мышление и несколько инструментов ТРИЗ. В этой книге автор тщательно объясняет аспекты классической ТРИЗ, разработанные основателем ТРИЗ Генрихом Альтшуллером, и его личные современные взгляды, разработанные на основе его многолетнего опыта применения ТРИЗ для инноваций в основных технологических областях (г-н Петров руководил и добился более 400 проектов по решению изобретательских задач с использованием различных инструментов ТРИЗ). Преподаватели и эксперты в области ТРИЗ оценят основные моменты ключевых концепций ТРИЗ, обзорные вопросы и поставленные задачи. Книга основана на нескольких редакциях учебника по теории решения изобретательских задач в рамках курса «Алгоритмы решения нестандартных инновационных задач». Эта редакция существенно улучшила исходный учебник для лучшего преподавания и учебного процесса.