Альтов Генрих
1. НАУКА ИЗОБРЕТАТЬ
1.1. МЕТОД ПРОБ И ОШИБОК - КАТАСТРОФИЧЕСКИ ПЛОХАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
2.1. ЭФФЕКТИВНОСТЬ
3.1. ТРИЗ и ТРТЛ
4.1. ТРИЗ ГЛАЗАМИ УЧЕНЫХ
5.1. КАК ОБУЧАЮТ ТРИЗ?
Альтов Генрих
Теория решения изобретательских задач - 88
Г.Альтшуллер
Теория решения изобретательских задач
СПРАВКА "ТРИЗ-88"
1. НАУКА ИЗОБРЕТАТЬ
1.1. МЕТОД ПРОБ И ОШИБОК - КАТАСТРОФИЧЕСКИ ПЛОХАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
ТВОРЧЕСТВА
Изобретательство - древнейшее занятие человека. С изобретением первых орудий труда и начинается история человека. За многие тысячи лет, прошедшие с тех пор, все изменилось, неизменной осталась только технология создания новых изобретений - МЕТОД ПРОБ И ОШИБОК: "А что, если сделать так? Ах, не получается? Ну, тогда можно попробовать сделать вот так..." ЭТА ТЕХНОЛОГИЯ ТВОРЧЕСТВА ПРЕДЕЛЬНО НЕЭФФЕКТИВНА В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОЙ НТР.
В СССР ежегодно выполняется около 150 000 научно-исследовательских разработок. Приблизительно две трети их прерываются на стадии эксперимента или испытания нового образца. Огромные средства оказываются затраченными впустую. Из 50 000 разработок, что доходят до стадии внедрения, лишь тысяча находит более или менее широкое внедрение ("Социалистическая индустрия" от 26.06.82г.). Таким образом, из 150 000 разработок жизненными оказываются только 1 000, т.е. менее 7% !
Представьте себе аэропорт, в котором из 150 ежедневно взлетающих самолетов поднимается только один, а остальные разбиваются при разбеге и взлете. Или же представьте строительную организацию, у которой из 150 домов обваливаются в процессе постройки 100, а в 49-ти домах пригодны только отдельные квартиры, и лишь один (!) дом может быть полностью заселен. Таков по эффективности метод проб и ошибок - самая расточительная из всех технологий. Применение этого метода в современном промышленном обществе неизбежно приводит к разорению общества, к упадку темпов его прогресса, к застою экономики и производства.
"Нельзя успешно двигаться вперед методом проб и ошибок, это дорого обходится обществу. Искусство политического руководства требует умения выявлять и эффективно разрешать противоречия..."
Конечно, речь в докладе идет о политике, но политика базируется на экономике, а экономика - на творческом решении задач.
К методу проб и ошибок привыкли, слова "творчество" и "перебор вариантов" стали синонимами. Упорство в переборе вариантов рассматривают как доблесть. Вот строки из обычного очерка об изобретателях: "Шли к решению проблемы почти на ощупь, перебрали множество теорий, в конце каждой из которых стояло: нуждается в практической проверке. Поставили тысячи экспериментов только для того, чтобы убедиться: пошли не туда. Испытали десятки конструкций приборов, перепаяли сотни метров проволоки и извели не поддающееся учету количество кинопленки" (Е.Марголин. Как падают яблоки. Изд. "Лиесма", Рига, 1976, с.8).
За нерешенные вовремя изобретательские задачи расплачиваться приходится не только недополученными прибылями, но и жизнями людей. ПОТЕРИ ВРЕМЕНИ, СИЛ И ЖИЗНЕЙ ИЗ-ЗА НЕСОВЕРШЕНСТВА МЕТОДА ПРОБ И ОШИБОК СТРАШНЕЕ ПОТЕРЬ ОТ ЧУМЫ, ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ И НАВОДНЕНИЙ.
1.2. МЕТОДЫ АКТИВИЗАЦИИ ПЕРЕБОРА ВАРИАНТОВ - ПУТЬ В ТУПИК
Иногда пытаются модернизировать метод проб и ошибок или интенсивнее его использовать. Такова, например, японская практика. Ее сущность: в с е служащие в с е в р е м я должны перебирать всевозможные варианты решений. На прогулке, дома, во время еды всегда! Тосабуро Наката приучил себя перебирать варианты в туалете (чтобы не пропадало время) и через два года изобрел шариковую ручку, став национальным героем...
Главный недостаток метода проб и ошибок - это, во-первых, медленное генерирование новых идей, а во-вторых, отсутствие защиты от психологической инерции (т.е. выдвижение идей тривиальных, обыденных, неоригинальных). С 20-х годов нашего столетия в разных странах стали появляться методы активизации перебора вариантов. Один из наиболее распространенных методов такого рода - мозговой штурм. Решение задачи проходит в два этапа. На первом этапе (генерирование идей) запрещена всякая критика, поощряются "дикие", явно неосуществимые, даже фантастические предложения (чтобы по возможности устранить психологическую инерцию). На втором этапе эксперты критически оценивают результаты штурма, пытаясь отобрать рациональные идеи.
Другой метод - морфологический анализ. Суть его состоит в построении таблиц, которые должны охватить все мыслимые варианты. Например, требуется предложить новую упаковку для изделий. Если на одной оси записать, скажем, двадцать видов материала (металл, дерево, картон и т. д.), а на другой - двадцать видов формы (сплошная жесткая упаковка, сплошная гибкая упаковка, рейчатая упаковка, сетчатая и т. д.), получится таблица, включающая 400 сочетаний, каждое из которых соответствует одному варианту. Можно ввести и другие оси, неограниченно наращивая число полученных вариантов. А затем в безграничном море этих вариантов - в основном, "пустых" - надо найти несколько разумных идей.
Есть и другие методы активизации перебора вариантов, например, синектика, метод фокальных об"ектов, метод контрольных вопросов и пр. Все эти методы обладают общими, принципиально непреодолимыми, недостатками:
а) нет механизма для составления списка в с е х возможных
вариантов (а значит, нет гарантии выхода на самые выгод
ные, экономичные решения),
б) нет о б " е к т и в н ы х критериев отбора лучших ва
риантов: предложения оцениваются специалистами, и выбира
ют они, естественно, то, что подсказывает им здравый
смысл (т.е. психологическая инерция): генерирование нет
ривиальных идей сводится на нет тривиальным отбором.
Причина неэффективности подобных методов в том, что они не меняют сути старой технологии перебора вариантов, сам этот перебор. Нужен принципиально новый инструмент творчества, а не "косметический" ремонт старого.
Методы активизации хороши при решении простых задач и неэффективны для задач сложных, - а таких задач в современной изобретательской практике большинство. Именно от решения сложных задач зависят темпы прогресса.
Со времени своего появления эти методы активизации не претерпели существенных изменений, это означает, что выбран неверный путь, ведущий в тупик. Нужна иная - более эффективная - технология решения изобретательских задач.
1.3. ЧТО ТАКОЕ ТРИЗ?
В 1946 году в СССР началась работа над созданием научной технологии творчества. Новая технология получила название ТРИЗ теория решения изобретательских задач. Первая публикация по ТРИЗ относится к 1956 году (7). Дальнейшее развитие отражено в книгах (8-12, 14-16) и в материалах, регулярно публиковавшихся журналом "Техника и наука" В 1979-1983 г.г. (13).
Отечественная теория решения изобретательских задач принципиально отличается от метода проб и ошибок и всех его модификаций, основная идея ТРИЗ: технические системы возникают и развиваются не "как попало", а по определенным законам: эти законы можно познать и использовать для сознательного - без множества "пустых" проб - решения изобретательских задач. ТРИЗ превращает производство новых технических идей в точную науку. Решение изобретательских задач - вместо поисков вслепую - строится на системе логических операций.
Теоретической основой ТРИЗ являются законы развития технических систем. Прежде всего это законы материалистической диалектики. Используются также некоторые аналоги биологических законов, ряд законов выявлен изучением исторических тенденций развития техники, широко применяются общие законы развития систем.
Законы проверены, уточнены, детализированы, а иногда и выявлены путем анализа больших массивов патентной информации по сильным решениям (десятки и сотни тысяч отобранных патентов и авторских свидетельств). Весь инструментарий ТРИЗ, включая фонды физических, химических, геометрических эффектов, также выявлялся и развивался на основе изучения больших массивов патентной информации, вообще, каждое нововведение в ТРИЗ проходит тщательную проверку и корректировку на патентных и историко-технических материалах. В этом смысле ТРИЗ можно считать обобщением сильных сторон творческого опыта многих поколений изобретателей: отбираются и исследуются сильные решения, критически изучаются решения слабые и ошибочные.
Главный закон развития технических систем - стремление к увеличению степени идеальности: идеальная техническая система когда системы нет, а ее функция выполняется. Пытаясь обычными (уже известными) путями повысить идеальность технической системы, мы улучшаем один показатель (например, уменьшаем вес транспортного средства) за счет ухудшения других показателей (например, снижается прочность). Конструктор ищет компромиссное решение оптимальное в каждом конкретном случае. Изобретатель должен сломать компромисс: улучшить один показатель, не ухудшая других. Поэтому в наиболее распространенном случае процесс решения изобретательских задач можно рассматривать как выявление, анализ и разрешение технического противоречия.
Основным рабочим механизмом совершенствования ТС и синтеза новых ТС в ТРИЗ служат алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) и система изобретательских стандартов.
Решение задач по АРИЗ идет без множества "пустых" проб, планомерно, шаг за шагом по четким правилам корректируют первоначальную формулировку задачи, строят модель задачи, определяют имеющиеся вещественно-полевые ресурсы (ВПР), составляют и...
Быстрая навигация назад: Ctrl+←, вперед Ctrl+→Человечество берет свое начало несколько тысяч лет назад. И на протяжении всего этого времени оно неустанно развивается. Причин на это было всегда много, но без изобретательности человека это просто не представлялось бы возможным. Метод проб и ошибок был и является в настоящее время одним из основных.
Описание способа
Четко зафиксированного в исторических документах применения данного метода мало. Но, несмотря на это, он заслуживает особого внимания.
Метод проб и ошибок - это способ, при котором решение задачи достигается подбором вариантов до тех пор, пока результат не станет правильным (например, в математике) или приемлемым (при изобретении новых методов в науке).
Человечество всегда пользовалось данным методом. Ориентировочно век назад психологи пытались найти общее между людьми, которые использовали данный способ познания. И им это удалось. Человек, который ищет ответ на поставленную задачу, вынужден подбирать варианты, ставить эксперименты и смотреть на результат. Это продолжается до тех пор, пока не приходит озарение по данному вопросу. Экспериментатор выходит на новую ступень мышления в данном вопросе.
Метод в мировой истории
Одним из самых известных людей, кто применял данный способ, был Эдисон. Все знают его историю изобретения лампочки. Он экспериментировал до тех пор, пока не получилось. Но Эдисон усовершенствовал данный метод. При поиске решения он разделял задачи между людьми, которые работали на него. Соответственно материала по теме получалось намного больше, чем при работе одного человека. И на основании полученных данных метод проб и ошибок имел большой успех в деятельности Эдисона. Благодаря этому человеку появились исследовательские институты, которые применяют, в том числе, и этот метод.
Степени трудности
У данного метода есть несколько уровней сложности. Они были так разделены для лучшего усвоения. Задача первого уровня считается легкой, и на поиск ее решения затрачивается немного сил. Но и вариантов ответов она имеет не так много. С повышением степени трудности растет и сложность поставленной задачи. Метод проб и ошибок 5 класса - самый труднорешаемый и затратный по времени.
Необходимо учитывать, что при возрастании уровня сложности растет и объем знаний, которыми обладает человек. Чтобы лучше понимать, о чем идет речь, рассмотрим технику. Первый и второй уровни позволяют изобретателям ее усовершенствовать. На последней ступени сложности создается совершенно новый продукт.
Например, известен случай, когда молодые люди темой дипломной работы взяли труднорешаемую задачу из аэронавигации. Студенты не обладали такими же знаниями, как многие ученые, которые работали в данной области, но благодаря широкому спектру знаний ребят у них получилось найти ответ. И причем область решения оказалась в самом далеком от науки кондитерском деле. Казалось бы, что это невозможно, но это факт. Молодым людям было даже выдано авторское свидетельство на их изобретение.
Преимущества метода
Стоит привести в пример, как строились лодки. Раскопки показывают, как на протяжении столетий деталь за деталью менялась форма. Исследователи постоянно пробовали что-то новое. Если лодка тонула, то эту форму вычеркивали, если оставалась держаться на воде, то принимали это к сведению. Таким образом, в итоге было найдено компромиссное решение.
Если поставленная задача не слишком сложная, то данный метод занимает немного времени. У некоторых возникающих проблем может быть десять вариантов, один или два из которых окажутся правильными. Но если рассматривать, например, робототехнику, то в данном случае без применения других методов исследования могут затянуться на десятки лет и принесут миллионы вариантов.
Разделение задач на несколько уровней позволяет оценить, насколько быстрым и возможным представляется поиск решения. Это сокращает время для принятия решения. И при сложных задачах можно использовать метод проб и ошибок параллельно с другими.
Недостатки метода
Однако не всегда он позволяет добиться нужного результата. Никогда исследователь не знает, когда стоит прекратить поиски или, может, стоит сделать еще пару усилий и гениальное изобретение появится на свет. Также непонятно, сколько времени будет затрачено.
Если вы решили использовать данный метод для решения какой-либо проблемы, то должны понимать, что ответ порой может находиться в совершенно неожиданной области. Но это позволяет взглянуть на поиск с разных точек зрения. Возможно, придется набросать несколько десятков вариаций, а может, и тысячи. Но лишь упорство и вера в успех приведут к нужному результату.
Иногда этот метод используют как дополнительный. Например, на начальном этапе для сужения поиска. Либо когда исследование было проведено многими способами и зашло в тупик. В этом случае творческая составляющая метода позволит найти компромиссное решение проблемы.
Метод проб и ошибок часто применяют в педагогической деятельности. Он позволяет детям на собственном опыте находить решения в различных жизненных ситуациях. Это учит их запоминать правильные типы поведения, которые приняты в обществе.
Художники используют данный способ для поиска вдохновения.
Метод стоит опробовать в обыденной жизни при решении проблем. Возможно, какие-то вещи предстанут вам по-другому.
© Владимир Петров, 2018
ISBN 978-5-4493-3726-9
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Рецензенты:
Заведующий кафедрой Управления инновациями в реальном секторе экономики ГУУ, доктор экономических наук, профессор Волков А. Т.
Данный учебник посвящен системному изложению теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). В книге подробно рассмотрены методы постановки нестандартных задач и способы их решения, законы развития технических систем (ТС), методика прогнозирования развития ТС, структурный анализ и синтез ТС, методы моделирования ТС, способы выявления и разрешения противоречий, методика выявления и использования ресурсов.
Теоретический материал иллюстрируется большим количеством примеров, задач и графического материала (более 300 примеров и задач и более 300 иллюстраций). Описывается более 300 понятий. В конце каждой главы представлен материал для самостоятельной работы.
Книга подготовлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 222000 Инноватика: по учебной дисциплине «Алгоритмы решения нестандартных задач».
Книга предназначена для студентов инженерных специальностей. Она также может быть полезна инженерам и изобретателям, ученым, преподавателям университетов и людям, решающим творческие задачи.
Список сокращений
АРИЗ – алгоритм решения изобретательских задач;
АП – административное противоречие;
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;
ММЧ – моделирование маленькими человечками;
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. 6.27, 6.58);
ОР – ожидаемый результат (рис. 6.31);
ОУ – операционный усилитель;
ОФ – основная функция;
ОХР – оценка хода решения;
П – поле;
ПА – прямая аналогия;
ПЗ – подзадача;
ПН – применение системы по-новому;
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;
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);
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.
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.
Введение
Теория решения изобретательских задач – это новая технология творчества, при которой процесс мышления не хаотичен, а организован и четко управляем.
Г. С. Альтшуллер
Перед Вами, дорогой читатель, учебник «Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ)».
Книга подготовлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 222000 Инноватика: по учебной дисциплине «Алгоритмы решения нестандартных задач».
Данный учебник ставит задачу дать знания и умения в постановке и решении нестандартных задач, прогнозировании развития технических систем (ТС) и развитии творческого мышления.
Книга содержит введение, 8 глав, заключение и приложения.
Введение . Описывает предназначение и структуру книги, а также рекомендации по эффективному ее использованию.
Глава 1 посвящена традиционной технологии решения задач. Прежде всего, показывается место изобретательства в инженерной деятельности. Рассматриваются достоинства и недостатки этой технологии, а также присущие ей метод проб и ошибок, психологическая инерция и отсутствие изобретательского подхода. Показаны виды психологической инерции и способы ее преодоления, необходимость изобретательского мышления (ТРИЗного мышления).
Глава 2 описывает общие представления о ТРИЗ. Это обзор ТРИЗ с высоты птичьего полета. В этой главе излагаются постулаты ТРИЗ, уровни изобретений, структура и функции ТРИЗ, составляющие изобретательского мышления и способы их развития, алгоритм применения инструментов ТРИЗ и развитие ТРИЗ в мире.
Глава 3 посвящена системному подходу. В ней даются основные понятия системного подхода, определение системы, технической системы, иерархии, функции и потребности. Описаны основные принципы системного подхода, его инструменты, функциональный подход, комплексно-структурный подход, последовательность разработки новых систем. Приводятся примеры разработки новых систем. Разбирается один из простейших инструментов системного подхода – системный оператор.
В главе 4 излагаются системы законов Г. С. Альтшуллера и автора книги. Детально рассматривается каждый из законов, закономерностей и линий развития ТС. Описана методика прогнозирования развития ТС, разработанная автором книги, приводится пример прогноза развития конкретной ТС.
Глава 5 посвящена структурному анализу и синтезу ТС, который
Г. С. Альтшуллер назвал вепольным анализом .
Глава 6 описывает алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ). Даются определения всех видов противоречий, идеального конечного результата (ИКР), основная линия решения задач по АРИЗ. Особое внимание уделяется логике АРИЗ. Это материалы, предшествующие рассмотрению практического АРИЗ и АРИЗ-85В. Детально рассматривается практический АРИЗ, разработанный автором книги.
Глава 7 посвящена информационному фонду ТРИЗ, в который входят приемы разрешения противоречий, различные виды эффектов (физические, химические, биологические и геометрические), стандарты на решение изобретательских задач и ресурсы. В главе детально описываются каждый из этих инструментов, а также методика их использования.
В главе 8 излагаются методы развития личности и коллектива. К ним относятся методы развития изобретательского мышления, теория развития творческой личности (ТРТЛ) и теория развития творческих коллективов (ТРТК). Дается обзор методов развития творческого воображения (РТВ) и подробно описываются оператор размер-время-стоимость (РВС) и метод моделирования маленькими человечками (ММЧ). Кратко излагаются ТРТЛ и ТРТК.
Приложение 1 содержит текст практического АРИЗ.
Приложение 2 посвящено разбору задач.
Книга является вводной. Она знакомит читателя с основными понятиями и инструментами ТРИЗ. Информации, содержащейся в книге, достаточно для получения общих знаний о ТРИЗ и ее практического использования.
Книга написана в последовательности, в которой рекомендуется осваивать ТРИЗ.
Каждая глава начинается с описания ее структуры и предназначения. Элементы этой структуры рассматриваются в параграфах и подпараграфах.
Теоретический материал иллюстрируется большим количеством примеров, задач и графического материала (около 300 примеров и задач и около 400 иллюстраций). Описываются более 300 понятий, в конце каждой главы дается материал для самостоятельной работы.
Книга предназначена для студентов и аспирантов инженерных специальностей. Она также может быть полезна преподавателям университетов, инженерам, изобретателям, ученым и людям, решающим творческие задачи.
Желаю успехов, ДОРОГОЙ ЧИТАТЕЛЬ, в освоении столь необходимой и увлекательной науки, называемой ТРИЗ.
В заключение этого параграфа хотелось процитировать мысль великого английского философа, родоначальника английского материализма, основоположника эмпиризма, лорд-канцлера при короле Якове I, барона Веруламского и виконта Сент-Олбанского Фрэнсиса Бэкона (Francis Bacon)
Читай не затем, чтобы противоречить и опровергать, не затем, чтобы принимать на веру; и не затем, чтобы найти предмет для беседы; но чтобы мыслить и рассуждать.
Фрэнсис Бэкон
Глава 1. ТРАДИЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Принцип Компетентности по Питеру: чтобы избегать ошибок, надо набираться опыта; чтобы набираться опыта, надо делать ошибки.
1.1. Введение
1.2. Метод проб и ошибок
1.3. Психологическая инерция
1.1. Введение
Потребность в изобретательстве была у человечества всегда.
Истоки изобретательства уходят своими корнями в глубокую древность. Для добычи пищи и защиты наши далекие предки первоначально пользовались объектами, «изготовленными» природой: камни, палки и т. д. Поэтому первые «изобретения» были ориентированы на применение известных в природе «устройств», веществ и способов. Процесс изобретательства в те далекие времена заключался в наблюдении и удаче (случайности) нашего предка. Кто-то обратил внимание, что острым камнем или рогом можно обрабатывать землю или шкуру животных, можно использовать огонь после лесных пожаров и т. д.
Так, судоходство, скорее всего, началось с момента, когда человек заметил, что бревно, находящееся в воде, может поддерживать его на плаву, а судостроение берет начало с изобретения первого плота. Еще в древности человек использовал водные пути рек и морское пространство для передвижения. Особенно интенсивно морское дело развивалось в рабовладельческом обществе.
Изобретение колеса в корне изменило способы передвижения по суше.
Изобретения характерны для многих областей деятельности: строительство, архитектура, литература, искусство, сельское хозяйство, спорт и т. д. В каждом из этих видов имеются свои нововведения. Так история нововведений в изобразительном искусстве связана с изобретением перспективы, новых видов красок, новых направлений и т. д.
Безусловно, особую роль изобретательство играет в инженерной деятельности.
Инженер происходит от французского «ingénieur » и латинского слова «ingenium » – изобретательность , а также врожденная способность , дарование , ум .
Изобретательские способности необходимы инженеру не только при разработке принципиально новых решений, которые, как правило, оформляются в виде патентов, но и на этапах проектирования, создания опытных образцов, разработки серийных и массовых изделий, эксплуатации и утилизации оборудования. На всех этапах возникают задачи, которые для решения требуют изобретательства.
В связи с этим актуальным становится знание методов изобретательства и умение их использования в различных ситуациях.
1.2. Метод «проб и ошибок»
Выясним, зачем нужна «технология решения задач»?
Вы можете справедливо сказать, что все мы каждый день, решая задачи без всякой технологии, справляемся с ними. Зачем нам какая-то «технология решения задач»?
Действительно, когда специалист решает известный ему тип задачи из области его знаний, то он это делает быстро и на профессиональном уровне. Этот рутинный процесс показан на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Процесс решения известного типа задачи
Другое дело, если перед специалистом стоит задача нового типа – ничего подобного он ни разу в жизни не решал. Он пытается ее решать, но «упирается в стенку», появляется непреодолимый барьер (рис. 1.2). Специалист не может получить решение потому, что ему не хватает знаний и опыта.
Рис. 1.2. Процесс решения неизвестного типа задачи
Давайте разберемся, как в этом случае обычно решают задачи?
Решение любых задач, а тем более, творческих, изобретательских, в нашем представлении связано с перебором большого количества вариантов (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Метод «проб и ошибок»
Попробовали решать задачу, двигаясь в одном направлении, – не вышло, попробовали чуть изменить направление, тоже не вышло. Вернулись в исходную точку и выбрали другое направление. Снова попытались решать задачу, и снова потерпели неудачу. И вот на какой-то пробе получили первое решение. Как правило, это решение достаточно низкого уровня. Оно чаще всего лежит на поверхности.
Обычно используют именно это решение. Реже процесс решения продолжается, и снова совершаются очередные пробы и очередные ошибки.
В науке такой процесс решения задач перебором вариантов называют метод «проб и ошибок ».
На решение задач методом «проб и ошибок» уходит слишком много времени и полученные результаты не всегда являются наилучшими.
Условно все решения задач можно разделить на 5 уровней. Первый уровень – самый низкий, а пятый – самый высокий.
Чем выше уровень решения, тем больше проб нужно сделать. Так для решения 1-го уровня необходимо совершить не более 10 проб, а для получения решения 5-го уровня не менее 1 миллиона проб. Подробно уровни решений описаны в параграфе 2.2.
Как правило, используя метод «проб и ошибок» получают решения1-го, реже 2-го уровня.
Попробуем разобраться почему, используя метод «проб и ошибок», получают слабые решения. Решая задачи, специалист, прежде всего, опирается на свои знания и опыт. Это хорошо, когда он решает известные ему типы задач. При решении принципиально новых задач, такой опыт подсказывает уже известные пути, которые в данном случае не помогают, а тормозят процесс. Эти решения, как правило, уже были опробованы, иначе задача была бы решена. Такой опыт оказывает «медвежью услугу». Память подсказывает уже известные решения, навязанные психологической инерцией . Это понятие также называют «инерция мышления » или «психологический барьер » Поэтому вектор психологической инерции всегда направлен в сторону решений низкого уровня (слабых решений) – решений 1-го, реже 2-го уровней.
Решая задачи методом «проб и ошибок», мы тратим много времени и далеко не всегда получаем лучшие результаты, а полученные решения, как правило, являются дорогими.
1.3. Психологическая инерция
Приступая к решению новой задачи, мы невольно пытаемся применить уже известные нам решения, методики или понятия. Эта «услужливая» память подсказывает пути, ранее используемые нами, то есть заставляет идти по «проторенной дорожке». Вот это-то явление и получило название психологическая инерция.
Таким образом, психологическая инерция – явление при котором непроизвольно используют известные решения, методы, действия и т. д., опирающиеся на предыдущий опыт. Это хорошо, когда решаются известные, для специалиста, типы задач – это рутинный процесс. При этом не нужно тратить время на то, что известно. Однако, если решаются задачи новых типов, то психологическая инерция является помехой.
Для устранения психологической инерции имеются специальные методы.
Опишем некоторые из причин появления психологической инерции:
– употребление специальных терминов;
– параметрические представления, например, пространственно-временные представления об объекте;
– система ценностей;
– употребление привычного принципа действия;
– употребление привычной формы;
– традиции (профессиональные, корпоративные, национальные, территориальные, религиозные и т. п. ).
1.3.1. Употребление специальных терминов
Одна из причин появления психологической инерции – употребление привычных терминов , приводимых в условиях задачи. Мы мыслим понятиями, и термины незаметно «толкают» нас в направлении уже известных решений.
Пример 1.1. Ледокол
Рассматривая, например, задачу с передвижением ледокола во льдах, мы уже невольно представляем определенную «технологию» передвижения во льдах. «Ледокол » – значит, лед необходимо колоть. Хотя может быть его лучше резать, пилить, взрывать или двигаться подо льдом, надо льдом или сквозь лед?
Преодоление этого вида психологической инерции может осуществляться путем перехода к более общим терминам или функциям , которые выполняют эти объекты. Таким образом, нужно определить в какую систему входит данный объект, определить функцию, которую выполняет данный объект. Этого уже может быть достаточно, чтобы избавиться от психологической инерции. Может быть, придется определить надсистему, в которую входит данная система и определить ее функцию. Эту операцию можно продолжить – выйти в наднадсистему и т. д. Избавление от специальных терминов описывается в АРИЗ (п. 6.10.2).
Пример 1.1. Ледокол (продолжение)
Разберем термин ледокол. Его функция колоть лед. Более общая функция – ломать лед, разрушать лед . Можно выявить все способы разрушения льда. Мы уже упоминали выше: резать, пилить, взрывать. Можно добавить еще, например, плавить, растворять и т. д.
Теперь давайте выясним, зачем нам нужно разрушать лед? Для того, чтобы была возможность проходить судам сквозь лед . Значить необходимо определить другие способы прохода сквозь лед. Как мы отмечали раньше можно двигаться подо льдом, по льду, надо льдом или сквозь лед. Судну необходимо проходить сквозь лед, чтобы преодолеть определенное пространство . Значит, нужно выявить все возможные способы перемещения определенного груза из одного пункта в другой.
Таким образом, мы увидели много других способов преодоления пространства, и психологическая инерция термина не довлеет над нами.
Пример 1.2. Мясорубка
Рассмотрим другой термин мясорубка . Значит, мясо нужно только рубить, а почему его не рвать или не разделять какими-то другими способами. Таким образом, можно говорить о «мясорвалке», «мясовзрывалке», а в общем случае «мясоразделялке». Известно, что если не нарушать структуры волокон мяса, то пища получается более вкусная и полезная.
1.3.2. Параметрические представления
Психологическая инерция появляется с употреблением привычных для данной системы параметров.
Пример 1.3. Сверхзвуковой самолет
В момент перехода самолетом звукового барьера (скорость самолета превышает скорость звука) на передней кромке образуется ударная волна.
На фронте ударной волны скачкообразно происходят кардинальные изменения свойств потока – давление и температура газа скачком возрастают. Все эти изменения тем больше, чем выше скорость сверхзвукового потока. При гиперзвуковых скоростях (число Маха = 5 и выше) температура газа достигает нескольких тысяч градусов. Так, например, шаттл «Колумбия» разрушился 1 февраля 2003 года из-за повреждения термозащитной оболочки, возникшего в ходе полета).
Пример 1.4. Фазовые изменения
Изменяя температуру и давление, вода может превратиться в пар или лед.
Подобные изменения могут проводиться с любыми параметрами системы, при этом желательно выбирать наиболее существенные.
Для преодоления этого вида психологической инерции параметры повышают от заданных до бесконечности и уменьшают до нуля, а в некоторых случаях – до минус бесконечности.
С изменением условий до максимума или минимума зачастую происходят скачкообразные изменения свойств. Подробнее об этом будет описано в п. 8.1.3.
Психологическая инерция появляется с употреблением привычных пространственно-временных представлений , которые связываются с тем или иным объектом или процессом. Размеры объекта и продолжительность его действия либо прямо указаны в условиях задачи, либо подразумеваются сами собой.
Одним из способов преодоления этого вида психологической инерции, связанной с пространственно-временными и стоимостными представлениями, – использование оператора РВС (размер-время-стоимость), который рассматривается ниже (п. 8.1.3).
В общем случае этот вид психологической инерции связан с привычными значениями параметров системы. Для преодоления этого вида психологической инерции используют параметрический оператор – максимальное увеличение и уменьшение параметра и поиск новых решений. Примеры приведены в п. 8.1.3.
1.3.3. Традиция
Большое влияние на стиль нашей жизни, на моду, на способы приготовления пищи, на вид и содержание окружающих нас предметов, на стиль работы и мышления оказывает традиция (профессиональная, корпоративная, национальная, территориальная, религиозная и т. д.).
Покажем некоторые особенности национальной традиции.
Пример 1.5. Двигатель автомобиля
На одной из выставок демонстрировались двигатели для автомобилей, произведенные компаниями из различных стран.
Французы сделали двигатель с красивым внешним видом, на который было очень приятно смотреть. Чтобы разобрать этот двигатель, нужно было использовать, семь различных инструментов .
Корпус немецкого двигателя был тщательно обработан даже с внутренней стороны, где не требовалась обработка. Чтобы его разобрать, нужно было использовать три инструмента .
Американский двигатель был внешне не красив, внутренние стороны корпуса были обработаны только в необходимых местах. Для его разборки требовался только один инструмент .
Пример 1.6. Цветы в Альпах
В Швейцарских Альпах путника призывают не рвать цветы.
Призывы эти сделаны с учетом национальной психологии.
Надпись, сделанная по-французски , гласит: «Наслаждайтесь цветами, но не обрывайте их!» .
На английском языке она звучит как вежливая просьба: «Пожалуйста, не рвите цветы!».
Немецкое запрещение категорично – «Цветы не рвать!».
Этот вид психологической инерции можно преодолеть , если рассмотреть, как можно большее количество «решений» , предлагаемых другими специальностями, компаниями, странами, национальностями и религиями и т. д. При этом необходимо использовать самые лучшие решения .
1.3.4. Система ценностей
Ценностные представления о вещах и понятиях (система ценностей ) накладывают на них свое мировоззрение, которое мешает их увидеть в другом свете.
Пример 1.7. Вода
В странах, где много рек и озер, вода считается даровым ресурсом, а в пустыни каждый глоток воды ценится очень дорого.
Преодоление изменить представление об имеющейся ценности . Представить наиболее ценный объект рассмотрения неценным или наоборот, неценный – ценным и представить для себя следствия этого подхода.
1.3.5. Принцип действия
Пожалуй, с особым упорством психологическая инерция проявляется в сохранении прежнего принципа действия в новых изобретениях. Много таких примеров хранит история техники. Вспомним некоторые из них.
Пример 1.8. Первое паровое судно
Первое паровое судно, построенное в конце XVIII века американским изобретателем Джоном Фитчем (John Fitch), приводилось в движение… веслами. Гребцы были заменены паровым двигателем, в остальном старый принцип действия корабля не изменился (рис. 1.4). А главное, что движитель (весла) были оставлены от старого судна.
Пример 1.9. Шагающий паровоз
Паровоз, изобретенный Уильямом Бруном (William Brunton), использовал принцип действия лошади. В качестве движителя использовались не колеса, а ноги (рис. 1.5). С помощью их паровоз отталкивался. Брун получил патент 3 700, выданный 22 мая 1813 г.
Преодоление этого вида психологической инерции требует функционального подхода . Принцип действия подбирается, так, чтобы максимально эффективно выполнить функцию.
1.3.5. Форма
Сохранение старой формы в новых изобретениях – один из наиболее рапространенных видов психологической инерции.
Рассмотрим пример из история техники.
Пример 1.10. Первый автомобиль
Первый автомобиль повторял форму привычной коляски. Паровой двигатель этого автомобиля был расположен впереди в специальном кожухе, выполненном в форме… крупа лошади. Интересно, что и управление этой машиной осталось традиционным. Повороты осуществлялись с помощью привычных… вожжей. Посмотрите на карикатуру того времени (рис. 1.6).
Преодоление этого вида психологической инерции требует функционального подхода . Форма подбирается так, чтобы максимально эффективно выполнить функцию и принцип действия .
Однако, иногда старая форма может быть следствием психологической инерции потребителей, отдающих предпочтение привычному, традиционному представлению об изделии. Все большее распространение получают изделия в стиле «ретро». Кроме того, старые формы часто повторяются в моде.
Использование методов развития творческого воображения позволяет управлять психологической инерцией.
1.4. Отсутствие системного мышления
Помимо психологической инерции традиционному мышлению свойственно отсутствие системного мышления (системного подхода).
Прежде всего, вспомним притчу.
Пример 1.11. Притча о слепцах
К слепым подвели по очереди слона и просили описать, что это такое (рис. 1.7).
Один из них потрогал ногу и сказал, что это что-то круглое и толстое, похожее на столб.
Другой потрогал хобот и сказал, что это что-то гибкое, похожее на змею.
Третий потрогал хвост и сказал, что это что-то тонкое, похожее на веревку.
Четвертый потрогал бок и сказал, что это похоже на стену.
Пример 1.12. Миндас
Царь Миндас с почетом принял в своем дворце учителя Диониса Силена, отставшего от Диониса. В награду Дионис предложил Миндасу выбрать себе любой дар.
Миндас воскликнул:
– О, великий бог Дионис, сделай так, чтобы все, к чему прикоснусь, превращалось в чистое, блестящее золото!
Миндас не подумал, что пища и его близкие тоже будут превращаться в золото.
Понятие системного мышления мы рассмотрим ниже (глава 3).
Выводы
Использование традиционного метода проб и ошибок приводит к:
– неоправданно большим затратам времени и средств на проектирование и производство;
– невысокой вероятности получения идей требуемого уровня в выделенные сроки.
Очевидно, что необходима другая более прогрессивная технология получения идей. Такая технология создана русским ученым Г. С. Альтшуллером. Он назвал ее теория решения изобретательских задач (ТРИЗ).
© Альтшуллер Г.С., 1987
ДОПОЛНЕНИЕ К СПРАВКЕ "ТЕОРИЯ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ"
СУЩНОСТЬ ТЕОРИИ
1. С древнейших времен изобретения делают методом проб и ошибок , т.е. перебором вариантов ("А если сделать так?.. Не получается… Попробуем другой вариант…"). В условиях современной НТР метод неэффективен и связан с огромными потерями времени, сил, средств. Эволюция метода не приводит к повышению его эффективности. Например, мысленные эксперименты постепенно оттесняют эксперименты вещественные: это дает выигрыш во времени и средствах, однако уменьшается присущая вещественным экспериментам вероятность побочных неожиданных находок. Производство изобретений развивается количественным путем - за счет увеличения числа людей, привлеченных к перебору вариантов. Возможности этого пути близки к исчерпанию.
2. Неэффективность традиционных форм метода проб и ошибок привела к появлению различных его модификаций - методов активизации перебора вариантов : мозгового штурма, морфологического анализа, синектики и т.д. Эти модификации сохранили основу основ метода проб и ошибок - "свободный" (т.е. слепой) перебор вариантов. Применение методов активизации позволило несколько повысить эффективность решения несложных задач и генерировать тоже идеи в нетехнических областях, например при отыскании новых видов рекламы. Но они не привели к созданию эффективной технологии получения новых технических решений при работе с трудными изобретательскими задачами.
3. Отечественная теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) принципиально отличается от метода проб и ошибок и всех его модификаций. ТРИЗ исходит из того, что технические системы развиваются по объективным законам, которые могут быть выявлены и использованы для сознательного - без перебора пустых вариантов - анализа и решения изобретательских задач. ТРИЗ превращает производство новых технических идей в точную науку; технология решения изобретательских задач - вместо поиска вслепую - строится на системе планомерных вычислений и операций.
Современная ТРИЗ, в сущности, является научной теорией синтеза и развития технических систем . Эта теория исключает такие факторы, как "осенение", "счастливый случай", "терпеливый перебор вариантов", "прирожденные способности". Главными факторами новой технологии являются знание законов развития систем, использование рационально организованной информации (изобретательских, геометрических, химических эффектов), управление мышлением в процессе решения задачи (гашение психологической инерции, форсирование воображения, четкое выполнение определенной последовательности умственных действий).
4. Законы, на которых основана ТРИЗ, - это, прежде всего, законы материалистической диалектики. Используются также некоторые аналоги биологических законов. Ряд законов выявлен изучением исторических тенденций развития техники. Широко применяются общие законы развития систем.
Законы проверены, уточнены, а иногда и выявлены путем использования больших массивов патентной информации по сильным изобретениям. Для этого проанализированы многие тысячи патентных описаний. Весь инструментарий ТРИЗ, включая фонд физических, химических, геометрических эффектов, также выявлялся и развивался на основе изучения больших массивов патентной информации. Вообще, каждое нововведение в ТРИЗ проходит тщательную проверку и корректировку на патентных и историко-технических материалах. В этом смысле ТРИЗ можно считать обобщением сильных сторон технического опыта нескольких поколений изобретателей: отбираются и исследуются сильные решения, критически изучаются слабые решения и ошибки изобретателей.
Аппарат теории постоянно проверяется, корректируется и совершенствуется в ходе практического применения, прежде всего, при обучении решению задач. Ежегодно в сотнях школ, общественных институтов, народных университетов слушатели решают множество учебных и не учебных (новых производственных) задач. Анализ письменных работ позволяет объективно определить причины ошибок, совершены ли они по вине преподавателя, по вине слушателя или имеет место сбой в работе того или иного инструмента ТРИЗ. Накопленная информация тщательно изучается - это позволяет быстро совершенствовать методику обучения ТРИЗ и саму теорию.
5. Главный закон развития технических систем - стремление к увеличению степени идеальности: идеальная техническая система - когда системы нет, а её функция выполняется. Пытаясь обычными (уже известными) путями повысить идеальность технической системы, мы улучшаем один показатель (например, уменьшаем вес транспортного средства) за счет ухудшения других показателей (например, снижаем прочность). Конструктор идет на компромиссное решение - оптимальное в каждом конкретном случае. Изобретатель должен сломать компромисс: улучшить один показатель, не ухудшая других. Поэтому в наиболее распространенном случае процесс решения изобретательской задачи можно рассматривать как выявление, анализ и разрешение технического противоречия .
Сходные противоречия разрешаются однотипными приемами. Наиболее сильные приемы - комплексные (сочетания нескольких приемов, часто - сочетания приемов с физхимэффектами). Самые сильные комплексные приемы образуют аппарат ТРИЗ для решения типовых задач - систему стандартов . Современная система стандартов включает 77 стандартов, разделенных на классы, подклассы и группы. Классификация построена на основе законов развития технических систем, поэтому система стандартов позволяет не только решать задачи, но и прогнозировать развитие машин и процессов. Описание стандартов сведены в единый указатель, снабженный многочисленными примерами - по каждому стандарту.
Следует подчеркнуть, что стандартные задачи стандартны только с позиций ТРИЗ: изобретатель, не знакомый с ТРИЗ, воспринимает такие задачи как нетипичные, сложные. Можно также отметить, что стандарты могут быть использованы для решения задач, сложных даже с позиций ТРИЗ; такие задачи могут быть решены сочетанием стандартов .
6. Для решения особо сложных нестандартных задач используется алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ). Это комплексная программа нескольких десятков последовательно выполняемых операций, направленных на преобразование и упрощение задачи. Текст АРИЗ снабжен четкими правилами и пояснениями, облегчающими преобразование задачи. АРИЗ позволяет перейти от расплывчатой и туманной исходной ситуации к задаче и к схематической модели задачи, выделить оперативную зону, изменение которой необходимо и достаточно для устранения конфликта. По определенным правилам формулируют идеальный конечный результат (ИКР), для преобразования оперативной зоны, исследуют конфликт (техническое противоречие), выявляя физическое противоречие, то есть противоположные физические требования, предъявляемые к оперативной зоне (например, оперативная зона должна быть горячей и холодной, подвижной и неподвижной и т.п.). Такой анализ (при необходимости он проводится повторно - с углублением) позволяет найти причины возникновения физического противоречия и устранить их, используя информационный фонд АРИЗ - таблицы применения физ-хим-геом-эффектов, указатель применения стандартов, типовые приемы.
АРИЗ постоянно совершенствуется; каждая модификация имеет цифровой индекс - указание на год опубликования: АРИЗ-56, АРИЗ-61, АРИЗ-82-А, АРИЗ-82-Б и т.д. Последние модификации алгоритма (АРИЗ-85-Б, АРИЗ-85-В) - кроме описанной выше основной линии анализа - имеют вторую аналитическую линию: планомерное исследование веществ и полей данной по условиям задачи системы. Анализ вещественно-полевых ресурсов (ВПР) позволяет находить наиболее экономичные пути преодоления противоречий.
7. АРИЗ - программа для работы человека, не машины. Поэтому АРИЗ включает аппарат для организации мышления в процессе решения задачи. Таким аппаратом служит, прежде всего, сама программа - с её диалектической логикой и необычной структурой, задающей своеобразный режим мышления - планомерный и в то же время "дикий", нетривиальный. В программу включены и специальные операторы, позволяющие гасить психологическую инерцию и при необходимости форсировать воображение.
АРИЗ предназначен для решения, конкретных изобретательских задач. Но регулярное применение алгоритма постепенно вырабатывает особый "аризный" стиль мышления - диалектический, опирающийся на знание законов развития систем, уверенно преодолевающий психологические барьеры!
8. В ТРИЗ возникло и широко используется понятие о минимальной технической системе . Такая система, включающая два взаимодействующих вещества и поле, получила название веполь . Установлено существование сложных веполей: комплексных, двойных, цепных. Разработан вепольный анализ, позволяющий записывать условия и ход решения изобретательских задач; ТРИЗ обрела свой язык для записи "технических реакций" (наподобие записи реакций в химии). Вепольный анализ позволил - в ряде случаев - количественно оценивать степень увеличения идеальности при синтезе новых технических решений.
9. ТРИЗ - теория решения творческих задач в технике. ТРИЗ возникла именно в технике, поскольку только в технике был мощный патентный фонд, послуживший фундаментом теории. Но помимо технических систем существуют и другие - научные, художественные, социальные и т. д. Развитие всех систем подчинено сходным закономерностям, поэтому многие идеи и механизм ТРИЗ могут быть использованы при построении теорий решения внетехнических творческих задач.
СИСТЕМА ОБУЧЕНИЯ ТРИЗ
10. Для развития ТРИЗ не нужны какие-либо затраты или специальное оборудование. Исследователь почти всегда имеет возможность пользоваться необходимыми материалами - патентной и историко-технической информацией. Всегда есть у исследователя и возможность проверить свои построения, испытав их на новых задачах. Исследователь, таким образом, достаточно независим от внешних условий. Успех работы определяется, прежде всего, умением преодолевать внутреннее сопротивление, инерцию привычных представлений.
Иначе обстояло дело с созданием и развитием системы обучения ТРИЗ. Тут большую роль играли материальные факторы: для организации учебы требовались помещения, учебные и наглядные пособия, средства для оплаты преподавателей, освобождение слушателей от работы на время обучения и т.д. Казалось бы, после первых опытов, подтвердивших работоспособность ТРИЗ, общественные и государственные учреждения будут всемерно способствовать внедрению новой технологии решения изобретательских задач - самой важной из всех технологий. Такого содействия, однако, не было. Было противодействие: внедрение ТРИЗ встречало сильное внешнее сопротивление.
Обусловлено это сопротивление, в основном, двумя причинами:
а) с древнейших времен изменилось все, кроме метода решения творческих задач. К методу проб и ошибок настолько привыкли, что само творчество стало отождествляться с технологией решения задач путем подбора вариантов;
б) ТРИЗ отрицала монополию на творчество, якобы обеспечиваемую прирожденными способностями. А за такие монополии и привилегии (родовые, имущественные, расовые и т.п.) держатся крепко, отстаивая их всеми средствами, включая силу.
В бурях великих революций рухнули плотины предрассудков о превосходстве родовитых людей, об особых способностях людей богатых. Но устояло и, пожалуй, даже стало прочнее представление об исключительности людей, наделенных творческими способностями. Уже не говорят: он лучше, потому что богаче. Теперь говорят: он лучше, потому что у него творческие способности. Да, у людей разные способности. Но это не причина неравенства, это - следствие. Миф, обосновывающий неравенство ссылкой на разные способности, исключительно крепок, но он неизбежно рухнет.
Люди имеют одинаковое право на счастье, и право это включает, прежде всего, право на творчество, право на развитие для творчества соответствующих способностей.
ТРИЗ предназначена для решения конкретных технических задач. Но не менее важна и другая функция ТРИЗ: развитие такой технологии мышления, которую по старой терминологии мы называем талантом, творчеством.
11. Развитие системы обучения ТРИЗ отчетливо делится на три периода:
50-60-е годы
Экспериментальные семинары.
Главная внутренняя цель: проверка разработок по ТРИЗ, накопление опыта обучения.
Главная внешняя цель: доказательство принципиальной возможности обучения, решение изобретательских задач.
71-81 годы
Становление системы обучения: разработка гаммы учебных программ, подготовка учебных и наглядных пособий, подготовка преподавателей, организация школ, курсов и т. п.
Главная внутренняя цель: разработка эффективных методов обучения и подготовка преподавателей.
Главная внешняя цель: доказательство эффективности обучения ТРИЗ.
82-86 годы
Перевод системы обучения на режим постоянного самоусовершенствования.
Главная внутренняя цель: подготовка исследователей (разработчиков ТРИЗ).
Главная внешняя цель: внедрение ТРИЗ в развивающиеся системы обучения (в вузах, ИПК, ФСА).
12. При оценке результатов и возможных перспектив обучения ТРИЗ следует учитывать, что реальное обучение ведется пока в условиях весьма далеких от идеала.
ИДЕАЛЬНОЕ ОБУЧЕНИЕ
Идеальное обучение должно отвечать 6-ти главным требованиям:
1. Слушатели начинают знакомиться с основами ТРИЗ и РТВ в наиболее благоприятном возрасте - еще в школе. Затем - в вузе. Основной курс - после вуза, в 25-30 лет.
2. На основной курс выделяется достаточно времени: месяц с отрывом от работы, далее самоподготовка в течение 3-4 месяцев без отрыва, потом снова месяц с отрывом, экзамены, выпускная работа. В дальнейшем раз в год - двухнедельная переподготовка.
3. На время основного курса слушатели освобождены не только от работы, но и от домашних забот. Практически: на занятия командируют в другой город.
4. Слушатели хорошо обеспечены учебными материалами. Минимально - учебник по всему курсу, 3-5 книг, 10 брошюр (по отдельным темам), 300-350 страниц раздаточного материала.
5. Преподаватель имеет достаточную квалификацию (по ТРИЗ) : минимум - 3-летний стаж преподавания. Каждые 3 года должна проводиться переаттестация преподавателей.
6. У слушателей есть материальные стимулы для занятий . Оценки ставятся реально - не так, как сейчас в ИПК (только 5 и 4). За отличные выпускные работы - премии: серьезная учеба - это работа.
РЕАЛЬНОЕ ОБУЧЕНИЕ
Мы ведем занятия преимущественно со слушателями 35-50 лет. Часто они до начала занятий не знают - чему и зачем их будут учить.
Времени на обучение у нас в 4-5 раз меньше, чем надо.
Слушатели чаще всего не освобождены от домашних забот.
С учебными материалами совсем плохо: в лучшем случае даем минимум раздаточных материалов - и все.
Преподаватели (из-за нерегулярной переподготовки) не всегда имеют требуемую квалификацию.
Ощутимых материальных стимулов к занятиям у слушателей нет.
Вывод: если при такой "вилке" между реальными и идеальными условиями мы все-таки получаем хорошие результаты, это объясняется энтузиазмом организаторов занятий, преподавателей, слушателей.
13. Основные учебные программы 80-х годов делятся на четыре группы:
|
Часы |
Письменные работы |
Цели обучения |
|
|
Ознакомление с принципами теории, привлечение к дальнейшей учебе. Для занятий необходимо 60-70 стр. материалов на каждого слушателя. |
|||
|
60-80 (полгода при занятиях раз в неделю или двухнедельный семинар с отрывом от работы) |
Ежедневные домашние задания, контрольная работа. |
Углубленное ознакомление с принципами; частичное освоение рабочих инструментов ТРИЗ. Материалы - 120 стр. | |
|
120-140 (год при занятиях раз в неделю или месячный семинар с отрывом от работы). |
Ежедневные домашние задания, контрольные и курсовые работы, выпускная работа. |
Освоение основных рабочих инструментов ТРИЗ и решение с их помощью одной производственной задачи (с последующим оформлением заявки); выработка некоторых навыков творческого мышления. Материалы - до 200 стр. | |
|
220-280 (два года занятий раз в неделю или два месячных семинара с отрывом от работы). |
Ежедневные домашние задания, контрольные и курсовые работы, выпускная работа по окончании курса, дипломная работа по окончании второго курса. |
Освоение современной ТРИЗ и решение нескольких производственных задач (с оформлением заявок); выработка навыков творческого мышления; подготовка преподавателей и разработчиков ТРИЗ. Материалы - 400 и более стр. |
Программы первого типа обычно реализуются без отрыва от производства, часто с преподавателем на общественных началах. Затрат практически нет.
Семинары по программам типа II требуют освобождения слушателей от работы на две недели и оплаты преподавателей. Стоимость обучения каждого слушателя 80-100 рублей. Если считать только оплату преподавания, расходы на организацию семинара - 500-600 руб.
Занятия по программе III требуют до 1000 руб. на оплату преподавания. Если слушатели освобождены от работы, стоимость обучения составляет примерно 150-250 руб. на каждого слушателя. Затраты на реализацию программы IV - вдвое больше.
14. Отдача (минимальная) от обучения по программам III типа при группе в 30 человек:
Эксперименты по проверке эффективности обучения дважды ставились ЦС ВОИР (1971-1973 и 1973-1975) на базе Азербайджанского общественного института изобретательского творчества.
Из газеты "Правда" за 06.05.76:
"Три года назад несколько десятков молодых людей стали студентами первого в стране института изобретательского творчества, созданного при ЦК ЛКСМ Азербайджана и республиканском совете ВОИР. Никаких особых способностей к техническому творчеству до того они не проявляли, в институт их отсевали без каких-либо ограничений, зачисляли всех, кто хотел. А из института они вышли полноценными изобретателями: некоторые с авторскими свидетельствами, остальные с блестящими творческими перспективами, о чем можно судить по отличным оценкам, полученным студентами за свои дипломные работы. Воспитанники института решали актуальные технические проблемы, которые раньше не поддавались усилиям изобретателей"...
При создании АзОИИТ ЦС ВОИР установил контрольные цифры: I курс - 75 человек, по окончании экзамены, должно быть не менее 50 выпускников; 2 курс - 50 человек, по окончании защита дипломных работ на уровне изобретения, должно быть не менее 25 выпускников. Реальные показатели: I курс - принято 100 человек, окончило 92; 2 курс - принято 60 человек, защитилось 33. Защиту принимала комиссия ЦС и РС ВОИР, при защите необходимо было обосновать выбор задачи и показать ход ее решения по ТРИЗ, предъявить авторское свидетельство или положительное решение Комитета. (В исключительных случаях можно было защищаться по заявке. Её анализировали эксперты ЦС ВОИР.) Итоги рассматривались на заседании президиума ЦС ВОИР. Работу АзОИИТ одобрили. Следующий двухгодичный цикл - примерно те же результаты.
В журнале "Техника и наука" №3-1982, с. 24 приведены данные о работе аналогичной днепропетровской школы ТРИЗ: за 1972-1981 - 9 выпусков, 500 слушателей, 350 авторских свидетельств (сейчас эта цифра намного больше - выпускники продолжают изобретать). Экономия: десятки миллионов рублей.
Данные и примеры по другим школам - в журнале "Техника и наука" №2-1982, стр. 17-18 и №10-1982, стр. 13-15. Приведено множество фактов, указаны фамилии, номера авторских свидетельств, экономия.
Если учитывать хотя бы только опубликованные данные, обучение ТРИЗ дало стране за 10 лет (1972-1981) около 4 тысяч изобретений, десятки миллионов рублей экономии.
15.
Год за годом, несмотря на противодействие, создавалась и развивалась система обучения ТРИЗ. Совершенствовались учебные программы, велась подготовка преподавателей, составлялись учебно-методические материалы, по крупицам накапливался драгоценный опыт обучения решению творческих задач. Сегодня мы имеем развитую систему обучения ТРИЗ - с высококвалифицированными преподавателями, с отработанным механизмом подготовки новых преподавателей, с проверенными и перепроверенными учебными программами. учебными и наглядными пособиями, с многообразными методами и приемами повышения эффективности учебного процесса, с опытом успешного применения ТРИЗ к решению тысяч актуальных задач. Такая система обучения ТРИЗ и сама ТРИЗ - национальное богатство страны. Хотя далеко не все это понимают.
В менеджерской среде, к великому сожалению, принято считать в большинстве случаев, что инновационный потенциал нашей экономики остался в прошлом и имеет немного шансов к реанимации. Одной из причин называется низкий уровень изобретательства в российской действительности. Между тем, еще каких-нибудь 60-50 лет назад в СССР была разработана уникальная теория и технология ТРИЗ, которая сегодня получает все большое распространение в развитых странах, в крупных транснациональных компаниях. Предлагаю вместе поразмышлять над тем, как подойти к освоению теории решения изобретательских задач.
Автор теории Генрих Саулович Альтшуллер
В 1978 году я познакомился с творчеством Генриха Альтова (Генрих Альтшуллер носил такой писательский псевдоним), когда прочитал в очередном сборнике советской научной фантастики рассказ «Ослик и аксиома» (1966 г.и.). Поражала дерзновенность и дальнозоркость автора в лучших интеллектуальных традициях «оттепели 60-х». С того времени я стал увлекаться произведениями этого писателя, совершенно не подозревая, какой научной величины стоящий за псевдонимом человек – Генрих Альтшуллер, и каков его действительный вклад в прорывные решения инноватики современности. Герой рассказа «Ослик и аксиома» – ученый-самоучка по прозвищу Антенна, как гениальный разведчик дальних научных рубежей, сегодня представляется мне прообразом самого Генриха Сауловича.
В настоящей статье не ставлю цель открыть какую-либо истину о ТРИЗ – теории решения изобретательских задач, права на это я в принципе не имею. Во-первых, я не изобретатель, а экономист, хотя и пытался одно время честно решать тризовские задачи. Во-вторых, настоящая теория – наука молодая, знания о ней должны преподносить авторы или их последователи, достигшие признанных высот в изобретательстве и других областях, где методы ТРИЗ применимы. Тем не менее, занимаясь проектным управлением, в том числе и в инновационной сфере, каждый проект-менеджер обязан представлять основные элементы ТРИЗ. Благодаря им можно достигать необходимого изобретательского результата не за счет гениальности и особого искусства, а по некой выстроенной, четко определенной технологии. Поэтому хотя бы минимальное представление о данной технологии у PM должно быть.
Фото Г.С. Альтшуллера. Источник: www.altshuller.ru
Основы ТРИЗ разработаны Г. Альтшуллером еще в 1946-1948 годах в результате выявленных закономерностей при анализе огромного числа патентов на изобретения. Систему ТРИЗ удобно рассматривать по аналогии с теорией управленческих исследований. И в том, и в другом случае результат порой носит дерзкий характер (в авторстве курса «Управленческие исследования» С.Г. Гончаровой (МИРБИС)). Как и принципы ТРИЗ, элементы системы управления опираются на проблемный тип мышления. В обоих случаях ключевым моментом для реализации алгоритма решения служит поиск корневого противоречия. Интересно, что и изобретательская деятельность в классическом варианте, и методика управленческих исследований часто используют одни и те же приемы и методы структуризации проблемы:
- метод «дерева проблем»;
- метод контрольных вопросов;
- метод синектики;
- метод морфологического анализа и т.д.
Генрих Альтшуллер все эти методы обоснованно называет «методами перебора», «проб и ошибок» и т.п. При этом ученый уже в середине 20-го века четко понимал, что сегодня перебор вариантов решения – недопустимая роскошь. Его позиция состояла в том, что изобретательская задача принципиально не должна и не может решаться в зоне слабых, компромиссных решений, непозволительно использовать заведомо тупиковые ветви поиска, слепое блуждание невыгодно и безрассудно. Напротив, необходимо до крайности обострять выявленное противоречие, смело двигаясь к образу неразрешимой ситуации. Только в этом случае возникают сильные решения, считал автор теории.
Структура ТРИЗ сущностна и многогранна. Генрих Саулович, как я полагаю, не боялся называть вещи своими простыми именами, смело формулировать аксиомы и законы, и они со временем сложились в теорию. Этому способствовало то, что Г. Альтшуллер был великолепным системотехником и преподавателем. Могу сделать такой вывод хотя бы по его произведениям в научной фантастике, они пропитаны глубоким философским взглядом и настоящей образностью.
Теория оперирует не только закономерностями, в ней используется градация изобретений по уровням, сформулированы стандарты методики, которые разбиты на классы. В своей методологии теория использует специально созданный алгоритм, насыщенный множественными приемами, число которых велико и все же ограничено несколькими сотнями. Все эти элементы и составляют инструменты ТРИЗ.
Фундаментальные идеи теории
Как мы уже заметили выше, данная теория насыщена множеством инструментальных средств. Совершенно не вижу смысла в том, чтобы повторять понятия и определения этой достаточно сложной системы. В конце статьи я приведу источники, к которым читатель может легко обратиться и подчерпнуть необходимые ему сведения. Но есть в этом подходе корневые идеи, которые действительно определяют сущностный аспект методологии, наполняющей ее жизнью и прагматикой.
Базовым законом теории Генрих Альтшуллер вывел постулат, что технические системы развиваются в направлении увеличения степени идеальности. Тогда что представляет собой идеальное состояние объекта изобретения? Оно предполагает, что самого объекта нет, а его функция, тем не менее, выполняется. Помимо базового закона был сформулирован целый ряд позиций, не все из которых можно действительно счесть законами, но глубинными закономерностями развития технических систем (ТС) они действительно являются. Автор теории разбивает «законы» на классы по признакам статики, кинематики, динамики. Среди них выделяются идеи, исключающие потребность в слепом переборе решений:
- полноты частей системы;
- «энергетической проводимости» ТС;
- согласования ритмики частей ТС;
- неравномерностей развития частей ТС;
- перехода в надсистему;
- перехода с макроуровня на микроуровень и т.д.
Все же, без нескольких понятий обойтись в разговоре о теории Г.С. Альтшуллера не получится. Первое такое понятие связано с идеальным конечным результатом (ИКР), который изобретатель должен себе представить и сформулировать при поиске корневого противоречия. Ведь суть изобретательской задачи состоит в устранении выявленных технических противоречий. Для этого необходим образ ИКР, который позволяет творцу выходить в область сильных решений. Именно ИКР позволяет создать изобретательскую ситуацию, приводящую к выбору уровня задачи – максимального или минимального. Ниже приводится пример с обыкновенным кирпичом.
Две цитаты из книги Г.С. Альтшуллера.