Параметрический ТРИЗ. Рубин М.С.

Параметрический ТРИЗ

Рубин М.С.,

26.12.2009

1. Введение

В ТРИЗ имеется довольно большой набор инструментов для анализа проблемной ситуации, развития систем и решения выбранных задач. При создании программного приложения на основе АСС-2010 возникла необходимость формализации переходов от одной формулировки к другой, например, от формулировки противоречия – к формулировке приемов или ИКР, от формулировки функций – к физическим или химическим эффектам. В настоящей работе в качестве такого объединяющего, системообразующего понятия при анализе проблемных ситуаций и поиске решения изобретательских задач предлагается использовать понятие «параметр». В настоящей статье будет показано, как через понятие параметр могут быть сформулированы основные понятия в ТРИЗ, и как это может быть использована при создании программного приложения АСС-2010.

2. Параметр – свойства и характеристики этого понятия.

Параметр» имеет несколько важных характеристик:

· Параметр существует не сам по себе, он всегда привязан к тому или иному объекту, характеризует состояние этого объекта

· Изменить значение параметра можно, только воздействуя на объект

· Время является параметром только для процессов или операций

· Параметр можно измерить тем или иным способом, включая экспертные оценки

· Для одного и того же параметра существуют не менее двух объектов, характеризующихся этим параметром, параметр не может быть уникальным только для одной системы

· Параметр можно увеличивать, уменьшать, стабилизировать, управлять

· Параметры объекта могут быть взаимосвязанными между собой

· Взаимная связь (зависимость) между параметрами объекта определяется свойствами этого объекта

· Объект может характеризоваться разными параметрами в зависимости от аспекта его рассмотрения

· Параметры объекта могут быть связаны причинно-следственными цепочками и создавать иерархические параметрические структуры

В зависимости от аспекта рассмотрения системы параметры могут быть:

· техническими (производительность, надежность, точность измерения и др.),

· экономическими (прибыль, ликвидность, рентабельность и др.),

· физическими (температура, масса, давление, освещенность и др.),

· биохимическими (уровень глюкозы, уровень холестерина, титр антител и др.) и т.д.

Могут использоваться и узкоспециальные параметры. Например, для жестких магнитных дисков (винчестеров) используют специальные параметры: Диаметр дисков, Число секторов на дорожке, Скорость передачи данных, Время перехода от одной дорожки к другой и т.д.[1]

Одни параметры (например, технические) могут формироваться как результат состояния других параметров (например, физических, химических, биологических).

3. Параметры функции

Функция – это одно из важнейших понятий современной ТРИЗ. Модель функции представляет собой триаду: субъект (носитель) функции, действие, объект функции. Действие может выражаться в виде глагола действия или параметра и направления его изменения. Например, пламя увеличивает температуру печки, пламя уменьшает вес воздушного шара, жидкость вблизи фазового перехода стабилизирует температуру объекта и т.д. Пример формулировки целевой функции из программы АСС-2010: макет парашюта изменяет цвет (красит) вихря.

В некоторых случаях, когда нет направленного действия, а имеется лишь взаимодействие объектов, субъект функции невозможно отличить от объекта функции. Например, при взаимодействии двух радиоактивных веществ может активизироваться ядерная реакция и происходит взрыв. Оба вещества действуют в этом случае друг на друга. В оптике при создании зеркал на шлифовальной машине на каком-то этапе можно изготавливать сразу два зеркала: выпуклое и вогнутое. Оба стекла обрабатывают друг друга.

4. Параметры в ИКР

В ТРИЗ можно выделить несколько формулировок идеального конечного результата (ИКР).

Формула функционального ИКР: Объект (назвать) САМ делает (описать) в период (назвать) при обязательных условиях (описать). В этой формуле ИКР как минимум в двух составляющих присутствует параметр: в формулировке действия (функции) и в описании условий (ограничений). Ограничения могут быть выражены через ограничение параметров.

Формула ресурсного ИКР: Икс-элемент из ресурсов системы САМ устраняет нежелательный эффект (-), сохраняя требуемое действие (+). В этой формуле ИКР параметры также присутствуют в двух его частях: нежелательный эффект или ограничение и требуемая функция.

Формула ИКР свойств: Оперативная зона (указать) в течении оперативного времени (указать) должна САМА обеспечивать (указать противоположные макро- или микросостояния. В этой формуле ИКР состояния объекта (свойства объекта) также могут характеризоваться теми или иными параметрами.

Пример формулировки ИКР из АСС-2010: макет парашюта САМ(а) изменяет цвет (красит) вихря в период времени от момента начала эксперимента до момента окончания эксперимента при следующих ограничениях: нельзя увеличивать размер макета.

5. Параметры в противоречиях

Формула Противоречия требований: ЕСЛИ ...(указать вносимое изменение ) .., ТО (+указать главное требование), НО (-указать нежелательное требование). Все три части этой формулы могут быть также сформулированы через параметры.

Пример из формулировки АСС-2010: Если наносить толстый слой краски, то краска долгое время красит вихри, но при этом увеличивается размер макета.

Формула Противоречия свойств: Элемент конфликтующей пары должен обладать свойством Х, чтобы обеспечить главное требование, и должен обладать свойством "АНТИ-Х", чтобы устранить (-).

Пример из формулировки АСС-2010: Элемент конфликтующей пары (краска или макет) должен обладать свойством "толстый слой краски", чтобы обеспечить главное требование "долгое время красит вихри", и должен обладать свойством тонкий слой краски, чтобы устранить недостаток увеличивается размер макета.

6. Параметры в приемах и других инструментах преодоления противоречий

Большинство из основных приемов преодоления технических противоречий могут быть описаны в форме изменения тех или иных параметров. Например, принцип динамичности, антивеса, дробления, применения сильных окислителей и т.д. Наиболее близки к параметрической формулировке приемов их уточненные формулировки. Например, увеличить степень дробления (измельчения) объекта, увеличить степень асимметрии, изменить степень прозрачности объекта или внешней среды, изменить концентрацию или консистенцию объекта и т.д.

При формулировке приемов в параметрической форме можно будет облегчить установление связи между целевыми формулировками параметров задачи и приемами, которые к ним можно применить.

Параметрический подход хорошо совместим с методом объединения альтернативных систем. Через параметры могут быть описаны веполи, стандарты и другие инструменты ТРИЗ.

7. Параметры при поиске эффектов и ресурсов

Идея подготовки указателя физических эффектов (ФЭ) была высказана Г.С.Альтшуллером и затем реализована Ю.В.Гориным в 1973 г. [3]. После этого указатель готовился разными авторами и в разных проектах, но принципиально его структура не изменялась.

Указатель Ю.В.Горина построен по схеме:

Действие (функция) – название ФЭ – описание ФЭ – примеры применения

Эта структура довольно удобная для применения, но трудоемкая для создания и пополнения. Указатель Ю.В.Горина содержит ограниченный список эффектов. На его составление ушло несколько лет работы. Регулярная работа по его пополнению не ведется.

Г.С.Альтшуллер считал, что указатель физических эффектов должен быть построен на ином принципе. Можно выделить три основных признака, которые выделял Г.С.Альтшуллер для создания указателя ФЭ нового поколения:

- ФЭ необходимо моделировать на языке вепольного анализа, чтобы приблизить их использование при моделировании задач на вепольном языке

- структура указателя должна опираться на типовые противоречия, которые необходимо решать

- ФЭ и явления должны быть выстроены в соответствии с закономерностями развития техники.

Эта программа создания Указателя ФЭ нового поколения в полном виде не была реализована именно из-за своей сложности. Частично было подготовлено описание отдельных статей в журнале Техника и наука и частично опубликованы в книге «Дерзкие формулы творчества» [4].

Несмотря на доработку Указателя ФЭ в направлении приближения его структуры от физики к закономерностям развития техники, для пользователя структура этого указателя осталась практически неизменной: функция – ФЭ – описание.

Попытки изменить описание всех физических (и других) эффектов под нужды изобретателей сложны и скорее всего не могут быть реализованы в полном объеме. В связи с этим необходимо использовать другую тактику сближения физики (химии, биологии, экономики, социологии…) с изобретательскими задачами. Необходимо доводить анализ изобретательской задачи до более приемлемого для перехода к ФЭ виду. Для этого предлагается следующая структура Параметрического указателя ФЭ:

Изменяемый параметр – название ФЭ – описание ФЭ

Главное преимущество такой структуры состоит в том, что количество параметров, значительно меньше, чем возможных функций. Выделяемые параметры ближе к структуре обычных справочников по физике (химии, биологии и т.д.). Зная название эффектов, и дополнив его некоторыми дополнительными ключевыми словами можно перейти к поиску описаний этих эффектов через поисковые программы в Интернете, включая примеры их применения в описании патентов на изобретения.

Подготовка Параметрического указателя эффектов для физики, химии и других областей знаний облегчит применение эффектов для решения изобретательских задач, поможет выйти за рамки только технических задач. При этом работа по подготовке специализированных справочников по применению ФЭ в технике может продолжаться независимо от (и даже при помощи) подготовки Параметрического указателя эффектов.

В таблице приведена форма, в которой может готовиться Параметрический указатель ФЭ.

Параметрический указатель ФЭ (фрагмент)
Параметр	Область науки	Аспект	Аспект 2	Определения	Физические Эффекты
Вес	Физика	Технический	Физический	Вес тела - в физике - сила, с которой тело, находящееся в силовом (гравитационном) поле, действует на опору или на подвес.	Понижение. Силы Архимеда (поплавки)… Повышение. Аэродинамические силы. Атмосферное давление… Изменение (управление, стабилизация). Управление плотностью жидкости и газа. Магнитогидродинамический метод, феррожидкости…
Температура	Физика. Термодинамика	Технический	Физический	Температура - физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы.	Понижение. Фазовые переходы. Эффект Джоуля –Томсона… Повышение. Электромагнитная индукция. Вихревые токи. Стабилизация. Фазовые переходы (в том числе переход через точку Кюри)

8. Параметры в законах развития технических систем

Большинство законов развития технических систем также может быть описано через параметры: закон стремления к идеальности, неравномерности развития частей системы, согласования ритмики, энергетической проводимости, увеличение вепольности. Развитие систем в соответствии с S-образными кривыми напрямую связано с отслеживанием основных параметров системы. Отдельного изучения потребует описание через параметры законов перехода в надсистему, перехода с макро на микро, полноты частей системы.

9. Параметрический подход в программе АСС-2010.

Программа АСС-2010 в настоящее время создается совместно с Кирдиным А.Н. [2]. Она находится в стадии разработки. Уже с первых шагов этой программы вводится анализ параметров объектов, функций и ограничений, которые имеются в задаче. На рисунке приводится пример одного из шагов этой программы. Анализ параметров позволяет

автоматизировать выполнение некоторых шагов алгоритма, связать между собой формулировки функций, ограничений, противоречий и ИКР. Дальнейшие разработки будут направлены на то, чтобы параметрический подход использовался в АСС-2010 не только для анализа задачи, формулировки противоречий и ИКР, но и для подсказки приемов, стандартов, эффектов, которые могут оказаться эффективными для решения задачи.

Литература

1. Рубин М.С. Об АРИЗ нового поколения: многоаспектный цикл преодоления противоречий. Научно-практическая конференция «ТРИЗ-ФЕСТ 2009»: сборник трудов конференции. СПб, 2009. – 302 с. http://www.triz-summit.ru/file.php/id/f4365/name/АРИЗ-2010-Фест-РМС.doc

2. Рубин М.С. О состоянии разработки АСС-2010, 22 декабря 2009 г., Санкт-Петербург, http://www.triz-summit.ru/ru/section.php?docId=4629

3. Ю.В. Горин, Указатель физических эффектов и явлений для использования при решении изобретательских задач, Выпуск первый, Баку – 1973 http://www.triz-summit.ru/ru/section.php?docId=3672

4. Магический кристалл физики. «Дерзкие формулы творчества», 1987 г., изд. «Карелия».

[1] http://www.tspu.tula.ru/ivt/old_site/personal/2005_2006/TRPO/subgroup01/Ivanova/index/kursov/1.htm