техн протиріччя

Винахідницькі завдання часто плутають із завданнями технічними, інженерними, конструкторськими. Побудувати звичайний будинок, маючи готові креслення і розрахунки, - завдання технічна. Розрахувати звичайний міст, користуючись готовими формулами, - завдання інженерна. Спроектувати зручний і дешевий автобус, знайшовши компроміс між "зручно" і "дешево", - завдання конструкторська. При вирішенні цих завдань не доводиться долати протиріччя. Завдання стає винахідницької тільки в тому випадку, якщо для її вирішення необхідно подолати протиріччя.

Чи не стикаємося ми з протиріччями і при вирішенні завдань першого рівня. Строго кажучи, це завдання конструкторські, а не винахідницькі. Юридичне розуміння терміна "винахід" не збігається з розумінням, так би мовити, технічним, творчим. Мабуть, з часом юридичний статус винаходу буде дещо змінений, і прості конструкторські рішення перестануть вважатися винаходами. Щоб уникнути плутанини будемо поки користуватися словосполученням "винахідницька задача першого рівня", пам'ятаючи, однак, що справжні винахідницькі завдання другого і більш високих рівнів обов'язково пов'язані з подоланням протиріч.

У самому факті виникнення винахідницьких задач вже присутній протиріччя: треба щось зробити, а як це зробити - невідомо. Такі протиріччя прийнято називати адміністративними (АП). Виявляти адміністративні суперечності немає необхідності, вони лежать на поверхні завдання. Але і евристична, "подсказивательная" сила таких протиріч дорівнює нулю: вони не говорять, в якому напрямку треба шукати рішення.

В глибині адміністративних протиріч лежать технічні протиріччя (ТП): якщо відомими способами поліпшити одну частину (або один параметр) технічної системи, неприпустимо погіршиться інша частина (або інший параметр). Технічні протиріччя часто вказані в умовах завдання, але настільки ж часто вихідна формулювання ТП вимагає серйозного коригування. Зате правильно сформульоване ТП має певну евристичної цінністю. Правда, формулювання ТП не дає вказівки на конкретну відповідь. Але вона дозволяє відразу відкинути безліч "порожніх" варіантів: свідомо не годяться всі варіанти, в яких виграш в одну властивість супроводжується програшем у іншому.

Будь-яке завдання можна назвати винахідницької, якщо для її вирішення потрібно вирішити протиріччя. У ТРИЗ розрізняють три види суперечностей: адміністративне, технічне і фізичне. АДМІНІСТРАТИВНИЙ ПРОТИРІЧЧЯ виникає, коли необхідно щось зробити, але невідомо яким способом.

ПРІМЕР.Необходімо підвищити точність обробки будь-якої деталі, але як? Чи то платити додатково робітникові за збільшення точності, то чи можна використовувати більш досконалий верстат, то чи взагалі змінити технологію обробки.

Долаючи адміністративні протиріччя будь-яким способом, стикаємося з протиріччям технічним.

ПРІМЕР.Допустім, вирішили збільшити швидкість літака і для цього поставили на нього потужні двигуни. Але крила не можуть відірвати від землі поважчав літак. Вирішили збільшити крила, але зросле лобове опір звело майже нанівець міць нових двигунів.

ТЕХНІЧНЕ ПРОТИРІЧЧЯ - це конфлікт всередині технічної системи між її параметрами, вузлами, деталями.

При уточненні завдання технічне протиріччя замінюється фізичним.

ФІЗИЧНЕ ПРОТИРІЧЧЯ виникає між параметрами технічної системи в якомусь одному елементі або навіть його частини.

ПРИКЛАД Для наведеної вище завдання з літаком фізичне протиріччя для крила звучить так:

ПОВИННО БУТИ маленьке крило, ЩОБ не створювати лобове опір і не зменшувати швидкості літака, іДОЛЖНО БУТИ велике крило, ЩОБ відірвати літак від землі.

Фізичні протиріччя в найпростіших випадках можна дозволити, розділяючи суперечливі вимоги в часі і в просторі, іноді використовують фазові переходи і інші фізичні ефекти.

Наприклад, дозвіл протиріччя в часі: під час польоту крило маленьке, а під час зльоту і посадки - велике (крило із змінною геометрією).

Для закріплення матеріалу розглянемо ще один приклад. На іграшкової фабрики вирішили освоїти новинку - літаючу ляльку Карлсон. Але як зробити ляльку досить естетичної і змусити її літати - незрозуміло (це АДМІНІСТРАТИВНИЙ протиріччя).

В результаті дозволу адміністративного протиріччя прийшли до ТЕХНІЧНОГО протиріччя: якщо у ляльки гвинт великий, то вона літає, але зовнішній вигляд у неї жахливий - НЕ Карлсон, а вітряк. Якщо гвинт маленький, то зовнішній вигляд прекрасний, але літати лялька відмовляється.

Фізичне протиріччя в даному випадку можна сформулювати так: гвинт повинен бути великим, щоб лялька літала, і гвинт повинен бути маленьким, щоб вона була естетичною. Це протиріччя досить легко дозволяється: в «спокійному» стані лопаті гвинта згорнуті в рулон, але при обертанні вони розгортаються відцентровою силою і стають великими.

Список прийомів усунення технічних протиріч

а) розділити об'єкт на незалежні частини;

б) виконати об'єкт розбірним;

в) збільшити ступінь дроблення об'єкта.

відокремити від об'єкта "заважає" частина ( "заважає" властивість) або, навпаки, виділити єдино потрібну частину (потрібне властивість).

3.Прінціп місцевого якості:

а) перейти від однорідної структури об'єкта (або зовнішнього середовища, зовнішнього впливу) до неоднорідною;

б) різні частини об'єкта повинні мати (виконувати) різні функції;

в) кожна частина об'єкта повинна знаходитися в умовах, найбільш сприятливих для її роботи.

а) перейти від симетричної форми об'єкта до асиметричної;

б) якщо об'єкт асиметричний, збільшити ступінь асиметрії.

а) з'єднати однорідні або призначені для суміжних операцій об'єкти;

б) об'єднати у часі однорідні або суміжні операції.

6.Прінціп універсальності:

об'єкт виконує кілька різних функцій, завдяки чому відпадає необхідність в інших об'єктах.

а) один об'єкт розміщений всередині іншого, який, в свою чергу, знаходиться всередині третього і т. д .; б) один об'єкт проходить крізь порожнини в іншому об'єкті.

а) компенсувати вагу об'єкта з'єднанням з іншим, що володіє підйомної силою;

б) компенсувати вагу об'єкта взаємодією з середовищем (за рахунок аеро- і гідродинамічних сил).

9.Принципи попереднього антідействія:

а) заздалегідь надати об'єкту напруги, протилежні неприпустимим або небажаним робочим напруженням;

б) якщо за умовами завдання необхідно здійснити якусь дію, треба заздалегідь зробити антідействіе.

10.Прінціп попереднього дії:

а) заздалегідь виконати потрібні дії (повністю або хоча б частково);

б) заздалегідь розставити об'єкти так, щоб вони могли вступити в дію без витрати часу на доставку і з найбільш зручного місця.

11.Прінціп "заздалегідь підкладеної подушки":

компенсувати відносно невисоку надійність об'єкта заздалегідь підготовленими аварійними засобами.

12.Прінціп еквіпотенціальності:

змінити умови роботи так, щоб не доводилося піднімати або опускати об'єкт.

а) замість дії, що диктується умовами задачі, здійснити зворотну дію;

б) зробити рухому частину об'єкта або зовнішнього середовища нерухомою, а нерухому - рухомою; в) перевернути об'єкт "догори ногами", вивернути його.

14.Прінціп сфероїдальних:

а) перейти від прямолінійних частин до криволінійним, від плоских поверхонь до сферичним, від частин, виконаних у вигляді куба і паралелепіпеда, до кульовим конструкцій;

б) використовувати ролики, кульки, спіралі;

в) перейти від прямолінійного руху до обертального, використовувати відцентрову силу.

15.Прінціп динамічності:

а) характеристики об'єкта (або зовнішнього середовища) повинні змінюватися так, щоб бути оптимальними на кожному етапі роботи;

б) розділити об'єкт на частини, здатні переміщатися відносно один одного;

в) якщо об'єкт в цілому нерухомий, зробити його рухомим, що переміщається.

16.Прінціп часткового або надмірної дії:

якщо важко отримати 100% необхідного ефекту, треба отримати "трохи менше" або "трохи більше" - завдання при цьому істотно спроститься.

17.Прінціп переходу в інший вимір:

а) труднощі, пов'язані з рухом (або розміщенням) об'єкта по лінії, усуваються, якщо об'єкт набуває можливість переміщатися в двох вимірах (т. е. на площині). Відповідно завдання, пов'язані з рухом (або розміщенням) об'єктів в одній площині, усуваються при переході до простору в трьох вимірах;

б) використовувати багатоповерхову компоновку об'єктів замість одноповерхової;

в) нахилити об'єкт або покласти його "на бік";

г) використовувати зворотну сторону даної площі;

д) використовувати оптичні потоки, які падають на сусідню площу або зворотний бік наявної площі.

18.Прінціп використання механічних коливань:

а) привести об'єкт в коливальний рух;

б) якщо такий рух вже відбувається, збільшити його частоту (аж до ультразвукової);

в) використовувати резонансну частоту;

г) застосувати замість механічних вібраторів пьезовібратори;

д) використовувати ультразвукові коливання в поєднанні з електромагнітними полями.

19.Прінціп періодичної дії:

а) перейти від безперервної дії до періодичного (імпульсного);

б) якщо дія вже здійснюється періодично, змінити періодичність;

в) використовувати паузи між імпульсами для іншого дії.

20.Прінціп безперервності корисної дії:

а) вести роботу безперервно (всі частини об'єкта повинні весь час працювати з повним навантаженням);

б) усунути холості і проміжні ходи.

вести процес або окремі його етапи (наприклад, шкідливі або небезпечні) на великій швидкості.

22.Прінціп "звернути шкоду на користь":

а) використовувати шкідливі фактори (зокрема, шкідливий вплив середовища) для отримання позитивного ефекту;

б) усунути шкідливий чинник за рахунок додавання з іншими шкідливими факторами;

в) посилити шкідливий фактор до такої міри, щоб він перестав бути шкідливим.

23.Прінціп зворотного зв'язку:

а) ввести зворотний зв'язок;

б) якщо зворотний зв'язок є, змінити її.

а) використовувати проміжний об'єкт, який переносить або передавальний дію;

б) на час приєднати до об'єкту інший (лекговидаленим) об'єкт.

25.Прінціп самообслуговування:

а) об'єкт повинен сам себе обслуговувати, виконуючи допоміжні і ремонтні операції;

б) використовувати відходи (енергії, речовини).

26.Прінціп копіювання:

а) замість недоступного, складного, дорогого, незручного або крихкого об'єкта використовувати його спрощені і дешеві копії;

б) замінити об'єкт або систему об'єктів їх оптичними копіями (зображеннями). Використовувати при цьому зміна масштабу (збільшення або зменшення копії);

в) якщо використовуються видимі оптичні копії, перейти до копій інфрачервоних і ультрафіолетових.

27.Прінціп дешевої недовговічності натомість довговічності:

замінити дорогий об'єкт набором дешевих об'єктів, поступившись при цьому деякі властивості (наприклад, довговічністю).

28.Прінціп заміни механічної схеми:

а) замінити механічну схему оптичної, акустичної або "запаховой";

б) використовувати електричні, магнітні та електромагнітні поля для взаємодії з об'єктом; в) перейти від нерухомих полів до рухомих, від фіксованих - до мінливих в часі, від неструктурних - до мають певну структуру;

г) використовувати поля в поєднанні з феромагнітними частинками.

29.Прінціп використання пневмо- і гідроконструкцій:

замість твердих частин об'єкта використовувати газоподібні та рідкі: надувні і гідронаполняемие, повітряну подушку, гідростатичні і гідрореактівние.

30.Прінціп використання гнучких оболонок і тонких плівок:

а) замість звичайних конструкцій використовувати гнучкі оболонки і тонкі плівки;

б) ізолювати об'єкт від зовнішнього середовища за допомогою гнучких оболонок і тонких плівок.

31.Прінціп застосування пористих матеріалів:

а) виконати об'єкт пористим або використовувати додаткові пористі елементи (вставки, покриття і т. д.);

б) якщо об'єкт вже виконано пористим, попередньо заповнити пори якоюсь речовиною.

32.Прінціп зміни забарвлення:

а) змінити забарвлення об'єкта або зовнішнього середовища;

б) змінити ступінь прозорості об'єкта або зовнішній середовища.

33.Прінціп однорідності:

об'єкти, які взаємодіють з даним об'єктом, повинні бути зроблені з того ж матеріалу (або близького йому за властивостями).

34.Прінціп покидька і регенерації частин:

а) виконала своє призначення або стала непотрібною частину об'єкта повинна бути відкинута (розчинена, випарувалася і т. д.) або видозмінена безпосередньо в ході роботи;

б) витрачаються частини об'єкта повинні бути відновлені безпосередньо в ході роботи.

35.Прінціп зміни фізико-хімічних властивостей об'єкта:

а) змінити агрегатний стан об'єкта;

б) змінити концентрацію або консистенцію;

в) змінити ступінь гнучкості;

г) змінити температуру.

36.Прінціп застосування фазових переходів:

використовувати явища, що виникають при фазових переходах, наприклад, зміна обсягу, виділення або поглинання тепла і т. д.

37.Прінціп застосування теплового розширення:

а) використовувати теплове розширення (або стиснення) матеріалів;

б) використовувати кілька матеріалів з різними коефіцієнтами теплового розширення.

38.Прінціп застосування сильних окислювачів:

а) замінити звичайне повітря збагаченим;

б) замінити збагачене повітря киснем;

в) впливати на повітря і кисень іонізуючим випромінюванням;

г) використовувати озоноване кисень;

д) замінити озоноване кисень (або іонізований) озоном.

39.Прінціп застосування інертного середовища:

а) замінити звичайну середу інертною;

б) вести процес у вакуумі.

40.Прінціп застосування композиційних матеріалів:

перейти від однорідних матеріалів до композиційних

У ТРИЗ є уявлення, що якщо в проблемної ситуації вдалося сформулювати протиріччя (системне або фізична), то воно обов'язково може бути дозволено.

До теперішнього моменту виявлено 11 способів вирішення протиріч:

1. Під час - в інтервал часу t1 змінюваний об'єкт (система, дія) має властивість А, а в інтервал часу t2 - властивістю не А,

2. У просторі - в місці М1 змінюваний об'єкт (система, дія) має властивість А, а в місці М2 - властивість - не А,

3. У системі (системний перехід 1) - об'єднання об'єктів (систем, дій), що володіють властивістю А в надсістему, що володіє властивістю не А,

4. У системі (системний перехід 2) - поєднання змінюваного об'єкта (системи, дії), що володіє властивістю А з об'єктом (системою, дією), що володіє властивістю не А,

5. У системі (системний перехід 3) - весь змінний об'єкт (система, дія) наділяється властивістю А, а його частини - властивістю не А,

6. У структурі - одна частина змінюваного об'єкта (системи, дії) має властивість А, а інші частини - властивістю не А,

7. У фазовому стані (фазовий перехід 1) - заміна фазового стану частини змінюваного об'єкта (системи, дії) або зовнішнього середовища (надсистеми),

8. У фазовому стані (фазовий перехід 2) - "подвійне" фазовий стан однієї частини змінюваного об'єкта (системи, дії) - перехід цієї частини з одного стану в інший залежно від умов роботи,

9. У фазовому стані (фазовий перехід 3) - використання явищ, супутніх фазового переходу,

10. У відносинах - по відношенню до еталону Е1 змінюваний об'єкт (система, дія) має властивість А, а по відношенню до еталону Е2 - властивістю не А,

11. У впливах - при впливі В1 змінюваний об'єкт (система, дія) має властивість А, а при впливі В2 (відсутності впливу) - властивістю не А.