Текст книги "Технология творческого мышления"

2. Развитие частей системы идет неравномерно – через возникновение и преодоление противоречий.

3. Исчерпав возможности своего развития, техническая система или вырождается, или консервируется на определенном уровне, или ее рабочий орган входит как подсистема в новую систему.

Кроме общих законов, которые составляют, если можно так выразиться, идеологию ТРИЗ, ее основную сущность, есть еще законы синтеза системы и законы развития системы. Эти законы будут подробно рассмотрены в следующих разделах, хотя отдельные их положения уже просматривались в ходе генетического анализа, к которому мы будем еще не раз возвращаться.

При генетическом анализе искусственных объектов их достаточно часто сравнивают с объектами живой природы, каждый из которых тоже достиг очень высокого уровня развития и по-своему совершенен. Принципиальная разница между ними заключается в том, что эволюция объектов живой природы – от простейшей амебы до сложнейших белковых организмов – происходила в естественных условиях их взаимодействия с внешней средой как борьба за выживание. И каждый этап этого совершенствования – это тоже разрешение противоречия, но возникшего, например, в связи с резким изменением температуры или исчезновением вида, который служил традиционной пищей.

Изменение же искусственных объектов происходит только в связи с ростом потребностей самого человека, который свое стремление выделиться среди окружающих, проявить свою индивидуальность может реализовать через систему условных ценностей. Такой системой ценностей современное общество чаще всего считает количество и качество принадлежащих данному человеку вещей. Отсюда – безудержная погоня за все новыми и новыми вещами, чтобы как-то выделяться в толпе, отсюда – тот тупик, в котором все яснее начинает ощущать себя современное общество потребления. Ведь общество – это тоже искусственная система, и его развитие подчиняется тем же объективным законам…

4. Алгоритм решения проблемных ситуаций

Значение АРИЗ (алгоритма решения изобретательских задач) при поиске решения проблем Г. С. Альтшуллер определил очень четко: «Решение задачи по АРИЗ – это творчество в любом понимании. Организованное творчество – это самое главное. Возможность организации творчества дает надежду на то, что так же можно организовать творчество в других видах человеческой деятельности, что неизмеримо более заманчиво, чем просто возможность решать технические задачи.

Наша высшая задача – перестроить мышление»[4]4
  Альтшуллер Г. С. Первый семинар для разработчиков ТРИЗ – Петрозаводск-80 // Журнал ТРИЗ. 1997. № 1.


[Закрыть].

Под перестройкой мышления Г. С. Альтшуллер понимал замену хаотичного поиска идеи решения (когда «мысли суетятся») такой четко организованной последовательностью выполнения мыслительных операций, при которой каждый шаг мысли обоснован и логически вытекает из предыдущих шагов. Как же можно выработать навыки технологии «как думать»?

Чтобы приобрести навыки любой профессии, нужны длительные тренировки с комплексом специальных упражнений, только тогда появляется автоматизм при выполнении необходимых операций. Следовательно, нам нужен такой комплекс упражнений, в каждом из которых есть проблемная ситуация – только при ее решении работает мышление, и алгоритм, который позволит преобразовать проблему в задачу и найти идею ее решения. При этом алгоритм не заменяет мышления – он только показывает направление – «куда думать».

Сформулируем требования к такому алгоритму:

• осознанность мыслительных операций и управляемость ими;

• получение результата на уровне идеального (для данной проблемной ситуации);

• лаконичность;

• повторяемость результата при соблюдении алгоритма;

• универсальность (применимость для анализа и поиска решения любых проблем).

В качестве комплекса упражнений лучше всего использовать так называемые «изобретательские задачи» – реальные технические проблемы, которые возникали при создании или совершенствовании различных машин и механизмов. И пусть никого не смущают термины «изобретательские» и «технические»: первый говорит только об оригинальности проблемы и необходимости особого подхода к ее решению. А «технические» знания, которые требуются для поиска решения, находятся на уровне 8–9-го классов средней школы (а чаще и того меньше). Главное, что понадобится при поиске решения, – это четкая логическая последовательность выполнения всех мыслительных действий по «перемалыванию» задачи. А чтобы алгоритм воспринимался вами не как спущенная сверху инструкция, которую почему-то надо выполнять, а осознанно, чтобы стал он своим, родным и близким, выведите его сами в ходе анализа и поиска решения четырех проблем.

Процесс мягкой посадки ракеты после полета осуществляется следующим образом: чтобы ракета стала на «ноги», расположенные обычно в хвостовой части, ее перед посадкой разворачивают хвостовой частью к посадочной поверхности (рис. 4.1). Затем включаются тормозные двигатели, которые обеспечивают торможение и плавный спуск ракеты.

При проектировании первого в мире посадочного комплекса «Луна-16» для мягкой посадки на Луну в его хвостовой части установили мощную лампу, чтобы осветить лунную поверхность под «ногами» станции. Лампы накаливания состоят из трех основных частей: нити накаливания, стеклянной колбы для сохранения вакуума, в котором находится нить[5]5
  Для справки: на открытом воздухе раскаленная до рабочей температуры (3000°) вольфрамовая нить лампочки активно соединяется с кислородом воздуха, быстро окисляется и поэтому перегорает.


[Закрыть], и цоколя – металлической части, соединяющей лампу с источником электроэнергии и местом ее установки. Посадочный комплекс спроектировали, рассчитали, изготовили, стали испытывать на стенде. В режиме «Посадка» включили лампу. Лампа зажглась, но через некоторое время задымилась, стала матовой и перегорела.

При исследовании выяснилось, что в месте соединения стеклянной колбы с цоколем в стекле образуются микротрещины. Выяснили и причину образования микротрещин – от вибрации, которую создают во время работы тормозные двигатели. Через трещины проникает воздух, раскаленная нить накаливания окисляется и перегорает. Как быть?

Сотрудники отдела, ответственного за изготовление лампы, перепробовали множество вариантов, но… При решении этой задачи методом мозгового штурма обычно намечаются такие направления поиска решения:

1. Устранить воздействие вибрации на лампу. С этой целью предлагаются различные виды подвесок, пружин, амортизаторов, пластичных составов, гасящих вибрацию, вплоть до вынесения лампы из комплекса и освещения места посадки каким-нибудь другим способом (например, вторым спутником).

2. Изменить конструкцию лампы. Характер этих предложений сводится к замене лампы накаливания дуговой лампой типа прожектора, изменению способа крепления лампы (без цоколя) к корпусу станции, усилению той части колбы, которая трескается, и т. д.

Рассмотрим лампу как систему, основная функция (ОФ) которой – освещать место посадки. Лампа состоит из трех основных элементов – подсистем: нити накаливания, цоколя и колбы (рис. 4.2). Основную функцию системы выполняет подсистема «нить накаливания», создавая световой поток в раскаленном состоянии. Цоколь и колба выполняют вспомогательные функции (ВФ): цоколь держит всю лампу в корпусе станции и соединяет ее с источником тока; колба обеспечивает вакуум, предохраняя раскаленную нить от взаимодействия с кислородом воздуха.

Если вспомнить, что лампа, хотя и проектировалась на Земле, работать должна на Луне, где практически нет кислорода и вполне достаточно своего вакуума, то сразу же возникает вопрос: «А зачем на Луне колба? Давайте ее уберем!» Именно такое решение предложил главный конструктор комплекса «Луна-16» Г. Н. Бабакин, как только ознакомился с проблемой.

Рассмотрим инструментарий, который позволил выйти на такое решение.

Прежде всего был проведен структурный анализ системы, предназначенной для выполнения конкретной основной функции, определен ее состав (подсистемы) и функции каждого элемента. Затем эти функции были перенесены в ту среду, в которой должна работать вся система. Одного этого анализа оказалось достаточно, чтобы найти практически идеальное решение: вся система остается без изменений, а вредное качество исчезает. Назовем задачу, в которой можно реализовать такое решение, минимальной, или мини-задачей.

Сделаем первые выводы:

• при анализе ситуации необходимо четко определить ОФ системы, состав системы и элементы, обеспечивающие выполнение ОФ;

• для получения идеального решения нужно стремиться устранять элементы, выполняющие ВФ.

Прикинем первую инструментальную цепочку действий при поиске решения проблемной ситуации: формулирование основной функции – определение состава системы и функций отдельных элементов – формулирование идеального конечного результата.

Кратко эту схему можно записать так:

ОФ → Состав системы → ИКР.

Проверим, можно ли использовать эту цепочку мыслительных действий для поиска решения других проблем.

После хирургической операции разрезанные ткани сшивают ниткой – накладывают шов. Но в ушке иголки нитка складывается вдвое, и это утолщение разрывает ткани, особенно тонкие[6]6
  Смоделировать эту ситуацию можно, если сшивать тонкой иглой пленочные (нетканые) материалы, например искусственную кожу.


[Закрыть] (рис. 4.3). До недавнего времени на эти разрывы не обращали внимания, так как процесс заживления основного шва шел достаточно долго. Но в последнее время в связи с успехами медицины и фармакологии эти разрывы ткани стали затягивать процесс выздоровления. Как быть?

Лучшая из идей, которую предлагают при решении задачи мозговым штурмом, – соединять нитку с иголкой «в торец». Решение хорошее, но технологически сложное.

Проанализируем ситуацию. Основная функция системы «иголка с ниткой», для выполнения которой эта система была создана, – сшивать разрезанные ткани. Но в процессе выполнения основной функции возникает нежелательный эффект – сложенная вдвое нитка в ушке иголки образует утолщение, которое создает в соединяемых тканях разрывы. Причина образования утолщения – необходимость соединять иголку с ниткой.

Здесь важно обратить внимание на еще один момент: это утолщение существовало всегда, но на него не обращали внимания, так как процесс выздоровления больного зависел от других факторов. Но с некоторого времени к этому соединению стали предъявлять новые, повышенные требования – и возник нежелательный эффект. Конечно, утолщение можно устранить, если не соединять нитку с иголкой: тогда ткани не будут разрываться, но и иголка с ниткой не будут объединены в систему и не смогут выполнять свою основную функцию.

Таким образом, между основной функцией данной системы (сшивать ткани) и нежелательным эффектом (образованием разрывов) существует четкая причинно-следственная связь: ЕСЛИ мы хотим сшивать ткани, ТО должны соединить нитку с иголкой, НО тогда образуются разрывы.

И обратно: ЕСЛИ мы хотим предотвратить образование разрывов, ТО не должны соединять нитку с иголкой, НО тогда не сможем сшить разрезанные ткани.

Отсюда хорошо видно, что попытка обеспечить выполнение основной функции с помощью определенного принципа действия системы приводит к появлению соответствующего нежелательного эффекта. А попытка устранить возникший эффект приводит к появлению нового нежелательного эффекта: в частности, к невозможности выполнять основную функцию.

Возникает противоречие: нитка должна быть соединена с иголкой в ушке, чтобы сшивать разрезанные ткани (выполнять ОФ), и не должна быть соединена, чтобы не возникал нежелательный эффект (утолщение в ушке, которое приводит к разрыву тканей). Иными словами, соединение должно быть – и не должно быть.

Противоречие, при котором к одному состоянию, свойству или параметру системы предъявляются противоположные ФИЗИЧЕСКИЕ требования, называется физическим противоречием (ФП).

Определим условия, при которых можно устранить физическое противоречие. Очевидно, что в идеале иголка, нить и место их соединения должны иметь одинаковый диаметр. Одинаковый диаметр получится, если иголку с ниткой «состыковать» – обеспечить соединение «в торец», но осуществлять такое соединение в операционных условиях слишком сложно.

Уточним функции каждого элемента этой системы.

Основную функцию – «сшивать ткани» – выполняет нить, которая, кстати, стоит значительно дешевле иголки. Иголка же выполняет две вспомогательные функции – прокалывает отверстие и протягивает в него нить. Нельзя ли убрать элемент, выполняющий вспомогательные функции? Можно, если эти функции «по совместительству» будет выполнять элемент, выполняющий основную функцию.

Что же для этого необходимо? Чтобы нитка могла выполнять функции иголки, она, без сомнения, должна обладать и свойствами иголки, т. е. быть острой и твердой. А чтобы сохранить возможность выполнять свою основную функцию – сшивать – нитка должна быть гибкой и эластичной. Причем в данном случае в одно и то же время. Новое физическое противоречие.

Его можно разрешить, если принять во внимание, что свойствами иголки должна обладать не вся нить, а только ее часть – кончик. Как это сделать? Обратились к специалистам-химикам. Они подобрали специальный раствор, нить, пропитанная таким раствором, становилась твердой. Оставалось заточить кончик нити.

Сделаем очередные выводы. Определять ОФ системы, ее состав и функции элементов нужно, но этого недостаточно: при попытке устранить один нежелательный эффект возникает другой, между ними существует причинно-следственная связь, и, если продолжать стремиться к ИКР, возникает физическое противоречие.

Инструментальная цепочка мыслительных действий при анализе и поиске решения проблемной ситуации дополняется: формулирование основной функции (ОФ) – определение состава системы и функций отдельных элементов – выявление причинно-следственной связи (Если – То – Но) в двух вариантах – выявление физического противоречия (ФП) – формулирование идеального конечного результата (ИКР).

Запишем ее кратко:

ОФ → состав системы → Если – То – Но → ФП → ИКР.

При восхождении на высокие вершины альпинисты для связи с базовым лагерем используют радиостанции, которые работают на фиксированных частотах (рис. 4.4). Но высоко в горах при температурах ниже –50 ℃ транзисторы сильно охлаждаются, и их физические свойства меняются. В результате меняется частота, на которой они должны работать, и связь с лагерем нарушается. Чтобы радиостанция не замерзала, ее главную часть (генератор частоты) предложили поместить в термостат – сосуд типа термоса с подогревом, а наружу вывести антенну, микрофон и динамик. Но оказалось, что термостат будет весить в три-четыре раза больше, чем сама радиостанция, да еще нужен мощный аккумулятор в качестве источника питания – а это опять лишний вес, который носить в горах очень трудно. Как быть?

Проанализируем ситуацию – почему возникла проблема? Основная функция, которую должна выполнять система в составе: радиостанция, базовый лагерь внизу и альпинист наверху, – обеспечить устойчивую радиосвязь между базовым лагерем и альпинистом. Радиостанция была спроектирована для работы в нормальных климатических условиях – при средних температурах – и прекрасно выполняла свою основную функцию. Используя радиостанцию на восхождениях в горах при низких температурах, альпинисты предъявили к ней значительно более жесткие требования, и радиостанция работать отказалась. Так возник нежелательный эффект № 1 (НЭ₁). Чтобы его устранить, предложили использовать средство устранения (СУ) – термостат. Термостат действительно обеспечивает устойчивую радиосвязь, но много весит, что создает новый нежелательный эффект (НЭ₂).

Сформулируем причинно-следственные связи в их противоположных состояниях:

1. Если использовать термостат (СУ), то нарушений связи не будет (НЭ₁ устраняется), но появляется лишний вес (НЭ₂).

Схематически это можно записать так:

(Черточка над обозначением указывает на его отрицание, т. е. на противоположное значение.)

2. Если же термостат не использовать (СУ не вводить), то лишний вес не появляется (НЭ₂ не возникает), но сохраняется нарушение радиосвязи (НЭ₁).

Схематически это можно записать так:

Свойство связи между двумя взаимодействующими объектами, при котором изменение одного объекта, или его части, или его параметра в нужную для нас, потребителей, сторону вызывает недопустимое для нас, потребителей, изменение другого объекта, или его части, или его параметра, называется техническим противоречием (ТП).

Таким образом, между возможностью иметь устойчивую радиосвязь и необходимостью таскать лишний вес существует прямая зависимость, причем без всяких возможных компромиссов: или связь и лишний вес, или ни веса, ни связи.

Чтобы поставить изобретательскую задачу, применим прием, который уже был использован в задаче о лодке Робинзона: введем в систему отсутствующий, идеальный термостат. Такой термостат ничего не весит, не потребляет никакой энергии (так как он отсутствующий!), но прекрасно выполняет свою функцию: согревает радиостанцию.

Тогда постановка изобретательской задачи может схематически выглядеть так:

т. е. не вводя средство устранения и тем самым не создавая новый нежелательный эффект , устранить имеющийся нежелательный эффект . Наша конкретная задача может быть записана так: не вводя термостат и тем самым сохраняя способность отсутствующего термостата не создавать лишний вес, обеспечить незамерзание радиостанции.

Из постановки изобретательской задачи и противоречия технического естественно вытекает противоречие физическое: термостат должен быть, чтобы радиостанция не замерзала и обеспечивалась устойчивая радиосвязь (основная функция системы), и термостата быть не должно, чтобы не приходилось носить лишний вес (чтобы не возникал НЭ₂).

Функцию идеального крана в задаче о лодке Робинзона выполняла сама система. Очевидно, что функцию идеального термостата, как и любого идеального элемента, тоже должна выполнять сама система. Тем более что термостат выполняет вспомогательную функцию. А опыт решения предыдущих задач подсказывает, что от таких элементов нужно избавляться. Поэтому идеальное решение должно выглядеть так: система сама обеспечивает обогрев радиостанции.

Уточним состав системы, т. е. когда и при каких условиях ведется радиосвязь. Очевидно, только тогда, когда радиостанция находится в горах вместе с альпинистом, который сам является прекрасным источником тепла. Следовательно, функцию термостата – подогревать – можно передать альпинисту. Было предложено ту часть радиостанции, которая боится мороза, помещать в нагрудный карман комбинезона, а наружу вывести только микрофон, динамик и антенну.

Сделаем очередные выводы. Инструментальная цепочка действий при поиске решения проблемной ситуации дополняется новыми шагами: формулирование основной функции (ОФ) – определение состава системы и функции отдельных элементов – формулирование технического противоречия (ТП) в двух вариантах (выявление нежелательного эффекта НЭ₁ – введение средства устранения СУ – появление нового нежелательного эффекта НЭ₂) – постановка изобретательской задачи (ИЗ) – формулирование физического противоречия (ФП) – формулирование идеального конечного результата (ИКР).

Запишем кратко новую схему:

ОФ → состав системы → ТП (НЭ₁ → СУ → НЭ₂) → ИЗ → ФП → ИКР.

Известен и широко применяется простой способ нанесения защитных и декоративных покрытий на металлические поверхности. Для этого металлическое изделие помещают в ванну, наполненную водным раствором соли металла, который должен стать покрытием (никель, кобальт, палладий, медь, золото). Начинается реакция восстановления, и на поверхность изделия оседает металл из раствора соли (рис. 4.5).

Процесс проходит тем быстрее, чем выше температура раствора. Но при повышении температуры соль в растворе начинает перекристаллизовываться, перестает растворяться в воде и выпадает в осадок. Раствор быстро теряет свои рабочие свойства, качество покрытия ухудшается, поэтому раствор приходится часто менять. При высокой температуре, которая обеспечивает нужную производству скорость процесса, до 75 % химикатов идет в отходы, что сильно удорожает процесс.

Пытались применить специальные стабилизирующие добавки, однако они повысили устойчивость соли к перекристаллизации в очень незначительной степени. Как быть?

Опыт решения предыдущих проблем рекомендует начинать анализ ситуации с определения основной функции системы и ее состава.

В качестве основной функции этой системы обычно рассматривают просто покрытие детали, упуская из виду, что раствор нагревают для того, чтобы ускорить процесс покрытия. Производственников интересует быстрый процесс, и именно максимально полезное для нас действие, по рекомендации Г. С. Альтшуллера, нужно с самого начала рассматривать как основную функцию системы и стремиться ее добиваться. Так в алгоритм закладывается мощный психологический инструмент, уже с момента постановки задачи ориентирующий нас на достижение максимально эффективного результата!

Итак, ОФ системы: быстрое нанесение покрытия на поверхность детали путем погружения детали в горячий раствор соли.

Состав системы: ванна, горячий раствор соли и деталь. Однако выполнение основной функции – быстрое нанесение покрытия (при высокой температуре!) – создает и нежелательный эффект (НЭ₁): выпадение осадка. Причем чем выше температура, тем быстрее идет процесс и тем быстрее идет перекристаллизация соли и ее выпадение в осадок. Так как стабилизирующие добавки эффекта не дают, предотвратить выпадение осадка (ввести средство устранения – СУ) можно только одним путем: понизить температуру раствора. Но тогда возникает новый нежелательный эффект (НЭ₂): соответственно снижается и скорость процесса покрытия, т. е. снижается производительность труда, что недопустимо по условиям выполнения ОФ системы.

В реальных условиях в таких ситуациях чаще всего идут на компромисс: подбирают наиболее экономичный режим, т. е. такую температуру и тем самым такую скорость процесса, которые не вызывают больших расходов раствора. ТРИЗ же требует сохранить режим, при котором основная функция будет выполняться наилучшим образом, а нежелательный эффект при этом возникать не будет. На «тризовскую» постановку задачи нацелено, кстати, и формулирование технического противоречия – ситуация сразу оказывается в крайних вариантах: или ТП₁ – или ТП₂, исключая тем самым возможности любого компромисса.

Сформулируем эти варианты технического противоречия:

Если понизить температуру раствора, то осадок выпадать не будет, но снижается скорость протекания процесса покрытия.

Если же температуру не понижать, то скорость протекания процесса покрытия не уменьшается, но соль выпадает в осадок.

Исходя из формулы постановки изобретательской задачи

необходимо, не снижая температуру раствора и тем самым не уменьшая скорость протекания процесса покрытия, обеспечить невыпадение осадка.

Из постановки изобретательской задачи вытекает физическое противоречие (ФП): раствор должен быть горячим, чтобы процесс покрытия шел быстро, и раствор должен быть холодным, чтобы не выпадал осадок.

И просматривается один из вариантов ИКР: процесс должен идти в холодном растворе с такой же скоростью, как в горячем.

Чтобы разрешить физическое противоречие, определим зону, в которой осуществляется основная функция, т. е. место, ГДЕ нам необходим горячий раствор. Назовем эту зону оперативной (ОЗ). (Попутно сразу же отметим, что чаще всего именно в зоне, в которой выполняется ОФ, и возникает конфликт – НЭ₁.) В данной задаче в процессе перехода атомов металла из раствора соли на поверхность детали участвует только тот слой жидкости, который непосредственно контактирует с поверхностью детали. Весь остальной объем раствора в реакции не участвует, но, если он горячий, осадок из него выпадает…

Определим также, КОГДА нам необходим горячий раствор как обязательное условие выполнения основной функции. Назовем этот период оперативным временем (ОВ). Очевидно, что горячий раствор нужен нам только тогда, когда деталь находится в растворе, все остальное время раствор может быть холодным.

Теперь можно сформулировать физическое противоречие (ФП) более точно: раствор соли должен быть горячим только у поверхности детали и только в то время, когда деталь находится в растворе, чтобы процесс покрытия шел быстро, и раствор соли должен быть всегда холодным во всем остальном объеме, чтобы не выпадал осадок.

И окончательно сформулировать ИКР: система должна сама обеспечить наличие высокой температуры раствора соли у поверхности детали при ее погружении в раствор и низкую температуру раствора во всем остальном объеме.

Обеспечить низкую температуру раствора во всем объеме ванны достаточно легко – раствор просто не нужно нагревать. А наличие высокой температуры у поверхности детали при ее погружении в раствор соли можно обеспечить за счет самой детали, если ее предварительно нагреть до определенной температуры…

Проведем методический анализ хода решения рассмотренных в данной главе проблем и сделаем выводы.

О необходимости сразу же определять ОФ системы и ее состав отмечалось выше, поэтому рассмотрим причины возникновения проблем.

Проблемы, которые можно решить, уже решены, и изобретателю всегда предлагают не задачу с вполне определенными данными, после действий над которыми получается однозначный результат, а некую проблемную ситуацию. Эти проблемы возникают, как правило, когда мы, пользователи данной системы, не удовлетворены ее состоянием и начинаем предъявлять к системе повышенные требования, которые элементы существующей системы обеспечить уже не в состоянии. (До тех пор, пока у системы есть резервы и она в состоянии удовлетворять наши всё возрастающие требования, проблема не возникает.) Поэтому определим понятие «проблемная ситуация» как неудовлетворительные для пользователя взаимоотношения между элементами системы, которые могут возникать как внутри самой системы, так и между системой и внешней средой (надсистемой).

Эти неудовлетворительные взаимоотношения выступают для пользователя системы как нежелательный эффект № 1 (НЭ₁). В проблеме 2 (игла для хирургических операций), например, на разрывы тканей стали обращать внимание только тогда, когда эти разрывы начали затягивать процесс выздоровления больного. Радиостанция, прекрасно работающая в обычных условиях (проблема 3), отказалась обеспечивать радиосвязь при новых условиях (–50 ℃). При попытке повысить скорость процесса покрытия детали (проблема 4) за счет повышения температуры начал выпадать не удовлетворяющий нас осадок.

Чтобы обеспечить наилучшее выполнение ОФ, для устранения НЭ₁ в систему вводится средство устранения (СУ). Бывают случаи, когда этого достаточно, чтобы разрешить проблему. Однако чаще всего СУ, устраняя НЭ₁, создает новый нежелательный эффект (НЭ₂). Опять-таки возможны ситуации, при которых НЭ₂ не беспокоит потребителя. Тогда противоречия не возникает, и исходная проблема оказывается решенной. Но чаще всего возникающий НЭ₂ не устраивает пользователя системы. Так возникает техническое противоречие (ТП) как результат наличия причинно-следственной связи между двумя конфликтующими элементами системы. Необходимость устранить ТП и создает изобретательскую задачу.

Основное правило формулирования технического противоречия: ТП должно быть построено таким образом, чтобы вредное действие напрямую было связано (вытекало, являлось следствием) с действием полезным – основной функцией системы. Функцию этой связи должно выполнять средство устранения.

В чем смысл этой связи? В ее свойстве: при изменении начальных условий причина становится следствием, а следствие – причиной. Теперь природа ТП видна достаточно хорошо: устраняя один недостаток, мы вызываем появление другого. И суть противоречия – как в сообщающихся сосудах: чем больше жидкости в одном, тем меньше в другом, и наоборот.

Схема ТП и связь нежелательных эффектов через средство устранения отчетливо видны на схеме (рис. 4.6).

Из схемы видно, что наличие СУ устраняет НЭ₁ (стрелка А₁ – полезное действие), но создает НЭ₂ (стрелка В₁ – вредное действие). И наоборот: отсутствующее не создает НЭ₂ (стрелка А₂), но и не устраняет НЭ₁ (стрелка В₂).

Постановка технического противоречия в форме «средство устранения – нежелательный эффект» сразу же создает альтернативы (или есть НЭ₁ и нет НЭ₂, или есть НЭ₂ и нет НЭ₁) и исключает все возможные промежуточные варианты и компромиссы.

Эта взаимосвязь элементов и является сущностью технического противоречия исследуемой системы. При такой постановке проблемы отметается все лишнее, и в системе остаются только те два элемента, в отношениях между которыми и возникает проблема. А отметая лишние элементы, мы тем самым сразу отметаем и возможные, но уже лишние идеи решения, с ними связанные, и остается только область, где находятся нужные идеи. А чтобы выйти в эту область, необходимо решить изобретательскую задачу.

Под изобретательской задачей будем понимать проблемную ситуацию, сформулированную на основе выявленного технического противоречия (причинно-следственной связи «Если – То – Но»), в которой необходимо, не вводя новую систему, устранить существующий нежелательный эффект.

Как же решать изобретательскую задачу? Чтобы не создавать новый нежелательный эффект НЭ₂, в систему для устранения НЭ₁ вводят в качестве СУ новую систему, но – идеальную, т. е. отсутствующую! (Под идеальной мы понимаем систему, которой нет, но основная функция которой выполняется.) Это идеальное СУ, выполняя свою основную функцию, устраняет НЭ₁. Но, поскольку СУ все-таки отсутствует, оно не создает НЭ₂. А чтобы чисто психологически облегчить восприятие идеального СУ, его функцию поручают выполнять некоему условному Х-элементу. В дальнейшем, чтобы Х-элемент смог максимально успешно реализовать идеальный конечный результат, потребуется очень четко определить свойства, которыми он должен обладать.

Под решением изобретательской задачи будем понимать способ устранения технического противоречия, в результате которого основная функция системы выполняется наилучшим образом за счет устранения НЭ₁, а НЭ₂ не возникает.

Ниже будет показано, что выбор средства устранения определяет весь дальнейший ход решения задачи и уровень изменений, которые необходимо будет осуществить для реализации ответа. Соответственно диапазон этих изменений колеблется от незначительных, которые можно осуществить в подсистеме так, что система их даже «не заметит», и до достаточно существенных, меняющих принцип действия всей системы.

Дальнейший анализ показывает, что в основе противоречия технического заложено противоречие физическое: противоположные физические требования к одному из элементов или параметров системы. Но, чтобы сформулировать ФП, необходимо выяснить, где возникает конфликт и когда он протекает.