© Альтшуллер Г.С., «Техника и наука», 1983, № 6. – С. 8-9.

АРИЗ-82: КАК ИЗБЕЖАТЬ ОШИБОК

УЛОЖИТЬ ШАРИКИ

АРИЗ предназначен не только для получения нового технического решения,     но и для его оценки. АРИЗ-77 предусматривал оценку после того, как идея решения полностью сформировалась; для этого в пятой части алгоритма ставились контрольные вопросы. Практика, однако, показала, что такой контроль недостаточен: когда речь идет об оценке своих идей, мы почти всегда склонны   к излишней снисходительности...

Рассмотрим, например, задачу К-4 («ТиН», 1982, № 6, с. 17). В металлической плите для составного штампа 17 тысяч полусферических отверстий, в которые вручную (сообразуясь с чертежом) укладывают двухмиллиметровые стальные шарики. Нужно повысить производительность сборки.

К концу 40-часового ознакомительного курса обучения эту задачу правильно решают (по АРИЗ-77 ) 60—65% слушателей. Остальные приходят к неудачным идеям, хотя контрольные вопросы алгоритма должны были бы выявить брак и заставить повторить анализ. Сквозь контрольные вопросы прорываются даже явно ошибочные предложения. Вот одно из них: «Каждое отверстие в плите имеет свой электромагнит. Плиту полностью покрывают шариками, затем включают магниты тех ячеек, в которых шарики должны быть удержаны, и переворачивают, сбрасывая лишние шарики. Для включения нужных ячеек используют ЭВМ». Казалось бы, решение, столь далекое от идеального, будет забраковано после первого же контрольного вопроса, напоминающего о главном требовании ИКР: необходимое действие должно быть выполнено без усложнения системы. Разумеется, даже после начального курса ТРИЗ нельзя не заметить явного отступления от ИКР. Но сразу же находится оправдание: «Такой способ требует сложного оборудования, но зато повышается производительность». Не так просто зарубить свое собственное предложение! Даже если видишь его недостатки...

Иногда предлагают другое решение: вместо руки — манипулятор, управляемый с помощью ЭВМ. И снова тот же довод: да, сложно, но зато производительность повысится. Это пишут люди, в общем, знающие, что надо преодолевать противоречия, улучшая один показатель без ухудшения другого.

При разработке АРИЗ-82 сначала была предпринята попытка усилить список контрольных вопросов. Но и самые подробные списки, включающие самые, казалось бы, въедливые вопросы, практически ничего не дали. Для своих идей — даже очень слабых — почти всегда находились оправдания... Список контрольных вопросов сохранился в пятой части алгоритма, но основной контроль теперь ведется в процессе анализа задачи, когда новая идея еще только вырабатывается.

Слабая идея возникает при решении задачи либо из-за какой-то одной, но грубой ошибки, либо в результате накопления небольших погрешностей. Грубая ошибка может быть, например, обусловлена тем, что задачу, сформулированную на , решают на том же уровне, забывая о возможности перехода на микроуровень. В АРИЗ-82 введен шаг 3.7, предписывающий обязательный перевод модели задачи на микроуровень. Для эксперимента такой шаг был вмонтирован в текст АРИЗ-77 (без других изменений этого алгоритма). Решаемость задач, однотипных с задачей о шариках, поднялась до 80—85%. Если при анализе рассматривается макрообъект (шарик), инструмент для работы с ним тоже мыслится на макроуровне. Во всяком случае, прежде всего приходят на ум различные макроустройства: трафареты, электромагниты, манипуляторы... При переходе на микроуровень необходимо рассмотреть изменение состояния вещества стальных шариков, а простейшее такое измененение — намагничивание-размагничивание. Сталь должна сама (таково требование ИКР!) размагничиваться — это возможно при переходе через точку Кюри (или при ударной нагрузке, но нагрузку надо чем-то создавать). Контрольный ответ — а. с. № 880570: заполняют всю плиту шариками из термомагнитного сплава, проецируют на шарики изображение чертежа, нагревая освещенные участки до температуры перехода через точку Кюри.

ЧТО СЧИТАТЬ ИЗДЕЛИЕМ?

Для предотвращения ошибок в АРИЗ введены и другие шаги, в частности шаг 4.5, «подтягивающий» еще сырую идею к ИКР. Подробнее и точнее стали примечания. В текст включены шаги 3.2 и 3.8, дважды заставляющие корректировать ход анализа. В начале обучения эти шаги нередко вызывают досаду: все кажется очевидным, зачем возвращаться назад?! Увы, при творческом решении задачи ничего очевидного не бывает! Возьмем хотя бы ту же задачу о шариках. Что здесь следует считать изделием? Ответ кажется очевидным: шарики — изделие, потому что мы их перемещаем. Но разве мы не перемещаем молоток, забивая гвоздь?.. Задумавшись над «очевидностью», нетрудно прийти к выводу, что в этой задаче изделием является штамп, а шарики и плита — инструмент для получения изделия. Точнее: шарики и плита — части инструмента, ибо вепольная формула инструмента явно недостроена: даны два вещества,   но пока нет поля, управляемо действующего хотя бы на одно из этих веществ. Выбор изделия и инструмента — только начало анализа, но усилия, потраченные на тщательную проработку этого шага, сразу окупаются: теперь мы знаем, что инструмент будет эффективно работать, если появится поле, управляемо действующее на шарики или плиту.

Рассмотрим еще одну задачу. Это чисто учебная задача, хотя в основу ее положена реальная производственная ситуация.

Задача о двух тросах. Стальной трос А, неподвижно прикрепленный к крюку, поддерживает груз (рис. 1). В плоскости, перпендикулярной тросу А, движется прочный трос Б. Как сделать, чтобы трос Б, продолжая движение, не разорвал трос А и не повредился бы сам? Два дополнения: 1) трос Б каждые 10 минут проходит «туда-сюда»; 2) менять трос Б и режим его движения нельзя; будем считать, что трос Б принадлежит другой организации.

Типичная ошибка при решении этой задачи состоит в том, что изделием считают трос А, а инструментом — трос Б. Это кажется очевидным: ведь трос Б действует на трос А... Но разве нам нужно это действие? Разве можно считать изделием обрывки троса А?..

Инструмент в этой задаче — трос А. Изделие двойное — груз и трос Б. Инструмент должен держать груз и при этом не задерживать трос Б.

ПРИМЕНЯЙТЕ ММЧ

В АРИЗ-82 впервые введено — в качестве обязательных шагов применение метода ММЧ («моделирования маленькими человечками» (см. «ТиН», 1979, №10, 1981 №4, №5). Часть объекта, которую предстоит изменить, изображают в виде группы маленьких человечков. Сначала с помощью человечков моделируют конфликт: человечки что-то делают не так. Затем перестраивают группу или меняют поведение человечков, чтобы устранить конфликт. Переход от инженерной графики к рисункам с человечками существенно снижает психологическую инерцию, связанную с привычным зрительным образом объекта. Становится видной тонкая структура объекта, поведение его частиц. Легче заметить и принять «дикое» решение, поскольку для модели с человечками нет ограничений, здесь все возможно.

В одном эксперименте задача о тросах была предложена трем примерно равным по силе группам слушателей. В первой группе задачу решали по АРИЗ-71 — без применения метода ММЧ. Результат: около 40% правильных ответов. Во второй группе преподаватель указал, что необходимо сделать рисунок, на котором изменяемый объект будет показан состоящим из большого числа точек. К правильному ответу пришли 55% слушателей: точки навели на идею расщепления троса А. Наконец, в третьей группе АРИЗ-71 был дополнен методом ММЧ: решаемость поднялась до 65%.

По самой своей сути метод ММЧ требует, чтобы человечков на рисунке было много. Типичная ошибка при освоении метода состоит в том, что рисуют одного или нескольких человечков. Например, трос А показывают в виде цепочки маленьких человечков (рис. 2). Такой рисунок, в сущности, ничем не отличается от изображения линии. Ни в одной работе с подобным рисунком не было правильного ответа. Картинка с двумя шеренгами человечков (рис. 3) дает около половины попаданий. Значительно эффективнее (около 70% правильных ответов) изображение, на котором один ряд человечков, но каждый человечек в этом ряду держится за другого двумя руками (рис. 4). Психологическая загадка: казалось бы, рис. 3 и 4 эквивалентны (два ряда рук),   но второй рисунок значительно сильнее наводит на правильное решение... Наконец, практически стопроцентную попадаемость в цель дала модель со многими рядами человечков (рис. 5). Здесь уже безразлично, как держатся друг за друга человечки; рисунок сразу подсказывает идею решения: пока одна шеренга разомкнута, держать трос должны другие шеренги. Обычный шлюз (рис. 6), но не на реке, а в стальном канате...

НЕ СПЕШИТЕ

Метод ММЧ требует спокойной, неспешной работы. Нельзя преждевременно отключать человечков и переходить к конкретному техническому принципу.В одной работе схема, приведенная на рис. 4, сразу переправлена — нарисованы магниты, соединяющие два участка троса Б (рис. 7). Фактически пропала идея двух рук, двух связей, двух ворот шлюза. Дальнейший анализ прерван, вместо него — технический рисунок без человечков (рис. 8).

Но сила взаимодействия магнитов обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Из положения 8-6 магниты вполне могут и не перейти в положение 8-в: груз оттянет нижнюю ветвь, трос порвется. И в записи появляется рис. 9: каждый магнит разрезан на две части, соединенные шарнирами. Вновь схема с двумя руками! Картинка тут же уточнена, нарисован шлюз (рис. 10). Осталась одна проблема: руки далеко расходятся, как возвращать их в исходное положение? Сначала возникает идея пружины (рис. 11). Потом — набросок многорукого магнита (рис. 12) и итоговая схема: руки образуют механический захват (рис. 13), магниты не нужны. Но ведь какова сила психологической инерции: на итоговом рисунке надпись — «магнитные захваты»...

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Задача об изготовлении абразивного инструмента. Нужно изготовить абразивный инструмент в виде стальной ленты, одна поверхность которой покрыта зернами абразива. Лента есть, абразив тоже. Но как прочно соединить ленту и зерна абразива? Пробовали разные клеи, смолы и т. п. Все они дают непрочные соединения.
Решите эту задачу, используя только метод ММЧ, Нужны два рисунка (или две серии рисунков): конфликт и путь преодоления конфликта.

Если возникнут затруднения, примените метод «ИКР минус самую малость» (метод описан в предыдущей статье). На крайний случай в вашем распоряжении вепольный анализ...