Бесплатный фрагмент - Универсальные приемы разрешения противоречий

Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ), созданная советским ученым и изобретателем Генрихом Сауловичем Альтшуллером, становится все более популярной в мире.

Один из инструментов ТРИЗ — это приемы разрешения противоречий. Эти приемы были созданы Альтшуллером для решения технических задач, главным образом в механике.

Автор попытался сделать приемы более универсальными, чтобы они смогли работать не только с любыми областями техники, включая и информационные технологии, но и с задачами из любой области знаний.

В книге приводится минимальное количество текста и большое количество картинок, поясняющих каждый из приемов и подприемов.

Материал может быть полезен как начинающим изучать ТРИЗ, так и преподавателям для демонстрации приемов. Кроме того, примеры могут быть использованы и для демонстрации других инструментов ТРИЗ.

Г. С. Альтшуллер проанализировал десятки тысяч патентов и выяснил, что техника развивается закономерно. Эти закономерности можно познать и использовать для развития систем и при решении изобретательских задач. Альтшуллером Г. С. была разработана система законов развития техники. Он также выяснил, что для решения сложных изобретательских задач необходимо выявить и разрешить противоречия. Им были сформулированы постулаты ТРИЗ, которые показывают принципиальное отличие изобретательского от рутинного мышления.

При рутинном мышлении мы ищем компромисс. В изобретательском мышлении мы выявляем противоречие, лежащее в глубине проблемы. Углубляя и обостряя противоречие, мы определяем первопричины, породившие данное противоречие. Разрешая противоречие, получаем результат без недостатков.

Г. Альтшуллер пришел к выводу, что фундаментом будущей теории изобретательства должны быть законы развития технических систем.

Он сформулировал постулаты ТРИЗ, которые показывают принципиальное отличие изобретательского от рутинного мышления.

Постулаты ТРИЗ гласят:

1. Техника развивается закономерно. При решении задач и развитии систем необходимо использовать законы развития технических систем.

2. Любую изобретательскую задачу можно классифицировать, и в соответствии с видом задачи подбирается вид решения.

3. Для решения сложных изобретательских задач необходимо выявить и разрешить противоречие, находящееся в глубине задачи.

Г. С. Альтшуллер отмечал: «…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».

Для разрешения противоречий Г. С. Альтшуллер разработал 40 основных приемов устранения противоречий и таблицу использования этих приемов.

Инструменты ТРИЗ и, в частности, приемы разрешения противоречий создавались в то время, когда еще не существовало информационных технологий. В основном приемы были созданы для решения задач из механики.

Информационные технологии (ИТ) сегодня развиваются очень быстрыми темпами. Перед разработчиками возникают трудные задачи, которые необходимо решать очень быстро и на высоком уровне. Для решения таких задач недостаточно только специальных знаний и опыта, но требуется методика решения сложных задач. Наилучшая методика решения сложных задач — это ТРИЗ.

Техническую систему в ТРИЗ рассматривали только как вещественный (материальный) объект. С появлением ИТ и применением ТРИЗ для ИТ понятие технической системы следует пересмотреть — расширить, так как информация — это не материальный объект. В данной книге будет рассматриваться только один из инструментов ТРИЗ — приемы разрешения противоречий.

Автор попытался сделать приемы более универсальными, чтобы они смогли работать не только с любыми областями техники, включая и информационные технологии, но и с задачами из любой области знаний.

1. Понятие о противоречиях

1.1. Общие понятия

Различные технические средства создавались и создаются для удовлетворения тех или иных потребностей человека.

Потребности растут значительно быстрее возможностей их удовлетворения, что и является своего рода источником технического прогресса.

Проектирование новых объектов чаще всего подразумевает улучшение тех или иных параметров системы.

Сложные изобретательские задачи требуют нетривиального подхода, так как улучшение одних параметров системы приводит к недопустимому ухудшению других параметров. Возникает противоречие.

Противоречие — это одно из основных понятий ТРИЗ.

В ТРИЗ рассматриваются три вида противоречий:

— Административное противоречие (АП),

— Техническое противоречие (ТП),

— Физическое противоречие (ФП).

1.2. Административное противоречие

АДМИНИСТРАТИВНОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ (АП) — противоречие между потребностью и возможностью ее удовлетворения.

Его достаточно легко выявить. Оно часто задается администрацией или заказчиком и формулируется в виде: «Надо выполнить то-то, а как — неизвестно», «Какой-то параметр системы плохой, нужно его улучшить или нужно устранить такой-то недостаток, но не известно, как», «Имеется брак в производстве изделий, а причина его не известна» и т. д. Это самое поверхностное противоречие.

Мы хотим иметь много денег, а имеем мало.

Задача 1. Автобус

Условие задачи

Автобус должен перевозить много пассажиров. Как это сделать?

Это типичное административное противоречие (АП).

1.3. Техническое противоречие

ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ (ТП) — это противоречие между определенными частями, качествами или параметрами системы.

ТП возникает при улучшении одних частей (качеств или параметров) системы за счет недопустимого ухудшения других.

Оно представляет собой причину возникновения административного противоречия (АП), углубляя его. В глубине одного АП, чаще всего, лежит несколько ТП.

А улучшаем, а Б ухудшается.

Как правило, улучшая одни характеристики объекта (например, «А»), мы резко ухудшаем другие (например, «Б»). Обычно приходится искать компромисс, то есть чем-то жертвовать.

Техническое противоречие возникает в результате диспропорции развития различных частей (параметров) системы. При значительных количественных изменениях одной из частей (параметров) системы и резком «отставании» другой (других) ее частей возникают ситуации, когда количественные изменения одной из сторон системы вступают в противоречие с другими.

Продолжим рассмотрение задачи об автобусе.

Задача 1. Автобус (продолжение)

Разбор задачи

Чтобы перевозить много пассажиров, автобус должен быть вместимым, т. е. больших размеров. Однако большой автобус плохо маневрирует.

Таким образом можно сформулировать техническое противоречие (ТП).

ТП: Противоречие между вместимостью автобуса и маневренностью.

1.4. Физическое противоречие

ФИЗИЧЕСКОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ (ФП) — предъявление диаметрально противоположных свойств (например, физических) к определенной части технической системы.

Оно необходимо для определения причин, породивших техническое противоречие, т. е. является дальнейшим его углублением. Уточнение (углубление) противоречий может продолжаться и дальше для выявления первопричины.

Для человека, не знакомого с ТРИЗ, формулировка ФП звучит непривычно и даже дико — некоторая часть системы должна находиться сразу в двух взаимоисключающих состояниях: быть холодной и горячей, подвижной и неподвижной, длинной и короткой, гибкой и жесткой, электропроводной и неэлектропроводной, быть и не быть и т. д.

Продолжим разбор задачи об автобусе.

Задача 1. Автобус (продолжение)

Разбор задачи

Сформулируем физическое противоречие (ФП) для данной задачи.

ФП: Автобус должен быть большим, чтобы вмещать много пассажиров, и маленьким, чтобы быть маневренным.

Если более точно, то эти требования не ко всему автобусу, а только к салону.

Решение задачи

1. Автобус необходимо сделать динамичным — гибким, например, как змея.

Такой автобус будет вместительным и очень маневренным. Пока таких автобусов не создано, но имеется частичное решение — соединяют два и более автобусов гибким соединением — «гармошкой».

2. Автобус ставится на автобус — двухэтажный автобус.

---

В Лондоне построили 5-этажный автобус. Впервые его использовали во время «Олимпиады-2012». Он высотой 17,68 м.

3. Используют маленькие автобусы, но их пускают столько, сколько нужно в данных момент.

Существует проект автобуса, складывающегося или растягивающегося с помощью гармошки в зависимости от потребности — количество пассажиров. В часы пик автобус растягивается полностью, а при малом количестве пассажиров — полностью складывается.

---

В данной книге мы будем рассматривать только технические противоречия.

2. Использование таблицы приемов разрешения технических противоречий

Статистический анализ технических задач позволил выявить типичные технические противоречия и приемы их устранения. В результате анализа более 40 тыс. изобретений Г. С. Альтшуллер выявил 40 основных (наиболее сильных) приемов, отобрал 39 универсальных параметров системы, которые можно изменять, и составил таблицу их применения. В английской литературе эту таблицу называют «Матрица Альтшуллера» (Altshuller’s Matrix или Altshuller’s Contradiction Matrix), а универсальные параметры — «Универсальные параметры Альтшуллера» (Altshuller’s Papametrs).

В таблице по вертикали и горизонтали расположены универсальные параметры, а на их пересечении указаны номера приемов.

Опишем универсальные параметры:

1. Вес подвижного объекта

2. Вес неподвижного объекта

3. Длина подвижного объекта

4. Длина неподвижного объекта

5. Площадь подвижного объекта

6. Площадь неподвижного объекта

7. Объем подвижного объекта

8. Объем неподвижного объекта

9. Скорость

10. Сила

11. Напряжение, давление

12. Форма

13. Устойчивость состава объекта

14. Прочность

15. Продолжительность действия подвижного объекта

16. Продолжительность действия неподвижного объекта

17. Температура

18. Освещенность

19. Энергия, расходуемая подвижным объектом

20. Мощность

21. Энергия, расходуемая неподвижным объектом

22. Потери энергии

23. Потери вещества

24. Потери информации

25. Потери времени

26. Количество вещества

27. Надежность

28. Точность измерения

29. Точность изготовления

30. Вредные факторы, действующие на объект извне

31. Вредные факторы, генерируемые самим объектом

32. Удобство изготовления

33. Удобство эксплуатации

34. Удобство ремонта

35. Адаптация, универсальность

36. Сложность устройства

37. Сложность контроля и измерения

38. Степень автоматизации

39. Производительность

Прежде чем использовать таблицу, необходимо выявить техническое противоречие, присущее данной задаче. Это можно сделать несколькими путями.

1. Сформулировать техническое противоречие, а затем привести его в соответствие с универсальными параметрами.

2. Использовать сразу таблицу в следующей последовательности:

2.1. Выбрать по таблице в вертикальной колонке параметр, который нужно изменить (увеличить, уменьшить, улучшить) по условиям задачи. Например, выбрали строчку 9. Скорость.

2.2. В горизонтальной строке выбрать параметр, который недопустимо ухудшается. Например, на рис. 5 выбрали столбец 10. Сила.

2.3. На пересечении их в клеточке указаны номера приемов, которые рекомендовано использовать.

Например, это приемы 13, 28, 15, 19.

3. Использовать более сложную последовательность:

3.1. Выбрать по таблице в вертикальной колонке, параметр, который нужно изменить по условиям задачи.

3.2. Найти известный путь, как можно улучшить выбранный показатель, не считаясь с проигрышем (ухудшениями).

3.3. Какой параметр недопустимо ухудшается, если использовать найденный путь, выбрать его в горизонтальной строке таблице.

3.4. На пересечении выбранных показателей в клеточке указаны номера приемов, которые рекомендовано использовать.

Задача 2. Робин Гуд

Условия задачи

Во время съемки фильма «Стрелы Робин Гуда» необходимо было отснять эпизод полета стрелы, выпущенной из лука до момента попадания ее в жертву. Режиссер настаивал на том, чтобы это была реальная съемка, а не комбинированная.

Решили под одежду актера, игравшего эту жертву, положить деревянную дощечку и пригласили лучших лучников страны. Тем не менее, была опасность, что даже лучший лучник может промахнуться и травмировать актера.

Как сделать так, чтобы стрела однозначно попала бы только в деревянную плиту?

Разбор задачи

ТП между точностью попадания и возможностью нанесения травмы.

Это противоречие соответствует универсальным параметрам:

29. Точность изготовления — 30. Вредные факторы, действующие на объект извне.

Такое противоречие разрешается приемами 26, 28, 10, 36:

26. Принцип копирования.

28. Замена механической схемы.

10. Принцип предварительного исполнения.

36. Использование явлений на границе фазовых переходов.

Воспользуемся этими приемами для разрешения, описанного технического противоречия.

Решения

Решение 1.

Принцип копирования подсказывает, что процесс должен быть нереальный, раньше это могли быть, например, комбинированные съемки, но против этого был режиссер. Сегодня это можно сделать с помощью компьютерной анимации.

Решение 2.

Использование приема «замена механической схемы» может быть, например, таким. Стрела делается с тупым ферримагнитным наконечником, а на место попадания стрелы устанавливают мощный магнит, который притягивает стрелу. Такой способ тоже не дает 100% гарантии.

Решение 3.

Принцип предварительного исполнения наводит на мысль, что необходимо что-то сделать заранее, чтобы стрела двигалась по точно заданной траектории и попала бы только в заданное место. Это возможно, если эта траектория будет заранее проложена, например, между луком и целью натянуть нить, по которой должна двигаться стрела. Чтобы нить не было видно в кадре, ее сделали из прозрачной лески. Это решение и было использовано при съемке.

Задача 3. Защита общедоступной программы

Условия задачи

Достаточно сложная и уникальная программа была выложена для хранения в виде исполняемого файла в машинных кодах, к которому мог быть доступ и других сотрудников института. Были опубликованы также результаты работы этой программы: исходные данные, результаты расчетов.

Запрашивать пароль нельзя во избежание попыток его раскрытия.

Как сделать так, чтобы доступной всем программой мог пользоваться только сам автор этой программы?

Разбор задачи

ТП между защитой информации, путем введения пароля, и несанкционированным проникновением в случае раскрытия пароля.

Это противоречие соответствует универсальным параметрам:

24. Потери информации — 30. Вредные факторы, действующие на объект извне.

Такое противоречие разрешается приемами 22, 10, 1:

Можно подобрать и другие универсальные параметры:

24. Потери информации — 32. Удобство изготовления (приемы разрешения: 27, 22).

30. Вредные факторы, действующие на объект извне — 32. Удобство изготовления (приемы: 24, 2).

Таблица предложила следующие приемы:

1. Принцип дробления.

2. Принцип вынесения.

10. Принцип предварительного исполнения.

22. Принцип «обратить вред в пользу».

24. Принцип посредника.

27. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности.

Решения

Решение 1.

Прием 1. Принцип дробления. Разделим файл на части.

Прием 2. Принцип вынесения. Разделим файл на неравные (разные) части.

Прием 24. Принцип посредника. Программа не будет работать по отдельности, вынесенная часть будет играть роль посредника, только с его помощью можно будет пользоваться программой.

Вынесенная часть программы находится только у автора. Автор присоединяет эту часть, когда ему нужно работать с программой. Без этой части программа не работает. Например, бинарный файл вызывает вынесенную скриптовую часть, без которой работа программы невозможна.

Недостаток этого решения в том, что эту часть нужно приносить.

Данное противоречие разрешается в пространстве, используя принцип вынесения. Эта часть программы выносится в облако. По мере необходимости она «вынимается» оттуда.

Решение 2.

Прием 22. Принцип «обратить вред в пользу». Добавляется вредный фактор — особенный формат входных данных. Он дает требуемый положительный эффект — программа доступна только для автора.

Программа работает только с определенным форматом входных данных, который знает только автор.

Задача 4. Игольное ушко

Условия задачи

Вдевать нитку в иголку — кропотливое занятие. Удобно вдевать нитку в большое игольное ушко, но большое игольное ушко делает большую дырку в ткани, портя ее. Как быть?

ТП1: Ткань не портится, но неудобно вдевать нитку в маленькое игольное ушко.

ТП2: Удобно вдевать нитку в игольное ушко, но портится ткань.

Разбор задачи

Ранее мы сформулировали ТП. Для удобства вдевания нитки игольное ушко необходимо сделать большим, но большое ушко делает большое отверстие в ткани, что портит ее.

ТП между удобством и порчей. Это противоречие соответствует универсальным параметрам:

33. Удобством эксплуатации — 30. Вредные факторы, действующие на объект извне. Приемы: 2, 25, 28, 39. Или 33. Удобством эксплуатации — 12. Форма. Приемы: 15, 34, 29, 28.

Или 33. Удобством эксплуатации — 35. Адаптация. Приемы: 15, 34, 1, 16.

Можно сформулировать и другое ТП.

ТП: Удобство вдевания нитки в игольное ушко противоречит с производительностью.

В данной задаче можно сформулировать разные технические противоречия.

33. Удобством эксплуатации — 39. Производительность. Приемы: 15, 1, 28.

Представим список приемов:

1. Принцип дробления.

2. Принцип вынесения.

15. Принцип динамичности.

16. Принцип частичного или избыточного решения.

25. Принцип самообслуживания.

28. Замена механической схемы.

29. Использование пневмо- и гидроконструкций.

34. Принцип отброса и регенерации.

39. Применение инертной среды.

Решение

Прием 15. Принцип динамичности.

Решение 1. Одно из возможных решений — сделать ушко динамичным — гибким. Такое решение было предложено в патенте США 3 987 839.

Игла 10 сделана из двух соединенных проволок 11 и 12. Проволоки закручивают на один оборот и запаивают на концах. Острый конец иглы затачивают. При нажатии на иглу появляется ушко.

В 21 веке дизайнер Woo Moon-Hyung воплотил подобное решение

Прием 2. Принцип вынесения

Решение 2. Нитковдеватель.

Это же решение можно рассматривать и как использование приема 1. Принцип дробление. Иглу разделили — «ушко» отделили от иглы.

Прием 16. Принцип частичного или избыточного решения и прием 25. Принцип самообслуживания.

Решение 3. Кончик нитки делается в виде иглы. Такие нитки используются в хирургии для зашивания швов.

Прием 28. Замена механической схемы.

Решение 4. Вместо сшивания — склеивание или сваривание.

Прием 29. Использование пневмо- и гидроконструкций.

Решение 5. Дырочка делается тонкой струей воздуха и воздухом тянется нитка. Это может быть и вакуум.

Прием 34. Принцип отброса и регенерации.

Решение 6. Использование эластичных тканей, которые возвращаются к прежней форме и заделывают большое отверстие, проделанное иглой.

Задача 5. Ветровые стекла автомобилей

Условие задачи

На складе запасных частей французской автомобильной компании «Рено» возникла проблема: около 3% ветровых стекол доходило до авторемонтных станций разбитыми. Даже несмотря на достаточно надежную упаковку — картонные коробки с прокладками из пористого полиуретана.

Как сократить бой стекла?

Разбор задачи

ТП: Хрупкость товара и его транспортировкой.

14. Прочность — 33. Удобство эксплуатации (32, 40, 25, 2).

13. Устойчивость состава объекта — 14. Прочность (17, 9, 15).

13. Устойчивость состава объекта — 15. Продолжительность действия подвижного объекта (13, 27, 10, 35).

13. Устойчивость состава объекта — 23. Потери вещества (2, 14, 30, 40).

13. Устойчивость состава объекта — 30. Вредные факторы, действующие на объект извне (35, 24, 30, 18).

Список приемов:

2. Принцип вынесения (упоминается 2 раза).

9. Принцип предварительного антидействия.

10. Принцип предварительного исполнения.

13. Принцип «наоборот».

14. Принцип сфероидальности.

15. Принцип динамичности.

17. Принцип перехода в другое измерение.

18. Использование механических колебаний.

24. Принцип «посредника».

25. Принцип самообслуживания.

27. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности.

30. Использование гибких оболочек и тонких пленок (упоминается 2 раза).

32. Принцип изменения окраски.

35. Изменение агрегатного состояния объекта (упоминается 2 раза).

40. Применение композиционных материалов (упоминается 2 раза).

Таблица подсказала, что какие-то приемы предлагаются чаще для решения данной задачи, видимо, именно их и нужно первыми использовать. Хотя это необязательное требование. Тем не менее желательно попробовать использовать каждый из приемов и их сочетание.

Прием 2. Принцип вынесения. Он подсказывает, что стекло нужно «вынести из коробки (упаковки)». Если рабочий будет нести стекло непосредственно в руках, то будет с ним бережнее обращаться. Однако тогда стекло будет пачкаться. Это прием 9. Принцип предварительного антидействия и прием 13. Принцип «наоборот». Не прячем, а открываем стекло.

Воспользуемся приемом 30. Использование гибких оболочек и тонких пленок. Стекло обернуть пленкой, но тогда не будет видно, что это стекло.

Воспользуемся приемом 32. Принцип изменения окраски. Пленку нужно сделать прозрачную, чтобы хорошо было видно стекло.

Значит нужно заранее обернуть стекло тонкой прозрачной пленкой (прием 10. Принцип предварительного исполнения).

Замена упаковки на пленку — это также применение приема
27. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности. Пленка как бы подсказывает рабочему «будь осторожнее» (прием 24. Принцип «посредника»), да и рабочий сам будет осторожнее (прием
25. Принцип самообслуживания).

Решение

Выяснилось, что хотя на картоне и сделаны надписи, предупреждающие о хрупкости содержимого, грузчики обращались с картонками недостаточно аккуратно. Картон заменили прозрачной пластиковой пленкой, позволяющей видеть стекло, и бой сократился в четыре раза.

Воспользуемся другими приемами. Остались приемы:

14. Принцип сфероидальности.

15. Принцип динамичности.

17. Принцип перехода в другое измерение.

18. Использование механических колебаний.

35. Изменение агрегатного состояния объекта.

40. Применение композиционных материалов.

Начнем с приема 17. Нужно перейти в другое измерение, т. е. стекло помещается на стекло (пачка стекол). Чтобы стекла представляли собой монолит (очень толстое стекло, которое невозможно разбить), то между ними не должно быть пространства, даже минимального. Значит это пространство должно быть заполнено, лучше всего жидкостью или гелем. Их можно заменить микросферами (прием 14. Принцип сфероидальности). Пакет оборачивается тонкой прозрачной пленкой.

Если из такого пакета выкачать воздух, то микросферы примут точную форму стекла, станут единым твердым соединением и пакет сделают очень прочным (прием 35. Изменение агрегатного состояния объекта).

Стекло может быть защищено композиционным материалом с применением нанотехнологий, который будет защищать стекло от повреждения (прием 40. Применение композиционных материалов).

3. 40 приемов Г. С. Альтшуллера

Г. С. Альтшуллер создал систему 40 основных приемов устранения технических противоречий с подприемами (всего 91).

Список основных приемов приведен ниже, а полное описание этих приемов можно посмотреть в интернете.

Список 40 основных приемов устранения технических противоречий

1. Принцип дробления

а) Разделить объект на независимые части.

б) Выполнить объект разборным.

в) Увеличить степень дробления объекта.

2. Принцип вынесения

Отделить от объекта «мешающую» часть («мешающее» свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство).

3. Принцип местного качества

а) Перейти от одной структуры объекта (или внешней среды, внешнего воздействия) к неоднородной.

б) Разные части объекта должны иметь (выполнять) различные функции.

в) Каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее благоприятных для ее работы.

4. Принцип асимметрии

а) Перейти от симметричной формы объекта к асимметричной.

б) Если объект асимметричен, увеличить степень асимметрии.

5. Принцип объединения

а) Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты.

б) Объединить во времени однородные или смежные операции.

6. Принцип универсальности

Объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах.

7. Принцип «матрешки»

а) Один объект размещен внутри другого объекта, который, в свою очередь, находится внутри третьего и т. д.;

б) Один объект проходит сквозь полость в другом объекте.

8. Принцип антивеса

а) Компенсировать вес объекта соединением с другими объектами, обладающими подъемной силой.

б) Компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (за счет аэро-, гидродинамических и других сил).

9. Принцип предварительного антидействия

Заранее придать объекту напряжения, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим напряжениям.

10. Принцип предварительного исполнения

а) Заранее выполнить требуемое изменение объекта (полностью или хотя бы частично).

б) Заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее удобного места и без затрат времени на доставку.

11. Принцип «заранее подложенной подушки»

Компенсировать относительно невысокую надежность
объекта заранее подготовленными аварийными средствами.

12. Принцип эквипотенциальности

Изменить условия работы так, чтобы не приходилось поднимать или опускать объект.

13. Принцип «наоборот»

а) Вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие (например, не охлаждать объект, а нагревать).

б) Сделать движущуюся часть объекта (или внешней среды) неподвижной, а неподвижную — движущейся.

в) Перевернуть объект «вверх ногами».

14. Принцип сфероидальности

а) Перейти от прямолинейных частей объекта к криволинейным, от плоских поверхностей к сферическим, от частей, выполненных в виде куба или параллелепипеда, к шаровым конструкциям.

б) Использовать ролики, шарики, спирали.

в) Перейти к вращательному движению, использовать центробежную силу.

15. Принцип динамичности

а) Характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе работы.

б) Разделить объект на части, способные перемещаться относительно друг друга.

в) Если объект в целом неподвижен, сделать его подвижным, перемещающимся.

16. Принцип частичного или избыточного решения

Если трудно получить 100% требуемого эффекта, надо получить «чуть меньше» или «чуть больше». Задача при этом может существенно упроститься.

17. Принцип перехода в другое измерение

а) Трудности, связанные с движением (или размещением) объекта по линии, устраняются, если объект приобретает возможность перемещаться в двух измерениях (то есть на плоскости). Соответственно, задачи, связанные с движением (или размещением) объектов в одной плоскости, устраняются при переходе к пространству трех измерений.

б) Многоэтажная компоновка объектов вместо одноэтажной.

в) Наклонить объект или положить его «набок».

г) Использовать обратную сторону данной площади.

д) Использовать оптические потоки, падающие на соседнюю площадь или на обратную сторону имеющейся площади.

18. Использование механических колебаний

а) Привести объект в колебательное движение.

б) Если такое движение уже совершается, увеличить его частоту (вплоть до ультразвуковой).

в) Использовать резонансную частоту.

г) Применить вместо механических вибраторов пьезовибраторы.

д) Использовать ультразвуковые колебания в сочетании с электромагнитными полями.

19. Принцип периодического действия

а) Перейти от непрерывного действия к периодическому (импульсному).

б) Если действие уже осуществляется периодически — изменить периодичность.

в) Использовать паузы между импульсами для другого действия.

20. Принцип непрерывности полезного действия

а) Вести работу непрерывно (все части объекта должны все время работать с полной нагрузкой).

б) Устранить холостые и промежуточные ходы.

21. Принцип проскока

Вести процесс или отдельные его этапы (например, вредные или опасные) на большой скорости.

22. Принцип «обратить вред в пользу»

а) Использовать вредные факторы (в частности, вредное воздействие среды) для получения положительного эффекта.

б) Устранить вредный фактор за счет сложения с другим вредным фактором.

в) Усилить вредный фактор до такой степени, чтобы он перестал быть вредным.

23. Принцип обратной связи

а) Ввести обратную связь.

б) Если обратная часть есть — изменить ее.

24. Принцип «посредника»

а) Использовать промежуточный объект, переносящий или передающий действие.

б) На время присоединить к объекту другой (легко удаляемый) объект.

25. Принцип самообслуживания

а) Объект должен сам себя обслуживать, выполняя вспомогательные и ремонтные операции.

б) Использовать отходы (энергии, вещества).

26. Принцип копирования

а) Вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, неудобного или хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии.

б) Заменить объект или систему объектов их оптическими копиями (изображениями). Использовать при этом изменение масштаба (увеличить или уменьшить копии).

в) Если используются видимые оптические копии, перейти к копиям инфракрасным или ультрафиолетовым.

27. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности

Заменить дорогой объект набором дешевых объектов, поступившись при этом некоторыми качествами (например, долговечностью).

28. Замена механической системы

а) Заменить механическую систему оптической, акустической или «запаховой».

б) Использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для взаимодействия с объектом.

в) Перейти от неподвижных полей к движущимся, от фиксированных — к меняющимся по времени, от неструктурных — к имеющим определенную структуру.

г) Использовать поля в сочетании с ферромагнитными частицами.

29. Использование пневмо- и гидроконструкций

Вместо твердых частей объекта использовать газообразные и жидкие: надувные и гидронаполняемые, воздушную подушку, гидростатические и гидрореактивные.

30. Использование гибких оболочек и тонких пленок

а) Вместо обычных конструкций использовать гибкие оболочки и тонкие пленки.

б) Изолировать объект от внешней среды с помощью гибких оболочек и тонких пленок.

31. Применение пористых материалов

а) Выполнить объект пористым или использовать дополнительные пористые элементы (вставки, покрытия и т. п.)

б) Если объект уже выполнен пористым, предварительно заполнить поры каким-то веществом.

32. Принцип изменения окраски

а) Изменить окраску объекта или внешней среды.

б) Изменить степень прозрачности объекта или внешней среды.

в) Для наблюдения за плохо видимыми объектами или процессами использовать красящие добавки.

г) Если такие добавки уже применяются, использовать меченые атомы.

33. Принцип однородности

Объекты, взаимодействующие с данным объектом, должны быть сделаны из того же материала (или близкого ему по свойствам).

34. Принцип отброса и регенерации частей

а) Выполнившая свое назначение или ставшая ненужной часть объекта должна быть отброшена (растворена, испарена и т. д.) или видоизменена непосредственно в ходе работы.

б) Расходуемые части объекта должны быть восстановлены непосредственно в ходе работы.

35. Изменение агрегатного состояния объекта

а) Изменить агрегатное состояние объекта.

б) Изменить концентрацию или консистенцию.

в) Изменить степень гибкости.

г) Изменить температуру.

36. Применение фазовых переходов

Использовать явления, возникающие при фазовых переходах, например изменение объема, выделение или поглощение тепла и т. д.

37. Применение теплового расширения

а) Использовать термическое расширение (или сжатие) материалов.

б) Если термическое расширение уже используется, применить несколько материалов с разными коэффициентами термического расширения.

38. Применение сильных окислителей

а) Заменить обычный воздух обогащенным.

б) Заменить обогащенный воздух кислородом.

в) Воздействовать на воздух или кислород ионизирующими излучениями.

г) Использовать озонированный кислород.

д) Заменить озонированный (или ионизированный) кислород озоном.

39. Применение инертной среды

а) Заменить обычную среду инертной.

б) Вести процесс в вакууме.

40. Применение композиционных материалов

Перейти от однородных материалов к композиционным.

4. Универсальные приемы

Автор оставил то же количество приемов, что и у Г. Альтшуллера (40), но изменил название некоторых приемов и формулировки подприемов.

Был принят общий принцип изменения названий приемов и формулировок подприемов. Приемы должны выполнять ту же функцию, что и приемы Г. Альтшуллера. Это позволило использовать таблицу применения приемов разрешения технических противоречий Альтшуллера.

Под термином «объект» в подприемах понимается: вещество (материал), любой объект (система), процесс, данные (информация) или область хранения данных.

Измененная часть текста будет подчеркнута.

1. Дробление

а) Разделить объект на независимые части.

б) Сделать отдельные части объекта независимыми, заменяемыми, разборными, модулярными.

в) Увеличить степень дробления, независимости, изменяемости.

2. Вынесение

Отделить от объекта «мешающую» часть («мешающее» свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство).

3. Местное качество

а) Перейти от однородной структуры объекта (или внешней среды, внешнего воздействия) к неоднородной.

б) Разные части объекта должны иметь (выполнять) различные функции.

в) Каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее благоприятных для ее работы.

4. Асимметрия

Перейти от симметричной формы объекта к асимметричной, от симметричных процессов к асимметричным.

5. Объединение

а) Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты.

б) Объединить во времени однородные или смежные операции.

6. Универсальность

Объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах. Операция выполняет несколько функций, благодаря чему отпадает необходимость в других процессах.

7. Матрешка

а) Один объект размещен внутри другого объекта, который, в свою очередь, находится внутри третьего, и т. д.;

б) Один объект проходит сквозь полость в другом объекте.

в) Один процесс проходит во время действия или остановки другого процесса (параллельно или один процесс действует во время «бездействия» другого процесса).

г) Одни данные встроены (размещены) внутри «пустот» других данных.

д) Одни области хранения данных размещены внутри других.

е) Иерархические структуры.

ж) Масштабируемость.

8. Устранение нежелательных эффектов

а) Ликвидировать источник вредного действия, нежелательный эффект, последствия вредного действия.

б) Изолировать источник вредного действия и/или объект воздействия.

в) Компенсировать вредное действие воздействием на: объект, вредное действие, последствия вредного действия.

В частности:

— компенсировать вес объекта соединением с другими объектами, обладающими подъемной силой.

— Компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (за счет аэро-, гидродинамических и других сил).

г) «Оттянуть» вредное действие или последствия вредного действия в безопасное место.

9. Предварительное антидействие

а) Заранее придать объекту свойства, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим свойствам.

б) Если по условиям задачи необходимо совершить нежелательное действие, надо заранее совершить антидействие.

10. Предварительное действие

а) Заранее выполнить требуемое изменение объекта (полностью или хотя бы частично).

б) Заранее расставить, распределить, доставить, преобразовать объекты, процессы, данные или области хранения данных так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее удобного места в наиболее удобное время, при наиболее удобных условиях (обстоятельствах) и без затрат времени на доставку.

11. «Заранее подложенная подушка»

Компенсировать относительно невысокую надежность объекта заранее подготовленными «аварийными» средствами.

12. Эквипотенциальность

Изменить условия работы так, чтобы не затрачивать лишней энергии или информации.

В частности:

Создать условия, когда не нужно поднимать или опускать объект.

13. Наоборот

а) Вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие (например, не охлаждать объект, а нагревать).

б) Сделать движущуюся часть объекта (или внешней среды) неподвижной, а неподвижную — движущейся.

в) Перевернуть объект «вверх ногами».

г) Провести процесс в обратном порядке полностью или хотя бы частично.

д) Изменить данные на противоположные.

е) Ликвидировать (убрать) области хранения данных.

14. Закругление, зацикливание

а) Использовать вместо линейных структур объектов кольцевые (цикличные).

В частности:

— Перейти от прямолинейных частей объекта к криволинейным, от плоских поверхностей к сферическим, от частей, выполненных в виде куба или параллелепипеда, к шаровым конструкциям.

— Использовать ролики, шарики, спирали.

— Перейти к вращательному движению, использовать центробежную силу.

15. Динамичность

а) Изменить параметры, структуру (в частности, форму) объекта, алгоритм, принцип действия, функции системы в пространстве и во времени. Изменить данные в пространстве и во времени.

в) Разделить объект на части, способные более гибко осуществлять необходимые действия.

г) Перейти от неуправляемого объекта к управляемому, от неавтоматического управления к автоматическому, от проводного управления к беспроводному, от непосредственного управления к дистанционному.

д) Сделать объект адаптивным, самонастраивающимся, самообучающимся, самоорганизующимся, саморазвивающимся, самовоспроизводящимся.

16. Частичного или избыточного действия

Если трудно получить 100% требуемого эффекта, надо получить «чуть меньше» или «чуть больше». Задача при этом может существенно упроститься.

17. Переход в другое измерение

а) Увеличить или уменьшить число измерений объекта, процесса, данных или областей хранения данных. Изменить пространство представлений (например, Фурье).

б) Осуществить переход: точка→ линия →плоскость → объем → псевдо-объем или обратный переход от объема к точке.

в) Действие может осуществляться по прямой линии, по кривой линии на плоскости и по линии в объеме (пространстве).

г) Использовать обратную сторону плоскости, перейти к ленте Мёбиуса.

д) Использовать внутренний объем — переход к «Матрешке» (прием 7), перейти к трехмерной ленте Мёбиуса, бутылке Клейна, к ленте Киселева.

В частности:

— Многоэтажная компоновка объектов вместо одноэтажной.

— Наклонить объект или положить его «набок».

— Использовать оптические потоки, падающие на соседнюю площадь или на обратную сторону имеющейся площади.

18. Активизация, рандомизация

а) Активизировать действие объекта или процесса.

В частности:

— Использование рандомизации в процессах.

— Использование рандомизации данных.

б) Если такое действие уже совершается, увеличить активность объекта или процесса.

В частности:

— Привести объект в колебательное движение.

— Если такое движение уже совершается, увеличить его частоту (вплоть до ультразвуковой).

— Использовать резонансную частоту.

— Применить вместо механических вибраторов пьезовибраторы.

в) Увеличить активность объекта или процесса до максимума.

г) При необходимости заменить объект или процесс на более активный.

19. Периодическое действие

а) Перейти от непрерывного действия к периодическому (импульсному).

б) Если действие уже осуществляется периодически — изменить периодичность.

в) Использовать паузы между импульсами или в процессах для осуществления другого действия.

20. Непрерывность полезного действия

а) Вести работу непрерывно (все части объекта должны все время работать с полной нагрузкой).

б) Устранить холостые и промежуточные ходы.

21. Проскок

Вести процесс или отдельные его этапы (например, вредные или опасные) на большой скорости.

22. Обратить вред в пользу

а) Использовать вредные факторы (в частности, вредное воздействие среды), вредные процессы для получения положительного эффекта.

б) Устранить вредный фактор (процесс) за счет сложения с другим вредным фактором (процессом).

в) Усилить вредный фактор (процесс) до такой степени, чтобы он перестал быть вредным.

23. Обратная связь

а) Ввести обратную связь.

б) Если обратная связь есть — изменить ее — сделать более управляемой.

24. Посредник

а) Использовать промежуточный объект или процесс, переносящий или передающий действие.

б) На время присоединить к объекту (процессу) другой (легкоудаляемый) объект (процесс).

25. Самообслуживание, самоисполнение

а) Объекты должны сами себя обслуживать, выполняя вспомогательные и коррекционные операции.

б) Процессы должны выполняться самостоятельно.

в) Использовать ресурсы (функциональные, вещественные, энергетические, информационные, структуры, формы, времени, пространства, параметрические, системный эффект).

26. Копирование

а) Вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, неудобного или хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии, модели, симуляторы, прототипы.

б) Заменить объект или систему объектов их оптическими, электронными, математическими или иными копиями. Использовать при этом изменение масштаба (увеличить или уменьшить копии).

в) Если используются видимые оптические копии, перейти к копиям инфракрасным, ультрафиолетовым.

в) Заменить процесс симулятором.

27. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности

Заменить дорогой объект или процесс набором дешевых объектов (процессов), поступившись при этом некоторыми качествами (например, долговечностью).

28. Использование более управляемых полей, веществ и информации

а) Использовать более управляемые поля.

— Осуществить переход полей: гравитационное → механическое → температурное → химическое → электромагнитное.

— Изменение механического поля осуществляется по цепочке: инерция → трение → давление → перемещение → удар → колебания. Поле колебаний, например, изменяется по цепочке: вибрация → акустическое поле (инфразвук, слышимый, ультразвук).

— Изменение теплового поля осуществляется по цепочке: тепломассо-обмен → тепловое расширение → биметалл → фазовый переход первого рода → фазовый переход второго рода (эффект памяти формы→ ферромагнитные эффекты → точка Кюри → эффект Баркгаузена → эффект Гопкинса →антиферромагнитные вещества — точка Нееля).

— Среди химических полей могут рассматриваться различные, в том числе и «запаховое».

— Изменение электромагнитного поля осуществляется по цепочке: магнитное → рентгеновское и гамма-излучения → радиодиапазон → электрическое → оптическое.

— Использовать более управляемую информацию.

б) Использовать более управляемые вещества

— Осуществить переход: монолит → гибкое вещество → порошок → гель → жидкость → аэрозоль → газ → поле.

— «умные» вещества.

В частности

— Заменить механическую систему оптической, акустической или «запаховой».

— Использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для взаимодействия с объектом.

— Перейти от неподвижных полей к движущимся, от фиксированных к меняющимся по времени, от неструктурных к имеющим определенную структуру.

— Использовать поля в сочетании с ферромагнитными частицами.

29. Гибкое управление (изменение степени свободы)

Изменить степень гибкости (управляемости) объектом или изменить степень свободы.

В частности:

Вместо твердых частей объекта использовать газообразные и жидкие: надувные и гидронаполняемые, воздушную подушку, гидростатические и гидрореактивные.

30. Изменение граничных условий

а) Изменить условия на границах перехода объектов.

В частности:

— Вместо обычных конструкций использовать гибкие оболочки и тонкие пленки.

— Вместо твердых частей объекта использовать газообразные и жидкие: надувные и гидронаполняемые, воздушную подушку, гидростатические и гидрореактивные.

б) Ограничить контакт с соседними объектами.

В частности:

— Изолировать объект от внешней среды с помощью гибких оболочек и изолирующих слоев.

31. Пустоты

а) Создать «дырки» — пустоты в объектах, в частности, выполнить объект пористым или использовать дополнительные пористые элементы (вставки, покрытия и т. п.).

В частности:

— Выполнить объект пористым или использовать дополнительные пористые элементы (вставки, покрытия и т. п.);

б) Если объект уже выполнены с «дырками», то:

— В объекте «дырки» (поры) предварительно заполнить каким-то веществом.

— В процессе «дырки» заполняются по мере необходимости.

в) Усилить действие вводимых в «дырки» веществ, энергии, информации:

— при введении вещества в поры использовать капиллярные эффекты (ультразвуковой капиллярный эффект, электрокапиллярный эффект, термокапиллярный эффект, геометрический капиллярный эффект).

— при введении энергии использовать эффекты, усиливающие или концентрирующие энергию.

— «дырки», созданные в информационных системах (процессах) использовать по мере необходимости, например при уточнении информации или получении дополнительной информации.

32. Изменение параметров

а) Изменить параметры объекта, процесса или информации.

В частности:

— Изменить окраску объекта или внешней среды.

б) Увеличить изменение параметров,

В частности:

— Изменить степень прозрачности объекта или внешней среды.

в) Для улучшения процесса контроля и/или управления объектом ввести «отзывчивые» вещества, элементы, энергию или информацию,

В частности:

— Для наблюдения за плохо видимыми объектами или процессами использовать красящие добавки.

г) Если в объекте уже имеются «отзывчивые» вещества, элементы, энергия, информация, использовать более управляемые вещества, элементы, энергию, информацию, Изменить представленные данные для обеспечения наиболее эффективной их обработки.

В частности:

— Если красящие добавки уже применяются, использовать меченые атомы.

33. Однородность

Использовать однородные объекты и их структуры.

В частности:

— Объекты, взаимодействующие с данным объектом, должны быть сделаны из того же материала (или близкого ему по свойствам).

34. Отброс и регенерация частей

а) Выполнившая свое назначение или ставшая ненужной часть объекта, процесса или информации должна быть отброшена (удалена, растворена, испарена, стерта и т. п.) или видоизменена непосредственно в ходе работы.

б) Расходуемые части объекта должны быть восстановлены непосредственно в ходе работы.

35. Изменение структуры

а) Изменить структуру объекта.

В частности:

— Изменить агрегатное состояние объекта.

б) Изменить концентрацию вещества, энергии, информации,

В частности:

— Изменить консистенцию вещества.

в) Сделать структуру объекта более гибкой.

В частности:

Изменить степень гибкости.

г) Изменить температуру.

36. Фазовые переходы

Использовать явления, возникающие при фазовых переходах в объектах, энергии или информации, например, изменение объема, выделение или поглощение тепла, изменение фазового состояния энергии или информации.

37. Расширение, распространение, увеличение

а) Расширить, распространить, увеличить объект или процесс.

б) Если расширение, распространение, увеличение используется, применить несколько уровней расширения, распространения, увеличения для различных компонентов.

В частности, для термического расширения:

— Использовать термическое расширение (или сжатие) материалов.

— Если термическое расширение уже используется, применить несколько материалов с разными коэффициентами термического расширения.

— Использовать эффект памяти формы.

38. Активизация

а) Активизировать действие объекта или процесса.

б) Увеличить активность объекта или процесса до максимума

в) Заменить объект на более активный.

В частности:

— Заменить обычный воздух обогащенным.

— Заменить обогащенный воздух кислородом.

— Воздействовать на воздух или кислород ионизирующими излучениями.

— Использовать озонированный кислород.

— Заменить озонированный (или ионизированный) кислород озоном.

39. Инертное окружение

а) Заменить обычное окружение инертным, изоляция окружающей среды.

В частности:

— Заменить обычную среду инертной.

б) Усилить инертное окружение.

В частности:

— Вести процесс в вакууме.

40. Композиционные объекты, процессы, данные

а) Перейти от однородных объектов к сложным (композиционным).

б) Изменить однородные структуры объектов на сложные (композиционные) структуры.

5. Примеры

1. Дробление

а) Разделить объект на независимые части.

Секционная шина

Предложена шина (патент США 2 859 791), состоящая из двенадцати секций. Теоретически в такой шине могли проколоться все 12 секций.

б) Сделать отдельные части объекта независимыми, заменяемыми, разборными, модулярными.

Грузовое судно

В патенте США 3 440 990 предложено грузовое судно сделать секционным (модульным) и в зависимости от потребностей менять грузовую часть судна.