про ТРИЗ от медоеда #86 Система стандартов на решение изобретательских задач и их модификация
Система стандартов на решение изобретательских задач — это один из ключевых инструментов ТРИЗ, разработанный Генрихом Альтшуллером для структурированного подхода к решению изобретательских и инженерных задач. Стандарты представляют собой набор проверенных методов и приемов, которые помогают изобретателям решать технические противоречия и задачи, создавая оптимальные решения. В отличие от чисто творческого подхода, система стандартов позволяет систематизировать процесс изобретения, что делает его более управляемым и предсказуемым.
История и развитие системы стандартов
Первоначальная версия системы стандартов была предложена в 1975 году и включала 35 стандартов. В дальнейшем она была доработана и расширена до 76 стандартов, разделенных на пять классов. Эта система стала частью более широкого комплекса инструментов ТРИЗ, включая методы разрешения технических противоречий, физические противоречия, алгоритмы решения задач (АРИЗ) и принципы развития технических систем.
Цель стандартов — предложить изобретателю алгоритмическую основу для решения технических задач. Стандарты применяются к типовым ситуациям и помогают находить решения, опираясь на многолетний опыт анализа успешных изобретений.
Структура системы стандартов
Система стандартов на решение изобретательских задач делится на пять основных классов:
Стандарты на выявление и устранение недостатков в системе.
Стандарты на выявление и использование ресурсов.
Стандарты на преобразование систем.
Стандарты на переход к надсистемам и подсистемам.
Стандарты на измерения и контроль системы.
Каждый класс стандартов включает несколько групп, в каждой из которых представлены конкретные стандарты, применимые к различным типам изобретательских задач.
Классы стандартов
1. Стандарты на выявление и устранение недостатков системы (I класс)
Этот класс стандартов применяется для решения задач, где нужно улучшить систему, устранить ее недостатки или повысить ее эффективность, не меняя основную функцию.
Пример стандарта: Применение механических колебаний (например, вибрация), чтобы устранить проблему чрезмерного трения или адгезии между поверхностями.
2. Стандарты на выявление и использование ресурсов (II класс)
Этот класс стандартов направлен на выявление и использование скрытых или неочевидных ресурсов системы или окружающей среды. Ресурсы могут включать материальные объекты, энергию, пространство, информацию и время.
Пример стандарта: Использование остаточных ресурсов — например, использование тепла отработавших газов для подогрева системы в автомобиле или для обогрева помещений на производстве.
3. Стандарты на преобразование систем (III класс)
Этот класс стандартов используется, когда требуется модификация или преобразование системы для решения задачи. Он помогает изобретателям находить решения, основанные на изменении структуры системы.
Пример стандарта: Динамизация системы — превращение статичных элементов в подвижные для повышения их функциональности. Например, замена неподвижных деталей устройства на подвижные для улучшения производительности или гибкости использования.
4. Стандарты на переход к надсистемам и подсистемам (IV класс)
Эти стандарты касаются взаимодействия системы с ее надсистемами и подсистемами, а также оптимизации системы путем включения ее в более крупные структуры или, наоборот, детализации отдельных элементов системы.
Пример стандарта: Использование надсистемы для решения задач — вместо того, чтобы решать проблему в рамках одной системы, можно интегрировать ее с более широкой системой. Например, включение транспортного средства в систему городского транспорта для оптимизации логистики.
5. Стандарты на измерения и контроль системы (V класс)
Стандарты этого класса предназначены для оптимизации процессов измерения, контроля и диагностики систем. Они позволяют решать задачи, связанные с управлением качеством, точностью работы и мониторингом систем.
Пример стандарта: Применение системы автоматического контроля для мониторинга износа деталей в реальном времени, что позволяет своевременно проводить обслуживание и замену.
Модификация стандартов
Система стандартов на решение изобретательских задач прошла значительную эволюцию с момента своего появления. Основные изменения касались следующих аспектов:
Расширение числа стандартов. Изначально система включала 35 стандартов, однако в дальнейшем она была расширена до 76 стандартов. Это произошло благодаря анализу большего количества изобретений и решений, что позволило включить новые подходы и методы в систему.
Уточнение формулировок. С развитием теории и практики ТРИЗ формулировки стандартов были уточнены, чтобы сделать их более понятными и применимыми в различных ситуациях. Многие стандарты стали более конкретными, что облегчило их применение в практической работе.
Создание методик для использования стандартов в разных областях. Изначально система стандартов была ориентирована на технические задачи, но со временем она была адаптирована для применения в других сферах, таких как бизнес, управление и социальные проекты.
Интеграция стандартов с другими инструментами ТРИЗ. Система стандартов была интегрирована с другими методами и инструментами ТРИЗ, такими как АРИЗ, 40 принципов разрешения технических противоречий и законы развития технических систем. Это позволило создать целостный подход к решению изобретательских задач.
Развитие информационных технологий для автоматизации процесса. В последние десятилетия появились компьютерные программы, которые реализуют алгоритмы применения стандартов ТРИЗ. Такие программы помогают автоматизировать процесс поиска решений и делают систему более доступной для широкого круга специалистов.
Применение системы стандартов на практике
Применение стандартов в решении изобретательских задач начинается с анализа текущей системы и выявления проблем или противоречий. Затем изобретатель обращается к подходящему классу стандартов для поиска решения. Это позволяет избежать случайных догадок и ускоряет процесс поиска оптимального решения.
Примеры применения стандартов
Пример из авиационной промышленности: В задаче улучшения аэродинамических свойств крыла самолета столкнулись с техническим противоречием: увеличение длины крыла повышает устойчивость, но увеличивает вес самолета. Применение стандарта на динамизацию позволило решить проблему путем создания подвижных частей крыла — закрылков и элеронов, которые изменяют свою конфигурацию в зависимости от условий полета.
Пример из автомобильной промышленности: Задача состояла в снижении веса автомобиля без потери его прочности. Применение стандарта на использование ресурсов привело к использованию углеродных композитных материалов, которые значительно легче стали, но при этом обладают высокой прочностью.
Пример из медицины: Проблема в создании минимально инвазивного медицинского инструмента для проведения операций. Применение стандартов на выявление ресурсов и динамизацию системы привело к созданию гибких эндоскопов, которые могут изменять свою форму и проникать в труднодоступные участки человеческого организма.
Заключение
Система стандартов на решение изобретательских задач в ТРИЗ — это мощный инструмент для изобретателей и инженеров, который позволяет структурированно и систематически решать сложные технические задачи. В отличие от традиционного «метода проб и ошибок», система стандартов предлагает проверенные решения, основанные на многолетнем опыте и анализе тысяч успешных изобретений.
Модификации стандартов со временем привели к расширению их применимости и уточнению формулировок, что делает их еще более полезными и эффективными для решения широкого круга задач не только в технических, но и в других областях.