Генрих Альтов - Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач
И еще один вопрос. Лента Мебиуса удваивает длину используемой поверхности. Но можно взять трехгранный шлифовальный ремень и перед соединением в кольцо сдвинуть концы на 120°. Тогда рабочая поверхность удлинится втрое (правда, став более узкой). Можно перекрутить многогранный ремень и удлинить поверхность в пять или десять раз. Но это изобретение выдано а. с. № 324 137. Спрогнозируйте изобретения, которые могут появиться в связи с этим авторским свидетельством.
ОТ ПРОСТЫХ ПРИЕМОВ К СЛОЖНЫМ
СЛАБОСТЬ И СИЛА ПРИЕМОВ
Основные приемы и таблицы их применения - пожалуй, самое простое в АРИЗ. Применение приемов не требует той дисциплины мысли, которая необходима для анализа (вепольного и «по шагам»), не требует знания физики. Таблица привлекает автоматизмом: не надо думать, взял исходные данные и получил почти готовый ответ. За нынешней маленькой таблицей и коротким списком приемов оптимисты видят множество больших таблиц и длинные списки приемов, а отсюда уже рукой подать до применения ЭВМ...
После публикации АРИЗ-71 появилось много предложений по усовершенствованию фонда основных приемов. Так, В. Д. Воронков предложил «переделать» изобретательские приемы в организационные, предназначенные для решения общих задач управления и организации [21]. Л. С. Гуткин дополнил список специальными (радиотехническими) приемами [22]. А. И. Половинкин разделил приемы на множество подприемов [23.] Такого рода попытки предпринимаются с самыми лучшими намерениями, но, к сожалению, на чисто волевых основах. Единственный путь совершенствования фонда приемов - анализ больших массивов патентной информации, относящейся к изобретениям высших уровней. Путь этот трудоемкий, но стоило бы проанализировать несколько соток тысяч изобретений, чтобы в конце концов получить «большую таблицу и длинный список», если бы они гарантировали решение трудных задач. Дело, однако, обстоит значительно сложнее.
АРИЗ-68 включал список в 35 приемов, причем было проанализировано 25 тыс. патентов и авторских свидетельств. При подготовке АРИЗ-71 число проанализированных изобретений увеличилось на 15 тыс., а список приемов пополнился только пятью новыми приемами.
Прежде чем механически продолжать анализ, «выскребывая дно котла», следует разобраться в природе уже выявленных 40 приемов. Какие из них сильные и какие слабые? Почему одни приемы сильнее других? Нельзя ли вести целенаправленный поиск новых сильных приемов?
Обычно исследователи отождествляли силу приема с частотой его применения. На самом деле это разные понятия, и, оценивая эффективность того или иного приема, надо принимать во внимание оба фактора. Впервые такое исследование провела Д. М. Хитеева. Взяв большой массив патентной информации, она прежде всего отсеяла изобретения первого уровня, оставшиеся изобретения разделила на 40 видов (по числу приемов), а внутри каждого вида- на три группы: 2-, 3-й и 4 - 5-й уровни. Затем для каждого вида (т. е. для каждого приема) был подсчитан коэффициент эффективности К по формуле
где а - количество изобретений, относящихся к первой группе (2-й уровень); б - количество изобретений, относящихся ко второй группе (З-й уровень); в - количество изобретений, относящихся к третьей группе (4 - 5-й уровни); L и M -коэффициенты, характеризующие качественные отличия изобретения второй и третьей групп по сравнению с изобретениями первой группы.
Если взять небольшие и несильно отличающиеся друг от друга значения. L и М (например, 3 и 5), то К в основном будет учитывать частоту использования приема. Если значения L и М велики и резко отличаются друг от друга (например, 10 и 100), вычисленная эффективность будет практически зависеть только от числа изобретений третьей группы. Поэтому Д. М. Хитеева приняла L =5, М= 25 . В этом случае коэффициент К мог иметь значения от 1 до 25; если прием давал только изобретения первой группы, то K= 1; если все полученные данным приемом изобретения относились к третьей группе, то K = 25 .
Когда были подсчитаны значения К, выяснилось, что они меняются в очень широких пределах: от 3,9 (прием 3 - принцип местного качества) до 21,3 (прием 34 - принцип отброса и регенерации частей объекта).
Сопоставляя сильные и слабые приемы, Д. М. Хитеева пришла к интересным выводам. Оказалось, что слабые приемы стары и направлены на специализацию объектов, сильные приемы значительно новее и направлены на приближение объекта к идеальной машине, идеальному способу или идеальному веществу. В сильных приемах реализованы принципиально новые (обратные) подходы (приемы 13 и 22), используются физические эффекты (приемы 28 и 36), изменения более тонкие и «хитроумные» (прием 16), чем в старых и слабых приемах. Рассмотрим, например, приемы 19 (переход к прерывному действию) и 20 (переход к непрерывному действию). На первый взгляд, приемы родственные. Но у приема 20 коэффициент эффективности оказался в полтора раза выше, чем у приема 19. Почему? Непрерывность действия - это приближение к идеальному способу, а прерывность -отход от него, и этот отход оправдан лишь в тех специальных случаях, когда переход к импульсному режиму дает новый эффект, как-то покрывающий потери времени в паузах.
Прием 9 (предварительное антидействие) оказался сильнее «родственного» приема 10 (предварительное действие). Дело в том, что прием 9 в сущности включает две операции: сделать заранее (прием 10) и сделать наоборот (прием 13). «Сдвоенный» прием, естественно, ведет к более радикальным преобразованиям объекта и поэтому сильнее одинарного приема. Итак, сильные приемы
- предлагают коренные изменения объекта;
- направлены на приближение объекта к идеальной машине;
- являются синтезом нескольких действий. Всем этим требованиям одновременно удовлетворяет подприем 28г: использование ферромагнитного порошка и магнитного поля (т. е. замена механической системы феполем). Интересно было подсчитать коэффициент эффективности для «фепольных» изобретений. Он оказался очень высоким - 23,7.
ПРИЕМЫ ОБРАЗУЮТ СИСТЕМУ
Представьте себе, что мир состоял бы только из химических элементов и их изотопов. В нем были бы возможны всего несколько сотен простых веществ. Реальный мир неизмеримо богаче, и достигнуто это богатство благодаря тому, что химические элементы вступают в соединения, образуя сложные вещества (точнее, много классов все более сложных веществ).
Так обстоит дело и с приемами. Подобно химическим элементам, они прежде всего очень редко встречаются в чистом виде. Рассмотрим, например, такой пример к приему 1: корабль разделен на блоки. Принцип дробления? Но ведь можно считать, что это прием 5 - принцип объединения: блоки объединены в корпус корабля. Фактически здесь использованы оба приема: сначала корпус разделен на блоки (дробление), а потом эти блоки собраны в единую конструкцию (объединение) - эффект достигнут именно совокупным применением двух приемов: прямого и обратного.
Как показала И. М. Фликштейн, все приемы могут образовывать пары «прием - антиприем». Некоторые из сорока приемов как раз и являются такими парами (например, отброс-регенерация частей), другие представляют собой «осколки» пар - их можно собрать в целые пары. Скажем, принцип местного качества (т. е. неоднородности) образует пару с принципом однородности. И даже такой «односторонний» прием, как увеличение числа измерений, имеет подходящий для образования пары антиприем - использование тонких пленок (т. е. переход от объема к плоскости).
Физические противоречия, как мы уже не раз видели, отражают двойственные требования: объект должен обладать и свойством и антисвойством: например быть проводником и диэлектриком. Двойственному «замку» должен соответствовать и двойственный «ключ»: по самой своей структуре двойственные приемы лучше приспособлены к устранению противоречий, чем одиночные (элементарные).
Если продолжать аналогию с химией, то можно сказать: парные приемы - это простейшие молекулы O2, N2, H2. Намного более распространены соединения, образованные разными молекулами. То же относится к приемам: чем сильнее изобретение, тем сложнее устроен «ключ» - сочетание приемов, использованных в этом изобретении. Вспомним задачу 9 (фильтр). Был фильтр из многослойной металлической ткани. Его раздробили на мелкие частицы (прием 1), объединили эти частицы в единое тело (прием 5), имеющее поры (прием 31), которые могут менять свои размеры (прием 15) под действием электромагнитного поля (прием 28). Здесь целая система приемов; достаточно убрать один из них - и задача не будет решена. Трудные задачи потому и трудны, что для их решения нужны определенные сочетания приемов (как в химии: H2SO3 и H2SO4 обладают разными свойствами и да- ют разные реакции).
