ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ТРИЗ ПРИ РАЗРАБОТКЕ НОВЫХ РЕШЕНИЙ В АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

ТРИЗ (теория решения изобретательских задач) – область знаний о механизмах развития технических систем и методах решения изобретательских задач. Работа над ТРИЗ была начата в 1946 году Генрихом Альтшуллером и его коллегами, а первая публикация увидела свет в 1956 году. Основная идея ТРИЗ звучит так: «изобретательское творчество связано с изменением техники, развивающейся по определённым законам; создание новых средств труда должно, независимо от субъективного к этому отношения, подчиняться объективным закономерностям»

Основной целью ТРИЗ можно назвать выявление и использование законов, закономерностей и тенденций развития технических систем. Когда перед изобретателем встаёт техническая проблема, её решение, как правило, расплывчато, что приводит ко множеству различных путей её решения. Поэтому необходимо поставить мини-задачу, основная идея которой кроется в рассмотрении в первую очередь простейших решений, избегая существенных изменений. После постановки мини-задачи возникают противоречия – изменение одних параметров ведёт к ухудшению других. Тут в дело вступает АРИЗ (алгоритм решения изобретательских задач), то есть пошаговая программа по разрешению этих противоречий.

Альтернативным методом является морфологический анализ. Данный метод основан на подборе решений для отдельных частей поставленной задачи и получении их сочетаний, позволяющих решить задачу. Одним из методов морфологического анализа являются фантограммы.

Фантограмама – метод морфологического анализа, задействующий так называемое фантастическое измерение. Метод был предложен Генрихом Альтшуллером в 1970 году [1].

Решение изобретательских задач требует задействование воображения изобретателя. А воображение и фантазия, как известно, расположены довольно близко. Основное отличие фантазии заключается в том, что её едва ли можно воплотить в жизнь, так как некоторые элементы фантазии слишком далеки от реальности. Если решение изобретательских задач использует воображение, то почему бы не подключить к этому процессу фантазию?

Предложенный Альтшуллером метод заключается в том, чтобы, взяв за основу какой-то объект, лежащий в определённой плоскости, применить к нему какие-либо изменения, в том числе и комбинационные, чтобы этот объект приблизился или вышел за границы S. Однако, иногда ситуация складываются так, что эти границы размыты, и даже наука не может определить их чёткость. А чтобы выйти за границы, их нужно видеть [2].

Для этого необходимо постараться найти те участи, где можно хоть как-то определить границы. В этом помогают фантограммы – таблицы, где на одной оси приводятся показатели, типичные для плоскости S, а на другой – основные приёмы их изменения. Важнейшими показателями можно назвать универсальные показатели [3]:

1у – вещество (химический состав, физическое состояние);

2у – микроструктура (то есть подсистема объекта из рассматриваемого множества);

3у – макроструктура;

4у – надсистема (то есть система, в которую входит объект из рассматриваемого множества);

5у – энергетика;

6у – способ передвижения;

7у – сфера обитания;

8у – воспроизведение;

9у – направление эволюции;

10у – цель, назначение (смысл существования).

Исходя из варианта множеств (плоскостей) можно выделять более конкретные показатели. Например, показатель «энергопитания» для множества «животные» принимает вид «окисление пищи», а для множества «бытовая техника» - «питание от сети 220В».

Способы изменения основных показателей [3]:

1– уменьшить;

2 – увеличить;

3 – объединить;

4 – разъединить;

5 – заменить данное свойство антисвойством;

6 – ускорить;

7 – замедлить;

8 – сместить по времени назад;

9 – сместить по времени вперёд;

10 – сделать свойство меняющимся во времени (а если оно уже меняется, сделать его постоянным)

11 – отделить функцию от объекта;

12 – изменить связь со средой (включая полную замену среды)

Метод фантограмм в действии будет выглядеть следующим образом [1]:

Шаг 1. Записать конкретные показатели для выбранного множества.

Шаг 2. Выбрать клетку пересечения какого-либо показателя и изменения. На примере универсальных показателей возьмем пункт 8у (способ передвижения) и 5 – заменить свойство антисвойством. То есть будь у нас трактор на гусеничном ходу, после такого изменения вращение гусениц наоборот будет препятствовать движению, в то время как неподвижные гусеницы будут способствовать перемещению трактора.

Шаг 3. Рассмотреть изменения показателя в зависимости от выбранного приема. То есть можно изменить скорость вращения от «черепашьей» до световой.

Шаг 4. Выбрать один вариант из полученных. Предположим, что мы получили трактор, способный достигать скорости в 450-500 км/ч.

Шаг 5.  Определить для выбранного объекта другие показатели. Например, откуда у трактора энергия на такие передвижения, какого он размера и где он вообще будет применяться?

Фантограммы помогают вырабатывать некоторые навыки эффективного их использования в процессе развития фантазии, а так же применения их для работы с другими задачами и объектами или множествами. Но кроме того, фантограммы применяются для решения изобретательских задач, в основном, правда, касающихся технической эстетики или расширения ассортимента изделий.

К положительным сторонам такого приёма можно отнести отсутствие каких-либо границ, так как всё ограничивается исключительно уровнем фантазии человека и его кругозором. Если человек ранее имел дело с чем-то подобным, то уровень его подготовки будет гораздо выше уровня неподготовленного человека, ведь фантазия, это то, что можно развивать. Но и в процессе развития какой-то идеи путём фантазирования, приобретаются определённые навыки. Соответственно, чем чаще изобретатель прибегает к этому методу, тем лучше у него будет получаться в будущем.

Однако стоит заметить, что огромное количество возможных идей уже были высказаны писателями-фантастами, ведь они так же используют фантазию, на этом, собственно, и основан такой жанр, как фантастика, в том числе и научная. Например, умные дома были описаны Реем Бредбери ещё в 1950 году, а сейчас уже существуют технологии, которые автоматически управляют некоторыми вещами в доме. Так как прогресс не стоит на месте, в будущем мы вполне можем увидеть полностью автоматизированные жилища, роль человека в которых будет заключаться лишь в том, что он там живет, пользуясь плодами науки и прогресса.

Кроме того, в научной фантастике были описаны беспилотные аппараты, управляемые на расстоянии. И всё идет к тому, чтобы, например, полностью отказаться от управления военной техникой. В 1985 году Орсон Скотт Кард очень точно описал полноценную беспилотную войну. А что мы видим сейчас? БПЛА и дроны уже используются в различных боевых действиях, показывают свою эффективность и, что самое главное, помогают избежать человеческих жертв.

Так же частично можно упомянуть новый российский танк Т-14 "Армата". Башня данного танка является необитаемой, а ведение огня ведётся дистанционно. То есть половина функционала танка является, так сказать, беспилотной. Другая же половина тоже вполне может стать такой же, это только вопрос времени.

В заключении можно сказать, что метод фантазировании и фантограмм является бесспорным двигателем прогресса, просто он немного отличается от других, более привычных. Так же этот метод помогает развивать фантазию у детей и людей старшего возраста. А развитая фантазия, в свою очередь, приводит к множеству положительных моментов, ведь человек, способный сгенерировать интересную идею, пусть и с долей фантастики, всегда сможет найти ей применение как в бытовой жизни, так и с материальной выгодой для себя.

Если применить данный метод в контексте автоматического управления, можно проследить развитие таких технологий. Перед изобретением многих новых решений, люди задавались вопросом «А что, если сделать так, чтобы это происходило само?». Если раньше, например, разные станки требовали присутствие мастера, для проведения работ, то сейчас достаточно загрузить необходимую программу в компьютер, и станок сам будет проводить необходимые операции.

Или можно взять для примера какую-нибудь вакуумную установку. Не всегда, например, обрабатываемые материалы загружались автоматически. А сейчас же с помощью манипулятора могут непрерывно обрабатываться десятки единиц материалов, всё делает манипулятор, который загружает материалы в рабочее пространство из кассеты и выгружает их в другую. Кроме того, это можно сказать и о системах нагрева. Автоматизация этого процесса появилась относительно недавно.

Список литературы:

1. Приемы Развития Творческого Воображения (РТВ): [Электронный ресурс] // Форум Научный подход URL: http://forum.shapovalov.org/viewtopic.php?t=91 (Дата обращения: 14.06.2018)
2. Альтшуллер Г.С., Фантограммы, 1971. URL: https://www.altshuller.ru/rtv/rtv5.asp (Дата обращения: 14.06.2018)
3. Горев П.М. Научное творчество: Практическое руководство по развитию креативного мышления./ Горев П.М., Утёмов В.В. 3-е изд. — Москва: URSS (Ленанд), 2014. — 112 с.