История развития АРИЗ

Эта статья одна из серии "История развития ТРИЗ".

История развития АРИЗ излагается по материалу Петров В. История развития алгоритма решения изобретательских задач – АРИЗ. Информационные материалы. Тель-Авив, 2006 - 68 с. © Vladimir Petrov 1973-2006

В работе изложена история развития алгоритма решения изобретательских задач (АРИЗ), которые являются разделом теории решения изобретательских задач – ТРИЗ. Автор ТРИЗ и АРИЗ Генрих Альтшуллер. В работе проведен анализ всех известных автору (Владимиру Петрову) модификаций АРИЗ.

Данные материалы могут быть полезны преподавателям и разработчикам ТРИЗ и использованы как для изучения истории ТРИЗ, так и для развития самой теории.

Историю развития АРИЗ в трактовке автора ТРИЗ и АРИЗ Г.С.Альтшуллер изложена в [1].

Введение

Работа посвящена исследованию развития аглоритма решения изобретательских задач (АРИЗ) и приемов разрешения противоречий, разработанных Альтшуллером.

Эти исследования Владимир Петров начал в 1973 году, в 1985 г. они проводились совместно с Э.С.Злотиной и результаты были доложены на конференции разработчиков и преподавателей ТРИЗ (Петрозаводск-85).

Детальный анализ истории развития приемов разрешения противоречий описан в работе «История развития приемов».

Первоначально последовательность решения задачи была названа Г. Альтшуллером «схема творческого процесса» или «научная методика работы над изобретением» , затем «методика изобретательского творчества».

В 1964 г. появилось название «алгоритм решения изобретательских задач», которое было использовано и в последующих работах Альтшуллера. Аббревиатура АРИЗ появляется в 1968 г., а в печати - в 1969 г.

Автор работы рассматривает все известные ему модификации АРИЗ: АРИЗ-56, АРИЗ-59, АРИЗ-61, АРИЗ-62, АРИЗ-63, АРИЗ-64, АРИЗ-65, АРИЗ-68, АРИЗ-71, АРИЗ-71Б (75), АРИЗ-71В (75), АРИЗ-77, АРИЗ-82, АРИЗ-82А, АРИЗ-82Б, АРИЗ-82В, АРИЗ-82Г, АРИЗ-85А, АРИЗ-85Б, АРИЗ-85В.

Начальный этап – разработка методики изобретательства

АРИЗ-56 имел 3 стадии: аналитическая (4 шага), оперативная (2 шага) и синтетическая (4 шага) – всего 10 шагов и 5 приемов, которые представляли собой аналогии.

АРИЗ-59 те же 3 стадии: аналитическая (5 шагов), оперативная (6 шагов) и синтетическая(4 шага) – всего 15 шагов и 18 приемов.

В аналитической стадии:

• появляется понятие «идеальный конечный результат»,
• шаг для определения условий, при которых противоречие разрешается,
• объединены два шага (2 и 3) в один (3);
• шаг 1 изменил название.

В оперативной стадии появляется шаг 6 - обратная связь (возвращение к исходной задаче и расширение её условий, то есть переход к другой, более общей задаче).

В синтетической стадии:

• шаг 1 разделен на два (внесение изменений формы объекта и в другие объекты, связанные с данным);
• убран шаг «оценка сделанного изобретения».

АРИЗ-61 - 3 стадии: аналитическая (5 шагов), оперативная (7 шагов) и синтетическая (4 шага) – всего 16 шагов и 22 приема.

В оперативной стадии:

• появился шаг 2 (проверка возможности разделения объекта на независимые части);
• введены дополнительные приемы.

АРИЗ-62 – 4 стадии: выбор задачи (4 шага), аналитическая (4 шага), оперативная (3 шага) и синтетическая (5 шага) – всего 16 шагов и 36 приемов, которые разделены на 10 групп, названные техническими противоречиями (прообразы универсальных параметров).

Появилась новая стадия «Выбор задачи», которая является развитием шага 1 оперативной стадии в АРИЗ 56 - 61.

В аналитической стадии:

• идеальный конечный результат назван «идеальный желательный результат» (шаг 1);
• на шаге 2 убрано пояснение, что помеха - это противоречие;
• вводится понятие физическая или химическая помеха (шаг 3).

В оперативной стадии:

• используется таблица приемов,
• введено понятие задача, обратная данной,
• исключены шаги:
  • по проверке возможных изменений во внешней среде и в соседних объектах,
  • по исследованию прообразов в природе,
  • обратная связь.

В синтетической стадии снова ввели шаг «оценить полученную идею изобретения». В эти годы ещё использовались не приемы, а их прообразы, которые в последствии будут подприемами.

Прообраз АРИЗ

АРИЗ-63 - 4 стадии: уточнение формулировки задачи (5 шагов), аналитическая (4 шага), оперативная (5 шагов) и синтетическая(4 шага) – всего 18 шагов и 7 приемов (39 подприемов), которые разделены на те же 10 групп (прообразы универсальных параметров).

Впервые появился образ приема.

Изменено название первой стадии. Стало «Проверка и уточнение задач» (было «выбор задачи»), в ней вводятся:

• новые понятия:
  • определение конечной цели (шаг 1);
  • обходная задача (шаги 2 и 3);
• убраны шаги по выявлению и сравнению с тенденциями развития отрасли и техники в целом.

В аналитической стадии вернулись к названию «идеальный конечный результат» (шаг 1).

В оперативной стадии вернулись к:

• проверке возможных изменений во внешней среде и в соседних объектах (шаг 2)
• использованию "прообразов" природы (шаг 5).

В синтетической стадии отказались от шага «оценить полученную идею изобретения».

АРИЗ-64 - 4 стадии: выбор задачи (5 шагов), анализ задачи (4 шага), оперативная (5 шагов) и синтетическая (4 шага) – всего 18 шагов и 31 прием (36 подприемов), 16 универсальных параметров и таблица 16х16.

Появилось название «алгоритм решения изобретательских задач».

Все шаги идентичны АРИЗ-63, только изменены названия 1 и 2 стадий.

АРИЗ-65 – идентичен АРИЗ-63 и 64. Незначительные изменения в таблице: редакционные правки, графы больше заполнены.

АРИЗ-68 - 5 стадий: выбор задачи (6 шагов), уточнение условий задачи (5 шагов), аналитическая (5 шагов), оперативная (5 шага) и синтетическая (4 шага) – всего 25 шагов и 35 приемов (48 подприемов), таблица 32х32.

Введена новая стадия «уточнение условий задачи», путем разделения первой части на две. В ней появился прообраз оператора РВС (шаги 3 и 4).

Вернулось название «Аналитическая стадия». Появилась аббревиатура АРИЗ.

Развитие АРИЗ

Предыдущие модификации, послужили фундаментом для разработки последовательности решения изобретательской задачи, которая приблизилась к понятию «алгоритм». Стали более четкими и логичными шаги.

АРИЗ-71 - 6 частей (стадии переименованы в части): 1. Выбор задачи (6 шагов), 2. Уточнение условий задачи (5 шагов), 3. Аналитическая стадия (8 шагов), 4. Предварительная оценка найденной идеи (5 шагов), 5. Оперативная стадия (9 шага) и 6. Синтетическая стадия (3 шага) – всего 35 шагов (4 примечания), 40 приемов (88 подприемов), таблица 39х39.

Введена новая стадия 4. «Предварительная оценка найденной идеи».

В 2 части «Уточнение условий задачи» введен оператор РВС (шаг 2.2).

В 3 части «Аналитическая стадия» введены:

• аббревиатура ИКР;
• рисунок «Было» и «Стало» (шаг 3.2);
• прообраз оперативной зоны (шаг 3.3);
• прообраз метода ММЧ (шаг 3.6, вспомогательные вопросы);
• шаги по формулировке способа и устройства (шаги 3.7 и 3.8).

В 4 части «Предварительная оценка найденной идеи» введены обратные связи к шагу 2.4 и 2.5 (шаг 4.5).

В 5 части «Оперативная стадия»:

• описана технология использования таблицы (шаги 5.1 – 5.5);
• введены шаги по применения физических эффектов (шаг 5.6);
• возможность изменения во времени – прообраз таблицы разрешения ФП

(шаг 5.7).

Часть 6 «Синтетическая стадия» осталась неизменной.

В тексте АРИЗ появился разъяснительный материал в виде:

• примеров;
• примечаний;
• вспомогательных вопросов;
• проверок.

Примечаний – 4, и 20 вспомогательных вопросов.

Появилась двойная нумерация шагов (первая цифра № части, вторая - № шага).

АРИЗ-71Б (75) – 6 частей: 1. Выбор задачи (7 шагов), 2. Построение модели задачи (4 шага), 3. Аналитическая стадия (8 шагов), 4. Предварительная оценка найденной идеи (4 шага), 5. Оперативная стадия (8 шагов) и 6. Синтетическая стадия (3 шага) – всего 35 шагов.

В части 1 «Выбор задачи» введен шаг 1.7. «Выбрать желательный уровень решения, использовав, системный оператор».

В части 2 «Построение модели задачи»:

• появились дополнительные примечания:
  • если система состоит из одинаковых групп элементов, надо рассмотреть одну группу (к шагу 2.3);
  • к 2.4а следует относить технические элементы, рассматриваемой системы, к 2.4б – природные элементы и технические элементы, которые нельзя менять по условиям задачи (к шагу 2.4);
  • почти всегда (если нет специальных указаний в условиях задачи) инструменты следует относить к 2.4а, а изделие – к 2.4б;
• записываются условия задачи в вепольной форме (проверка к шагу 2.5).

В части 3 «Аналитическая стадия»:

• ведены:
  • вепольные преобразования (шаг 3.3);
  • понятие физическое противоречие (шаг 3.4) - важнейший шаг в развитии АРИЗ.
• убран шаг формулировки технического противоречия.

В части 4 «Предварительная оценка найденной идеи» убран шаг обратной связи.

В 5 части «Оперативная стадия» убран шаг применения физических эффектов.

Часть 6 «Синтетическая стадия» не изменились.

Примечаний - 13, вспомогательных вопросов – 14.

АРИЗ-71В (75) – не существенные изменения по сравнению с предыдущей версией. Части 1, 4, 5 и 6 не менялись.

Шаг 2.3 изменил название («построение модели задачи), в нём дополнительно введены:

• три правила;
• таблица выбора конфликтующих пар (упомянуто название, но нет определения).

«Проверка» в шаге 2.5 АРИЗ-71Б выделана в новый шаг 2.6. «Записываются условия задачи в вепольной форме».

Введены изменения в 3 части «Аналитическая стадия»:

• убраны:
  • шаг 3.3. АРИЗ-71Б «Произвести вепольные преобразования, учитывая тенденции развития вепольных систем» и вспомогательные вопросы.
  • вспомогательные вопросы на шаге 3.8;
• введены:
  • шаг 3.3. «Указать противоречивые требования, предъявленные к выделенному объекту конфликтующими действиями (или элементами);
  • полная и краткая формулировки физического противоречия и схема ФП

(шаг 3.4);

• • шаг 3.9 «контрольные вопросы» по проверке решения.

АРИЗ-77 - 7 частей: 1. Выбор задачи (9 шагов), 2. Построение модели задачи (4 шага), 3. Анализ модели задачи (5 шагов), 4. Устранение физического противоречия (5 шагов), 5. Предварительная оценка полученного решения (3 шага), 6. Развитие полученного ответа (3 шага) и 7. Анализ хода решения (2 шага) – всего 31 шаг.

Оператор РВС переведен в первую часть (шаг 1.9).

Сформулировано понятие «конфликтующая пара» (шаги 2.2 и 2.3, правила 1-4).

Введено понятие «оперативная зона» (шаг 3.3).

Таблица разрешения ФП дополнена операторами (шаг 4.1):

• разделением противоречивых свойств (в пространстве, во времени и в структуре);
• используя переходные состояния.

Восстановлен шаг по использования физических эффектов (4.3).

Изменена 5 часть «Предварительная оценка полученного решения» – в неё введены:

• контрольные вопросы (шаг 5.1);
• проверка (по патентным данным) формальной новизны (шаг 5.2).

Убраны все шаги части 4 АРИЗ-71Б и В.

Синтетическая часть 6 названа «Развитие полученного ответа».

Введена 7 часть «Анализ хода решения», нацеленная на совершенствование навыков использования АРИЗ.

Используются 9 правил.

Эта версия была существенным шагом в развитии АРИЗ.

АРИЗ-82 - 7 частей: 1. Анализ исходной ситуации (9 шагов), 2. Анализ задачи (4 шага), 3. Анализ модели задачи (8 шагов), 4. Анализ физического противоречия (5 шагов), 5. Анализ способа устранения физического противоречия (3 шага), 6. Развитие полученного ответа (3 шага) и 7. Анализ хода решения (2 шага) – всего 34 шага, 7 правил и 26 примечаний.

Части 1 не изменилась, только изменила название - «Анализ исходной ситуации».

В части 2 «Построение модели задачи» введены:

• понятия мини-задачи (шаг 2.1);
• «икс-элемент» (шаг 2.2);
• графическая схема конфликта (шаг 2.3).

В части 3 «Анализ модели задачи» введены шаги:

• по формулировке ФП на макроуровне (шаг 3.6)и микроуровне (шаг 3.7);
• по проверке правильности построения ФП (шаг 3.8);
• по использованию метода моделирования маленькими человечками (ММЧ)

(шаг 3.5).

Появились:

• графические схемы технического противоречия;
• таблица «Основные виды конфликтов в моделях задач» (10 конфликтов);
• таблица «Разрешение физических противоречий» (6 принципов).

На шаге 4.5. появился прототип вещественно-полевых ресурсов (рассмотреть вводимые вещества и поля).

АРИЗ-82А - существовал только в виде фрагмента (части 2, 3, 4) - остальные части остались неизменными: 2. Построение модели задачи (4 шага), 3. Анализ модели задачи (9 шагов), 4. Устранение физического противоречия (4 шагов) – всего 34 шага. Изменено только название второй части.

АРИЗ-82Б - существовал только в виде фрагмента (части 2, 3, 4) - остальные части остались неизменными: 2. Построение модели задачи (4 шага), 3. Анализ модели задачи (8 шагов), 4. Устранение физического противоречия (5 шагов).

АРИЗ-82В - изменения только в части 2 (шаги 2.2-2.6). На шаге 2.2 уточнено «правило 1» – включены два противоположных состояния. Всего 36 шагов.

Введено понятие «усиленная формулировка модели задачи» - предельное состояние элементов.

АРИЗ-82Г - 7 частей: 1. Анализ исходной ситуации (9 шагов), 2. Анализ задачи (7 шагов), 3. Анализ модели задачи (8 шага), 4. Анализ физического противоречия (5 шагов), 5. Анализ способа устранения физического противоречия (3 шага), 6. Развитие полученного ответа (3 шага), 7. Анализ хода решения (2 шага) – всего 37 шага, 7 правил, 30 примечаний и 4 предупреждения.

В части 2 добавлен шаг 2.3 по составлению вепольной формулы.

Расширился разъяснительный материал – появились предупреждения, начинаются словом «Внимание»: перед началом части 2, в примечаниях 19, 24 и 26.

АРИЗ-85А - 7 частей: 1. Анализ исходной ситуации (9 шагов), 2. Анализ задачи (6 шагов), 3. Анализ модели задачи (8 шага), 4. Разрешение физического противоречия (7 шагов), 5. Анализ способа устранения физического противоречия (3 шага), 6. Развитие полученного ответа (3 шага), 7. Анализ хода решения (2 шага) – всего 38 шага, 8 правил, 31 примечание и 3 предупреждения.

На шаге 2.1 составлена форма записи мини-задачи и откорректированы примечания к этому шагу. Шаг 2.3 из АРИЗ-82Г (составить вепольную формулу) переведен в 4 часть вепольный анализ (шаг 4.2).

На шаге 3.1 введено новое правило (7) и два примечания, уточняющее выбор изменяемого элемента.

Введены понятия:

• оперативное время – ОВ (шаг 3.4);
• усиленная формулировка ИКР1 (шаг 3.5);
• ИКР2 (шаг 3.8).

В примечании 20 введено понятие предельного ИКР: изделие само себя обрабатывает – без всяких инструментов.

На шаге 3.7 убрано предупреждение.

В таблице разрешения физических противоречий добавлено 5 принципов, стало 11 принципов.

АРИЗ-85Б - 8 частей: 1. Анализ задачи (6 шагов), 2. Анализ модели задачи (3 шага), 3. Определение ИКР и ФП (5 шагов), 4. Мобилизация и применение ВПР (5 шагов), 5. Применение информфонда (5 шага), 6. Анализ способа устранения ФП (3 шага), 7. Применение полученного ответа (3 шага) и 8. Анализ хода решения (2 шага) – всего 32 шага, 10 правил, 38 примечаний и 6 предупреждений.

Убрана первая часть «Выбор задачи».

Введена часть 4. «Мобилизация и применение ВПР».

Часть 3 в АРИЗ-85А разделена на две части 2 и 3.

Часть 2 состоит из трех шагов: ОЗ, ОВ и ВПР, а остальные шаги вынесены в часть 3. На шаге 2.1 (ОЗ) исключены три примечания.

В формулировку ИКР1 введен икс- элемент.

Добавлены примечания:

• на шаге 1.1. добавлены два примечания: одно говорит о введение не только технических, но и природных элементов (примечание 2), а второе (примечание 4) разъясняет, почему необходимо отказаться от терминов.
• на шаге 1.3 добавлены примечания 9 и 10. Примечание 9 разъясняет схемы конфликтов, а в примечание 10 вводится обратная связь, уточняющая шаги 1.1 – 1.3.
• на шаге 1.4 расширено примечание 11.
• на шаге 1.6 добавлены примечания 12-14, уточняющие модель задачи, водящие обратную связь, уточняющую логику построения модели и разъясняющие понятие «икс-элемент».

На шаге 1.5 добавлено правило 3 («отсутствующий элемент»).

На шаге 3.1 (ИКР1) в примечание 20 описан метод «шаг назад от ИКР».

На шагу 3.2 (усиленный ИКР1) убраны примечания, которое говорит о формулировке предельного ИКР, предупреждение и в примере о молниеотводе убран ответ задачи в виде формулы изобретения. На шагах 3.3 и 3.4 введены предупреждения.

На шаге 3.5 правило превращено в предупреждение.

В части 4 водятся:

• правила 4-9;
• девять примечаний;
• два предупреждения.

Введены дополнительные предупреждения: в примечаниях 27 и 28, разъясняющие технологию использования метода ММЧ, и после шага 8.2.

Вначале каждой части дается описание её цели.

Части 6-8 не изменены.

АРИЗ-85В - 9 частей: 1. Анализ задачи (7 шагов), 2. Анализ модели задачи (3 шага), 3. Определение ИКР и ФП (6 шагов), 4. Мобилизация и применение ВПР (7 шагов), 5. Применение информфонда (4 шага), 6. Изменение и (или) замена задачи (4 шага), 7. Анализ способа устранения ФП (4 шага), 8. Применение полученного ответа (3 шага) и 9. Анализ хода решения (2 шага) – всего 40 шагов, 10 правил и 44 примечания.

Введена часть 6. «Изменение и (или) замена задачи».

На шаге 1.3 введено новое примечание (10), говорящее, что конфликт можно рассматривать не только в пространстве, но и во времени.

На шаге 1.4 введено примечание (13), уточняющее понятие главного производственного процесса (ГПП).

Введен шаг 1.7 – применение стандартов и примечание 17.

В примечаниях 20 - 22 к шагу 2.3 (определение ВПР) уточняются структура и технология определения ВПР.

Метод «шаг назад от ИКР» переведен в часть 4 (шаг 4.2).

На шаге 3.2 появилось новое предупреждение.

В начале части 4 вводится новое правило (7), уточняющее способ выведение частиц.

Введен шаг 4.7 - применение пары "поле - добавка вещества, отзывающегося на поле" и примечание. Вводится шаг 5.2 – задачи-аналоги и примечание к этому шагу.

Шаг 5.4 (АРИЗ-85Б) превратился в часть 6, а шаг 5.5 переведен в часть 7 (шаг 7.1). Остальные шаги части 7 и часть 8 не изменены.

Динамика изменения АРИЗ показана на графике.

Эволюция логики АРИЗ

Изменение логики АРИЗ показано в виде схем:

АРИЗ-56: АП → ТП → Причины ТП → Р.

АРИЗ-59 и 61: АП → ИКР → ТП → Причины ТП → Условия разрешения ТП → Р.

АРИЗ-62: АП → ИКР → ТП → Физ./хим. прич. ТП → Условия разрешения ТП → Р.

АРИЗ-63 - 71: АП → ИКР → ТП → Причины ТП → Условия разрешения ТП → Р.

АРИЗ-71Б: АП → ИКР → ТП → ФП → Р.

АРИЗ-77: АП → ТП → ИКР → ФП → Р.

АРИЗ-82: АП → ТП → ИКР → ФП_мак → ФП_мик → Р.

АРИЗ-82В и Г: АП → ТП₁ → ТП₂ → ТП → ТП_у → ИКР → ФП_мак → ФП_мик → Р.

АРИЗ-85А, Б, В: АП → ТП₁ → ТП₂ → ТП → ТП_у → ИКР₁ → ИКР_1у → ФП_мак → ФП_мик → ИКР₂ → Р.

Где обозначены:

АП – административное противоречие.

ТП – техническое противоречие.

ТП_у – усиленное техническое противоречие (предельное состояние).

ИКР – идеальный конечный результат.

ИКР_1у – усиленная формулировка ИКР1.

ФП – физическое противоречие.

ФП_мак – физическое противоречие на макроуровне.

ФП_мик – физическое противоречие на микроуровне.

 Р – решение.

Литература

1. Альтшуллер Г.С., Шапиро Р.Б. Психология изобретательского творчества. - Вопросы психологии, 1956, № 6, с. 37-49.
2. Альтшуллер Г.С., Шапиро Р.Б. Изгнание шестикрылого Серафима. - Изобретатель и рационализатор, №10, 1959. с. 20-30.
3. Альтшуллер Г.С. Как научиться изобретать. - Тамбов: Кн. изд., 1961, 128 с.
4. Альтшуллер Г.С. Как работать над изобретением. О теории изобретательства. Азбука рационализатора. Тамбовское книжное издательство, 1963, с. 274-304.
5. Альтшуллер Г.С. Основы изобретательства. - Воронеж: Центрально-Черноземное кн. изд., 1964, 240 с.
6. Корнеев С. Алгебра и гармония. Библиотека новатора вып. 2. Тамбовское книжное издательство, 1964, 65 с.
7. Альтшуллер Г.С. Внимание: Алгоритм изобретения! – Еженедельник "Экономическая газета" № 35, 1 сентября 1965 года Приложение «Технико-экономические знания» выпуск 27-й (41-й), 16 с.
8. Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. - М: Московский рабочий, 1969. - 272 с.
9. Алгоритм решения изобретательских задач АРИЗ-68 / Сост. Г.С. Альтшуллер. - Баку: Гянджлик, 1970. - 19 с. (ротапринт).
10. Альтшуллер Г.С. Основные приемы устранения технических противоречий при решении изобретательских задач. - Баку: Гянджилик, 1971. – 52 с.
11. Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. - М: Московский рабочий, 1973. - 296с.
12. Альтшуллер Г.С. Дополнительный список приемов устранения технических противоречий. - Баку, 1971? (рукопись).
13. Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач. – М.: Сов. Радио, 1979, 184 с. – Кибернетика.
14. Альтшуллер Г.С. АРИЗ - значит победа. Алгоритм решения изобретательских задач АРИЗ-85-В.- Правила игры без правил / Сост. А.Б.Селюцкий. - Петрозаводск: Карелия, 1989.-280 с. - (Техника - молодежь - творчество), с. 11-50.
15. Поиск новых идей: от озарения к технологии (Теория и практика решения изобретательских задач)/ Г.С.Альтшуллер, Б.Л.Злотин, А.В.Зусман, В.И.Филатов. - Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989.- 381 с.

См. также

• Теория решения изобретательских задач
• Структура и функции ТРИЗ
• Основы ТРИЗ — учебник ТРИЗ
• Алгоритм решения изобретательских задач — учебник АРИЗ
• История развития ТРИЗ
• История разработки законов развития технических систем
• Терминологический словарь ТРИЗ
• Библиография ТРИЗ