Основы ТРИЗ: различия между версиями

Содержимое удалено Содержимое добавлено
Строка 1640:
 
=== Понятие о противоречиях ===
Можно рассматривать три категории противоречий: административные, технические и физические.
Административные противоречия являются наиболее очевидными (данная система должна быть спроектирована, но мы не знаем как) и они приводят к гораздо более важным техническим противоречиям: параметры данной технической системы (ТС) взаимосвязаны и улучшение одного параметра ухудшает другие (Технические противоречия могут быть так же интерпретированы как обмены.)
Правильная формулировка технических противоречий имеет эвристическое значение и эти противоречия являются причиной наиболее важных основных физических противоречий. Эти противоречия могут быть определены как антагонистические требования, навязанные на данную ТС её индивидуальными компонентами. Следуя данному определению изобретательских задач, их решение может быть понято как процесс, постоянно имеющий дело с административными, техническими и физическими противоречиями.
Заметим, что эти три категории противоречий представляют три уровня технической деятельности: управление, числовой анализ, качественное доказательство.
Идентификация физических противоречий является наиболее трудно и важной частью инновационного процесса проектирования. Когда все эти противоречия правильно идентифицированы, их разрешение является отно-сительно простым при использовании законов развития ТС, описанных ранее.
Решение задач по АРИЗ представляет собой последовательность по выявлению и разрешению противоречий, причин, породивших данные противоречия и устранению их c использованием информационного фонда. Так определяются причинно-следственные связи, суть которых - углубление и обострение противоречий.
Для этого в АРИЗ рассматриваются три вида противоречий: поверхностное, углубленное и обостренное. Г.Альтшуллер их назвал соответственно: административное, техническое и физическое.
 
ПОВЕРХНОСТНОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ (ПП) - противоречие между потребностью и возможностью ее удовлетворения.
 
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, ПП выражается в виде нежелательного эффекта (НЭ)- что-то плохо, или крайне важно создать что-то новое неизвестно каким образом.
противоречие между потребностью и возможностью ее удовлетворения выражается в виде нежелательного эффекта (НЭ)и формулируется в следующем виде: "Надо выполнить то-то, а как неизвестно".
 
УГЛУБЛЕННОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ (УП) - ϶ᴛᴏ противоречие между определенными частями, качествами или параметрами системы. УП возникает при улучшении одних частей (качеств или параметров) системы за счёт недопустимого ухудшения других. Оно представляет собой причину возникновения поверхностного противоречия, углубляя его. В глубинœе одного ПП, чаще всœего, лежит несколько УП.
 
Как правило, улучшая одни характеристики объекта. Мы резко ухудшает другие. Обычно приходится искать компромисс, то есть чем-то жертвовать. При решении технических задач, изменяют, изменяют технические характеристики объекта͵ в связи с этим Г.Альтшуллер углубленное противоречие назвал техническим противоречием.
 
Техническое противоречие возникает в результате диспропорции развития различных частей (параметров) системы. При значительных количественных изменениях одной из частей возникает ситуация, когда количественные изменения одной из сторон системы вступают в противоречие с другими. Разрешение такого противоречия часто требует качественного изменения этой технической системы. В этом и проявляется закон перехода количественных изменений в качественные.
 
Пример . Чтобы получить требуемую суммарную мощность нужно использовать 8 двигателей. При этом самые крайние двигатели располагаются на расстоянии 25 м. от фюзеляжа, что недопустимо удлиняет крылья. Возникает углубленное противоречие между мощностью самолета и недопустимым увеличением длины крыла.
 
Имеется также и другое углубленное противоречие. В случае если перейти к спаренным двигателям на общую модность 12 тыс.л.с., то нужно использовать воздушный винт диаметром 9 м, что приводит к крайне важности поднять самолет на землей на 5 м. Углубленное противоречие в данном случае между мощностью двигателя и большой высотой самолета.
 
А.Н.Туполев разрешил описанное противоречие следующим образом. Он предложил спарить двигатели в единый блок, а на одном валу блока расположить сразу два четырех-лопастных воздушных винта͵ которые вращаются в разные стороны. Самолет не нужно поднимать на большую высоту. В результате был создан самолет ТУ-114 с достаточно высокой скоростью полета до 870 км/час.
 
Рассмотрим еще один пример.
 
Пример . Обычно проводники в интегральных микросхемах (ИМС) делают из золота͵ имеющего самое малое удельное сопротивление току, но недопустимо плохую адгезию с материалом подложки. Как быть? Возникает углубленное противоречие между электропроводностью адгезией.
 
Прежде чем решить эту задачу рассмотрим еще один вид противоречий ОБОСТРЕННОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ (ОП), ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ является противоречием диаметрально противоположных свойств (к примеру, физических) в определенной части технической системы. Оно крайне важно для определения причин, породивших углубленное противоречие, ᴛ.ᴇ. является дальнейшим его углублением. Уточнение (углубление) противоречий может продолжаться и дальше для выявления первопричины. Для человека, незнакомого с АРИЗ, формулировка ОП звучит непривычно – некоторая часть ТС должна находиться сразу в двух взаимоисключающих состояниях:быть холодным и горячим, подвижным и неподвижным, длинным и коротким, гибким и жестким, электропроводным и неэлектропроводным и т.д.
 
Изучение причин, породивших углубленное (техническое) противоречие в технических системах, как правило, приводит к крайне важности выявления противоречивых физических свойств системы, в связи с этим Г.Альтшуллер назвал это физическими противоречием.
 
ОБОСТРЕННОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ (ОП) – предъявление противоположных свойств (например, физических) к определенной части технической системы. Оно необходимо для определения причин, породивших углубленное противоречие, т.е. является дальнейшим его углублением, при этом выявляются противоречивые физические свойства системы, поэтому Г.Альтшуллер назвал это физическим противоречием.
Пример 5.2 Сформулируем обостренное противоречие (ОП). Чтобы проводник в ИМС имел маленькое сопротивление, он должен быть выполнен из золота, а чтобы проводник имел хорошую адгезию с подложкой, должен быть из другого материала. Более короткое и обостренное ОП можно сформулировать: материал проводника должен быть из ЗОЛОТА и НЕ ИЗ ЗОЛОТА. Типичное разрешение такого обостренного противоречия - использование ПОСРЕДНИКА.
Сначала наносят подслой, имеющий хорошую адгезию с подложкой и с золотом, а затем на него напыляют золото. В качестве подслоя берут никель или титан.
Таким образом, рассмотренные три вида противоречий образуют цепочку: поверхностное противоречие (ПП) - углубленное противоречие (УП) - обостренное противоречие (ОП), которая определяет причинно-следственные связи в исследуемой технической системе.
Пример . Не идеальность ключевых свойств мощных транзисторов и диодов являются причиной потерь электрической энергии, которая разогревает полупроводниковый прибор, ухудшая тепловой режим его работы.
Сформулируем поверхностное противоречие (ПП): "Необходимо улучшить тепловой режим транзисторного (диодного) ключа в радиоэлектроаппаратуре, в которую он устанавливается". Или: "Необходимо исключить перегрев силового транзистора в усилителе радиоприемника". В первой формулировке ПП показывается, какое качество нужно улучшить, а во второй - нежелательный эффект (НЭ) - перегрев транзистора.
Устранение указанного поверхностного противоречия может осуществляться за счет создания нового транзистора или применения радиатора, который улучшает тепловой режим работы транзистора, но увеличивает габариты радиоаппаратуры.
Углубленное противоречие (УП)между ТЕМПЕРАТУРОЙ и ГАБАРИТАМИ или ПОТЕРЯМИ ЭНЕРГИИ (МОЩНОСТИ) и ГАБАРИТАМИ.
Улучшение теплоотвода приводит к необходимости увеличения площади радиатора, а снижение габаритов радиоаппаратуры требует уменьшения площади радиатора.
Опишем обостренное противоречие (ОП): площадь радиатора должна быть БОЛЬШОЙ, чтобы улучшить отвод тепла, и МАЛЕНЬКОЙ, чтобы радиоаппаратура была малых габаритов.
Такое противоречие можно, например, разрешить путем изменения структуры. На радиаторе делают ребра. Общая площадь радиатора остается такой же или больше, а габариты аппаратуры не увеличиваются и даже могут быть уменьшены.
Теперь, рассмотрев различные противоречия, следует еще раз отметить, что решить сложную техническую задачу - значит улучшить необходимые показатели системы, не ухудшая другие. Осуществить это возможно путем выявления углубленного (технического) противоречия, определения причин, породивших его, или даже причины причин (выявление обостренного противоречия), и устранения этих причин, то есть разрешения обостренного (физического) противоречия.
 
Следует подчеркнуть, что в отличие от углубленного (технического) противоречия, принадлежащего всœей системе, обостренное(физическое) противоречие - относится только к определенной ее части.
 
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, рассмотренные три вида противоречий образуют цепочку: поверхностное противоречие (ПП) – углубленное противоречие (УП) - обостренное противоречие (ОП), которая определяет причинно-следственные связи в исследуемой технической системе. ПП УП ОП.
 
Рассмотрев различные противоречия, следует уяснить, что решить сложную техническую задачу – значит улучшить необходимые показатели технической системы, не ухудшая другие. Осуществить это возможно путем выявления углубленного (технического) противоречия, определения причин, породивших его, или даже причины причин обостренного противоречия, и устранения этих причин, то есть разрешения обостренного (физического( противоречия.
 
=== Путь к идеалу ===