Здравствуй, здравствуй, «труд» прекрасный!

Доброго Вам времени суток и солнечного времени года, уважаемые коллеги и «коллегини»!

С момента нашего прошлого рандеву в рамках «бурноколлегиального» рассмотрения ТРИЗ прошло не так уж и много времени. Надеюсь, что изученные материалы были Вами усвоены с успехом и, сразу после этого, заняли отведенноё им место на достойной «полочке» Вашего сознания.

В прошлый раз мы рассмотрели «методологическое поле», подготовленное временем и развитием человеческого сознания, которое удобрило «почву» для появления ТРИЗ.

Нами были рассмотрены и классифицированы различные методологии, методы, способы и подходы к организации процесса изобретательства. Подводя итоги статьи, мы начали рассматривать теоретические аспекты и идеи классической теории решения изобретательских задач, продолжением рассмотрения и, попутным «углублением» и «расширением» информации о которой, мы сейчас и займемся.

В информационный бой

В первой статье Генриха Сауловича Альтшуллера, «О психологии изобретательского творчества» (1956 г.) были сформированы основные идеи, послужившие дальнейшему развития ТРИЗ:

1. Ключ к решению проблем – выявление и устранение системного противоречия!
2. Тактика и методы решения проблем (приемы) могут быть выявлены на основе анализа «сильных» изобретений.
3. Стратегия решения проблем должна опираться на закономерности развития технических систем.

Данные принципы можно приставить следующей диаграммой (рис.1 – «Схема ТРИЗ»). Отметим, что эта диаграмма имеет под собой основание ценой в исследование порядка 10000 изобретений (на основе которых Альтшуллер выделил 43 патентных класса).

Одним из результатов этой работы стали следующие постулаты:

Рис.1 – «Схема ТРИЗ»

1. Изобретательских задач – бесчисленное множество, а типов проблем (системных противоречий)/причин их возникновения ограниченное количество;
2. Для существующих системных противоречий есть шаблонные приемы их решения.

А «ТРИЗ» начинает себя окупать?!

Становление любой теории начинается с того момента, когда она доказывает свое право на жизнь с помощью практического применения и использования на конкретной задаче/группе задач. Такое «право на жизнь» принято называть технологией:

• Знание (теория) становится технологичным и приобретает прикладное значение, в виде определенного инструмента или инструментов (метода/ов)

В свете рассмотрения ТРИЗ, мы приходим к цепочке понятий «Теория-метод-прием». Можно сказать, что данная последовательность действий представляет собой выкристаллизовавшийся метод практического применения теории решения задач на боевых примерах. Представленная последовательность позволяет сделать на собранных аналитических данных дедкутивнологические выводы и приступить к процессу синтеза решения.

В ТРИЗ такой цепочкой является АРИЗ (алгоритм решения изобретательских задач).

АРИЗ это инструментарий по работе с проблемными ситуациями, содержащими конкретное явное или скрытое противоречие. Чем более ясно и, однозначно противоречие выявлено, тем более велики шансы решить определенную задачу систематически, не допуская возможности проявления устраненных проблем и предпосылок к ним в будущем.

Надо отметить тот факт, что АРИЗ претерпевала эволюционные изменения (АРИЗ-1956 ->АРИЗ-1961->АРИЗ-1985) постепенно модернизируя и совершенствуя свою базу. На процесс совершенствования рассматриваемого алгоритма повлияло то, что Г.С.Альтшуллер был не только гениальным изобретателем, а и проницательным психологом, который старался выявлять не только технические закономерности, но и особенности человеческого сознания изобретателей. Результатом его комплексного исследования стал вывод о том, что при решении «верхнеуровневых», основополагающих задач только специализированных технических знаний конкретной области недостаточно.

При попытке применить хорошо себя зарекомендовавшие методы на новых, пионерских задачах, являющихся «белыми пятнами» своего домена деятельности, сказывался уже имеющийся багаж опыта изобретателя, который толкал специалиста на привычные, «укатанные рельсы», эффективность которых, при попытках инновационных прорывов, низкорезультативна. Для настоящего рывка, позволяющего решить сложную головоломку, недостаточно просто стимулирования и активизации «творческого мышления». К такому «стимулированию» относятся методы из группы «Бабочки в моей голове», рассмотренные нами ранее.

Эти предпосылки привели к необходимости разработки/доработки инструмента, который смог бы сыграть роль пружины, отрывающей изобретателя от привычного понимания окружения проблемы и позволяющей ему взглянуть на проблему «сверху -вниз». После такого «взгляда», для понимания способа решения многих задач, очень часто приходилось перестраивать/корректировать сложившийся годами способ мышления. Таким образом, стал актуален вопрос построения системы мышления, которая была независима от субъективного влияния конкретного изобретателя, а представляла бы собой прочный и надежный каркас методов, предоставляющая пользователю адаптировать теоретически идеальную систему для конкретных практических нужд. Это способствовало «аудиту» старых подходов, вызывало «поломку» сложившихся паттернов, не поддерживающих заданный тренд, и развитие проблемных объектов. Иллюстрируя формулу АРИЗ можно привести следующую цитату:

Основной вопрос, необходимый для решения, при построении такой системы – выявление общих закономерностей развития систем различных типов. Построение таких закономерностей стало возможным после изучения разнообразных форм изобретений, при допущении постулата, что каждое, в особенности «большое» изобретение – это ступенька на кривой развития любой системы. ТРИЗ рассматривает «изобретательское творчество», как способ повышения эффективности идей за счет их направленного развития. Тем самым «кривая» развития трансформируется в «прямую» и минимизируется ресурс, затрачиваемый на достижение следующей точки развития.

При построении ТРИЗ Г.С.Альтшуллером, были сформулированы следующие выводы, ярко описывающие различные уровни задач, классифицированные по пяти степеням сложности, каждая из которых имеет свои, характеристики:

1. Задачи отличаются уровнем требуемых знаний:
   • На первом уровне задача и средства её решения лежат в пределах одной профессии;
   • На втором уровне – в пределах одной отрасли;
   • На третьем уровне – в пределах одной науки;
   • На четвертом уровне – за пределами науки - «задачедательницы»;
   • На пятом уровне – за пределами современной науки.
   «О, сколько нам открытий чудных готовит просвещенья мир :) ».
2. Задачи отличаются структурой взаимодействующих факторов.
   Это можно показать различием «структур», например, задач первого и четвертого уровней.
   Для задач, относящихся к первому уровню характерно:
   • Небольшое число взаимодействующих элементов;
   • Неизвестных факторов нет или они несущественны;
   • Легкость анализа задач;
     • Изменяемые элементы «безболезненно» отделяются от элементов, которые не поддаются изменению;
     • Взаимное влияние элементов легко прослеживается.
   • Возможное осложнение состоит в том, что решение требуется получить в «сжатые» сроки.
   Для задач четвертого уровня характеры:
   • Большое число учитываемых элементов;
   • Значительное число неизвестных факторов;
   • Сложность анализа:
     • Трудно отделить и выделить элементы, которые необходимо изменить;
     • Построить полную модель взаимного влияния элементов и их изменений затруднительно.
   • Возможное упрощение заключается в том, что на поиск решения отводится относительно большое время.
3. Задачи отличаются степенью изменения объекта.
   • В задачах первого уровня объект практически не изменяется.
   • На втором уровне объект незначительно меняется.
   • На третьем уровне объект существенно меняется, в своих основных элементах.
   • Четвертый уровень полное преобразование объекта.
   • Пятый уровень – изменение системы, в которую входит объект.

Представленная классификация объектов отражает структурированный взгляд на понимание задач и проблем, а так же подходов к их решению. Эта «картина» была получена в ходе эволюционного развития науки и технологии в целом, ярко характеризуя то, что человеческое сознание, в своем преобладающем большинстве «созрело» только к тому, чтобы инстинктивно и механистически решать большинство задач первого и, только лишь, малое количество задач второго уровня, для освоения методов решения которых достаточно опыта, складывающегося за жизнь конкретного изобретателя.

Для решения остальных задач «багажа» знаний отдельного исследователя недостаточно. Решение задач более высших уровней требует сформированной и систематизированной «база знаний», постоянно развиваемой отдельными заинтересованными индивидуумами и сообществом в целом.

Развитие АРИЗ и ТРИЗ

Рис.2 – «АРИЗ»

Развитие и накопление системы знаний РИЗ шло постепенно, эволюционируя под «давлением» идентифицированных подходов решения задач. Оказалось, что все сделанные человечеством изобретения основаны на ограниченном числе алгоритмов решения, основанных на компонентах, которыми оперирует ТРИЗ/АРИЗ:

• Противоречие;
• Ресурсы;
• Идеальный результат;
• Приемы изобретений.

Решение изобретательских задач оперирует указанными компонентами, пошагово уточняя и трансформируя постановку проблемы, нивелируя психологическую инерцию субъекта, настраивая его на ординарное восприятие самых фантастических и смелых идей.

«Ложка дегтя» или объективности ради

Приближенно объективное понимание любого рассматриваемого явления можно сформировать с условием рассмотрения, как положительных, так и отрицательных его характеристик.

Большинство источников информации о ТРИЗ «замалчивают» то, что функционирование творческого мышления невозможно без интуитивного подхода к мыслительным процессам.

Решение любого уровня нельзя «вычислить», несмотря на существование системы. Для перехода от первичных данных к результату необходим творческий импульс, подкрепленный имеющимся репозиторием методов и данных, что объясняет разные результаты, получаемый многими изобретателями, решающих одну и ту же задачу.

ТРИЗ не панацея для тех, кто обладает ограниченным набором знаний, но побуждает «ищущих» постоянно расширять и развивать его и свои подходы к решению задач и проблем, трансформируя сложившиеся представления об окружающей реальности.

Немного практических данных

Теперь, когда мы готовы и имеем достаточную теоретическую осведомленность о концепции теории решения изобретательских задач, настало время попытаться научиться применять на практике имеющийся багаж знаний, уточняя его по ходу необходимыми деталями и тем самым повышая свои профессиональные навыки.

Виды задач

Все реальные проблемы можно разделить на 3 категории:

• Административная проблема - формулируется в виде недостатков, которые нужно преодолеть или целей, которые необходимо достичь без внимания к тому, как это сделать.
• Техническая проблема - ситуация, указанная в виде несовместимых функций или свойств, одна из которых является катализатором достижения цели, а вторая «якорит» процесс развития первой.
• Физическая проблема - противоречие элементов или состояний свойств системы, каждое из которых способствует достижению результата/ов системы или функций, при это проблемные объекты несовместимы и обладают взаимоисключающими тенденциями к развитию.

Каждая проблема получила точную структурно-функциональную модель, которые мы будем рассматривать позднее. Надо сразу уточнить, что физические и технические проблемы обладают наибольшей структурированностью и конструктивностью, что получило отражение в созданных для их решения моделях. Административные же проблемы, четкой модели не имеют и могут быть решены за счет их трансформации к виду технических и/или физических проблем, что может быть нами, аналитиками сферы ИТ, применено при решении организационных проблем за счет информационных систем путем преобразования конкретных проблемных компонентов и их алгоритмизации.

В дальнейшем, при разборе решений мы будем оперировать следующими понятиями:

• Принцип – прямая модель для решения физического противоречия;
• Прием – прямая модель для решения технического противоречия;
• Стандарт – рекомендация для изменения физико-технических моделей;
• Эффекты/трансформации – рекомендации по реализации нужной функции на основе примеров стандартного или оригинального применения как известных, новейших физико-технических явлений.

Каждая модель дает примерное решение проблемы в общем виде для определенных входных параметров и определенной ситуации.

Но при этом необходимо помнить о том, что для применения того или иного подхода к решению проблемы необходимо комплексно исследовать не только саму проблему, но и её окружение.

Функциональная полнота решения означает, что исследователь готов воплощать свои идеи с учетом комплексных требований к системе или продукту. Решение, ориентированное только на один показатель, часто оказывается «мгновенновременным» или, что гораздо хуже, непригодным за счет несогласованности с другими качественными показателями или характеристиками рассматриваемого объекта или его окружением. Решение приносит пользу только тогда, когда оно конструктивно, а конструктивность означает способность и готовность целенаправленно и обоснованно совершенствовать систему, не меняя целей, а достигая их, за счет своевременности и устойчивости.

Говоря о преимуществах ТРИЗ, так же стоит отметить то, что по сравнению с существующими технологиями решения задач, в ТРИЗ рассматриваются не только моменты, следующие после того, как исходная задача изучена со всех сторон, сделаны качественные выводы о возможных причинах возникновения проблемной ситуации и выработан путь их решения, а концентрация идет на протяжении всего процесса работы над проблемой.

ТРИЗ это система, которая позволяет дисциплинизировать мышление, осознать глубинные причины и воспользоваться инструментарием изобретательского мышления, который уже выработан многими и многими поколениями исследователей.

Практический АРИЗ

При рассмотрении алгоритма решения изобретательских задач, конечно, можно (а вернее нужно) рассмотреть исходные стадии и этапы, предложенные Генрих Сауловичем Альтшуллером, но мы этого делать не будем, так как каждый желающий сможет найти интересующего его литературу на специализированных сайтах. Мы же посвятим свое описание мета-алгоритма (МА), который предложил его «заочный» ученик М.Орлов (на трудах которого во многом построен наша серия статей), так как мы считаем, что данный алгоритм наиболее практически применим.

МА состоит из четырех последовательных шагов:

1. Диагностика;
2. Редуцирование – приведение проблемной ситуации к известным моделям;
3. Трансформация – выработка идей на основе основных правил;
4. Верификация идей.

Предложенная алгоритмом последовательность операций является полной и достаточной для того, чтобы выработать оптимальное решение для конкретной проблемы.

Вместо заключения

В продолжение нашего разговора надо сказать, что мы вплотную подошли к рассмотрению практических принципов, приемов, стандартов и эффектов, практическое применение и манипулирование которыми позволит эффективно применять мета-алгоритм и достигать заданные цели. Но самое интересное, как обычно, ждет нас далее…

В следующей статье мы более подробно рассмотрим предложенный Михаилом Орловым МА и его применение в рамках решения задач.

С нетерпением на скорую встречу!

Авторы статьи

Иван Никитин

Михаил Цулая