Основы
теории решения изобретательских задач

Структура информационного фонда была описана ранее. Она включает:

• приемы устранения противоречий,
• технологические эффекты,
• стандарты на решение изобретательских задач,
• ресурсы природы и техники (вещественно-полевые ресурсы - ВПР).

Система приемов, используемая в ТРИЗ, включает простые и парные (прием-антиприем) [2].

Простые приемы позволяют разрешать углубленные (технические) противоречия. Они приведены в приложении 2.

Парные приемы состоят из приема и антиприема, с их помощью можно разрешать обостренные (физические) противоречия, так как при этом рассматривают два противоположных действия, состояния, свойства. Список этих приемов и примеры к ним приведены в приложении 4.

Приведем некоторые из приемов.

Один из основных приемов называется принцип ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ. Рекомендуется заранее выполнить требуемое по условиям задачи действие.

Пример 6.1. Оплетение заранее места взрыва гибкой сетью делает его безопасным для окружающих. Сеть быстро крепится к земле специальными анкерами.
Практически все аварийные средства выполняются по принципу ЗАРАНЕЕ ПОДЛОЖЕННОЙ ПОДУШКИ.

В качестве парного приема можно назвать принцип ДРОБЛЕНИЕ-ОБЪЕДИНЕНИЕ.

Пример 6.2. Японский изобретатель Хабаро Такэси предложил делать напильник из набора плоских элементов типа ножовочных полотен. Такой напильник можно легко разобрать, при этом он очищается от опилок, после сборки он снова готов к работе. При этом разрешается обостренное противоречие - зубья напильника должны находится БЛИЗКО друг от друга, чтобы можно было им работать, и должны находится ДАЛЕКО друг от друга, чтобы не забиваться опилками.

6.1.1. Использование таблицы приемов устранения технических противоречий

Статистический анализ технических задач позволил выявить типичные технические противоречия и приемы их устранения. В результате анализа более 40 тыс. изобретений Г.Альтшуллер выявил 40 основных (наиболее сильных) приемов, отобрал 39 универсальных параметров системы, которые можно изменять и составил таблицу их применения. Фрагмент таблицы приведен на рис. 6.1.

В таблице (см. приложение 3) по вертикали и горизонтали расположены универсальные показатели, а на их пересечении указаны номера приемов.

Опишем универсальные параметры:

1. Вес подвижного объекта
2. Вес неподвижного объекта
3. Длина подвижного объекта
4. Длина неподвижного объекта
5. Площадь подвижного объекта
6. Площадь неподвижного объекта
7. Объем подвижного объекта
8. Объем неподвижного объекта
9. Скорость
10. Сила
11. Напряжение, давление
12. Форма
13. Устойчивость состава объекта
14. Прочность
15. Продолжительность действия подвижного объекта
16. Продолжительность действия неподвижного объекта
17. Температура
18. Освещенность
19. Энергия, расходуемая подвижным объектом
20. Энергия, расходуемая неподвижным объектом
21. Мощность
22. Потери энергии
23. Потери вещества
24. Потери информации
25. Потери времени
26. Количество вещества
27. Надежность
28. Точность измерения
29. Точность изготовления
30. Вредные факторы, действующие на объект извне
31. Вредные факторы, генерируемые самим объектом
32. Удобство изготовления
33. Удобство эксплуатации
34. Удобство ремонта
35. Адаптация, универсальность
36. Сложность устройства
37. Сложность контроля и измерения
38. Степень автоматизации
39. Производительность

Прежде чем использовать таблицу, необходимо выявить техническое противоречие, присущее данной задаче. Это можно сделать несколькими путями.

1. Сформулировать техническое (углубленное) противоречие, как это было описано в п. 3.1.1, а затем привести их в соответствие с универсальными параметрами.

2. Использовать сразу таблицу в следующей последовательности:

3. Использовать более сложную последовательность:

Задача 6.1. Маховики используется, как аккумуляторы энергии. Чем больше их диаметры и масса, тем больше энергии они аккумулируют, но чем больше диаметр и скорость вращения, тем больше силы разрыва маховика. Как быть?

Сформулируем технические противоречия:

Опишем эти противоречия в виде универсальных параметров: Диаметр, видимо, можно рассматривать как параметр 3. Длина подвижного объекта, Масса - 1. Вес подвижного объекта, остальные параметры одноименны.

Опишем технические противоречия в виде универсальных параметров (слева указан их номер) и в скобках укажем номера приемов, соответствующие этим противоречиям.

Таблица предложила 18 различных приемов.

Опишем использование некоторых из приемов.

Пример 6.3. В начале XX века изобретатели маховиков старались отодвинуть основную массу как можно дальше от центра, не понимая, что при этом центробежным силам тем легче разорвать маховик, чем больше обороты. Инженер самоучка А.Уфимцев поступил иначе. Он сделал диск массивным в центре и утончающимся к периферии. На больших скоростях вращения маховик становится равнопрочным и не разрывается. Соответственно росла энергоемкость маховика. Ее пределом служила прочность материала, из которого сделан диск.
Это пример на применение принципа местного качества.

Пример 6.4. Маховик можно сделать в виде колокола и двигатель поместить внутрь его. Использован тот же прием принципа местного качества.

Пример 6.5. Прочность маховика повышается, если его выполнить из туго намотанной и скрепленной стальной ленты.
Это пример использования композиционных материалов.

Пример 6.6. Маховик наматывается из сдвоенных изолированных лент. В процессе работы на ленты подается разноименное напряжение - создается сила прижатия лент друг к другу.
Это пример на использование приема замена механической схемы.

Пример 6.7. Маховик представляет собой полый тор, заполненный жидкостью и шарами из ферромагнитного материала. Тор надет на ступицу, а на ободе тора закреплен соленоид¹. Момент инерции маховика можно плавно регулировать, изменяя магнитное поле в соленоиде.
Здесь используются принцип динамичности (маховик выполнен из многих частей - шариков) и принцип замена механической схемы.

Задача 6.2. В кузнечнопрессовых машинах ударного действия регулировка энергии удара проводится с помощью момента инерции. Ударный механизм пресса представляет собой вертикально распложенную винтовую пару. На нижнем конце винта расположен "боек", а на верхнем - маховик. Вращение маховика осуществляется путем прижатия его к вертикально вращающимся дискам. Прижатие может осуществляться на любом расстоянии от центра диска - этим задается скорость вращения маховика, а, следовательно, скорость опускания "бойка" (т.е. сила удара). Такая регулировка достаточно сложна и требует большого умения и сноровки от рабочего. Как сделать регулировку более плавной и легкой?

Воспользуемся третьим способом определения технического противоречия.

Плавная и легкая регулировка - это параметр 33. Удобство эксплуатации. Как сделать регулировку более плавной, не считаясь с проигрышем. Нужно увеличить момент инерции маховика.

Что недопустимо ухудшается - увеличивается масса и диаметр (габариты) маховика.

В универсальных параметрах это соответствует весу и длине подвижного объекта. Получаются противоречия (в скобках указаны номера приемов):

По таблице мы выбрали следующие приемы:

Продемонстрируем приемы.

Пример 6.8. Регулировать энергию удара в кузнечнопрессовых машинах ударного типа ударного действия, момент инерции изменяют путем подачи или отвода жидкости во внутренние полости маховых колес².
В этом изобретении использован принцип динамичности.

Пример 6.9. Используется маховик с изменяемым радиусом центра масс, например, центробежный регулятор³.
Здесь применены принципы динамичности и самообслуживания.

Оглавление