Основы
теории решения изобретательских задач

7.1.2. Оператор РВС

Оператор Размер-Время-Стоимость (РВС) предложил Генрих Альтшуллер.

Дирак любил поразмышлять на самые различные темы. Однажды он высказал предположение, что существует оптимальное расстояние, на котором женское лицо выглядит привлекательнее всего; поскольку в двух предельных случаях - на нулевом и на бесконечном расстоянии - "привлекательность обращается в нуль" (ничего не видно), то между этими пределами, естественно, должен существовать максимум³.

Представляя какой-либо предмет или процесс, мы невольно связываем его с определенными (привычными для нас) представлениями. Говоря, например, об электроутюге, мы представляем предмет вполне определенного размера длиной примерно 10-25 см. Никому не приходит в голову представить себе электроутюг размером, скажем, с платяной шкаф или с маковое зерно. Время работы утюга (то есть процесс глажки) также регламентировано. Это процесс не протекает мгновенно за доли секунды и не длится сутками без перерыва. Кроме этих параметров мы достаточно конкретно можем судить и о стоимости предмета. Если снова вернуться к электроутюгу, то стоимость его в пределах $20-300.

Теперь мы выяснили, что наше представление об объекте довольно жестко связано с такими его параметрами, как размер (Р), время (В) и стоимость (С). Постепенно изменяя эти параметры объекта от заданных до очень малых и очень больших, мы пытаемся найти критические точки, где задача решается качественно по-другому (или "поведение" объекта в таких условиях качественно изменяется). Таким образом, мы наглядно ощущаем действие закона перехода количества в качество.

Оператор РВС - серия мысленных экспериментов, помогающих преодолеть привычное представления об объекте или процессе.

Значительное изменение параметров может быть использовано не только для ослабления психологической инерции, но и при различных исследованиях.

Джордано Бруно говорил: "Кто хочет познать наибольшие тайны природы, пусть рассматривает и наблюдает максимумы и минимумы противоречий и противоположностей".

Подобные операции проводятся и в математике. Например, исследуя функции нескольких переменных, мы фиксируем часть переменных, а одну из них устремляем к нулю или бесконечности.

С изменением условий до максимума или минимума зачастую происходит скачкообразные изменения свойств. Так если скорость самолета превышает скорость звука, то перед ним появляется ударная волна.

Подобные изменения могут проводиться с любыми параметрами системы, при этом желательно выбирать наиболее существенные. Разительные перемены происходят с веществами при давлении в десятки тысяч атмосфер, а тем более - в сотни тысяч атмосфер. Изоляторы становятся полупроводниками, полупроводники переходят в состояние, характерное для металла. При высоких давлениях в 25-30 тыс. атмосфер, вода выпущенная тонкой струей, свободно режет металл и пробивает в нем отверстие.

При давлении свыше 100 тыс. атмосфер происходит изменение структуры вещества, а, следовательно, и их свойств (графит переходит в алмаз). Под влиянием высокого давления и температуры нитрид бора (при атмосферном давлении мягкое вещество, которое может применяться для смазки) превращается в кристаллы, приближающиеся по твердости к алмазу и даже превосходящие его.

Каждая задача содержит изделие и инструмент (то, чем мы "обрабатывает" изделие). Возникает вопрос: что же мы должны брать в качестве объекта для исследования с помощью оператора РВС - изделие или инструмент? Вообще-то можно менять и то и другое, но первоначально рекомендуется выбирать инструмент (обычно его легче менять). Если после выполнения всех шагов оператора РВС нам не удалось отступить от привычных представлений об объекте (процессе), то при повторном анализе изменяют параметры изделия.

Рассмотрим применение оператора РВС.

Задача 7.1. Нанесение покрытий на металлические поверхности изделия происходит путем помещения его в ванну, наполненную горячим раствором соли метала (рис. 7.1). Происходит реакция восстановления, и на поверхности изделия оседает металл из раствора (эту реакцию многие наблюдали, когда в раствор медного купороса опускали металлический предмет, который через некоторое время покрывался налетом меди). Процесс идет тем быстрее, чем выше температура. Но при высокой температуре раствор быстро теряет рабочие свойства и через 2-3 часа его приходится менять. До 75% химикатов идут в отходы, тем самым, увеличивая стоимость процесса покрытия.
Необходимо устранить эти недостатки, причем процесс покрытия должен оставаться прежним (использовать реакции восстановления).

Размер устремляем к нулю. Мысленно начинаем уменьшать размеры объекта от заданной величины до нуля. При этом пытаемся определить, как теперь может быть решена задача.
Инструмент - раствор. Количество раствора уменьшается, то есть размеры ванны становятся меньше. Скажем, в ванне помещается только одно изделие. Подумаем, как теперь решается задача?
Нагрев раствора приведет к осаждению металла на стенки ванны и быстрой потери рабочих свойств. Раствора стало меньше, следовательно, снизятся и его потери (хотя незначительно). Но заменить его можно быстрее.
Пока качественных изменений нет. Будем далее уменьшать размеры.
Раствора столько, что он только смачивает поверхность изделия. Как теперь решается задача?
Раствор можно сильно нагреть, и металл из раствора соли почти весь перейдет на изделие.
Количество раствора еще уменьшилось. Осталось только капля раствора. Как теперь решается задача?
Нагревать каплю раствора и потом наносить на изделие неэффективно. Капля быстро испарится. Видимо, следует нагревать изделие, а капать холодным раствором (рис. 7.2).

Размер устремляем к бесконечности. Мысленно увеличиваем количество раствора.
Ванна - плавательный бассейн. Нагревание такого количества раствора требует больших затрат энергии, да и менять столько раствора - весьма длительная процедура. Как при этом решается задача?
Следовательно, не стоит нагревать весь раствор. Можно производить местный нагрев раствора около изделия. Количество раствора еще увеличилось. Его целое море, океан. Греть океан бессмысленно. Как теперь решается задача?
Выход тот же: греть раствор у поверхности изделия или же само изделие (рис. 7.3).

3-ий шаг

Время устремляем к нулю. Время покрытия изделия металлом неограниченно уменьшается. Как теперь решается задача?
Для уменьшения времени покрытия следует повысить температуру раствора. Но это приводит к еще большему выпадению раствора на стенки ванны и, следовательно, к увеличению количества отходов. Как же теперь решить задачу?
Можно охладить стенки ванны, греть только часть раствора около изделия. Стенки ванны можно охлаждать до тех пор, пока они не покроются льдом (рис. 7.4). Такой ванне не страшно выпадения осадка, так как они осаждаются на лед и стенки не портятся. Металл, выпавший на эти стенки, можно снова использовать, растворив лед.

Уменьшаем еще время покрытия изделия металлом. Как теперь решается задача?
Можно увеличить скорость соприкосновения раствора с изделием за счет интенсивной циркуляции раствора (рис. 7.5) или перемещения изделия в растворе (рис. 7.6) или того и другого вместе (рис. 7.7).
Уменьшая время покрытия можно добиваться и дальнейшим повышением температуры раствора. Покрытие происходит в парах металла и даже в плазме.

Время устремляем к бесконечности. Время покрытия изделия металлом увеличивается. Как теперь решается задача?
Раствор необходимо охладить. В пределе - заморозить раствор, превратить его в лед. Тогда процесс покрытия можно осуществлять местным нагревом детали (рис. 7.8).
Увеличить время покрытия, можно и ослабляя концентрацию раствора.

Стоимость устремляем к нулю. Стоимость процесса уменьшается. Как теперь решается задача?
Допустим, стоимость покрытия стала в несколько раз меньше. Тогда, как и на предыдущем шаге, можно использовать "ледяную ванну".
Покрытие происходит почти бесплатно, то есть, используя ресурсы:
- за счет действия каких-либо природных сил или явлений,
- используя отходы,
- технологические процессы, которые параллельно используются рядом и т.п.
Как теперь решается задача?
Пусть покрытие происходит за счет диффузии. В идеале можно представить процесс покрытия, подобный коррозии металлов.

Стоимость устремляем к бесконечности. Стоимость процесса возрастает, как теперь решается задача? Раствор можно сильно нагреть и часто менять.

Рассмотрев задачу с помощью оператора РВС, мы получили "куст" различных решений, тем самым сбили определенную направленность, диктуемую традиционными технологиями. Это как раз и есть основная функция оператора РВС.

В ходе применения оператора РВС на некоторых шагах мы получили схожие решения. Должно быть, в этом направлении и стоит вести дальнейший поиск решений.

Действие оператора РВС, очевидно, можно объяснить и тем, что значительное изменение привычных параметров повышает вероятность возникновения случайных ассоциаций.

Отметим, что оператор РВС может быть использован не только для ослабления инерции мышления, но и для развития и тренировки творческого воображения.

Оглавление