полезных функций в рассматриваемой ТС, и поэтому сопряженная пара
функций является вырожденной.
Логика анализа ВФНЭ может быть представлена следующей после-
довательностью (см. шаг 7 Алгоритма):
ВФНЭ-->ВФ-->Э-->ВС-->набор ПФ-->анти-ВС-->сопряженная ПФ,
где Э - элемент, выполняющий ВФ;
ВС - "вредное свойство" Э;
анти-ВС - свойство, противоположное ВС.
Кроме того, подшаги 7.6-7.8 предназначены для выявления мо-
делей задач типа б) и в) (см. выше). Шаги 7.11 и 7.12 введены для
определения ПФ надсистемы, что понадобится для выбора схемы конф-
ликта на шаге 1.4 АРИЗ и переформулирования задачи.
Таким образом, логика анализа ВФНЭ исходит из предположения
о том, что причиной этого типа НЭ является наличие у одного из
элементов ТС "вредного свойства", приводящего к выполнению им ВФ.
В задаче об испытании кубических образцов (см.выше) вредным
свойством является "агрессивность" жидкости, в задаче о транспор-
тировке стальных шариков - их твердость и скорость, в задаче о
разрушении подводного крыла - способность пузырьков создавать
гидродинамический удар. При этом следует обратить внимание на от-
носительный характер понятия "вредное свойство": свойство, вред-
ное в одном отношении, может одновременно быть полезным в другом,
как в задаче об испытании кубических образцов. Мы будем понимать
под ВС свойство элемента, необходимое для выполнения им ВФ, неза-
висимо от того, необходимо ли оно для выполнения каких-либо ПФ,
или нет.
Причина возникновения ПФНЭ существенно иная. Поскольку ВФ в
этом случае не выполняется, то нельзя говорить о наличии ка-
ких-либо ВС. Действительной причиной ПФНЭ является невозможность
выполнения требуемого действия известным способом. Под способом
здесь понимается любая функция, необходимая для выполнения требу-
емого действия в существующей ТС.
ПРИМЕР (Измерение высоты пещеры). Необходимо измерить высоту пе-
щеры, которая настолько велика, что свет фонаря не позволяет уви-
деть ее потолок.
Возможный способ измерения высоты пещеры - влезть наверх по
стене и спустить сверху измерительный шнур. "Влезть наверх" -
значит "поднять человека со шнуром". Эта функция, с одной сторо-
ны, необходима для измерения высоты пещеры указанным способом, а,
с другой стороны, невозможность ее эффективного выполнения оче-
видна. Противоречие в подобных случаях возникает, если предъявить
к системе требование выполнения функции - следствия без выполне-
ния функции - причины, т.е. для данного случая - измерить высоту
пещеры, не поднимая человека со шнуром.
Аналогичный подход позволил П.Н.Яблочкову изящно решить за-
дачу об обгорании электродов дуговой лампы: следовало только пос-
тавить задачу по выполнению функции-следствия (поддерживать горе-
ние дуги) без выполнения функции-причины (сближать электроды).
Проведенные мной в последнее время исследования показали
возможность существенного продвижения к решению с помощью уточне-
ния формулировки задачи путем достройки причинно-следственной це-
почки функций промежуточной полезной функцией. Тогда противоречие
строится путем предъявления к системе требований выполнения про-
межуточной функции без выполнения функции-причины. В задаче об
измерении высоты пещеры (знак --> используется вместо слов "необ-
ходимо для того, чтобы", и обозначает причинно-следственную
связь):
поднимать человека со шнуром --> поднимать шнур --> измерять
высоту пещеры.
В задаче Яблочкова:
сближать электроды --> поддерживать постоянное расстояние
между электродами --> поддерживать горение дуги.
В первом случае промежуточная функция - "поднимать шнур", во
втором - "поддерживать постоянное расстояние между электродами".
Задачи, соответственно, формулируются следующим обрвзом: "подни-
мать шнур, не поднимая человека со шнуром" и "поддерживать посто-
янное расстояние между электродами, не сближая их", что сущест-
венно облегчает переход к решениям - поднимать шнур воздушным ша-
ром, расположить электроды параллельно.
В соответствии с этими представлениями построена логика ана-
лиза ПФНЭ (шаг 8 Алгоритма), которую можно представить следующей
последовательностью:
Ф-у --> СУ Ф-у --> Э Ф-у --> Ф-н --> ППФ, где
Ф-у - функция, которую по условиям задачи необходимо выпол-
нить или улучшить,
СУ Ф-у - известный способ, которым можно выполнить или улуч-
шить Ф-у,
Э Ф-у - элемент ТС, выполняющий или улучшающий выполнение
Ф-у в рамках СУ Ф-у,
Ф-н - функция, выполнение которой необходимо в рамках СУ
Ф-у,
ППФ - промежуточная полезная функция.
Нетрудно заметить, что такая логика анализа также позволяет
получить сопряженную пару функций, в которой роль полезной функ-
ции играет ППФ, а роль вредной - Ф-н. Однако теперь "сопряжен-
ность" функций определяется не свойством инструмента и не объек-
тами функций, а причинно-следственной связью. Строго говоря, и в
случае анализа ВФНЭ ставится задача по разрушению причинно-следс-
твенной связи (в исходной ТС существует такая связь между ПФ и
ВФ). Таким образом, подход с точки зрения ФАИС позволяет устано-
вить глубинную связь между двумя различными типами ИЗ при всем
различии в механизмах их возникновения и методиках анализа.
Обратим внимание на шаги 8.8 - 8.10, позволяющие находить
ППФ. Обозначим литерой Э тот элемент ТС, который выполняет или
улучшает выполнение Ф-у. Сперва определяется действие, которое
нужно произвести над Э, чтобы улучшить выполнение функции Ф-у.
Это и будет действие функции Ф-н. Объектом Ф-н является Э. Затем
определяется та часть Э, над которой, собственно, и надо выпол-
нять это действие. В частном случае это может быть и весь Э. Та-
ким образом находится объект ППФ. Затем определяется, какое имен-
но действие, отличающееся от действия Ф-н, необходимо выполнить
над объектом ППФ. Если на первом подшаге удалось выделить часть
Э, то искомое действие может в каких-то случаях и совпадать с
действием Ф-н. Целью шагов 8.8 - 8.10 является поиск функции,
связанной с Ф-н и Ф-у причинно-следственными связями и не совпа-
дающей с какой-либо из них.
Подводя итоги способам анализа НЭ, отметим, что, согласно
представлениям ФАИС, существует четыре базовых модели ИЗ - три
для ВФНЭ и одна для ПФНЭ:
1. Сопряженное действие А: инструмент оказывает полезное
действие на объект ПФ и вредное на объект ВФ.
2. Сопряженное действие Б: инструмент оказывает полезное
действие на объект ПФ, а объект ПФ оказывает вредное
действие на инструмент.
3. Вредное действие: инструмент оказывает вредное действие
на объект ВФ.
4. Недопустимое действие: инструмент выполняет полезную
функцию ПФ путем выполнения недопустимой функции Ф-н,
причем весьма вероятно, что конфликты типа 2 всегда приводятся к
конфликтам типа 3. Любые другие типы конфликтов приводятся к че-
тырем указанным, причем инструментом приведения является Алгоритм
ФАИС.
Следующей операцией (шаг 9 Алгоритма) является определение
допустимых изменений в элементах ТС, входящих в модель задачи.
Необходимость этого шага определяется следующими соображения-
ми. Во-первых, он позволяет учесть ограничения, накладываемые
конкретными условиями, в которых будет осуществляться реализация
полученной идеи. Во-вторых, определение допустимых изменений поз-
воляет конкретизировать идеи, даваемые решательными инструментами
ТРИЗ (приемами разрешения ТП, стандартами, изобретательскими эф-
фектами и т.п.).
Следующий шаг, являющийся развитием известного шага АРИЗ
(последние известные модификации см. в [4,5]) предназначен для
замены специальных терминов в ИЗ. Новым здесь является то, что
полученная на предыдущих шагах информация позволяет собрать в
компактную группу термины, подлежащие замене.
Последним шагом перед решением задачи является формулирова-
ние ТП (шаг 11 Алгоритма). Проведенный анализ позволяет сделать
этот шаг полностью формальным. Приведенные формулировки ТП явля-
ются точными и универсальными, в сжатом виде отражая суть пробле-
мы.
Как известно, не каждая задача поддается решению, даже с по-
мощью АРИЗ. Поэтому в Алгоритме предусмотрены возможности замены
задачи. Первая такая возможность использует информацию о полезных
функциях надсистемы, полученную на шагах 7.11-7.12 и 8.3-8.4.
Ставится задача по выполнению функции надсистемы без выполнения
полезной функции ТС.
ПРИМЕР. На одном из семинаров по обучению ТРИЗ, ФСА и ИМ слуша-
тель сформулировал проблему, суть которой заключалась в том, что
нужно было с высокой точностью согласовать перемещения штоков
двух гидроцилиндров. Известные системы не обеспечивали требуемой
точности. Решение было найдено, но меня не оставляло ощущение,
что в этой ситуации существует решение более идеальное. Оказа-
лось, однако, что в рамках исходной постановки проблемы найти та-
кое решение невозможно. Замена задачи по предложенной схеме поз-
волила установить, что согласовывать перемещения штоков необходи-
мо для того, чтобы исключить заклинивание металлической балки,
снимаемой гидроцилиндрами с двух цилиндрических пальцев. Новая
задача была сформулирована следующим образом: необходимо устра-
нить заклинивание балки, не согласовывая движения штоков. Решение
появилось после формулирования ТП: если отверстия под пальцы
большие, то балка снимается хорошо, но точность фиксации балки
невелика, и наоборот. Пальцы и отверстия под них выполнили кони-
ческими, сужающимися в направлении снятия, и нужный результат был
достигнут.
Вторая, достаточно очевидная возможность замены задачи, зак-
лючается в выборе другого НЭ и повторном анализе (см. рис.1). Об-
щая схема замены задачи такова:
Ъ>анализ НЭ-->решение-->заменаТП-->решение-->выбор другого НЭ¬
АДДДДДДДДДДДДДДДДДДдо исчерпания списка НЭДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДЩ
Следует отметить, что первая из указанных возможностей замены
задачи может в некоторых (далеко не во всех!) случаях перекры-
ваться второй. Это происходит тогда и только тогда, когда ПСЦ,
построенные по ПФ и по НЭ, совпадают. Тем не менее, в общем слу-
чае список из N нежелательных эффектов порождает до 2N изобрета-
тельских задач.
В заключение суммируем те особенности описанного алгоритма,
которые определяют его высокую эффективность и позволяют рекомен-
довать для замены шага 1.1.
1. Высокая степень формализации.
2. Использование классификации НЭ.
3. Детальные микро-алгоритмы для анализа НЭ разных типов.
4. Использование всего четырех базовых моделей ИЗ.
5. Использование функционального подхода к анализу ТС.
6. Анализ проблемы от НЭ.
7. Новый способ выстраивания НЭ в ПСЦ.
8. Возможность замены задачи.
Автор благодарен В.М.Герасимову за подготовленную и любезно
предоставленную им справку с условиями изобретательской ситуации
"сушка бумаги" (Приложение 2).
ЛИТЕРАТУРА
1. Альтшуллер Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изоб-
ретательских задач. - Новосибирск: Наука, 1986.
2. Пиняев А.М. Функциональный анализ изобретательских ситуа-
ций. Журнал ТРИЗ, т.1, N1, 1990, с.30.
3. Пиняев А.М. Функциональный подход к анализу изобретатель-
ских ситуаций. (сборник НИЛИМ N2).
4. Алгоритм решения изобретательских задач (сценарий машинной
версии, адаптированный). Комплект материалов. Составители:
Зусман А.В., Злотин Б.Л. - Кишинев: изд. МНТЦ "Прогресс",
1991, 145 с.
5. Литвин С.С. К разработке АРИЗ-91. - Ленинград: Рукопись, 1991.
6. Королев В.А. АРИЗ опытный (развитие АРИЗ-85В). - Белая Цер-
ковь: Рукопись, 1991.
