Орлов. Основы классической ТРИЗ

6. Например, общий объем затрат для трассы СТС Париж (Лондон) — Москва составит 5,7 млрд долларов США (протяженность трассы 3110 км), из них 5,2 млрд долларов США — на трассу и инфраструктуру, а 0,5 миллиарда долларов США — на подвижной состав. Через 5—7 лет трасса, внеденная в строй, начнет окупаться. Себестоимость проезда из Москвы в Париж при этом составит 32 долларов США/пасс, время в пути — 7 час 10 мин (расстояние 2770 км, расчетная скорость движения 400 км/час). Через 10 лет эта струнная магистраль будет давать в среднем около 2 млрд долларов США в год чистой прибыли.

Могут быть предложены десятки вариантов прокладки струнных трасс (см. например, рис. 15.22 и рис. 15.23), важных практически для всех континентов и стран мира.

В СТС реализованы следующие принципы ТРИЗ (рис. 15.24).

Применение СТС позволит: кардинально сократить число авиационных маршрутов на расстояния до 2000 км, сохранив самолеты только для трансокеанских перелетов и на расстояния свыше 2000 км; кардинально изменить нагрузку на автомобильные дороги и снять проблему пробок на автобанах; принципиально реконструировать (сократить) и реструктурировать систему железных дорог, сохранив их только для крупных грузовых артерий.

Наше повышенное внимание к развитию транспорта обусловлено тем, что транспорт является одной из фундаментальных назревших проблем, требующих немедленных и решительных изменений.

Коммуникации или транспорт как обмен (перевозка) материальных и человеческих ресурсов является неотъемлемым условием личного и общественного блага; это средство человеческого общения в территориальном и интеллектуальном пространстве; это образ жизни и одна из фундаментальных ценностей культуры, показатель уровня цивилизованности страны.

Неудовлетворительное состояние транспортной сети ведет к нарушению нормального функционирования экономики, спаду производства в смежных отраслях народного хозяйства, неоправданным потерям времени и метериальных ресурсов, сокращению рабочих мест, повышению стоимости товаров и услуг, снижению уровня жизни населения и возможностей для развития образования и культуры, сдерживанию внешней торговли и туризма, ухудшению экологической ситуации, затруднениям в ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, повышению смертности населения.

35. Автомобиль. Примените мета-модели «Полиэкран» и «Моно — Би / Поли — Моно», «Метод интеграции альтернативных систем» и «Линии систе- мо-технического развития».

35.1. Знаете ли Вы альтернативные источники энергии для автомобиля? Например, маховики профессора Гулия, двигатели на сжатом воздухе, водородные двигатели. Продолжите этот список.

35.2. Можете ли Вы предложить более экономичный двигатель с использованием иных физико-технических эффектов, например, пьезо-электрического.

35.3. Альтернативы развития модуля (модулей) СТС А. Юницкого:

• кабина для перенесения людей или грузов;

• платформа для перенесения легкового автомобиля вместе с пассажирами;

• интегрированный модуль-автомобиль, который сам въезжает на рельсы СТС, движется по СТС, а затем съезжает и перемещается как обычный автономный автомобиль;

• предложите собственные решения!

Каким может быть идеальный автомобиль, если при использовании СТС отпадет необходимость ездить на автомобиле на расстояния, например, более 100 км со скоростью свыше 50 км/час?

36. Железная дорога и автобаны. Что может измениться в работе этих транспортных магистралей при развитии СТС? Не останутся ли они только для грузового транспорта? Примените мета-модели «Полиэкран» и «Метод интеграции альтернативных систем».

37. Воздушный транспорт. Безопасность! Экологичность! Экономичность! Где альтернативы? Действительно ли нужны гиперзвуковые авиалайнеры для перелета Москва — Сан-Франциско или Париж — Сидней на высоте 30 км со скоростью 10 000—12 000 км/час за 2 часа? Или «Цеппелины» больше подходят для будущего?

38. Транспорт в городе. Что лучше — вагоны на 100—200 человек или индивидуальные транспортные устройства? Самодвижущиеся тротуары и дороги или индивидуальные легкие летательные аппараты? Дороги в городе: под землей, на земле, на уровне 10—20 метров, над домами на уровнях 20—100 метров? Не забудьте о возможности параллельного сосуществования старых и новых систем.

39. Транспортировка нефти. Катастрофы с нефтеналивными танкерами. Катастрофы с трубонефтепроводами. Известны танкеры с модулями для перевозки грузов — это решение проблемы безопасности и экологичности? Является ли идея СТС идеальным решением для полного отказа от наземных трубонефтепроводов? Можно ли рассмотреть совместно идеи модульных танкеров и модульности СТС?

40. Вода. Где взять неограниченно много чистой и полезной воды?

41. Леса. Пришествие компьютера не уменьшило, а увеличило расход бумаги

и уничтожение лесов — легких планеты. Ограничивать объемы газет и количество издаваемых газет? Перестать печатать книги? Не применять бумагу для упаковки? Или. Продолжите изобретать в более конструктивном духе.

42. Электроэнергетика. Над Землей так много солнечной энергии! И так много энергии содержится в ядерном синтезе! Так много электрической, тепловой

и кинетической энергии в атмосфере и океанах Земли! А на Земле все еще не хватает энергетических ресурсов. И атмосфера Земли продолжает загрязняться

и перегреваться от сжигания полезных ископаемых, и прежде всего, нефти, только для получения энергии!

43. Жилище в городе. Недопустимый шум. Пыль. Транспортные проблемы. Отсутствие связи с живой Природой. Зависимость от соседей. Где и как может обустраивать свое жилище человек ближайшего будущего? В частности, допустите, что перемещение в центр метрополии и из него в радиусе 100 км будет занимать не более одного часа. Еще одно небольшое допущение — жизнь вместе с природой!

Машины развиваются постоянно, и потому в изобретательских задачах никогда нет недостатка.

Суть ТРИЗ в том, что она принципиально меняет технологию производства новых технических идей.

Вместо перебора вариантов ТРИЗ предлагает мыслительные действия, опирающиеся на знание законов развития технических систем 74 .

Выявление и решение конструкторско-технологических проблем с острыми физико-технологическими противоречиями всегда происходит при наличии определенной стратегической цели. Это могут быть цели устранения дефектов при производстве продукции, цели модернизации самой продукции, цели создания переспективнх конкурентоспособных идей и т. д.

Практика поставляет инженеру непрерывный поток более или менее сложных задач, требующих как немедленного решения, так и осторожного продумывания на будущее.

Поэтому при появлении некоторой проблемы следует, по крайней мере, определить ее значимость, необходимый срок для решения, допустимые инвестиции на поиск решения и ряд других вопросов.

Мы можем исходить из того (рис. 16.1), что на каждом предприятии применяются определенные методы и модели анализа качества продукции (и технологий), например, на базе методологии Total Quality Management (TQM). Также мы исходим из того, что создание изменений поддерживается определенными средствами автоматизации проектирования, моделирования и испытаний, входящими в состав средств Computer Aided Engineering (CAE) и использующими определенные методы системы Innovation Design Management (IDM), дополненной методами TRIZ/ CROST — Technologie. В этом случае улучшение продукции (производства) осуществляется путем непрерывного создания инноваций на основе цикла: TQM показывает, что нужно улучшить, a IDM показывает, как это сделать.

Краткий анализ проблемной ситуации должен включать тактические вопросы по оценке сложности проблемы и выбору способа ее решения.

Если на предприятии не проводится постоянный анализ качества продукции (производства), то постановки задач часто даются в расплывчатой форме, неточно и неполно. Поэтому необходимо правильно определять хотя бы степень полноты исходного описания и характер проблемной ситуации.

В школе ТРИЗ были сформулированы признаки для ориентировочного определения типа проблемной ситуации. Все проблемные ситуации были разделены на 6 типов (рис. 16.2) в зависимости от состава и полноты описания признаков ситуации на основе «матрицы Квинтиллиона» (рис. 4.1).

Описание ситуации социального типа (с) включает в себя проблемы экономики, планирования, управления, рекламы, маркетинга, образования и так далее без упоминания конкретной технической системы. В формулировках проблем присутствуют в основном субъекты ситуации, а проблемные противоречия относятся к отдельным людям или к группам людей. Например: Предложите мероприятия по повышению творческой активности работников предприятия. Часто такие задачи пытаются решать экономико-социальными методами, хотя в основе могут лежать технические проблемы, связанные, например, с технической оснащенностью рабочих мест.

Ситуация социально-производственного типа (сп) дополняется указанием места конфликта и включает проблемы качества продукции, вопросы экологии и безопасности труда и так далее. Рассмотрим исходные ситуации и их разрешение на «старинном» ТРИЗ-примере.

Пример 113 (начало). Закалочная ванна. Предложите способ очистки воздуха в цехе термообработки. Основной признак — конфликт между человеком и

производственной системой. В этой постановке также отсутствует указание на причину проблемы в виде технической системы.

Описание производственно-технологического типа (пт) уже включает технические объекты и проблемы их функционирования, связанные с несоответствием технологических, эксплуатационных и физико-химических параметров системы требуемым значениям (дефекты, аварии, высокий расход энергии и материалов, появление вредных факторов).

Пример 113 (продолжение 1). В цехе термообработки на участке закалки при опускании в масляную ванну крупногабаритной детали выделяется много вредного дыма; предложите способ очистки атмосферы цеха. Основным недостатком таких постановок является ошибочное принятие следствия за причину. Здесь явно присутствует только административное противоречие, в то время как для практического решения проблемы нужно получить техническое или физическое противоречие.

Ситуация конструкторско-технологического типа (кт) включает постановку проблемы развития существующей технической системы. Характерным признаком такой ситуации является наличие явной формулировки технического противоречия.

Пример 113 (продолжение 2). При ускоренном опускании крупногабаритной детали в масляную закалочную ванну выделяется меньше дыма, но нарушается режим закалки. Вполне четко указано, где, что и когда происходит, но не ясно, как решить проблему. Конечно, такой информации может быть также недостаточно для решения задачи, но сама постановка уже вполне конструктивна и может служить основой для попыток решить проблему на уровне технического противоречия, а также для дальнейшего изучения условий возникновения проблемы, то есть для выяснения физических причин проблемы.

Ситуация конструкторско-исследовательского типа (ки) возникает при постановке проблемы синтеза новой системы или при необходимости понять и изучить физические процессы в оперативной зоне проблемы. То есть здесь далеко не ясно, с помощью каких средств (ресурсов) и как можно решить поставленную проблему.

Пример 113 (продолжение 3). В закалочной ванне во время погружения крупногабаритной детали происходит возгорание масла; как устранить это явление? Здесь сразу присутствует физическое противоречие, например, в таком виде: масло должно соприкасаться с раскаленной деталью (что требуется для закалки) и масло не должно соприкасаться с раскаленной деталью (чтобы температура масла не достигла температуры возгорания). Или в таком виде: масло не должно соприкасаться с кислородом воздуха (чтобы на загораться) и масло должно соприкасаться с кислородом воздуха (так как масляная ванна открыта, чтобы в нее можно было опускать деталь). Теперь для решения проблемы могут быть применены приемы, стандарты и фонд научно-техниче- ских эффектов.

Наконец, если проблема для своего решения требует приобретения новых знаний о природе физико-химических процессов в технической системе, то

имеет место ситуация научно-исследовательского типа (ни). Основной признак: несоответствие между известными (ожидаемыми) и получаемыми (реальными) результатами при реализации в технической системе какого-либо физико-химического процесса. Например: Предложите способ закалки крупногабаритных деталей без охлаждения в масляной ванне. Ко всем вопросам здесь добавляется необходимость узнать причины, истоки тех или иных явлений, определить возможные цели их использования. Характерно также, что часто постановки проблем в таких ситуациях снова сближаются с проблемными ситуациями социального типа, так как отсутствие специального знания обнаруживается в социальной системе — в системах научных исследований или в системе образования.

Треугольником в таблице на рис. 16.2 показана область преимущественного применения методов классической ТРИЗ.

Для правильного анализа проблемной ситуации необходимо ответить на вопросы, которые приведут к формированию технического или физического противоречия. Это поможет избежать нерациональных затрат времени и других ресурсов на разрешение проблемной ситуации, тем более, что это открывает возможность полного использования инструментария ТРИЗ.

Главной целью диагностики является определение оперативной зоны и постановка связанной с ней конкретной задачи. Этап диагностики должен предшествовать всякой постановке задачи, однако как раз это простое правило далеко не всегда выполняется или выполняется неверно. Наиболее часты ошибки, когда к решению проблемы приступают, не получив точной формулировки противоречия. Также нередки случаи неверного определения причин проблемы. И еще одна типичная ошибка состоит в попытках решить задачу, которая на самом деле включает в себя несколько взаимносвязанных задач.

Перед диагностикой полезно применить процедуры неалгоритмического «растряхивания» проблемной ситуации (см. разделы 18 и 19). Это помогает ослабить привычные (неточные, неполные, недостоверные) представления о проблеме и подготовить мышление к выдвижению нетривиальных функциональных идеальных моделей, к определению достоверных причин проблемы, моделей противоречий и ресурсов в оперативной зоне.

Для правильной диагностики проблемной ситуации полезно придерживаться определенной схемы, называемой здесь Алгоритмом диагностики проблемной ситуации. Эта схема (рис. 16.3) включает ряд процедур, выполнение которых в совокупности существенно повышает качество анализа исходной ситуации и подготавливает мышление к дальнейшим конструктивным действиям с помощью инструментов ТРИЗ. Опытные специалисты могут пропускать какие-то процедуры, но в целом схема соответствует оптимальной организации диагностики проблемы.