Евсюков С.А. - Учебник - Теории решения изобретательских задач (Евсюков С.А. - Теории решения изобретательских задач), страница 9

Такое определениеформируется достаточно просто. Но у многих людей вызывает затруднение формулировкаидеальной модели именно для их специальности. Для многих конкретных специалистоввозникают затруднения при формировании модели мира, в котором отсутствует потребностьв их услугах. Врачу трудно определить, что такое идеальный врач, учителю, что такоеидеальный учитель. Ранее ясная, модель в данном случае может деформироваться,сводиться к иной, например, к перечислению комплекса предъявляемых требований. Здесьпроблема в построении новой модели мира, такого, в котором отсутствует важный икажущийся незыблемым элемент.Нелегко выполнить и вторую часть предписания — точно определить, что же такое «афункции ее выполняются».

Но именно в этой работе и состоит наиболее важный аспектприменения модели — понять, зачем вообще потребовалась совершенствуемая система.В процессе решения задачи зачастую формулируются без предварительного определения иуточнения цели. Определение будущего результата работы подменяется описанием машины,предназначенной для достижения этого результата. Например, при необходимостификсировать деталь, в задании на разработку может появиться формулировка «разработатьустройство для фиксации детали». Такие исходные фомулировки должны, по возможности,корректироваться и уточняться.В предыдущей лекции об идеальности отмечалось, что очень важно и полезно уметь увидетьцель, освобожденную от конкретных средств ее реализации.

Видеть цель — это видетьрезультат действия еще до того, как станет понятно, с помощью чего можно подойти к этомурезультату. Такой подход необходим еще и потому, что оценка найденных средств можетбыть выполнена только при понимании желаемой цели. Глубина этого понимания определяетвозможности и точность оценки, выбора оптимального для конкретной ситуации средства.Например: «необходимо разработать устройство для опускания оборудования в колодец».Эта формулировка может быть заменена на более общую — «необходимо опуститьоборудование в колодец».

Здесь уже появляется возможность воспользоватьсясуществующими средствами. Эта формулировка также может быть изменена в очередной разPage 25/111на еще более общую. Например, на такую: «Необходимо, чтобы оборудование находилось вколодце».Можно ли продолжить ряд обобщений? Конечно, если мы обратимся к назначениюоборудования. Если оно предназначено для подъема воды на поверхность, то цель можетзвучать так: «Необходимо, чтобы вода поднималась на поверхность». При этом появляетсявозможность рассмотреть варианты, в которых устройство, расположенное наверху,поднимает воду из колодца.Самостоятельное, автономное применение принципа идеальности и определения идеальнойтехнической системы, является одной из отличительных черт, формирующих стиль работыспециалистов по ТРИЗ. Однако наиболее часто можно встретить в литературе использованиеэтого принципа в операторе ИКР (формировании идеального конечного результата) — одногоиз наиболее интересных и эвристически ценных шагов АРИЗ.Объем понятия Идеального конечного результата может отличаться от объема понятия ивозможностей идеальной технической системы.

ИКР — это постановка перед выбраннымобъектом требования самостоятельно реализовать комплекс функций, первоначальнореализовавшихся другим объектом, (элементом той же системы, надсистемой, внешнейсредой). Возможны три варианта такой реализации, различающихся степенью идеальности(исчезновения) исходно заданной технической системы.1. Объект сам (без обычных, специально предназначенных систем или устройств)обрабатывает себя, сохраняя при этом потребительские качества. Это означает, что изделиевыполняет функцию системы, предназначенной для ее обработки (оставаясь полезной дляпотребителя).

Данный ИКР фактически совпадает с пониманнием идеальной техническойсистемы. Однако формулирование такого варианта не всегда бывает целесообразным, таккак в некоторых задачах оно может вступать в противоречие с ранее заданным уровнемконкретизации зоны конфликта.Система, предназначенная для обработки, как правило, состоит из ряда узлов. (Состав этихузлов в обобщенной форме рассматривался при изучении закона полноты частей системы).Идеальность такой системы повышается, если какой-либо из ее элементов берет на себядополнительную функцию, замещает иные элементы.

Наиболее целесообразно требоватьэто от инструмента, части системы, непосредственно обрабатывающей изделие. В этомслучае ИКР имеет вид:2. Инструмент сам выполняет функцию вспомогательных элементов системы (снабжает себяэнергией, ориентирует себя в пространстве…), продолжая обрабатывать изделие (то естьвыполнять свою функцию).Естественно, что при этом инструмент может брать на себя не все вспомогательные функции,а их часть (например функции управления, либо снабжения энергией…).

В различныхслучаях будут получаться системы, отличающиеся уровнем «свернутости» — системы безярко выраженного источника энергии, либо без трансмиссии, либо без органа управления.Если по каким либо причинам не удается избавиться от системы, реализующей важнуюфункцию, то можно нагрузить эту систему дополнительными функциями и за счет этогоизбавиться от иных систем. ИКР в этом случае записывается в следующей форме:3.

Система сама выполняет дополнительную функцию, продолжая осуществлять свою.Как видно, общая структура ИКР выглядит так:Выбранный объектPage 26/111САМвыполняет дополнительную функцию,продолжая выполнять свою функцию (здесь могут быть введены и иные дополнительныеусловия).Отдельно следует рассмотреть ситуацию, когда в процессе работы над задачей приняторешение ввести дополнительный элемент. Это может быть элемент, реально существующийв окружении системы, а может быть абстрактное представление — так называемый«Х-элемент».

В таких ситуациях принято формулировать ИКР по следующей структуре:Выбранный объект («Х-элемент»)САМУстраняет ранее сформулированный нежелательный эффектАбсолютно не усложняя систему (ведь требование сохранения собственных функцийэлемента здесь чаще всего избыточно, а риск усложнения системы дополнительнымиэлементами вполне реален).Работа с «Х-элементом» (в ранних версиях АРИЗов использовалось понятие «Внешняясреда») требует специальных навыков. Ведь строя ИКР и выполняя некоторые последующиедействия, изобретатель формирует комплекс требований, свойств, характеристик, введениекоторых в систему позволит решить поставленную задачу.

«Х-элемент» — это совокупностьтаких требуемых харатеристик, которые потом придется искать в самой системе как еелатентные, скрытые, непроявленные возможности. При невозможности такого внутреннегоподбора, появляется необходимость использования элементов с требуемыми свойствами.Попробуем выработать навык формулирования ИКР и его практического использования прирешении изобретательских задач.Используем ИКР применительно к такой области техники, как передача тепла на расстояние.Общеизвестно, что лучшие из доступных нам природных проводников тепла — это металлы.Особенно выделяются в этом плане медь, серебро, золото. Но и металлы передают тепло нетак хорошо, как иногда этого бы хотелось.

Например, передать значительный поток тепла пометаллическому пруту длиной несколько метров будет достаточно сложно. Нагретый конецтакого прутка может уже начать плавиться, а с противоположной стороны его вполне можнобудет держать руками. Здесь вырисовывается интересная задача: как обеспечить перетокзначительной мощности через ограниченное сечение в условиях малых перепадовтемператур.Сформулируем идеальный конечный результат в следующем виде: «Тепловой поток большоймощности сам проходит через пространство без потерь и при минимальной разноститемператур».Такие устройства были созданы. Они получили название «тепловые трубы». Рассмотримпростейшую конструкцию подобного устройства.Возьмем трубу, выполненную из теплостойкого материала (например, из стали).

Выкачаем изнее воздух и введем внутрь некоторое количество жидкости — теплоносителя (рис. 4.1).Рис. 4.1Расположим трубу таким образом, чтобы ее нижний конец оказался в зоне нагрева, а верхнийв зоне отвода тепла. Нагрев жидкости превратит ее в пар. Пар мгновенно заполнит весьPage 27/111объем и начнет конденсироваться на холодном торце.

При этом будет отдана теплота,равная теплоте парообразования. (Ведь известно, что теплота парообразования равнатеплоте, отдаваемой при конденсации пара) Капли, сконденсировавшиеся на верхнейповерхности теплоносителя, будут падать вниз и вновь нагреваться.

Такой «круговорот водыв природе» может переносить действительно очень большие мощности.Как видно из этого описания процесса теплопереноса, тепловой поток действительно самраспространяется по объему тепловой трубы.Рассмотрим теперь новую ситуацию с придуманным нами устройством. В предыдущемслучае мы имели зону нагрева внизу, а съема тепла — вверху. Зададимся вопросом: чтопроизойдет, если зона нагрева окажется вверху, а съем тепла будет производиться снизу(рис. 4.2)? Очевидно, что устройство перестанет работать. Для того чтобы оно заработало,надо, чтобы жидкость перед нагревом поднялась вверх.Задача 4.1.: как обеспечить подьем теплоносителя к верхнему торцу трубы?Рис.