Основы ТТМ

 

Мелькает, время от времени, в статьях броское выражение «точное мышление», хотя никто даже не пытается объяснить, что именно под этим подразумевается. Скорее, это трюк, направленный на поддержание интереса к ТРИЗ. Точное мышление не может основываться на ЗРТС, здесь требуется иное – жесткая логика! Совсем не помешает и более вразумительная, логичная и понятная рядовому инженеру теория взаимодействия. Разработка ТТМ производилась одновременно по двум направлениям – созданием алгоритма «Универсальный Решатель» и созданием данной статьи. И шаги алгоритма, и положения данной статьи выверялись не на одном десятке учебных задач.

Изложение технологии точного мышления (ТТМ) начнем с такого постулата:

Взаимодействие есть воздействие потока ВЭИ (вещества, энергии, информации) на Изделие, которое тоже может быть потоком ВЭИ. Это воздействие порождает главный производственный процесс (ГПП), носителем которого является Изделие. Если же рассматривать Изделие совместно с реакцией Среды, то оно тоже является потоком ВЭИ.  

Если, к примеру, попытаться пилить деревянный брусок, не связанный со Средой – ничего не получится, т.к. для выполнения ГПП нужна реакция Среды. При отсутствии любого из компонентов потока ВЭИ – вещества, энергии или информации – взаимодействие не состоится. Воздействие потока ВЭИ порождает в Изделии процесс, который, в зависимости от преследуемой цели, может устраивать Решателя полностью или частично, а то и совсем не устраивать. Взаимодействие впору сравнить с айсбергом, скрывающим девять десятых своего объема под толщей воды. Легко наблюдаемые вещественные компоненты создают иллюзию простоты происходящего, способную ввести в заблуждение и самого опытного Решателя.

Вещественная ипостась не играет во взаимодействии той основополагающей роли, как это рисовалось вепольным анализом или многочисленными АРИЗами. Безусловно, было понимание, что сквозь техническую систему (ТС), состоящую из двух элементов (Инструмента и Изделия) должен протекать поток энергии, переносчиком которой является изобретательское поле, что сутью происходящего является главный производственный процесс (ГПП), ради которого и создается ТС. (Правда, лучше бы ГПП протекал САМ, без участия ТС.) Были и слова о управляемости, но не было главного – понимания потоковой природы взаимодействий!

Были и ошибки иного плана, но не менее грубые. Для ТТМ оказалась совершенно неприемлемой идеология «изобретательского поля» в силу ее абсурдности. Скорость, ускорение, перемещение и вращение являются процессами и уже только по этой причине их нельзя считать полями. Другое дело – центробежная сила или сила Кориолиса. Сила – это полноценный компонент потока ВЭИ и все без исключения поля проявляют себя таким образом, в т.ч. и химическое поле. Сказанное относится и к способу сосуществования во времени разнонаправленных процессов – вибрации.  

Термин «ИКР» не нашел применения в ТТМ, т.к. вычисление результата производится без участия переменной, которую можно было бы считать ИКР. Следовательно, ИКР противоречит принципу Оккама. Для вещественной, энергетической и информационной составляющих фрактальных структур идеальность имеет совершенно различный смысл – не говоря уж о том, что применительно к информационной составляющей понятие идеальности вообще не имеет физического смысла. Безусловно, приятно, если элементы системы САМИ способны образовать недостающий контур обратной связи, только не всегда это может получиться без введения в систему дополнительных элементов. 

Одна из особенностей потоковой модели заключается в том, что Поле нельзя указывать в отрыве от источника. Например, нельзя в качестве элемента ТС указать гравитацию – следует в качестве потока ВЭИ указывать Землю.    

НЭ, безусловно, существуют, но причиной их не может быть сам технический объект, в котором все происходит в строгом соответствии с законами физики и не может происходить иначе. Источником НЭ на стадии создания технического объекта является сам Решатель, а на стадии  эксплуатации - Потребитель. Именно негативное отношение человека – Потребителя, Заказчика или Решателя к ГПП заставляет совершенствовать технический объект. В процессе совершенствования системы в голове Решателя могут возникать какие угодно мысли и противоречия, только, с точки зрения ТТМ, они не имеют никакого значения. Вместо анализа собственных мыслей, ощущений и противоречий Решатель должен заниматься выполнением алгоритма – т.е., делом.

 

Только в том случае, когда НЭ сформулирован в виде измеряемого действия (вредного процесса), появляется фундамент для применения ТТМ. Этим фундаментом является измерение, с которого, как известно, начинается любая наука.

Процессный подход – прекрасная база для прогнозирования будущего состояния ТС. Есть ГПП и НЭ, сформулированные в виде процессов, есть два участника взаимодействия – один трехкомпонентный поток ВЭИ и второй – Изделие. Этого минимума, собственно, уже и достаточно для того, чтобы начинать преобразование исходной ТС. Оно – всего лишь преобразование исходной информации по строго выверенному  алгоритму. То, что в ТРИЗ называли алгоритмами – пустой звук. Во всяком случае, азов информатики там не было – ни сном, ни духом!

Хотя в ТТМ основой терминологии является процесс, оперировать в уме этим динамичным, не дающим возможности сконцентрироваться, термином чрезвычайно сложно. Номинально процессы упоминаются, но предпочтение отдано конкретным, точным и понятным терминам «повышение значения параметра» или «снижение значения параметра». При этом под параметром надо понимать величину, измеренную в существующих единицах измерения – килограммах, метрах, градусах, джоулях, штуках или денежных единицах! 

Вредный процесс возникает при взаимодействии двух объектов и вина за него в равной степени распределяется между ними. Эти объекты (поток ВЭИ и Изделие) мы вправе рассматривать в отрыве друг от друга, отождествляя другого участника взаимодействия с его реакцией. Частью этой реакции является вредный процесс, носителем которого всегда оказывается противоположный участник взаимодействия – ведь действие равно противодействию. Собственно, данное положение явилось чуть-ли не основным «ноу-хау» Универсального Решателя. Оно позволило выявить основные источники многовариантности решений – причинно-следственную цепь (ПСЦ) и шкалу запретов.

Из трех компонентов – потока ВЭИ, Изделия и Среды – можно составить множество сочетаний, т.е. типов задач. Каждый тип имеет свои особенности, без учета которых невозможно провести качественный анализ, но, вместе с тем, есть много общих моментов, позволяющих создать единый алгоритм преобразования ТС. Этот алгоритм (Универсальный Решатель) дает возможность «вычислять» будущее состояние ТС, основываясь на некотором наборе исходных параметров. Возможные типы конфликтов сведены в таблицу Фиг.1. Полезное и вредное действие обозначены, как процессы, а стрелки указывают на носители этих процессов. Учитывая тот факт, что каждый из процессов - ГПП, ПП и ВП может иметь два направления (повышение или понижение), число указанных типов следует умножить на 8. Итого получается 144 типа конфликтов, разобраться в которых без алгоритма чрезвычайно сложно.

Фиг.1 Схема возможных конфликтов в ТС

Несложно заметить, что в схеме Фиг.1 отсутствует проблема создания ТС. Дело в том, что при отсутствии исходной информации просто нечего преобразовывать. Нельзя анализировать то, чего нет. Сначала следует создать простейшую ТС, а уж затем заниматься ее развитием. В самом деле, если обозначить один из элементов несуществующей ТС, как Х-элемент, то по ходу алгоритма надо будет указать еще и ряд его параметров. Как без них охарактеризовать Х-элемент?

Те случаи, когда между потоком ВЭИ и Изделием существует только вредное взаимодействие, здесь тоже не рассматриваются – ведь невозможно выявить, какой из двух сцепленных элементов является потоком ВЭИ, а какой Изделием. О функциях этих элементов или о ГПП данной системы можно рассуждать лишь абстрактно, поэтому считать такие объекты полноценными ТС некорректно – это что-то иное. В самом деле, если утверждать, что два сцепленных куска вещества являются системой, то и не разбитый на части камень тоже надо считать технической системой – ведь механизм сцепления его гипотетических половинок точно такой же.  

Считается, что НЭ является результатом функционирования некой паразитной субсистемы. Паразитная субсистема, вроде бы, состоит из «паразитного» потока ВЭИ и «паразитного» Изделия. Иногда это выглядит именно так, но только иногда. Как, к примеру, назвать энергетическую составляющую (т.е. Поле) «паразитного» потока ВЭИ, вызванного сложностью устройства одного из элементов ТС? Ничего не получится – Поля в его физическом понимании там нет и быть не может. Не может же случиться так, что Поля не было, а при изменении требований оно вдруг появилось. Паразитная субсистема – условность и к ней не стоит применять иные термины, кроме философских. Ее элементы являются носителями философских категорий – ПРИЧИНЫ и СЛЕДСТВИЯ. Первый из них будем для краткости называть ПНЭ, а второй, являющийся носителем вредного процесса – СНЭ. Взаимное сходство этих аббревиатур отличает их от иных прочих, а отличие в первых буквах не позволит перепутать Причину со Следствием.

При выявлении типа взаимодействия, состава ТС и паразитной субсистемы желательно придерживаться следующего порядка:

1.      Сформулировать вредный процесс. В формулировке должно указываться направление (повышение или снижение), наименование физического параметра и его носитель. Например, «повышение деформации трубы» или «снижение мощности потока ВЭИ». Вообще говоря, причин появления НЭ всего две – либо это наличие какого-то ограничения, либо его отсутствие.

2.      «Зацепившись» за один из элементов паразитной субсистемы, выявить, какой из них является ПНЭ и не является ли один из них Средой или ее элементом.

3.      Если СНЭ или ПНЭ - Среда (элемент Среды), то выявить оставшийся элемент и его роль в ТС - поток ВЭИ это или Изделие.

4.      Если ни СНЭ, ни ПНЭ не является Средой (элементом Среды), то также выявить их роль в ТС.

Всегда реальна опасность неправильного первого шага анализа. Например, при запаивании ампулы с лекарством в первую очередь происходит нагрев ампулы, а уже от нее нагревается лекарство, не имеющее отношения к паразитной субсистеме «пламя - ампула» (точнее сказать - причинно-следственная пара имеется, но не имеет смысла заниматься ее анализом). Если на первом шаге «зацепиться» за элемент ТС «лекарство», то анализ неизбежно зайдет в тупик.

Разумеется, порядок выявления паразитной субсистемы и состава ТС может быть иным, т.к. алгоритм - это любая последовательность шагов, приводящая к правильному результату. К слову, при разработке ТТМ именно данный этап анализа позволил (а скорее – заставил) выйти на потоковую модель взаимодействий. С переходом на эту модель анализ ситуации стал проще, но, в то же время, потоковая модель заставила сомневаться в правильности (логичности) концепции паразитной субсистемы. Паразитная субсистема и ТС – продукты принципиально различных уровней абстрагирования.

К сожалению, нет возможности при анализе ситуации использовать какую-то избыточную информацию (вроде контроля четности, применяющегося в вычислительной технике), которая позволяла бы контролировать правильность прохождения каждого шага. Тем не менее, в Универсальном Решателе изыскана возможность вывода подсказок, не дающих Решателю уйти в сторону от логики анализа. Например, если на каком-то из шагов необходимо указать наименование параметра, то алгоритм сразу подсказывает название носителя. Тем не менее, при появлении ошибки есть шанс получить прямо противоположный результат – в логике нет других мерок, кроме прямо противоположных по смыслу нуля и единицы. Если для алгоритма нуль и единица абсолютно равноценны, то, к примеру, для человека имеет куда большее значение, абсолютно пуст его карман или до предела наполнен!

ПНЭ является носителем параметра А, обращением которого в нуль (или, наоборот, многократным возрастанием) может быть устранен имеющийся НЭ.

Необходимость обращения параметра А в нуль свидетельствует о наличии вредного процесса, а необходимость его повышения – о отсутствии управляющего процесса. И в том, и в другом случае НЭ может быть устранен за счет введения обратной связи (ОС), направленной против нежелательного изменения параметра А. Создание управляющего процесса (сигнала ОС) является конечной целью перестройки структуры. Понятно, что для реализации управляющего процесса придется создавать управляющую ТС (из имеющихся или вводимых с этой целью элементов),  использовать физэффект или какой-то из имеющихся ресурсов. Необходимо помнить, что обратная связь не всегда направлена против изменения параметра А, иногда она может быть и положительной (ПОС) – например, в случаях, когда необходимо повысить чувствительность измерительной системы или возбудить в системе резонансные колебания.

Мало только назвать параметр А. Во-первых, это процесс, поэтому имеет значение его направление. Во-вторых, процесс А₁ всегда зависит (является следствием) от более глубинного процесса А₂, хотя это вовсе не означает, что процесс А₂ непременно удастся выявить – для этого может не хватить имеющегося объема знаний о предмете исследования. В любом случае следует стремиться к выявлению большей части звеньев этой причинно-следственной цепи. Чем большей глубины удастся достичь, тем более энергоэкономным будет решение проблемы – такова особенность тонких процессов. Процессы-звенья ПСЦ служат «точками ввода» ОС – именно для этого их и надо выявлять. 

Если Решатель остановится на каком-то из промежуточных уровней ПСЦ, то он лишит себя (и тем самым – Заказчика или Потребителя) наиболее энергоэкономного решения. Рекурсивную процедуру выявления ПСЦ нельзя прерывать, она должна выявляться до возможного предела.

Результаты проведения данного шага анализа нуждаются в оценке (формализации), которая необходима для формирования решений. Надо, чтобы в эту оценку в обязательном порядке включалось обозначение процесса - А₁, А₂ … А_n, состояние (Высокий или Низкий уровень) каждого из параметров и вид параметра – мощностной или Вещественный. Мощностной показатель дает возможность разрешения проблемы на внутрисистемном уровне, т.е. в количественных отношениях между элементами – например, заменой мощного потока ВЭИ некоторым числом маломощных потоков или заменой одного Изделия некоторым их количеством.

Таким образом, результат А₁ВП будет означать, что вредный процесс А₁ имеет индекс 1 в ПСЦ, Высокий уровень (процесс нуждается в снижении) и является силовой характеристикой потока. А₂НВ  имеет индекс 2 в ПСЦ, Низкий уровень (процесс нуждается в повышении) и характеризует Вещество. Естественно, имеют значение и названия самих процессов, например: повышение температуры радиатора, снижение давления воздуха или повышение мощности потока ВЭИ. Напомним еще раз, что речь идет только о вредных процессах, протекающих в паразитной субсистеме.

Наличие уровней А₁, А₂ … А_n означает многовариантность решений, которые, в силу своей альтернативности, могут быть скомбинированы между собой в различных сочетаниях для получения синергетического эффекта. Найдя решения (это не опечатка – без учета принципиальных запретов решений может быть до шести для каждого звена ПСЦ) для уровня А₁, необходимо перейти к уровню А₂ и т.д.

СНЭ, в свою очередь, является носителем параметра Б, обращением которого в нуль (или, наоборот, многократным возрастанием) может быть устранен имеющийся НЭ.

Это положение может показаться стопроцентным аналогом предыдущего, но оно имеет совершенно иной физический смысл. Дело в том, что за параметром Б скрывается сопряженный параметр (СП), выявить который было бы невозможно без разделения конфликтов на типы. Для каждого типа конфликтов существует свой способ выявления СП. Выявление СП может быть рекурсивной процедурой, где собственно СП является параметр, расположенный «ниже» (или «глубже») остальных. СП необходим для создания структуры, способной САМОстоятельно генерировать и нужным образом преобразовывать сигнал ОС. Основным элементом этой структуры является преобразователь одного параметра в другой – например, давления в изменение объема. Иначе и быть не может, ведь линия ОС должна быть автоматически работающим устройством. Система, снабженная линией ОС, САМА приспосабливается к изменяющимся условиям, при этом навешивать на нее ярлык «идеальности» совершенно не обязательно – и без него все получается прекрасно! Идеалом можно считать выполнение ГПП «без ничего» - чем плох такой идеал?

Параметр Б кажется «мешающим» устранению НЭ, но это явление сродни «физическому противоречию» - ведь Решателю заранее неизвестен способ обхода «мешающего» параметра, хотя он в действительности существует. Если Решатель не понимает, что занимается синтезом устройства, способного генерировать и преобразовывать сигнал ОС, то как он догадается, что именно для этого надо предпринять? Основные источники любых противоречий - незнание и неумение.

Подробно рассказывать о методике выявления СП и, тем более, запоминать ее, нет особого смысла, проще пользоваться подсказками Универсального Решателя. К примеру, в конфликтах 1-го типа СП является количественной оценкой вредного действия, в конфликтах 2-го типа – мерой потерь потока ВЭИ на вредное взаимодействие. В конфликтах 6-го типа СП является мерой объема выполняемой работы. После выявления СП алгоритм (посредством использования специального приема - «фазировки») подсказывает требуемое направление развития ТС.

Во-первых, констатируется, что изменение СП в избранном направлении – единственно возможный способ решения проблемы, не затрагивающий значения параметра Б. Другими словами, параметр Б перестает быть «мешающим» и на него можно просто не обращать внимания.

Во-вторых, изменение СП только кажется похожим на процесс, а на деле он является КАЧЕСТВЕННЫМ преобразованием, дающим результат, не достижимый никакими КОЛИЧЕСТВЕННЫМИ преобразованиями.

В-третьих, как категория качественная, ПОВЫШЕНИЕ означает возможность неограниченного наращивания значения СП, а СНИЖЕНИЕ – возможность (гораздо чаще - необходимость) снижения значения СП до нуля.

В-четвертых, качественный скачок означает смену вредным процессом носителя или же замену самой ПРИЧИНЫ вредного процесса, после чего он становится частью полезного процесса или же в ТС появляется новый поток ВЭИ, лишенный недостатков. Эти изменения тоже «вычисляются» алгоритмом.

Имея в виду разнообразие параметров, хотелось бы иметь столь же богатый арсенал приемов создания управляющего процесса. Увы, философия развития не столь щедра, хотя имеющиеся в ее распоряжении приемы достаточно эффективны. Выбор приема в большой степени определяется наличием запретов, а также сочетанием различных видов параметров А и Б, которые могут быть мощностными, вещественными, геометрическими и т.п. Некоторые типы конфликтов могут иметь непринципиальные отличия в формулировках. В качестве примера выбран 1-й тип конфликтов. Казалось бы, зачем нужна шкала, если алгоритм уже «вычислил» требуемые изменения в ТС? Дело в том, что Решатель должен иметь перед глазами ВСЕ возможные варианты, т.к. некоторые из них можно применить, «чуть-чуть» изменив начальные требования. Глядишь – и Заказчику какой-то вариант из этого перечня приглянется. Впрочем, автор не теряет надежды – есть желание создать более логичную систему просмотра вариантов. Мысли на эту тему есть, есть уже и вселяющие надежду проработки.

У алгоритма нет аналогов, а работа с ним потребует определенного привыкания – мышление изменить непросто! Хотелось бы особо подчеркнуть одну особенность вредного процесса – его принципиальную неуничтожимость. Если вредный процесс реально существует, то избавиться от него нельзя – можно только «переселить» его с одного элемента на другой. Если нежелательный эффект вызван отсутствием какого-либо обеспечивающего процесса, то его тем более нельзя уничтожить - как можно уничтожить то, чего нет?

P.S. Статья более напоминает конспект, чем описание метода. Для рекламных целей ее объем достаточен, а других целей пока и не ставилось. Давать подробное «бумажное» описание алгоритма, как, например, это в свое время было сделано для АРИЗ-85В, вряд ли имеет смысл, т.к. работать с компьютерной программой и быстрее, и удобнее, и приятнее. Ожидаемый сверхэффект - прекрасно, если в результате появления данного описания сократится число попыток реанимирования вепольного анализа, ЗРТС, АРИЗов, да и ОТСМ - тоже. Сложно сказать, сколько времени займут «шлифовка и обкатка» Универсального Решателя – может, месяц, а может – и больше. Параллельно (без всяких предупреждений) в данной статье могут появляться дополнения и исправления, т.к. в алгоритме еще попадаются «баги и глюки» - как же без них? Со временем эта статья станет более полной, но когда именно – пока неизвестно.

Но будет ли этот алгоритм востребован – большой вопрос!  

А.А.Карев

г.Братск

11.01.2004 г.

На главную страницу