Прыжок вверх как попытка взлететь

(Вялотекущий комментарий к статье А.Токарева «Альтернативная система приемов устранения противоречий.»)

Существующий перечень приемов устранения технических противоречий позволяет эффективно решать задачи, но не систематизирован, что вызывает ряд проблем:

1. Проблема выбора приема для устранения конкретного противоречия. Прогон задачи по всем приёмам возможен и результативен, но требует больших трудозатрат [1]. Единственным инструментом для выбора подходящих приемов является «Таблица приемов устранения ТП» [2], но в ней уже давно недостаточно входных параметров для всего многообразия противоречий. 

2. Проблема ознакомления учащихся с приемами. Поскольку сам перечень образовался статистически и в такой же последовательности записан, то изучать его приходится последовательно без какой либо классификации. При большом количестве приемов этот процесс может затянуться надолго, хотя далеко не все из них заслуживают подробного рассмотрения в силу следующей проблемы.

3. Приемы в перечне имеют разный уровень обобщения и, соответственно, разную ширину области применения. Есть приемы в высокой степени абстрактные и универсальные («принцип посредника», «сделать наоборот»), есть приемы узкоспециализированные («применение сильных окислителей»). И при этом нет какой либо системы оценки области применимости приема и, как следствие, пригодности его для решения конкретного противоречия. В том числе и в «Таблице».

4. Перечень приемов не является достаточным, о чем свидетельствуют периодически появляющиеся новые приемы [3].

КАА: Совершенно верно, бессистемность «Таблицы» очевидна. Чтобы создать систему оценки области применимости приемов, надо бы сначала понять, что такое «прием». «Прием» - это изменение существующего элемента структуры (т.е., абсолютного процесса) или вида его движения (т.е., относительного процесса). Всякое изменение есть процесс, поэтому «прием» является корректирующим процессом. Абсолютные и относительные процессы изменяются по одним и тем же правилам (направлениям) и называется это дело принципом изоморфности. Практическая интерпретация данного принципа называется матрицей переходов. Матрица содержит исчерпывающий перечень направлений (их всего 16) изменения процессов. Корректирующий процесс, как и всякий другой, имеет два направления изменения.     

Целью данной работы являлось создание системы, позволяющей в некоторой степени решить все отмеченные выше проблемы.

КАА: Постановка цели весьма слабая, т.е. автор не имел желания решать отмеченные проблемы радикальным образом. По-видимому, страшно было сделать шаг в сторону. 

В результате анализа существующих приемов и сопоставления их с законами логики и системного анализа [4], был выявлен ряд принципов образования приемов. В общем случае прием может быть представлен в следующем виде:

<универсальный оператор> -- <абстрактный ресурс>

где <универсальный оператор> представляет собой логическую операцию,

КАА: Не факт, что оператор и логическая операция – одно и то же. Известно всего три логических операции: конъюнкция, дизъюнкция и инверсия, но операторов почему-то получилось намного больше.

<абстрактный ресурс>  - ресурс, с которыми может работать решатель. При этом ресурс здесь подразумевается в абстрактном виде. В качестве ресурса может выступать пространство, время, вещество, энергия, функция и другие доступные ресурсы.

В случае применения приема на практике ресурс должен быть взят реальный, и тогда применение приема будет иметь следующий вид:

<универсальный оператор> -- <абстрактный ресурс> -- <объект>

Где <объект> - реальный объект задачи, над которым производятся изменения. Например:

«Увеличить размер отверстия». Здесь «увеличить» - универсальный оператор, «размер» - пространственный ресурс, «отверстие» - реальный объект ТС. При этом <объект> не входит в прием, а появляется только при решении конкретного противоречия. «Увеличить размер» - прием.

КАА: Вообще-то, размер – это не ресурс, а параметр. Если задача решается простым изменением параметра, то незачем огород городить. В том и заключается фокус, что «нерешаемые» задачи решаются за счет изменения исходной структуры. А дырка от бублика вообще не является объектом.

Таким образом, перечень приемов может быть получен с помощью таблицы путем сочетания универсальных операторов и ресурсов.

Универсальные операторы могут быть разделены на две группы по характеру изменения ресурса:

1. Операторы, изменяющие количественные характеристики:

Увеличить/уменьшить количество, разделить на части/объединить части, добавить/удалить независимый параметр.

2. Операторы, изменяющие связи или структурные характеристики:

Поменять местами, чередовать, сделать одно внутри/снаружи другого, преобразовать в другой вид.

Оператор добавить/удалить независимый параметр подразумевает работу с дополнительным независимым параметром того же вида ресурса. Например, при работе с пространственным ресурсом это – дополнительное измерение, при работе с временным – дополнительное временное измерение – параллельное время и т.д.

Оператор преобразовать в другой вид подразумевает преобразование ресурса в другой вид того же ресурса. Например, при работе с пространственным ресурсом это может быть изменение формы, при работе с веществом – изменение агрегатного состояния и т.д.

КАА: Операторы свалены в кучу преднамеренно, т.к. автор не в состоянии объяснить, какая логика лежит в их основе. Зачем тогда надо было ее, логику, упоминать всуе? Придется нам разбираться в операторах самостоятельно:

«Увеличить/уменьшить количество» -  это дискретный вариант количественного изменения. Его можно описать математической формулой n+1 или n-1, но логика здесь ни при чем. Плавный вариант количественного изменения в таблице предусмотрен, поэтому рассматриваемый оператор включает два варианта количественного изменения. Кстати, а как вычислить «абсолютное значение свойства»? 

«Разделить на части/объединить части» - в такой интерпретации «прием» выглядит, как количественное изменение и дело здесь в существовании двух типов систем – абсолютных (физических, содержащих системный поток) и относительных (организационных, в которых системного потока нет). Организационное изменение является количественным, а физическое – качественным. Объединение частей при организационном изменении еще похоже на операцию «И», но наличия/отсутствия системного потока логика не в состоянии учесть.

«Добавить/удалить независимый параметр» - можно подумать, что независимые параметры существуют на самом деле. При углубленном рассмотрении оказывается, что ввод/удаление такого параметра равнозначен вводу/удалению процесса. Это действие качественно меняет рассматриваемый объект. Сравнивать исходный объект с полученным – это все равно, что сравнивать прозрачное с соленым. Судя по приведенной ниже итоговой таблице, данный оператор сваливает в одну кучу два самостоятельных измерения объектов – геометрию и свойство. К этой куче добавлено изменение системного потока и агрегатного состояния объекта. И то, и другое – это самостоятельные виды движения. Получившаяся «куча» включает измерения и виды движения, что ставит под сомнение обоснованность рассматриваемого оператора. Где же хваленая логика?

«Поменять местами» - данный оператор включает инвертирование (изменение направления) процесса, один из способов устранения вторичных НЭ и изменение пространственного распределения свойства. Не многовато ли для одного оператора?      

«Чередовать» - пространство и время меняются «под одну гребенку». Это мало чем отличается от пространства-времени по Эйнштейну-Минковскому. Увы, пространство и время – это не объекты, а противоположные измерения реальности.

«Сделать одно внутри/снаружи другого» - логическая операция И и ее антипод ставятся на одну доску с вводом/удалением системных потоков.

«Преобразовать в другой вид» - здесь тоже «куча-мала». А в пустой клетке (додумываем за автора) должно было бы находиться «изменение закона движения».        

Итоговая таблица представлена ниже. Цифры в скобках соответствуют номерам приемов из классического перечня.

Каждая клеточка представляет собой не только прием, но и область возможных вариаций, т.е. внутри нее может существовать целый список и даже своя подсистема с большим количеством частных приемов, специализирующихся и постепенно переходящих в стандарты. Можно сказать, что полученная таблица содержит ассоциативные приемы, указывающие направление поиска, а не конкретные решения. Выбрав конкретную клеточку с приемом, решатель должен проработать возможные варианты внутри нее.

КАА: Похвально, эта мысль весьма напоминает фрактальный характер матрицы переходов. Жаль, что самой матрицы не получилось. Очевидно, автору пока неизвестны такие фундаментальные свойства объектов, как «сохранение-изменение» и «существование-несуществование». Матрица, построенная на их основе, по-настоящему универсальна, поэтому может применяться и к техническим, и к социотехническим объектам (завод, фирма и т.д.).

Большинство приемов из классического списка нашли свое место в такой таблице, однако, остались приемы, которые в нее не попали из-за сверхвысокой абстрактности («сделать наоборот», который частично присутствует в универсальных операторах), либо узкой специализации («эквипотенциальность», «применение сильных окислителей» и пр., которые должны войти как подприемы внутри ячеек с соответствующими приемами).

Особого внимания заслуживает прием «использование посредника», к которому также принадлежит прием «копирование». Его можно рекомендовать отдельно от таблицы как дополнительный, применяемый в случае невозможности организации прямой связи или действия.

Прием «сделать наоборот» также может быть применен как дополнительный для увеличения количества вариантов решений и разрушения ВПИ.

КАА: Все эти оправдания не принимаются. Направления развития должны быть равноправными, но этого как-то не получилось. Одни направления почему-то объявляются абстрактными, а другие – специализированными. Следовательно, автор плохо понимал, что именно делал. Ну ничего, когда начнет разъяснять тему непонятливым слушателям, тогда, возможно, и сам поймет предмет разговора.

Универсальные операторы могут быть разделены на группы, по изменению концентрации ресурса:

1. Повышающие концентрацию ресурса:

Увеличение количества, объединение, удаление независимого параметра

2. Понижающие концентрацию ресурса:

Уменьшение количества, разделение, чередование, добавление независимого параметра

3. Не изменяющие концентрацию ресурса:

Изменение взаимного положения, размещение внутри или снаружи.

Группировка операторов позволяет ориентировать решателя на выбор определенных строк в таблице в соответствии с решаемым ТП, как будет показано ниже.

Предлагается следующая процедура использования представленной таблицы для устранения ТП. Отмечены только основные шаги, существенные для применения таблицы, т.к. по АРИЗ-91 [5] процедура решения должна происходить более мелкими и подробными шагами.

Шаг 1. Сформулировать ТП. Выбрать ТП, которое предполагается устранить.

КАА: «Учитель, успокойте мое сознание!» «Если сможешь дать его мне, то я успокою!»

Шаг 2. Определить взаимное расположение в пространстве и времени зоны полезной функции (ЗПФ) и зоны нежелательного эффекта (ЗНЭ), выделить зону их пересечения (ОЗ).

Шаг 3 Выбор строки таблицы. Для этого следует иметь список доступных вещественно-полевых ресурсов с указанием их относительного количества (избыточный, недостаточный) пользы для выполнения ГПФ и возможности изменения.

Сначала ресурс проверяется на возможность проведения изменений. Ресурсы, с которыми работать нельзя или есть серьезные ограничения на этой стадии решения можно исключить.

Выбор строки можно привязать к тренду Любомирского «Точка-Линия-Плоскость-Объем» [6]. Если речь идет о полезном ресурсе и его мало, то следует выбирать строки, повышающие его концентрацию: Увеличить, Объединить, Убрать измерение. Если полезного ресурса с избытком, то следует выбирать строки, уменьшающие концентрацию ресурса. С вредным ресурсом все наоборот.

Шаг 4. Выбор колонки из таблицы. Для облегчения выбора следует формулировать ФП в расширенном варианте, т.е. с указанием условий или требований к нему (пространственных, временных, и пр.) :

Элемент должен быть (обладать качеством) №1 для того, чтобы … во время/в месте/в связи… и должен быть (обладать качеством) №2 для того, чтобы … в другое время/в другом месте/в иной связи…

КАА: Неужели это заклинание способно приблизить решение? 

Выявлены следующие типичные виды ФП:

1. Элемент должен быть и его не должно быть. Начинать с разделения во времени.
2. Элемент должен быть А и должен быть Б. Начинать в соответствии с пересечением зон ПФ и НЭ.

Если ЗПФ и ЗНЭ не пересекаются во времени или пространстве, то выбираются соответственно колонки «Изменение во времени» или «Изменение в пространстве» соответственно. Если ЗПФ и ЗНЭ пересекаются во времени и пространстве, то следует обратиться к остальным колонкам таблицы.

В результате этих шагов получится несколько пересечений строк и колонок, в которых находятся приемы, рекомендованные для устранения рассматриваемого ФП. Далее начинается работа по соответствующему преобразованию ТС в рамках выбранного приема.

В качестве примера рассмотрим задачу о модели метеорита для испытаний противометеоритной брони космических кораблей. Остановимся только на шагах, существенных для демонстрации работы с новой таблицей.

ТП-1: если шарик быстро, то он полностью разрушается

КАА: Чего «быстро»? Разгоняется?

ТП-2: если шарик разгоняется медленно, то он не разрушается, но не достигает необходимой скорости.

КАА: Железная логика! Если медленно, то скорость удручающе мала.

Для решения задачи выбирается ТП-1, обеспечивающее выполнение ГПФ.

Сверхсильная газовая струя очень хорошо разгоняет шарик, но полностью его разрушает.

Необходимо найти такой Х-элемент, который устранит разрушение шарика сверхсильной газовой струей, сохранив его хороший разгон.

В нашем случае оперативные зоны совпадают во времени и пространстве (разгон шарика и его разрушение происходят в одном и том же месте), следовательно выбираем колонки таблицы «Изменение энергии», «Изменение свойств вещества», «Изменение функций».

Для выбора строк таблицы определим ресурсы, с которыми можно будет работать (отмечены только некоторые):

Ресурс №1. Газовая струя. Избыточный, полезный, следовательно выбираем строки, уменьшающие концентрацию ресурса: уменьшить, разделить, добавить независимый параметр, или не изменяющие ее. Если выбрать колонку «Изменение энергии», то получим следующие рекомендованные приемы и соответствующие им решения:

Таким же образом получаются решения при выборе остальных колонок таблицы.

КАА: Какие из этих решений являются предупреждающими, и какие - нейтрализующими? Небось, такого коварного вопроса автор и не ожидал?

Выводы:

1. Построенная таблица позволяет организовать приемы в единую систему, способную указывать на наличие новых приемов.

КАА: Это пример системы, организованной бессистемно. Об основных измерениях объектов автор не имеет представления – тогда чего и как он может анализировать?

2. Система привязана к алгоритму решения задачи через формулировки ТП и ФП, а также характеристики имеющихся ресурсов.

3. Система позволяет ограничить количество приемов, предлагаемых для решения задачи.

КАА: Где гарантия, что самый нужный прием не упущен?

4. Система имеет потенциал развития в направлениях появления новых универсальных операторов, видов ресурсов, расщепления имеющихся видов ресурсов, детализацию приемов внутри одной клеточки с переходом к стандартам и микростандартам.

КАА: А слабо сразу выявить все приемы?

5. Упрощается изложение приемов для учащихся – требуется запомнить несколько операторов и видов ресурсов. Одновременно этот подход стимулирует создание собственных приемов.

6. Система может легко быть запрограммирована на компьютере и автоматизирована.

КАА: Не скажите! Все это мало похоже на алгоритм - так себе, набор полезных советов.

Проблемы:

1. Отсутствует механизм оценки эффективности выбранного приема и оценки решений.

КАА: Теоретической оценке грош цена, по-настоящему оценивает только практика.

2. По сравнению с классической таблицей, новая выглядит «тяжеловесно», хотя и более универсальна.

КАА: Как была каша, так кашей и осталась - что, собственно, изменилось? Грамотной теории как не было, так и нет! Логика подсказывает, что революция не состоялась.

Примечание КАА: Появление данного комментария вовсе не означает, что авторы сайта должны немедленно удалить означенную статью. Конечно же, она имеет право на существование, как и многие другие статьи подобного толка. Более всего огорчает, что их авторы берутся сочинять алгоритмы, не владея основами информатики. Хотя бы BASIC для начала попытались освоить, что ли! С подкованным автором спорить было бы гораздо интереснее.

Карев А.А.

04.06.08 г.

На главную страницу