скачать книгу бесплатно
12. Принцип единства анализа и синтеза
Мышление состоит столько же в разложении предметов познания на их элементы, сколько и в объединении связанных друг с другом элементов в некоторое единство. Цель анализа состоит не только в том, чтобы разложить данное конкретное явление, но и в том, чтобы придать форму абстракций отдельным сторонам его. При синтезе расчлененные элементы соединяются уже не друг с другом, а с другим целым или с элементами других целостных систем. Каждый элемент, будучи качественно обособленным, обладает не только определенной самостоятельностью в рамках целого, но и зависит от других элементов, от характера связи с ними.
Первой стадии познания соответствует прямой анализ и синтез: анализ как непосредственное мысленное расчленение явлений на отдельные части (свойства), а синтез как непосредственное соединение в единое целое вычлененных отдельных сторон (свойств). Однако при этом невозможно обеспечить различение существенного от несущественного, необходимого от случайного.
При переходе со стадии фиксирования общих свойств к определению их причин, прямой анализ и синтез становится непригодным. Необходим новый качественный вид анализа. Это уже не механическое расчленение целого на части и не механическое объединение. Здесь осуществляется выявление определенной причинно-следственной связи. Она является стержнем, вокруг которого вращается весь анализ и синтез.
В самом деле, имеющиеся следствия, а затем и предполагаемая причина определяют здесь и отбор явлений для анализа и порядок расчленения их на части, и выделение тех сторон, которые представляют наибольший интерес для исследования, и, наконец, направленность синтезирования.
Расчленяют лишь то, что непосредственно связано с постигаемой причинно-следственной связью, также как и синтез объединяет лишь то, что предполагается искомой причинно-следственной связью. Этот вид анализа дает возможность переходить от несущественного общего к существенному, обеспечивает раскрытие того или иного свойства, но он недостаточен для познания сущности.
Чтобы познать сущность явления, необходимо знание не отдельных сторон, а всей системы и сторон не как таковых, а в их взаимоотношениях с другими сторонами исследуемого целого. Этого не может дать качественный анализ.
Переход от объяснения отдельных сторон явления, от определения отдельных свойств к более или менее полному воспроизведению их сущности производится при помощи структурно-генетического метода анализа и синтеза. Он характеризует то, что здесь расчленение целого на части и их объединение в целостную систему осуществляется в процессе познания от основы к обоснованному, от абстрактного к конкретному. Согласно данному методу, познание сущности явления должно осуществляться путем вычленения решающих сторон, звеньев или отношений, развитие которых обусловливает формирование сущности исследуемых явлений. Эти сущностные отношения принимаются за исходное начало, за исходную "клеточку", и затем прослеживаются все этапы их развития, возникновение одного следствия за другим и образование шаг за шагом всего исследуемого целого.
Делаемые выводы – это ничто без того развития, которое к ним привело. Выводы более чем бесполезны, если они превращаются в нечто самодовлеющее, если они не становятся снова предпосылками для дальнейшего развития. Но выводы должны принять на время определенную форму, они в своем развитии должны освободиться от расплывчатой неопределенности и сложиться в ясные мысли.
2. Диалектические модели ТРИЗ
2.1. Базовая модель Идеальный конечный результат
Идеальный конечный результат (ИКР) – это предварительная модель будущего решения задачи, в которой пространство поиска ресурса, обеспечивающего выполнение проблемной функции, сужено до границ этой функции.
Свойства Идеального Конечного Результата
• Объектность: ИКР может быть сформулировано по отношению к каждому из элементов конфликтующей пары и другим элементам ИС;
• алгоритмичность: можно задать алгоритм (правило) формулирования ИКР;
• многозначность: ИКР не дает однозначного указания на искомый ресурс.
Назначение Идеального конечного результата
Назначение ИКР – сузить область поиска нужного ресурса и активизировать его поиск
Особенности определения
ИКР – это одна из наиболее сильных моделей ТРИЗ. В самом деле, если нужное требуемое выполнение проблемной функции происходит само, без привлечения других функций, то никакие посторонние ресурсы больше не нужны. Остается лишь придумать, как этого достичь за счет того, что у уже есть: инструмента, изделия и действия одного на другое.
ИКР вводится сразу на уровне операционного определения, т.е. с помощью указания тех операций, выполнение которых дает возможность получить эту модель:
БЛОК-ВСТАВКА. ИЗ ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ АРИЗ
В АРИЗ-82Б введен вариант замены изделия, если оно четко не указано по условиям задачи, т. е. когда Нежелательная Функция (НФ) оказывает воздействие на внешнюю среду неким «икс-элементом». Больше того, в этой же редакции АРИЗ икс-элементом можно заменить и НФ, если он плохо поддается управлению. При этом меняется и операционное определение ИКР, относимое теперь к икс-элементу:
«Икс-элемент, не усложняя систему, устраняет (указать вредное действие), сохраняя способность совершать (указать полезное действие)».
В АРИЗ-85В икс-элемент (на шаге 1.6) становится неотъемлемой частью модели задачи, а ИКР разбивается на две части, два уровня – системный (ИКР-1) и подсистемный (ИКР-2). При этом область поиска решения сужается до оперативной зоны и оперативного времени:
«ШАГ 3.1. Записать формулировку ИКР-1:
икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет (указать вредное действие) в течение оперативного времени (ОБ) в пределах оперативной зоны (03), сохраняя способность инструмента совершать (указать полезное действие)».
И далее:
«ШАГ 3.5. Записать формулировку идеального конечного результата ИКР-2:
оперативная зона (указать) в течение оперативного времени (указать) должна сама обеспечивать (указать противоположные физические макро – или микросостояния)».
ИКР формулируют по простой схеме: один из элементов конфликтующей пары (или в нашем определении – носитель, или объект, функции) сам устраняет вредное (ненужное, лишнее, мешающее ТС развиваться) действие, сохраняя способность осуществлять основное действие.
Иными словами, задачу по улучшению существующей, плохо выполняемой функции, нейтрализации вредной или реализации какой-либо новой функции возлагают на элемент ИС, уже выполняющий в ней какую-то полезную функцию. Смысл формулировки ИКР заключается в том, чтобы при разрешении конфликта между элементами КП получить ориентир для перехода к сильным решениям.
Что значит «сильным», в чем их сила? Их сила в полноте удовлетворения всем требованиям задачи при одновременном минимуме используемых для ее решения ресурсов. В сильном решении нужное событие, эффект достигается практически «даром».
Как пишет Г.С. Альтшуллер: «Переход к ИКР отсекает все решения низших уровней, отсекает без перебора, сразу. Остаются ИКР и те варианты, которые близки к ИКР и потому могут оказаться сильными. Дальнейший отсев вариантов происходит при формулировании физического противоречия».
Формулировка ИКР концентрирует внимание на объекте или иск-элементе, по отношению к которому она была сделана. И это может помешать рассматривать все множество ресурсов, обеспечивающих достижение ИКР, но не принадлежащих самому этому объекту (икс-элементу).
Искать ресурсы надо, все же немного выходя за пределы свойств самого этого объекта (икс-элемента). Иными словами, формулировка ИКР сужает круг поисков, а значит и возможность решения задачи, но зато этот круг смещается в зону сильных решений, лежащих порой далеко от тех ресурсов, которые изначально могут показаться очевидными.
Формулируя ИКР, мы сразу ориентируем себя на поиск идеальной системы, в которой бы не было конфликта.
В настоящее время в практике решения задач:
1) ИКР может формулироваться по отношению к каждому из элементов КП (свойство объектности) или икс-элементу, подменяющему еще неизвестный ресурс или один из элементов КП;
2) тем не менее, в каждой формулировке ИКР всегда должно быть только одно действие,
3) на практике модель ИКР часто используют менее строго, чем она определена, и рассматривают как образ, сужающий поле поиска ресурса для решения задачи, в этом случае ИКР может формулироваться в более произвольной форме по отношению к основным элементам наших моделей – не только НФ и ОФ, но и самому действию;
4) формулировка, как правило, содержит слово «сам(а,о)». ИКР оказывает существенную помощь в поиске нужного ресурса, создавая его образ, Однако этот вариант, конечно, подходит далеко не для всех случаев, и тогда приходится применять более сильные инструменты – противоречия.
Виды ИКР
Виды ИКР фактически описаны выше. Добавим, что в разработке Г.И. Иванова (см. АРИП) предложено удобное объединение и развитие указанных вариантов:
«Элемент … (указать выбранный ранее приоритетный носитель ресурса), используя … (указать имеющиеся у него поле, свойство, т. е. собственно сам ресурс), САМ выполняет или содействует выполнению (указать проблемную функцию) взаимодействуя с (другим выбранным ресурсом и его свойством, если мы решили использовать несколько ресурсов) не допускает … (указать недостаток, который должен быть устранен)».
Или в варианте с икс-элементом:
«Система для … (указать функцию ТС) сама, используя х-элемент, не допускает или устраняет … (указать недостаток, который должен быть устранен)».
(Приведено по Иванову Г.И. Алгоритм решения инженерных проблем. URL: http://www.ratriz.ru/pr_ ARIP.htm).
2.2. Базовая модель Противоречие
Противоречие – это модель конфликта при взаимодействии: сопоставление противоположных требований или свойств к носителю ресурса для выполнения разных функций.
Назначение противоречия
Противоречие позволяет еще больше (по сравнению с ИКР) сузить зону поиска ресурса (направить этот поиск преимущественно на ресурсы системы, и даже еще уже, ресурсы, прилегающие к зоне конфликта). С его помощью мы можем перевести процесс решения задачи с языка привычной нам формальной (классической) логики в многомерное пространство нашего подсознания, работающего на логике нежесткой, вероятностной.
Свойства противоречия
• Алгоритмичность: можно задать четкий алгоритм (правило) формулирования противоречия;
• бинарность: противоречие всегда формулируется по отношению к двум конфликтующим элементам;
• причинность: противоречие отражает результаты процессов в Системе, изменяющихся по мере развития этой ТС;
В полной формулировке противоречия указывается причина появления требований или свойств для каждого из элементов, входящих в формулировку;
• системность: для любой системы может быть построена система противоречий;
• нелогичность: противоречие не может быть строго разрешено с помощью классической логики.
Виды противоречий
Административное противоречие (АП) – модель ИС, в которой ясно, что надо сделать, но не известно, каким образом.
С него может быть начата постановка задачи. Если, конечно, искать сильные решения, а не ограничиваться «инженерными», а то и просто административными решениями.
Техническое противоречие (ТП) – модель конфликта, состоящая из описания двух состояний инструмента (НФ) с выявлением положительных и отрицательных последствий каждого из этих состояний.
В некоторых случаях, например, в задачах на обнаружение, когда еще нет инструмента для выполнения требуемой функции, в качестве НФ допускается условно выбирать несуществующие, гипотетические противоположные состояния имеющегося изделия.
Операционное определение – алгоритм формулирования ТП 1:
1) записать условие задачи без специальных терминов по форме:
• указать первый недостаток Н Э -1;
• сформулировать средство устранения НЭ-1;
1 Такая формулировка позволяет не потерять всех выявленных на предыдущих этапах анализа требований к КП.
2 Эту запись уже можно назвать задачей, которую мы затем будем уточнять и решать, хотя
Операционное определение – алгоритм формулирования ТП 1:
1) записать условие задачи без специальных терминов по форме:
– указать первый недостаток НЭ-1;
– сформулировать средство устранения НЭ-1;
Такая формулировка позволяет не потерять всех выявленных на предыдущих этапах анализа требований к КП. Эту запись уже можно назвать задачей, которую мы затем будем уточнять и решать,
• записать второй недостаток НЭ-2, возникающий, если использовать средство устранения НЭ -1;
2) сформулировать первое техническое противоречие ТП-1, по форме:
если А (описать средство устранения), то хорошо В (устранение НЭ-1), но плохо С (возникновение Н Э -2);
3) сформулировать второе техническое противоречие ТП-2, по форме:
если не А (без средства устранения), то нет С (нет НЭ-2), но плохо В (есть НЭ-1).
Другая, близкая форма ТП-2:
если не А (без средства устранения), то хорошо D, но плохо В (есть Н Э -1).
Физическое противоречие (ФП) – предъявление требований к наличию противоположных (взаимоисключающих) свойств одного элемента для выполнения им разных функций.
Операционное определение – алгоритм формулирования ФП:
0перативная Зона (О 3) (частицы вещества в 0 3) в течение Оперативного Времени (ОВ) должна обладать свойством С, чтобы выполнять (одна из конфликтующих функций или требований), и должна обладать свойством —С (не С), чтобы выполнять (другая конфликтующая функция или требование).
Или в упрощенном виде:
объект (наших улучшений) должен обладать свойством А, чтобы …(обоснование), НО объект должен обладать свойством неА чтобы …(обоснование).
Термины
Модель задачи (М3) – результат переформулирования исходной (проблемной, изобретательской) ситуации или АП, содержащий только ту информацию, которая непосредственно относится к решаемой задаче.
При развитии ТС мы вмешиваемся в естественный процесс изменений в ней, резко ускоряем движение ТС в сторону идеальности на основе ИКР. Но чтобы ТС развивалась ускоренно, надо устранить сдерживающие это развитие потенциальные конфликты. Такие конфликты часто скрыты за компромиссами, когда «интересы» отдельных элементов системы не удовлетворены в полной мере, а лишь настолько, что они все же как-то работают, в целом обеспечивают всей ТС возможность выполнять свою функцию. Но работают недостаточно хорошо для эффективной работы всей ТС, не «в полную силу». И надо, прежде всего эти
конфликты осознать, т.е. построить их модели (понять, в чем они). Вот эти модели, мы и называем противоречиями.
Противоречия – это переход к диалектическому и причинно-следственному мышлению.
Формулируя противоречие, мы сознательно сужаем область, в которой ведется поиск, направляя его преимущественно на активизацию внутренних ресурсов, наиболее доступных для элементов любой ТС, часто вообще не имеющих выхода на ресурсы внешние, проходя по цепочке причинно-следственных связей.
Виды противоречий
Административное противоречие – это квазипротиворечие и фактически противоречием не является в силу отсутствия второй половинки – противоположных требований к элементам ТС или заданным в условии задачи действиям.
Иными словами, противоречия как такового здесь еще нет. Есть только одна его половинка – надо что-то сделать. И пока мы не выберем какой-то путь решения этой задачи, вторая половинка (настоящее противоречие) не появится.
Техническое противоречие – это противоречие между функциями, точнее, между требованиями к ТС со стороны двух разных функций, инструмент перехода от функциональной модели к конфликту, мешающему системе выполнять обе эти функции.
Это противоречие состоит их двух частей, двух половинок: ТП-1 и ТП -2.
В ТП четко указано, какое изменение одного элемента КП приводит к недопустимому изменению другого элемента КП (ТП-1), и наоборот (ТП-2).
В отличие от АП здесь уже становится понятно не только то, что надо сделать, но и что этому мешает, видно, какое конкретно улучшение выполнения одной функции приводит к какому конкретному недопустимому (нежелательному) ухудшению выполнения другой. Фактически это и есть окончательная постановка изобретательской задачи. При этом резко сужается поле поиска необходимого ресурса, мы окончательно уходим от простого перебора вариантов, увеличиваем наши шансы на решение. ТП позволяет применить один или несколько стандартных технических приемов. Либо (в случае сложных задач) указывает на одно или несколько физических противоречий.
