Инновации. Бизнес. ТРИЗ. Теория решения изобретательских задач

Рис. 1.13. Измерение температуры у младенца3

Анализ задачи

ИКР: ребенок хочет сам держать градусник во рту. Как этого добиться?

Что ребенок любит держать во рту? Правильно – соску. Можно использовать эту функцию (функциональный ресурс). Решение использованием приема 6. «Принцип универсальности».

Решение

Можно использовать соску, в которой встроен цифровой термометр (Baby Temp).

Рис. 1.14. Термометр Baby Temp4

Что еще любит ребенок? Ребенок любит, когда мама держит ему руку на лбу (рис. 1.15)

Рис. 1.15. Термометр Lunar Baby Thermometer5

Пример 1.5. Иглу

Эскимосы для постройки своих жилищ (иглу) используют снежные «кирпичи», которые выпиливают из снега.

Это пример использования ресурса вещества.

Задача 1.10. Производство металлов

Условия задачи

Металлы являются очень важным элементом для построения различных устройств, техники, аппаратуры и так далее. Но для многих производственных компаний оптимизация производства и увеличение прибыли являются основными критериями успеха. Как быть?

Рис. 1.16. Производство металла6

Анализ задачи

ИКР: увеличение прибыли и уменьшение затрат на производство.

Для оптимизации работы начали использовать данные производства. С помощью нейронных сетей и машинного обучения строится цифровая модель производства. Далее система ищет оптимальные настройки производственных систем и подсистем и делает автоматические настройки в АСУТП. Например, компания ERG анализирует данные о размере руды и использует эти данные для оптимизации работы мельницы (или дробилки) и контроля при добавлении химических реактивов.

Были использованы такие виды ресурсов:

– поле: информационные ресурсы (данные от производственных систем и знания экспертов компании);

– системный эффект: процесс переработки руды в комплексе;

– структура системы: элементы (отдельные элементы переработки руды (мельница, лента и так далее) и связи (между элементами).

Рис. 1.17. Производственный цикл переработки руды

Пример 1.6. Использование внешних ресурсов

При запуске новых программных продуктов (например, приложение для iOS или Android), компании тратят много средств на создание инфраструктуры для поддержки работы приложения. Таким образом компании рискуют деньгами, так как сложно заранее быть уверенными в том, что приложении или программный продукт будут пользоваться спросом. Для оптимизации рисков компании могут воспользоваться услугами Облачных сервис-провайдеров, например Амазон или Гугл.

Здесь использованы: структура системы (элементы и связи) и поле (данные и информация).

Пример 1.7. Иглу

Эскимосы для постройки своих жилищ (иглу) используют снежные «кирпичи», которые выпиливают из снега. Это значительно дешевле, чем строить дома из других материалов.

Это пример использования ресурса вещества.

Задача 1.11. Добыча крипто валюты

Условия задачи

При добыче нефти выделяется попутный газ, для утилизации которого нефтяная компания тратит значительные средства.

Анализ задачи

На месторождении им. Александра Жагрина в Ханты-Мансийском автономном округе «Газпром нефть» развернула электростанцию на сжигании попутного газа. В ином случае попутный газ либо пришлось выбросить в воздух, а он содержит метан и представляет угрозу как парниковый газ, либо сжечь в факеле, что тоже без пользы, либо закачать обратно в скважину, что тоже требует затрат. А полученное в процессе сжигания электричество можно на месте превратить в биткоины или иную криптовалюту без дополнительных затрат на транспортировку, что с удалённых месторождений категорически невыгодно.

Первым покупателем электроэнергии, полученной из попутного нефтяного газа, стала компания Vekus. Она доставила на месторождение контейнер со 150 ASIC-устройствами Antminer S9 для тестового майнинга. За месяц оборудование добыло 1,8 биткоина, на получение которого ушло 49 500 м3 попутного газа. Покупателю электроэнергия на месте обошлась в 3 рубля за кВт/ч. Для сравнения, в Москве тариф на электроэнергию составляет 5,5 руб., а в Санкт-Петербурге – 6,8 руб. «Газпром нефть» получила лишнюю копейку, майнеры – электричество по гуманным тарифам, а в окружающую среду было выброшено минимально возможное количество вредных веществ7.

Это пример использования ресурса поля (энергии) и потока вещества (газа). Поток газа берется из окружающей среды.

Задача 1.12. Шасси самолета

Условия задачи

При посадке самолета шины шасси очень сильно истираются и нагреваются от трения о посадочную полосу и даже горят. Шины приходится часто менять.

Анализ задачи

Выявим причины износа. Это трение. Почему происходит трение? Так как имеется разность скоростей движения посадочной полосы и колеса. Трения не будет, если разность скоростей будет равна нулю. Значит нужно раскрутить колесо до той скорости, с которой движется самолет. Так и сделали. Поставили специальный двигатель, который раскручивал колесо. Система управления определяла скорость движения самолета и подавала сигнал на двигатель, с какой скоростью необходимо раскручивать колесо. Это была достаточно сложная система.

Давайте разберемся, какие имеются ресурсы в данной системе. Самолет движется, значит, есть поток воздуха, который движется с той же скоростью, с которой движется самолет.

Поток воздуха может приводить в движение колесо. Остается только на внешней стороне колеса установить лопасти.

Это пример использования ресурса поля (энергия) и потока вещества (газа). Поток газа берется из окружающей среды.

Задача 1.13. Программа «червь»

Условия задачи

В 1982 г. в исследовательском центре компании XEROX была программа, требующая значительных вычислительных мощностей.

Можно было бы подключить другие компьютеры из сети, но тогда бы не работали другие программы, а это не допустимо. Как быть?

Анализ задачи

Использовать ресурсы времени и информации.

Решение

Программа должна работать тогда, когда не работают другие программы. Нужно выявить временной ресурс. Ночью большинство программ не работали. Именно тогда и можно использовать все компьютеры из сети. Кроме того, можно «захватывать» все простаивающие в сети компьютеры. Ночью использовался максимум подключенных вычислительных мощностей, а утром, когда пользователи начинают выполнять свои вычисления, освобождать их, сохраняя промежуточные результаты вычислений. Днем программа «перебивалась» бы одним – двумя компьютерами, а ночью опять захватывала все свободные вычислительные мощности.

Авторы назвали эту программу «червем» по аналогии с вышедшем в 1975 г. бестселлером «The shockware Rider» Джона Бруннера (John Brunner). Он описал «червей» – программы, распространяющиеся по сети – идею, которая произвела определенное впечатление, хотя ее осуществление находилось за пределами возможностей компьютеров того времени.

Дальнейшее улучшение – использовать паузы между работой в любом компьютере. Таких пауз, особенно в персональных компьютерах, достаточно много – более 90%.

Основной задачей, связанной с отладкой «червяка», оказалось его неконтролируемое распространение и зависание части зараженных «червяком» машин. Возникла новая задача.

Авторы только предусмотрели возможность послать по сети команду самоуничтожения всем копиям «червяка».

Это пример на использование, прежде всего, ресурса времени, но также использованы ресурсы связи, элементов (только необходимые части компьютера), вещества (другие компьютеры) и информации – информационные средства компьютерови потоков информации.

Информационные ресурсы, как отмечалось выше, мы будем рассматривать в очень широком смысле. Это не только различные виды данных и знаний (науки, теории, искусства и т. д), но и духовные ценности, мысли, чувства, стереотипы, человеческие отношения, поведение и психология человека и т. п.

Пример 1.8. Человек и окружающая информационная среда

Сейчас стало популярным использование информации для упрощения жизни человека или деятельности компании. Для предложения новых бизнес-подходов или направлений бизнеса можно использовать данные компании, клиентов компании для анализа и построения новых процессов. Например, для одного из ведущих банков были использованы данные для построения нейронных сетей, который увеличили продажи кредитов и увеличили доход банка.

Это пример использования ресурса, информационной среды.

Пример 1.9. Сотовая связь

Сотовая сеть – это один из видов мобильной радиосвязи. Общая зона покрытия делится на ячейки (соты) – зона покрытия отдельной базовой станции. Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть. Это пример использования ресурса пространства.

Задача 1.14. Постоянный победитель

Условия задачи

У одной нефтяной компании, которая имела большие бюджеты на информационные технологии (закупка серверов, программного обеспечения, разработки и так далее) возникла ситуация, когда один и тот же поставщик постоянно выигрывал большие конкурсы на поставку ИТ решений. Компания имеет очень строгие правила закупки, но ограничить поставщика только потому, что он постоянно выигрывает тендерный комитет не может.

Что же происходило?

Анализ задачи

Данный поставщик несколько лет назад выиграл конкурс на предоставление услуги по аутсорсингу ИТ специалистов разного профиля (служба поддержки, разработчики программных продуктов, специалисты по информационной безопасности, специалисты решения SAP и другие). Так как эти специалисты работали у заказчика и понимали все потребности и проблемы, они легко делились этой информацией со своим работодателем – компанией поставщиком.

Это пример использования – ресурса системный эффект (процесса и результата). Использован готовый ресурс – инженеры и другие технические специалисты. Они работали над определенными задачами и точно понимали потребность заказчика в новых решениях. Пока другие компании тратили свои ресурсы для анализа проблематики и подготовки решения (проведение демо, пилотных проектов и т. д), затраты ресурсов компании поставщика оплачивал сам заказчик. Это ресурс процесса. Используется ресурс времени.

Информационные ресурсы, мы будем рассматривать в очень широком смысле. Это не только различные виды данных и знаний (науки, теории, искусства и т. д.), но и духовные ценности, мысли, чувства, стереотипы, человеческие отношения, поведение и психология человека и т. п.

1.6.2.3. Оценка ресурсов

Ресурсы оценивают по критериям:

– количество ресурсов;

– готовность ресурсов;

– полезность ресурсов;

– стоимость.

Под количеством ресурсов мы понимаем объем имеющихся ресурсов:

– неограниченные ресурсы;

– достаточные ресурсы;

–недостаточные ресурсы.

Последовательность использования ресурсов (рис. 1.18):

Рис. 1.18. Последовательность использования ресурсов

Многие природные ресурсы можно считать неограниченными, например, воздух, солнечный свет, количество воды в морях и океанах, поток воды в реках и т. д.

Пример 1.10. Google

Google использует поисковые алгоритмы для предложения контекстной рекламы и ее дальнейшей продажи. Это пример неограниченных ресурсов, так как количество информации постоянно растет. Этот ресурс постоянно пополняется.

Пример 1.11. Жесткий диск

Современные компьютеры, как правило, имеют жесткие диски достаточные для работы. Пример достаточных ресурсов. Или могут иметь доступ к облачному жесткому диску. Эту идею взяла компания Dropbox8. Сейчас капитализация компании около 10 млрд долларов США.

Пример 1.12. Скачивание информации

Скачивание большого объема информации, как правило занимает много времени. Пример недостаточных ресурсов.

Готовность ресурсов – это состояние ресурса. Можно ли данный ресурс использовать в том виде, в котором он имеется или его необходимо видоизменить для использования при решении задачи или развития системы. Они подразделяются на:

‒ готовые ресурсы;

– неготовые ресурсы.

Последовательность использования ресурсов (рис. 1.19):

Рис. 1.19. Последовательность использования ресурсов

Пример 1.13. Вычислительные ресурсы

Для работы бизнеса необходимы компьютеры – или вычислительные ресурсы. Например, воспользовавшись услугами облачных провайдеров мы получаем готовые вычислительные ресурсы, если строить купить просто сервера – это будут неготовые ресурсы. Другие – требуют обработки (неготовые), например, мясо, крупы и т. п.

Пример 1.14. Поток воды

Поток воды – готовый ресурс для передвижения по реке на плоту. Тот же поток воды в реке недостаточен (неготовый ресурс), чтобы раскрутить турбину для выработки электроэнергии. Этот поток нужно усилить. Для этого строят плотину. Вода падает с большой высоты, усиливая поток.

Пока что гидроэнергетика – наиболее продуктивный способ производства электричества, ее КПД около 90%. Например, гидроэлектростанция в Китае «Три ущелья», в год вырабатывает 98,1 млрд Квт/ч энергии и строилась 20 лет. Что является серьезным бизнес-проектом9.

Пример 1.15. Торговля на бирже

Компания Robinhood – это финансовый стартап, который позволяет торговать на бирже. У компании есть удобное и простое мобильное приложение. Благодаря ему инвестиции стали доступны для людей, которые раньше не могли разобраться в финансовых рынках из-за множества сложных и непонятных деталей. Главная аудитория стартапа – миллениалы (поколение Y), готовый ресурс с небольшой суммой денег. По словам компании, средний возраст клиентов – 31 год. А самое главное преимущество Robinhood перед классическими брокерами – отсутствие комиссий за торговлю. За счет большого количества клиентов, компания создала значительный доход10.

Полезность ресурсов для системы. Ресурсы могут быть:

– вредные ресурсы;

– нейтральные ресурсы;

– полезные ресурсы.

Прежде всего, следует использовать вредные ресурсы. Тем самым достигаются сразу два полезных действия: решается задача и уменьшается вредное действие на систему. Если невозможно применить вредный ресурс, то следует использовать нейтральный и, в последнюю очередь, следует использовать полезный ресурс.

Последовательность использования ресурсов (рис. 1.20):

Рис. 1.20. Последовательность использования ресурс

Пример 1.16. Тушение пожара

Огонь, распространяющийся в поле или в лесу, можно погасить встречным огнем. Использован вредный ресурс.

Стоимость ресурсов – это один из важных показателей. Они могут быть:

– бесплатные;

– дешевые;

– дорогие.

Бесплатные ресурсы – это, как правило, или ресурсы природы, или отходы.

Пример 1.17. Вне конкуренции

После того, как компания Cisco стала довольно известной на рынке производства сетевых решений, стало появляться большое количество конкурентов (Juniper, PaloAlto, Extreme и другие). Снижать цены было не выгодно, так как прибыльность Cisco была высокой. Компания разработала программу Cisco Academy – курс тренингов и лекций для подготовки сетевых администраторов и бесплатно предложила эту программу для ведущих технических университетов. Пока конкуренты думали о новом функционале и снижении маржи, чтобы быть более привлекательными для заказчиков, Cisco готовила целую армию тех специалистов, которые хорошо знали только решения и оборудование Cisco. Когда эти студенты вышли на работу и принимали решение какое оборудование покупать и с чем работать, они конечно выбирали продукты Cisco.

1.6.2.4. Преобразование ресурсов

Преобразования, как правило, требуют неготовые ресурсы.

Виды преобразования ресурсов:

– переработка (обработка);

– хранение;

– передача.

Переработка (обработка) требуется для преобразования неготового ресурса в необходимый вид.

Пример 1.18. Обработка информации

Как правило, информация поступает не в готовом виде. Ее преобразованием занимаются информационные системы. Это пример переработки информационного ресурса.

Накопители – хранят ресурсы информации, а посредством интернета этот ресурс передается.

Пример 1.19. Знания

Хранение ресурса знаний. Австралийская компания Woodside Energy столкнулась с проблемой, когда старые и опытные сотрудники покидают компанию (выход на пенсию, переход на другую работу) они забирают с собой накопленные опыт и знания. Новым сотрудникам нужно потратить много времени для получения такого опыта. Компания решила создать базу знаний на основе искусственного интеллекта (ИИ), который был обучен ведущими специалистами компании. ИИ получил знания о всех тонкостях роботы с основными системами компании, чего не было указано в номенклатурных документах. Если специалист уходил с работы, все его знания оставались в компании. Так же данное решение использовалось для обучения нового персонала. Пример хранения ресурса.

Рассмотрим способы преобразования ресурсов:

– соединение-разъединение;

– динамизация-стабилизация;

– ускорение-замедление;

– увеличение-уменьшение.

Разъединение очень часто используется в ТРИЗ. Это и прием дробление, и разделение противоречивых свойств и т. д. Любая сортировка требует отделения (разъединения).

Пример 1.20. Логистическая компания

Компания DHL Express является одной из ведущих логистических компания в мире. DHL одной из первых предложила идею логистических хабов – складов куда доставляются товары (посылки), проводится первичный анализ адресата (куда посылку нужно доставить) и далее по оптимальному пути, который определяется системой по определенному алгоритму, отправляется на другой хаб. Таким образом с помощью приема соединения-разъединения товаров DHL смогла оптимизировать затраты на логистику, улучшить сроки доставки и избежать потери посылок.

Пример 1. 21. Видео

Компания ByteDance, владеющей социальной видео платформой TikTok, взяла идею Youtube по популяризации видео контента, но ограничила видео длительность до нескольких минут, таким образом добавив динамичности (динамизация ресурса) просмотров (за один час можно посмотреть много роликов длительностью менее минуты). Благодаря этому количество пользователей резко увеличилось, и рыночная стоимость компании оценивается в районе 100 млрд долларов США.

Пример 1. 22. Ускорение продаж

В ряде компаний (HP, IBM. Cisco и других) есть понятие акселерация (ускорение) продаж. Когда под конец отчетного периода (квартала, финансового года) компании предлагают дополнительные скидки для покупателей, специальные условия для партнеров (бесплатная доставка, дополнительный функционал, бонусы от продажи) и дополнительные бонусы для продавцов компании и командная мотивация.

Это пример на ускорение ресурса (скорости продажи).

Пример1.23. Лицензионный аудит

Компании – разработчики программных продуктов (Microsoft, Oracle и другие) проводят лицензионный аудит. Таким образом компании проверяют на сколько правильно заказчики используют купленные лицензии и нет ли превышения (куплено одно количество лицензий, а используется гораздо больше). При этом компании информируют заказчиков о том, что в случае невыполнения лицензионного соглашения производитель может лицензии отозвать. Лицензионный аудит – это большая доля бизнеса для компаний производителей на пост советском пространстве. При этом использовали информационные ресурсы – отзыв лицензий, в случае неуплаты за перерасход использования лицензий.

1.7. Применение системы по новому назначению

1.7.1. Общие понятия

Если стоит задача найти новые применения имеющейся системы, то:

1. Первоначально выявляются свойства системы и ее частей. Для этого удобно использовать таблицу 7.1.

2. Составляется морфологическая матрица с учетом разных сред применения и разных контингентов пользователей.

Примечания: Под средой понимаются любые внешние воздействия на систему. Это могут быть нормальные условия в закрытом помещении, повышенное или пониженное давление, температура, агрессивная среда, различные виды излучений, например, радиоактивные, электромагнитные и т. д. Контингент пользователей – это сегмент (определенная группа людей), на которую рассчитана система, например, дети, взрослые, инвалиды, верующие и т. д.

Таблица 1.1. Структура ресурсов

1.7.2. Выявление свойств

Выявление свойств систем может проводиться в следующей последовательности:

1. Определение свойств системы в целом.

1.1. Описание известных свойств системы, взятых из справочников и документации, в том числе главной, основных и второстепенных функций.

1.2. Описание явных свойств системы, не описанных в справочной литературе, например, особенностей формы, чистоты поверхности, цвета, объема и т. п.

1.3. Описание нежелательных, вредных, бесполезных и вспомогательных свойств, выявленных, например, в процессе эксплуатации.

2. Разделение системы на подсистемы и выявление их свойств аналогичным образом.

3. Выявление свойств веществ, из которых состоят подсистемы, аналогично п.1. Выявление свойств полей, которыми обладает данная система и подсистема.

4. Выявление системных свойств, не описанных ранее, полученных в результате соединения подсистем известными и новыми способами.

Кроме того, свойства системы меняются в зависимости от надсистемы, частью которой она является, и от среды, в которой находятся (работают, функционируют) система и надсистема.