>>

Глава 1 КОМПЛЕКСНЫЙ МЕТОД, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ...

  или

о гении и злодействе,

о том, чем и почему были неудовлетворены авторы этой книги,

какое отношение к эвристике имеет команда «Насыпать порох на полку»,

о месте комплексного метода в ряду других методов, а в самом конце —

о том, почему точные науки называются точными

Условные сокращения:

ТРИЗ — теория решения изобретательских задач АРИЗ              —              алгоритм решения изобретательских задач

ТС              —              техническая система

ТП              —              техническое противоречие

КМ              —              комплексный метод

Гений и злодейство, говорят, не совместимы.

Но стремление к новому и консерватизм в человеке уживаются вполне. Поэтому любое новшество должно доказывать свое право на существование: «...отличающийся тем, что, с целью...».

Чтобы показать основные особенности комплексного метода поиска новых технических решений, необходимо обратиться сначала ко времени его разработки: к 1978—79 гг. Следует отметить, что авторы приобщились к методам творческого поиска через теорию решения изобретательских задач (ТРИЗ), которая в начале 70-х годов называлась алгоритмической методикой (по названию метода — алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) [3], составляющего ее основу). В те годы АРИЗ был практически единственным методом, в котором стремление уменьшить перебор вариантов при поиске реализовывалось наиболее последовательно. Особенно заметный скачок в повышении направленности был сделан в модификации АРИЗ—77 [4]. Но, справедливо отвергая метод проб и ошибок как средство поиска решений, в ТРИЗ одновременно «предали анафеме» перебор вариантов вообще. АРИЗ—77 был построен так, будто всегда получается один вариант решения, предпочтительность которого гарантируется правильностью выполнения формальных правил алгоритма, отражающих в основном внутреннее функционирование системы.

Степень направленности метода превысила допустимый уровень, обусловленный достигнутым проникновением в суть процесса поиска новых решений. Метод стал излишне жестким. Фактически алгоритм решения неко-

торых типов задач был распространен на все задачи. Естественно, при использовании АРИЗ—77 для решения задач, особенно практических, стали возникать сбои.

Из числа методов, описанных к тому времени в литературе [6, 7, 11], определенным антиподом АРИЗу среди алгоритмических методов был обобщенный эвристический алгоритм поиска новых технических решений [11]. Он был разработан путем статистической обработки и обобщения различных методик как база для создания специализированных (отраслевых) методов. Наибольшее число операций предназначалось для постановки (переосмысления) задачи и для анализа, выбора и развития решения. В качестве основных средств решения задачи предполагалось использовать массивы физических эффектов и технических решений (не были опубликованы), массив эвристических приемов (420 единиц) и массив поисковых процедур (85 единиц). Поскольку выбор из


пассивов решающий задачу человек должен был делать опираясь только на свой опыт и интуицию, направленность поиска этим методом была весьма невелика.

Неудовлетворенность известными методами, опирающаяся как иа результаты их практической проверки, так и на выполненные теоретические разработки, и явились причиной, побудившей авторов к созданию нового метода. За основу был принят АРИЗ. Одновременно были намечены направления разработки, которые обусловили основные отличия этого метода от известных: в основу построения нового метода положены не статистика и не анализ «сбоев» в решении задач, а теоретические разработки в области поиска новых технических решений (в первую очередь — разработки логики поиска); метод включает аппарат (специализированные блоки) для решения обеих основных классов задач: задач синтеза и задач — противоречий; не отказываясь от направленности поиска, вместо использования недостаточно обоснованных формальных правил сделан акцент на выявление сущности конфликта и «развилок» в процессе поиска с сознательным выбором направления решения задачи; максимально использован аппарат выявления и разрешения противоречий, в том числе — анализ технической системы (ТС) через логическую структуру технического противоречия (ТП); для решения задач синтеза в метод включен аппарат построения структуры и поиска физического принципа действия на базе закономерностей построения ТС (энергетическая полнота и проводимость); максимально использована одна из важнейших закономерностей развития технических систем — повышение степени идеаль-

alt="" />

ности ТС, для чего, основываясь на ранее разработанное представление об идеальной системе («системы нет, а функция ее выполняется»), введены в метод принципы идеальности; при выполнении операций синтеза решения, где, как правило, идет отход от идеальности, сделан акцент на использование скрытых или неполезных свойств (ресурсов) элементов системы и ее окружения, а также введен анализ степени идеальности системы.

* * *

Разработанный метод, получивший название комплексный метод поиска новых технических решений (сокращенно — комплексный метод, КМ), представляет собой общетехническую (межотраслевую) методику направленного поиска новых решений и имеет вид эвристического алгоритма.

Эвристический алгоритм представляет собой строго определенную последовательность (систему) предписаний, своего рода алгоритмизированную инструкцию, указывающую, что и как должен делать человек, чтобы решить задачу. При этом (в отличие от алгоритма для ЭВМ) предписания метода являются не строгими, эвристическими. В отличие от алгоритмических методов неалгоритмические эвристические методы структуризованы слабо. В некоторых из них оговариваются только общие принципы и укрупненный план действий. А порядок применения конкретных предписаний не является строгим.

Следует отметить, что алгоритмическая форма метода не гарантирует его направленности. Так, стратегия семикратного поиска [6], имеющая вид эвристического алгоритма и предполагающая применение матриц 7X7, по механизму поиска близка к морфологическому методу [7, 8], который является методом ненаправленного систематического поиска решений.

Укрупненная схема метода показана на рис. 1. Текст метода приведен в приложениях 1 и 2.

Комплексный метод включает в себя систему предписаний и массивы информации. Предписания метода разделяются на основную последовательность действий и совокупность операторов.

Основная последовательность действий (приведена в приложении 1) описывает операции, составляющие процесс поиска новых технических решений, и делится на шесть этапов. Центральные, «решательные» (второй, третий и четвертый) этапы разделены на два блока. «Блок функционального синтеза технической системы» используется в тех случаях, когда надо построить ТС «с нуля» по заданной главной полезной функции (ГПФ) или достроить две и более подсистемы в имеющейся технической системе. В остальных случаях, при решении задач-противоречий или при достройке одной подсистемы используется «Блок преобразования технической системы».

Блоки связаны между собой: если при синтезе многофункциональной системы возникнет подзадача, для ее решения может быть использован «Блок преобразования технической системы».

Операторы представляют собой подробные предписания, либо разъясняющие порядок выполнения отдельных операций основной последовательности действий, либо являющиеся специальными и,

в определенной степени, самостоятельными инструментами для преобразования задачи и синтеза решения, для анализа и синтеза технических систем. Своего рода «миниалгоритмы».

В тексте основной последовательности действий справа от описания операций указаны номера операторов, обращение к которым облегчает выполнение данной операции. Там же указаны и номера массивов информации, которые должны быть использованы при поиске решений.

Рис. 1. Структурная схема комплексного метода поиска новых технических решений

Совокупность операторов — одна из особенностей комплексного метода. Она призвана разрешить противоречие, типичное для методов, ориентированных на человека: для облегчения освоения операции метода должны быть «мелкими», простыми, а после освоения слишком дробное деление на операции мешает, тормозит действие. Из истории известно, как подобное противоречие было разрешено в военном деле. При введении огнестрельного оружия его заряжали в боевых условиях сначала по целой системе команд: от «Прочистить ствол шомполом» до «Насыпать порох на полку». Затем в бою перешли к одной команде «Заряжай», а прежнюю совокупность команд оставили только при обучении. Возможность подобного перехода заложена и в комплексный метод: по мере освоения метода операции основной последовательности действий могут выполняться без обращения к соответствующим операторам.

Комплексный метод в полном объеме предназначен для решения сложных задач и для выработки общих навыков поиска новых технических решений.

Ряд несложных задач может быть решен непосредственно использованием массивов информации. Отдельные операторы могут использоваться самостоятельно (например, опе- раторь1 выбора направления решения и сравнения альтернатив). При использовании метода необходимо также руководствоваться четырьмя общими правилами, приведенными в приложении 1 перед текстом основной последовательности.

В приложении 1 указан состав операторов и массивов информации, а также приведен текст пяти операторов, используемых в «решительных» блоках метода. Содержание части операторов фактически изложено в книге [9]:

— суть операторов выявления и разрешения противоречий — в главе 3; •—содержание структурно-энергетического оператора соответствует главе 5.

О содержании блока операторов предметно-функционального анализа можно судить по характеристикам ТС, описанным в главе 2 книги [9], с элемен-


тами этого блока можно также познакомиться по книгам [7, 8]. Примеры анализа системы на идеальность и некоторых других аспектов предметнофункционального анализа будут приведены в главе 3.

Оператор определения конечной цели решения предусматривает формирование цели на базе многоаспектного списка целей (с опорой на главные и общие цели). Подход, заложенный в оператор выбора направления решения, соответствует принципам ориентирующего поиска, изложенного в главе 6 книги [9]. (Постановка задачи кратко будет показана в главе 2 и подробно будет рассмотрена в одной из следующих книг серии). Оператор сравнения альтернатив предусматривает применение метода весовых коэффициентов. Пример его использования будет дан в главе 3.

С элементами массива типовых решений можно познакомиться по книге [9]: принципы идеальности описаны в главе 4; фрагмент массива типовых форм разрешения противоречий дан в приложении 3.

Массив физических явлений и эффектов комплексного метода включает 250 единиц информации с поисковой таблицей.

Сокращенный вариант этого массива приведен в приложении 2 настоящей книги. В целом логика комплексного •метода соответствует главе 6 книги [9].

* * *

Интересно сравнить комплексный метод с последними модификациями других методов направленного поиска. В обобщенном эвристическом методе [14], (который развивает идеи обобщенного эвристического алгоритма) выделяются два типа задач: устранение недостатков известных технических объектов и поиск принципиально нового объекта (по сути задача-противоречие и задача синтеза). Однако алгоритм поиска одинаков для обеих типов задач, причем структуризация операций невелика. Метод включает восемь массивов информации, из них три общетехнические (физико-технические эффекты (120 ед.), эвристические приемы (180 ед.), методы оценки и выбора вариантов), остальные должны создаваться для каждого вида технических систем. В этой же книге [14] описан формализованный метод синтеза физических принципов действия (поискового физического конструирования). Анализируя методы можно заключить, что направленность поиска при решении задач синтеза у обобщенного эвристического и комплексного методов примерно одинакова, а при решении задач-противоречий направленность поиска у комплексного метода гораздо выше.

Алгоритм решения изобретательских задач АРИЗ-85-В [5] отличается подробной регламентацией перехода от формулировки задачи к физическому противоречию, а также анализом и использованием ресурсов системы и ее окружения. В предписаниях метода, а также в массиве стандартных решений изобретательских задач (76 ед.) [13] приведены эвристики, отражающие закономерности развития состава и структуры технической системы. В методе отсутствует этап постановки задачи, хотя возможен переход к надсистеме и выше, если на уровне системы решения не получено. Вообще логика АРИЗ-85-В предусматривает остановку при получении одного (первого) решения, метод продолжает оставаться излишне жестким. Решение задач синтеза в АРИЗе не предусмотрено, отсутствует также анализ структуры противоречия технической системы.

По степени формализации операций комплексный метод на сегодня является рациональной серединой между обобщенным эвристическим методом (с его низкой направленностью) и АРИЗом (с его избыточной формализацией). Учитывая, что комплексный метод достаточно универсален, а состав поисковых процедур, составляющих метод, минимально необходим и достаточен для решения задач, он удобен не только для поиска решений с заданными условиями реализации, но и для обучения технологии направленного поиска. При большей по сравнению с АРИЗом спереборности» КМ, он, как это ни парадоксально звучит, более точен (корректен), так как степень его направленности более

соответствует уровню современных знаний о технических системах и процессе поиска новых технических решений. Ведь, как писал известный биолог А. А, Любищев в «Уроках истории науки», «точные науки называются точными не потому, что они достоверны, а потому, что в точных науках ученые знают меру неточности своих утверждений» [2].

* * *

В последующих главах будут показаны примеры решения задач с применением комплексного метода. Причем основное внимание будет уделено логике «решательных» блоков метода, для чего рассматриваемые технические системы выбраны по возможности простыми (чтобы читатель не тратил лишних усилий на проникновение в их техническую суть).


| >>
Источник: Б.И.ГОЛДОВСКИЙ м.и.вайнерман. комплексный метод поиска решений технических проблем. 1990

Еще по теме Глава 1 КОМПЛЕКСНЫЙ МЕТОД, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ...:

  1. Теоретические методы.
  2. Глава 6. Технология развития медиакомпетентности и критического творческого мышления в процессе медиаобразования студентов: общие подходы*
  3. МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ
  4. ГЛАВА 8 А.Смирнов Справедливость (опыт контрастного понимания)
  5. Глава 2 Краткая история графического изображения и начало психологического анализа рисунка
  6. ГЛАВА 2. АРАБО-ИЗРАИЛЬСКИЙ КОНФЛИКТ И ПОЗИЦИИ ВЕДУЩИХ ПОЛИТИЧЕСКИХ ПАРТИЙ ФРАНЦИИ
  7. Глава 30 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ВОЙНА: РАЗРУШЕНИЕ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ МАТРИЦ НАРОДА
  8. Глава 1.ПРОБЛЕМЫ ИСТОРИОГРАФИИ И ИСТОЧНИКОВЕДЕНИЯ
  9. § 4. ПОНЯТИЕ И СТРУКТУРА МЕТОДА ПРАВОВОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
  10. Глава 4 ЕДИНЫЙ МЕТОД ПРАВОВОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОСТАНОВКА ВОПРОСА
  11. Раздел 2. ПРЕДМЕТ И МЕТОДЫ ЭТНОЛОГИИ (ЭТНОГРАФИИ)
  12. ГЛАВА IV Системно-комплексный подход в формировании концепции развития народов й их национальных характеров
  13. ГЛАВА 12 ОСОБЕННОСТИКОЛЛЕКТИВНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОЗНАНИЯ
  14. Глава 1 КОМПЛЕКСНЫЙ МЕТОД, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ...