Противоречие – модель системного конфликта

Сложные изобретательские задачи требуют нетривиального подхода, так как улучшение одних параметров системы приводит к недопустимому - ухудшению других параметров. Возникают противоречия.

Противоречие - проявление несоответствия между разными требованиями, предъявляемыми человеком к системе, и ограничениями, налагаемыми на нее законами природы, социальными, юридическими, и экономическими законами, уровнем развития науки и техники, конкретными условиями применения и т. п.

Изобрести означает устранить противоречие.

Существуют противоречия административные: нужно что-то сделать, а как сделать неизвестно. Этому виду противоречий соответствует изобретательская ситуация, включающая в себя целый клубок задач, из которых нужно выбрать именно ту, которую следует решать в первую очередь. Г.С. Альтшуллер в работе «Найти идею» отмечал: «Такие противоречия отражают сам факт возникновения изобретательской задачи, точнее - изобретательской ситуации. Они автоматически даются вместе с ситуацией, но они ни в какой мере не способствуют продвижению к ответу».

Таким образом, административные противоречия только обозначают проблему и в ряде случаев дают некоторое обоснование ее возникновения.

Преодолеть административное противоречие можно путем превращения неясной расплывчатой ситуации в одну конкретную техническую задачу. Это связано с проведением причинно-следственного анализа ситуации по технологической цепочке производственного процесса, поиска первопричины. Преодолев административное противоречие и выйдя на задачу, изобретатель неизбежно столкнется с новым, так называемым техническим противоречием.

Технические противоречия (ТП) отражают конфликт между частями или свойствами системы. Улучшение одного параметра системы приводит к ухудшению другого параметра. Например, в технологии производства мероприятия, направленные на повышение производительности обработки, часто приводят к ухудшению качества продукции.

Формулирование технических противоречий - это конкретная реализация более общего приема поиска решения - переформулирование условий задачи. Это модель задачи, в которой раскрываются положительные и нежелательные эффекты или явления в рассматриваемой предметной области.

При этом возникает проблема, как, сохранив или даже улучшив положительные стороны (эффекты), не допустить появления нежелательных эффектов.

Формулировка ТП позволяет вычленить положительные и нежелательные эффекты для того, чтобы провести анализ причин появления нежелательных эффектов, и тем самым активизирует мышление на поиск возможных направлений решения проблемы.

Анализ многих тысяч изобретений выявил, что при всем многообразии технических противоречий большинство из них разрешается 40 основными приемами. Список этих приемов был составлен Альтшуллером, на основании анализа более 40 тыс. авторских свидетельств и патентов. Знание этих приемов во многих случаях позволяет облегчить поиск ответа. Но ситуация осложняется тем, что решения многих сложных задач связаны с использованием определенных сочетаний нескольких приемов. Поэтому задачи необходимо анализировать глубже, выявляя физическую суть ТП.

Физическое противоречие: для улучшения системы, какая-то её часть должна находиться в разных физических состояниях одновременно, что невозможно. Например, вещество должно быть черным и белым, жестким и мягким, большим и маленьким и т.д. и т.п.

При разрешении физического противоречия необходимо выходя в оперативную зону задачи, найти элемент, не выполняющий нужную функцию или порождающий нежелательное явление, и предъявить ему требования с позиции идеала. Если в оперативной зоне такого элемента технической системы нет, то предъявляют требования идеальности к ближайшему элементу окружающей среды. И вот здесь, как правило, возникает внешне непреодолимое физическое противоречие. На этом этапе окончательно формируется задача, которую нужно решить, применяя свои знания по физике, химии и другим наукам. Физическое противоречие является наиболее фундаментальным, потому что изобретатель упирается в ограничения, обусловленные физическими законами природы. Для решения задачи изобретатель должен воспользоваться справочником физических эффектов и таблицей их применения.

Вепольный анализ

При решении изобретательской задачи чаще всего приходится терпеливо добираться до скрытого в задаче физического противоречия и рассматривать конкретные физические процессы. Но и здесь не всегда удаётся напрямую применить знания, даже если известны общие принципы разрешения технических противоречий. Требуются тактические шаги, конкретизирующие действия. Для этого нужен точный анализ взаимодействия веществ и энергий в оперативной зоне задачи.

Известно, что ни одно событие в материальном мире не происходит без видоизменения вещества и энергии (поля). Взаимодействие этих двух составляющих и определяет всё многообразие мира. Для изобретателя, который желает, чтобы его труд был результативным, знание этих процессов является необходимым. Но знать и помнить тысячи видов взаимовлияний между собой полей и веществ, а также миллионы их модификаций - задача, невыполнимая даже для суперкомпьютера. Значит, нужны какие-то общие принципы и формализация обращения с ними.

Выйти из этого положения в изобретательской деятельности позволяет «вепольный анализ». Слово «веполь» образовано от слов «вещество» и «поле». Понятие «поле» в ТРИЗ расширено: оно включает в себя не только «законные» физические поля - электромагнитные, гравитационные, поля слабых и сильных взаимодействий, но и всевозможные «технические» поля - механическое, инерционное, тепловое, акустическое, лучевое, запаховое и т. д. Другими словами, полем в ТРИЗ называют любое взаимодействие между веществами.

Понятие «вещество» в ТРИЗ также условное - им может быть любой элемент, участвующий в задаче.

Простейший веполь состоит из двух элементов-веществ и поля их взаимодействия.

Вепольный анализ проводится в оперативной зоне возникновения задачи, т.е. там, где выявлено физическое противоречие. В этом месте обязательно должны быть два вещества, полезно или вредно взаимодействующие между собой, и поле, которое связывает эти два вещества.

Пока в оперативной зоне задачи не будет выявлена эта «троица», решение задачи будет невозможным. Если веполь не полный, т.е. в нем не хватает какого-либо вещества или поля, его надо достроить. Если есть хотя и полный, но неэффективный веполь, его надо развить, задействуя новые вещества и поля. Если веполь сам порождает нежелательное явление, его надо разрушить и заменить новым.