Предмет ТРИЗ (Гасанов А. И.)

Учебник по ТРИЗ.

Предисловие

Одним из основных недостатков, свойственных многим выпускникам вузов, является неумение самостоятельно ставить и решать плохо формализованные задачи. Поэтому, приходя на производство, они зачастую оказываются беспомощными перед возникающими техническими, увы, не учебными проблемами, теряются в нестандартных ситуациях, плохо ориентируются в быстро изменяющемся мире техники. Причина такого положения в том, что при изучении вузовского курса большинство учебных дисциплин, как правило, базируется на рассмотрении хорошо известных и отработанных на сегодняшний день объектов техники, на решении теоретических и практических задач, для которых уже имеется их готовая постановка. При этом объекты техники изучаются вне связи с законами развития техники, а способы решения задач даются в виде набора алгоритмов, иллюстрирующихся рафинированными учебными примерами, причем преподавателю (а часто и студенту) заранее известен правильный ответ. Решение подобных учебных задач обычно превращается в достаточно рутинную работу, не требующую глубоких творческих размышлений. Все это не способствует развитию инженерного мировоззрения, инженерного мышления.

Не отрицая необходимости приобретения навыков хорошего решения такого типа задач, хотелось бы высказать мысль, что каждый преподаватель высшей школы должен быть озабочен тем, чтобы будущий специалист, прежде всего, овладел бы системным видением мира, в том числе и мира технических систем, знаниями и навыками, необходимыми специалисту для решения нетиповых, творческих задач. При этом под творческими задачами мы как раз и подразумеваем такие из них, для которых в данный момент нет готовой четкой формулировки, неизвестен заранее способ решения, а близкие примеры решения аналогичных задач в данной отрасли техники не очевидны или попросту известны. При этом каждая задача может иметь несколько вариантов решений, из которых специалисту необходимо уметь выбирать наиболее рациональное. Работе с такими задачами Высшая школа не учит.

В значительной мере восполнить указанный пробел в постановке инженерного образования позволяет изучение приемов и методов решения творческих проблем, объединенных в рамках ТРИЗ — теории решения изобретательских задач.

К сожалению, ТРИЗ в качестве науки о законах и путях развитии технических систем и методах поиска новых технических решений по их преобразованию еще не стала полноправной вузовской дисциплиной. Есть пока — что относительно небольшой, хотя и постоянно пополняющийся, опыт внедрения ее в учебный процесс как у нас в стране, так и в вузах ряда промышленно развитых стран.

Одной из причин медленного внедрения этой дисциплины является практически полное отсутствие ВУЗовских учебников и учебных пособий. Осознание необходимости что-то изменить в этом положении вещей и стало побудительным мотивом для написания данного учебника.

В настоящее время ТРИЗ — это быстро развивающаяся дисциплина, постоянно расширяющая сферу своего влияния на «неинженерные» виды деятельности. В силу этого сегодня она включает много практических находок, которые появились в последние время и еще не получили должного теоретического обоснования. Данное обстоятельство привело авторов к мысли поместить в предлагаемом учебнике только те материалы по ТРИЗ, которые принято считать классическими, т. е. полученные при непосредственном участии создателя ТРИЗ Г. С. Альтшуллера.

Именно поэтому при написании учебника авторы стремились максимально придерживаться классических положений ТРИЗ, избегая каких-либо авторских трактовок и формулировок. Это в равной мере относится как к теоретическому материалу, так и к ряду примеров и задач.

Книга предназначена для преподавателей ТРИЗ и их студентов, а так же всех тех, кто хочет научиться решать любые творческие задачи.

Курс ТРИЗ в книге изложен в виде двадцати основных тем. Это, естественно, не вся ТРИЗ. Авторы отобрали лишь те вопросы, которые по их мнению, совершенно необходимы при формировании вузовского учебного курса по этой дисциплины. Объем материала по каждой теме неодинаков и потому не может рассматриваться в качестве материала двадцати отдельных занятий. Мало того, часть тем изложены в стиле лекций, некоторая, меньшая — в стиле практических занятий по развитию навыков применения отдельных инструментов ТРИЗ для решения задач. Сделано это для того, чтобы дать возможность каждому преподавателю адаптировать изложенный материал для конкретных условий своего вуза своей специальности.

Будучи специалистами разных отраслей техники, авторы в написанных ими разделах (темах) приводили часть примеров технических решений из своей отрасли, примеров, близких им профессионально. Это же касается и содержания части учебных задач. Эти материалы могут создать трудности как у студентов, так и у преподавателей. Устранить такой разброс в учебнике, не носящем узкоотраслевой характер, не только сложно, но и нецелесообразно. Преподавателю надо помнить и разъяснять студентам, что ТРИЗ — это наука о развитии любых технических систем. Поэтому иллюстрация законов развития техники и методологии решения задач должна демонстрироваться на широком наборе примеров, как из конкретной отрасли деятельности, специфичной для данного вуза, так и выходящих за эти рамки. В тех же случаях, когда эти трудности становятся непреодолимыми и пример или задача из учебника плохо вписывается в контекст изложения темы, преподаватель должен их заменить.

Авторы выражают особую благодарность Волюславу Владимировичу Митрофанову за неоднократное прочтение рукописи и ценные критические замечания по ее улучшению, неизменную доброжелательную поддержку в ее подготовке.

Учебник написан коллективом преподавателей московских Вузов: главы (занятия) 1, 5, 15, 16 — Гасановым А. И. (МИИТ); главы 10, 17, 18, 19 — Бубенцовым В. Ю. (МИХМ); главы 2, 13, 14, 19 — Евсюковым С. А. (МГТУ им. Н. Э. Баумана); главы 3, 4, 8, 9, 11, 12, 20 — Кудрявцевым А. В. (Центр ИННОТЭК); главы 6, 7 — Ревенковым А. В. (МАИ).

Предмет ТРИЗ (Гасанов А. И.)

Введение

В книге рассматривается та грань инженерного труда, которая долгое время отсутствовала в вузовских курсах. Грань, которую то отдавали на откуп неуправляемому вдохновению, то пытались подменить математическими расчетами.

Речь в курсе пойдет об изобретательской деятельности, то есть о той силе, что сделала человека человеком, создала нашу цивилизацию. Овладение этой силой, ее управляемое применение и являются предметом нашего курса.

На занятиях будет рассмотрена современная методология инженерного творчества — ТРИЗ (теория решения изобретательских задач).

Курс состоит из ряда лекций, в которых излагаются вопросы теоретического характера и практических (семинарских) занятий, демонстрирующих применение теории к решению задач.

Так что же такое творчество? Ведь в обыденной жизни мы постоянно сталкиваемся со многими видами деятельности, к которым без особых напряжений относим понятие «творческая деятельность». Это, например, создание живописных, музыкальных, поэтических произведений и аналогичные виды деятельности. И все-таки обратимся за уточнением к «Словарю русского языка» С. И. Ожегова (Москва, 1972, изд. «Советская энциклопедия»). В соответствии с ним «Творчество — создание новых по замыслу культурных, материальных ценностей». Здесь особенно важно словосочетание «новых по замыслу».

В такой трактовке инженерной творческой деятельностью является изобретательская деятельность. И это очень важно понимать, т. к. развитие человеческой цивилизации, его темпы и уровень определяются именно изобретательской деятельностью людей, их творчеством. К числу выдающихся изобретений можно без всяких сомнений отнести способ добывания и сохранения огня, плуг и другие инструменты для обработки земли, колесо и повозку, порох, письменность, бумагу и печатный станок, ткацкий станок, паровую и электрическую машины, современные средства транспорта, электронную технику, включая электронные вычислительные машины.

Изобретая, человек создал мир второй, искусственной природы, мир вещей. Для этого он придумал множество способов использования и переработки естественных природных материалов, способов преобразования энергии воды, ветра, Солнца, ископаемого топлива в энергию различных силовых установок. Это, в свою очередь, позволило человеку не только освоить все уголки Земли, но и выйти за пределы атмосферы в космическое пространство.

Какое же место занимает изобретательское творчество в деятельности инженера в процессе создания новой и усовершенствования старой техники? Наиболее отчётливо это удаётся понять, рассматривая процесс проектирования техники, который можно представить в виде следующих укрупненных этапов:

•формулировка новой потребности, идеи, замысла ее удовлетворения;

•конструкторская и технологическая проработка (создание чертежей, расчет отдельных узлов и элементов, написание пояснительных документов);

•создание опытного образца, его испытания и доводка;

•окончательная корректировка технической документации и передача ее в производство.

Нас, пожалуй, в большей степени интересуют два первых этапа.

Включаясь в процесс создания новой техники на втором этапе, инженер-проектировщик должен использовать весь багаж своих знаний в области математики, вычислительной техники, специальных дисциплин, чему как правило неплохо обучают в ВУЗе. При этом, однако, совершенно ясно, что без хорошей начальной идеи, идеи, лежащей в основе разработки, труд проектировщика может оказаться малоэффективным: созданный образец техники вероятнее всего не будет способен выдержать конкуренцию с уже существующими товарами и услугами, или даже изначально окажется нежизнеспособным. Таких примеров техника знает предостаточно.

Чтобы избежать серьезных ошибок на этой важнейшей стадии создания проекта, существует ряд различных по сложности и эффективности методов поиска (генерирования) новых технических идей. Однако обучению этим методам в большинстве высших учебных заведениях пока уделяют мало внимания. Именно поэтому в подавляющем большинстве случаев даже высококвалифицированные специалисты, получившие хорошее фундаментальное образование, выдвигают новые идеи, основываясь на простом переборе вариантов, используя старый, как мир, но малоэффективный «метод проб и ошибок».

Возвращаясь еще раз к целям нашего курса, отметим, что он как раз и призван (хотя бы и частично) восполнить этот пробел в подготовке будущего инженера, познакомив его, насколько позволяет это сделать небольшой по своему объему учебный курс, с одним из эффективных методов поиска новых технических решений.