Бесплатная техническая библиотека

ПОСТРОИМ МОДЕЛЬ ЗАДАЧИ

Книги и статьи / И тут появился изобретатель

 Комментарии к статье

Тридцать лет назад был разработан первый алгоритм решения изобретательских задач (сокращенно - АРИЗ). Слово "алгоритм" означает программу, последовательность действий. На уроках математики вы часто встречались с алгоритмами. Например, правила извлечения квадратного корня - это алгоритм, последовательность определенных операций: нужно записать данное число, разбить цифры на пары, извлечь корень из первой пары цифр (или из одного числа), записать этот корень и т. д. Алгоритмы встречаются не только в математике. Вот правило перехода улицы: "Сначала посмотри налево - нет ли машин; иди; дойдя до середины улицы, посмотри направо; иди" - это тоже алгоритм.

В первой главе я говорил: нужен мост от задачи к ответу. Таким мостом и служит АРИЗ. В АРИЗ семь частей, каждая часть состоит из ряда шагов, всего их около пятидесяти, причем большинство шагов включает несколько операций. Есть правила, помогающие избежать ошибок при "шагании"; эти правила, наверное, можно сравнить с перилами моста. Есть списки главных приемов и таблицы использования физических эффектов... Сложное сооружение - вместо простого "а если сделать так?".

Первая часть АРИЗ - постановка задачи. Кое-что об этом вы уже знаете: мы разбирали вопрос о том, когда надо решать данную задачу (то есть совершенствовать техническую систему), а когда необходимо ее заменить (искать нечто принципиально новое). Входит в первую часть АРИЗ и оператор РВС. Но мы еще не говорили об одном очень важном шаге - об использовании так называемых стандартов.

Наряду с простыми приемами существуют и комплексные, включающие несколько простых. Простые приемы универсальны, их можно использовать при решении самых разных задач. Чем сложнее комплексы приемов, тем крепче привязаны они к определенному классу задач. Зато сила специализированных комплексов очень велика: для задач, принадлежащих к своим классам, комплексные приемы дают оригинальные решения, близкие к ИКР. Такие комплексы (точнее, самые сильные из них) получили название стандартов.

С одним из них мы, кстати, познакомились: если нужно перемещать вещество, сжимать его, растягивать, дробить, словом, если нужно управлять веществом и если это вещество не портится от добавок, задачу решают введением в вещество ферромагнитных частиц, управляемых магнитным полем.

Первая часть АРИЗ предусматривает проверку задачи: нельзя ли ее сразу решить по стандартам? Если задача стандартна, нет смысла идти дальше по АРИЗ. Проще применить стандарты и получить готовый ответ. Стандартов разработано более восьмидесяти.

Первая часть АРИЗ отсеивает стандартные задачи, а нестандартные меняет и уточняет. Расплывчатая и туманная ситуация превращается в четкую и правильно поставленную задачу. Во второй части АРИЗ совершается еще один переход: от задачи к модели задачи. В задаче много "действующих лиц" - частей системы. А в модели только два "действующих лица"; конфликт между ними и есть техническое противоречие. Очень часто модель задачи включает объект и внешнюю среду, окружающую объект. Вспомните, например, задачу о шлаке. Объект - горячий шлак. Внешняя среда - холодный воздух, соприкасающийся с поверхностью шлака.

В ситуации и задаче речь идет о реальных технических системах, а в модели задачи мысленно выделяются две части системы. В воздухе висит расплавленный шлак, а над ним - столп холодного воздуха. Вот и вся модель! Домны, железнодорожные платформы, даже ковши - все это не попадает в модель. Остаются только две конфликтующие части, и это уже огромный шаг вперед. Ведь вместе с другими частями мы отбрасываем множество "пустых" вариантов, которые пришлось бы рассмотреть.

В АРИЗ есть правила, как строить модель задачи. В модель всегда должно входить изделие. Второй элемент модели - то, что обрабатывает, меняет изделие, - инструмент или часть его, непосредственно воздействующая на изделие.

Правильный выбор конфликтующей

пары иногда сразу приводит к решению. Посмотрим это на простой задаче.

Задача 50. ПУД ЗОЛОТА

В небольшой лаборатории исследовали действие горячей кислоты на сплавы. В камеру с толстыми стальными стенками помещали 15-20 кубиков разных сплавов и заливали кислоту. Затем камеру закрывали и включали электрическую печь. Опыт продолжался одну-две недели, потом кубики доставали и исследовали их поверхность под микроскопом.

Как построить модель задачи? Каков ответ на задачу?

Давайте разберемся вместе. В задаче дана техническая система, состоящая из трех частей - камеры, кислоты и кубиков. Обычно считают, что это задача на предотвращение коррозии стенок от действия кислоты. То есть вольно или невольно рассматривают конфликт между камерой и кислотой, ищут средства защиты камеры от кислоты. Представляете, что получается? Скромная лаборатория, исследующая сплавы, должна оставить эту работу и заняться решением сложнейшей проблемы, над которой без особого успеха работали и работают тысячи исследователей: как защитить сталь от коррозии. Допустим даже, что эту проблему в конце концов удастся решить. Но пройдет много времени, а испытания сплавов нужно вести сегодня, завтра...

Используем правило построения моделей. Изделие - кубик. На кубик действует кислота. Вот и модель задачи - кубик и кислота. Камера просто не попадает в модель! Надо рассмотреть только конфликт между кубиками и кислотой.

Здесь начинается самое интересное. Кислота разъедает стенки камеры. Понятно, в чем конфликт между камерой и кислотой. Но у нас в модель задачи входят только кубик и кислота. В чем же конфликт между ними?! В чем теперь задача? Кислота разъедает стенки кубика? Пусть разъедает! Для этого и проводятся испытания. Выходит, конфликта нет...

Чтобы понять суть конфликта между кубиком и кислотой, надо вспомнить, что мы не включили в модель камеру. Кислота должна держаться возле кубика без камеры, но сама по себе кислота не будет этого делать, она растечется... Вот этот конфликт нам и предстоит устранить. Очень трудную задачу (как предотвратить коррозию) мы заменили очень легкой (как не дать разлиться кислоте, находящейся возле кубика).

Ответ виден без дальнейшего анализа: надо сделать кубик полым, как стакан, а залить кислоту внутрь кубика.

Можно прийти к ответу и с помощью вепольного анализа. Гравитационное поле Птр (сила тяжести) меняет состояние кислоты В1 (заставляет ее разливаться) и не меняет состояние кубика В2:

Нет веполя, не хватает по крайней мере одной стрелки. Тут могут быть только два варианта:

Первый вариант: кислота передает свой вес кубику, давит на кубик. Для этого кислоту придется залить внутрь кубика. Второй вариант: кубик и кислота испытывают одинаковое действие гравитационного поля. Свободно падает пролитая кислота, и свободно падает кубик. При этом кислота никуда не уйдет от кубика. Теоретически ответ годится, хотя практически - для условий нашей задачи - он слишком сложен.

Обратите внимание: догадка дала один ответ, анализ "поймал" оба. Да, Шерлок Холмс не зря отвергал догадку...

Дальше >>

Смотрите другие статьи раздела И тут появился изобретатель.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Цыплята из искусственного яйца, напечатанного на 3D-принтере 29.05.2026

Компания Colossal Biosciences, известная своими амбициозными инициативами по "воскрешению" вымерших животных, достигла важного прорыва. Специалистам удалось вырастить цыплят из полностью искусственного яйца, созданного с помощью 3D-печати. Эта технология рассматривается как значительный шаг на пути к возможному возрождению одного из самых впечатляющих представителей исчезнувшей фауны - гигантского моа. Южноостровной гигантский моа (Dinornis robustus) был одной из самых высоких птиц в истории Земли. Самки этого нелетающего родственника страусов могли вырастать выше двух метров и дотягиваться до пищи на высоте до 3,6 метра. Эти гиганты обитали в Новой Зеландии, однако полностью исчезли примерно в XV веке после активной охоты со стороны первых поселенцев-маори. Теперь Colossal Biosciences пытается вернуть подобных птиц в современный мир с помощью передовых биоинженерных решений. Искусственное яйцо, разработанное компанией, состоит из титановой решетчатой оболочки, изготовленной на 3 ...>>

Робот-бариста Jarvis 29.05.2026

Американский стартап Artly представил роботизированного баристу по имени Jarvis, который уже работает в кафе Muji в Портленде. Эта система не просто механически готовит кофе - она старается максимально точно воспроизводить технику и навыки чемпионов кофейного мастерства, превращая авторский кофе в стабильный и масштабируемый продукт. Основателем кофейной философии проекта стал Джо Янг, занимающий должность Chief Coffee Officer в Artly. Выросший в Китае, он впервые попробовал кофе только в 2007 году во время учебы в Оклендском университете в Новой Зеландии. Сначала эспрессо привлек его как самый бюджетный напиток в меню, но постепенно интерес перерос в профессиональную страсть. Джо Янг стал победителем нескольких национальных чемпионатов США по обжарке кофе, приготовлению напитков и лате-арту. Для обучения Jarvis команда Artly применила систему захвата движений. На руку Джо Янга установили специальные датчики, которые записывали каждое движение при наливании молока и создании лате ...>>

Генетический резервный план растений 28.05.2026

Многие растения обладают удивительной способностью адаптироваться к самым суровым условиям окружающей среды. Одним из скрытых механизмов их выносливости оказалась полиплоидия - наличие более двух наборов хромосом в клетках. Это явление, распространенное среди растений, но редкое у животных, может действовать как эволюционный страховочный фонд. Новое исследование показывает, что именно дополнительные копии генома помогали цветковым растениям неоднократно переживать масштабные климатические кризисы на протяжении миллионов лет. Ученые проанализировали геномы 470 видов покрытосеменных растений и выявили 132 древних события полного удвоения генома. Эти события не были случайными: они четко группировались вокруг периодов глобальных экологических потрясений. Среди них - мелово-палеогеновое массовое вымирание 66 миллионов лет назад, палеоцен-эоценовый термический максимум, эоцен-олигоценовый переход, среднемиоценовое климатическое нарушение и океанические аноксические события. Исследован ...>>

Случайная новость из Архива Роботы-танки вместо пожарных 16.10.2012 В США через несколько месяцев будут развернуты первые роботы-пожарные. Небольшие пожарные "роботанки" Thermite компании Howe and Howe Technologies заменят человека с брандспойтом. Робот Thermite имеет дистанционное управление и может вплотную приближаться к пламени. Робот оснащен брандспойтом и соединен шлангом с цистерной с водой или насосом, качающим воду непосредственно из водоема. Цель применения робота очевидна: почувствуйте себя на месте пожарного, которому, например, надо подойти на расстояние 20 м к пылающей цистерне с 10 тоннами бензина. Thermite прежде всего предназначен для экстремальных пожаров, таких как возгорание топлива или утечка химических и ядерных материалов. Перевозится Thermite на специальном грузовике Bulldog RS-1, который оснащен системой погрузки/выгрузки робота и баком для воды емкостью почти 3800 л. Компания Howe and Howe Technologies заинтересовала американских пожарных не только Thermite, способным выбрасывать до 2200 литров воды в минуту, но и роботом Guardian с манипулятором, а также роботом Terra Maxa, оснащенным бульдозерным отвалом. Что касается финансового эффекта, то приобретение роботов для пожарных будет очень выгодным делом. В США пожарные машины должны иметь очень специфические высокие характеристики, например прочнейшую кабину, способную выдержать падение тяжелых предметов. Из-за этого пожарные машины собираются вручную и стоят по 800 тыс. долл. за единицу. Один комплект из грузовика Bulldog RS-1 и роботов Thermite и Guardian стоит 400 тыс. долл., а по возможностям "робо-команда" превосходит стандартную пожарную технику. Кроме того, благодаря использованию роботов существенно снижается риск для людей, а значит - и страховые выплаты.

Другие интересные новости:

▪ Летательный аппарат AIR ONE

▪ Живопись точной физики

▪ Найден механизм, отключающий чувство голода

▪ Технология Intel Centrino

▪ Автономный водородный источник энергии в контейнерном исполнении для судоходства

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Технологии радиолюбителя. Подборка статей

▪ статья Ни гроша за душой. Крылатое выражение

▪ статья От какого животного произошла лошадь? Подробный ответ

▪ статья Матэ. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Трехканальный мультимедийный УМЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Трехстворчатая ширмочка. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026