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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива GNSS-модуль L76L-M33 03.05.2020 Новый L76L-M33 представляет собой классический GPS/ГЛОНАСС/Galileo-модуль с поддержкой стандартных NMEA-сообщений через UART-интерфейс. Модуль отличается невысокой стоимостью, при этом имеет отличные характеристики: чувствительность в режиме слежения составляет 167 dB, в режиме захвата 149 dB. Столь высокие параметры достигнуты с помощью встроенного малошумящего усилителя, что позволяет модулю работать с пассивными антеннами без дополнительных активных компонентов на плате. Для лучшего старта после длительного перерыва работы в приемнике реализована специальная технология EASY™ (Embedded Assist System), которая рассчитывает будущее положение спутников на основе ранее принятых эфемерид. Это позволяет осуществлять быстрый старт даже в условиях невозможности использования вспомогательных данных, получаемых по дополнительным каналам связи. Для снижения потребления в L76L-M33 реализован специальный режим работы AlwaysLocate, который заключается в периодическом выключении приемника исходя из компромисса между потреблением тока и точностью определения координат. Приемник работает в диапазоне рабочих напряжений от 2,8 до 4,3 В, потребляя от 3 до 30 мА в зависимости от режима работы. Частота выдачи NMEA-строк может достигать 10 Гц. Выход 1PPS выдает метку времени, привязанную к шкале UTC с точностью до 10 нс. GNSS-приемник рекомендован для автомобильных приложений, носимых гаджетов и систем точного времени, для счетчиков энергии и устройств безопасности.

Другие интересные новости:

▪ Защищенный ноутбук Panasonic Toughbook 55

▪ LTC4054 - микросхема для зарядки литий-ионных батарей

▪ Ультразвук против раковых клеток

▪ Выращивание древесины без дерева

▪ Фобос будет разрушен Марсом

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Справочные материалы. Подборка статей

▪ статья Гражданское право. Часть II. Шпаргалка

▪ статья Где и когда появились крикет и бейсбол? Подробный ответ

▪ статья Ориентирование по следам пешеходов. Советы туристу

▪ статья Настройка и согласование антенно-фидерных устройств. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электростатическая ветроэлектростанция. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025