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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Телефонные новинки 09.11.2000 Последние модели сотовых телефонов позволяют не только разговаривать, но и общаться с помощью электронной почты и даже странствовать по Интернету. Однако для этого приходится пользоваться немногочисленными кнопками телефона, которых явно недостает для комфортабельного письменного общения. Шведская фирма "Эриксон" предлагает дополнительную клавиатуру к мобильному телефону, организованную по принципу компьютерной клавиатуры. Она подключается при необходимости к нижнему разъему аппарата. Другая новинка фирмы - радиоприемник, подключаемый к телефону. Слушают его через наушники. Когда поступает вызов, радио автоматически отключается.

Другие интересные новости:

▪ Двухканальные изолированные драйверы SiC MOSFET 2EDF0275F и 2EDS9265H

▪ Эксперименты с привидениями

▪ Новый метод быстрого оптического измерения расстояния

▪ Новый материал плавится в темноте и твердеет на свету

▪ Ледяное топливо для термоядерного реактора

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Светодиоды. Подборка статей

▪ статья Публий Флавий Вегеций Ренат. Знаменитые афоризмы

▪ статья Кто такие гладиаторы? Подробный ответ

▪ статья Первая помощь при остановке сердца и дыхания. Медицинская помощь

▪ статья Первичные часы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Цепочка домино с разрывом. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026