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:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Воздушные змеи вместо ветрогенераторов и солнечных панелей 16.11.2024 Инновационные ветряные установки, использующие принцип воздушных змеев, становятся перспективной альтернативой традиционным ветряным турбинам и солнечным панелям. Компания SkySails Power разработала такую систему, установив ее в Кликсбулле, Германия. Это необычное устройство представляет собой комбинацию генератора и "воздушного змея" площадью 120 квадратных метров, который, благодаря энергии высотных ветров, производит экологически чистую электроэнергию. Основное преимущество воздушных змеев в том, что они используют высоко расположенные воздушные потоки на высоте до 800 метров, где ветер гораздо сильнее и стабильнее. Такая система может обеспечить бесперебойное производство энергии, что позволяет ее рассматривать как важный элемент в переходе на возобновляемые источники и отказе от ископаемого топлива. Эти "летающие ветряные мельницы" имеют несколько преимуществ перед традиционными турбинами с лопастями. Во-первых, они работают практически бесшумно и не представляют угрозы для птиц. Во-вторых, они более мобильны и могут устанавливаться в удаленных или труднодоступных местах, где отсутствует электрическая сеть, но требуется автономное энергоснабжение. Система SkySails Power состоит из наземной станции с лебедкой и встроенным генератором. Управляемый автоматически воздушный змей поднимается, разматывая трос, что создает тяговую силу и запускает генератор. Когда трос достигает максимального растяжения, змей переводится в нейтральное положение, при котором его подъемная сила минимальна. В этот момент генератор переключается в режим двигателя, натягивая трос обратно, что требует лишь небольшого количества произведенной энергии. Змей движется по траектории в виде восьмерок, максимально эффективно используя поток воздуха. Этот метод, называемый "рабочей фазой", позволяет кайт-генератору вырабатывать энергию непрерывно, автоматически регулируя положение змея и его натяжение. Управляемая таким образом система позволяет стабильно получать электричество, так как тяговая сила направляется на генератор с минимальными потерями. Такие энергетические установки могут изменить мировой рынок, предлагая экологически безопасное и рентабельное решение в области ветроэнергетики. По оценкам экспертов, "кайт-генераторы" могут составить серьезную конкуренцию солнечным панелям и традиционным ветрякам. Их энергия может использоваться для непосредственного потребления, накапливаться в батареях или поставляться в общую сеть. Простота обслуживания и высокая эффективность делают воздушные змеи SkySails Power перспективной альтернативой для удовлетворения потребностей в энергии в разных регионах. Экологические и экономические преимущества таких систем говорят о том, что они способны сыграть значительную роль в будущем мировой энергетики, предлагая доступную и чистую энергию там, где она наиболее необходима.

Другие интересные новости:

▪ Электронная сигарета проверит возраст курильщика

▪ Блоки питания NZXT C Series Bronze

▪ Надпись на бриллианте

▪ Новые тихие рабочие станции Fujitsu Celsius

▪ Гормон любви вызывает агрессию

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Светодиоды. Подборка статей

▪ статья Суммарное энергопотребление города. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Что такое CDMA? Подробный ответ

▪ статья Оператор копировально-множительного аппарата. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Автостоп для кассетного магнитофона. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Настраиваемый режекторный фильтр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026