Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ)

Этот метод относится к рациональным методам поиска технических решений. Он предложен Генрихом Самуиловичем Альтшуллером (изобретатель и писатель-фантаст, псевдоним — Альтов).

Работу над АРИЗом Альтштуллер начал в 1946 г. В 1956 г. вышла первая статья с изложением основ нового метода. С тех пор изданы десятки книг, сотни статей, многие из которых переведены за рубежом. Сотни его учеников по всей стране стали пропагандировать АРИЗ, обучать приемам изобретательства. АРИЗ переложили на ЭВМ (программа «Изобретательская машина»).

АРИЗ — инструмент анализа и поиска решений нетиповых задач. Этот метод занимает значительное место в теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). АРИЗ ориентирует на эффективное решение задач с наименьшими издержками, минимальную переделку исходной технической системы и экономически оправданные затраты при внедрении найденного технического решения.

Напомним, что алгоритм — это система правил, совокупность и последовательность действий при решении определенного класса задач. Когда возникает техническая задача, в ее основе обязательно есть какое-либо противоречие. Само решение задачи при этом предполагает поиск, уточнение и устранение этого противоречия.

Следовательно, процесс решения методом АРИЗ заключается в последовательном выполнении действий по выявлению, уточнению и устранению технических противоречий.

Как было отмечено выше, обычно причиной технического противоречия становится физическое противоречие. Оно имеет место тогда, когда объект должен находиться в одном физическом состоянии, чтобы удовлетворять какому-то техническому требованию, и в то же время не должен находиться в этом состоянии, чтобы удовлетворять общему требованию задачи.

Покажем, в чем отличие действий человека по АРИЗ от обычной мыслительной работы над одной и той же проблемой. Приступая к решению проблемы, человек ориентируется на идеальный конечный результат (ИКР). Это определяет направление поиска в создании нового объекта, машины, процесса и т. п. Сравнение ИКР с реальным техническим объектом позволяет выявить техническое противоречие, которое требуется разрешить.

Суть метода АРИЗ и состоит в том, чтобы сравнив идеальное и реальное состояния объекта, выявить техническое противоречие или его причину — физическое противоречие и устранить (разрешить) их с помощью алгоритма уже существующей последовательности действий при решении подобных поисковых задач.

Свое название АРИЗ получил исходя из того, что он состоит из нескольких частей или ступеней (в процессе совершенствования метода их число менялось). Каждая часть делится на следующие шаги:

1) постановка задачи,

2) ее уяснение,

3) выявление противоречия,

4) определение стандартного (стереотипного) движения мысли в поиске решения,

5) использование приемов для поиска оригинального варианта.

Правила АРИЗ:

Правило 1. АРИЗ — инструмент для мышления, а не вместо мышления. Не спешите, тщательно обдумывайте цель и объяснение каждого шага, обязательно записывайте свои соображения, возникающие при решении задачи.

Правило 2. АРИЗ — инструмент для нестандартных задач. Проверьте: может быть, задача решается уже знакомыми методами.

Правило 3. В АРИЗе источником психологической инерции служит привычная техническая терминология, которая мешает представить задачу в идеальном (нематериальном) виде. Поэтому при постановке задачи нужно указывать не то, что нужно сделать, а тот нежелательный эффект, который необходимо устранить. На других шагах (этапах) АРИЗа могут быть использованы приемы, устраняющие психологическую инерцию.

В основу АРИЗ положена гипотеза о закономерностях развития технических систем, причем считаются синонимами такие понятия, как техническая система, объект техники, технический объект.

АРИЗ включает в себя следующие компоненты:

— типовые стандартные решения, перечень конкретных рекомендаций по решению технических задач;

— собственно АРИЗ: программу, алгоритм анализа и поиска решения типовых задач. Последовательность, направленность и активизация мышления достигаются при этом ориентировкой на идеальный конечный результат;

— информационный фонд: приемы разрешения типовых противоречий. В АРИЗ используется 40 основных приемов (принципов) разрешения технических противоречий. Указатель физических эффектов, геометрических эффектов, химических эффектов для решения изобретательских задач.

— очень эффектные инструменты: вепольный анализ (ВА), метод маленьких человечков (ММЧ), оператор РВС (размер, время, стоимость).

Оператор РВС (размеры, время, стоимость) — это специальный инструмент для воображения: Составляющие РВС прямо подсказывают, что нужно сделать с условием задачи.

1. Мысленно меняем размеры объекта от заданной величины до бесконечности. Как теперь решается задача?

2. Мысленно меняем размеры объекта от заданной величины до нуля. Как теперь решается задача?

3. Мысленно меняем время протекания процесса (или скорость движения объекта) от заданной величины до нуля. Как теперь решается задача?

4. Мысленно меняем время от заданной величины до бесконечности. Как теперь решается задача?

5. Мысленно меняем стоимость от заданной величины до нуля. Как теперь решается задача?

6. Мысленно меняем стоимость от заданной величины до бесконечности. Как теперь решается задача?

Метод маленьких человечков (ММЧ).

Практика применения эмпатии при решении учебных и производственных задач показывает, что эмпатия действительно иногда бывает полезна. Но иногда она бывает и очень вредна. Дело в том, что отождествляя себя с той или иной машиной (или ее частью) и рассматривая ее возможные изменения, изобретатель невольно отбирает те, которые приемлемы для человека, и отбрасывает неприемлемые для человеческого организма, например разрезание, дробление, растворение в кислоте т. д.

Неделимость человеческого организма мешает успешно применять эмпатию при решении многих задач.

Недостатки эмпатии устранены в моделировании с помощью маленьких человечков (ММЧ) — методе, который применяется в АРИЗ. Суть его состоит в том, чтобы представить объект в виде множества маленьких человечков. Такая модель сохраняет достоинства эмпатии (наглядность, простота) и не имеет присущих ей недостатков.

Для моделирования задачи нужно, чтобы маленькие частицы видели, понимали, могли действовать. Эти требования естественнее всего ассоциируются с человеком: у него есть глаза, мозг, руки. Применяя ММЧ, изобретатель использует эмпатию на микроуровне. Сохранена сильная сторона эмпатии и нет присущих ей недостатков.

ММЧ заключается в создании воображаемой ситуации, когда в технической системе действуют маленькие человечки. На первом этапе нужно нарисовать модель (схему) задачи с участием плохих маленьких человечков (качество рисунков не имеет значения). На втором этапе работы дополняем схему командой хороших маленьких человечков, которая противостоит плохим человечкам. На третьем этапе хороших маленьких человечков нужно заменить таким веществом, свойством, объектом или условием, которые могут выполнить роль маленьких человечков. Обычно выполняют серию рисунков — «было», «надо» и совмещают их, чтобы получилось, «как должно быть» или «стало».