Генрих Альтов - Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач

• Название: Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач
• Автор: Генрих Альтов
• Издательство: Советское радио
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1979

Творчество изобретателей издавна связано с представлениями об «озарении», случайных находках и прирожденных способностях. Однако современная научно-техническая революция вовлекла в техническое творчество миллионы людей и остро поставила проблему повышения эффективности творческого мышления. Появилась теория решения изобретательских задач, которой и посвящена эта книга.

Автор, знакомый многим читателям по книгам «Основы изобретательства», «Алгоритм изобретения» и другим, рассказывает о новой технологии творчества, ее возникновении, современном состоянии и перспективах. В книге разобраны 70 задач, приведена программа решения изобретательских задач АРИЗ-77 и необходимые для ее использования материалы.

Книга рассчитана на широкий круг читателей, в первую очередь на инженеров, разработчиков новой техники, изобретателей, студентов технических вузов. На изобретательских примерах рассмотрены и вопросы управления творческим процессом вообще, поэтому книга адресована и читателям, не связанным с техническим творчеством. Особый интерес книга представляет для научных работников и исследователей в области кибернетики, искусственного интеллекта, психологии мышления.

---

«...Главное требование - не смешиваться с нефтью... Все вещества бывают либо органические, либо неорганические. Еще алхимикам было известно, что «подобное растворяется в подобном». Нефть - вещество органическое. Значит, экран должен быть неорганическим. Самая распространенная неорганическая жидкость - вода».

Конечные ответы совпадают: вода и масло, вода и нефть. В обоих случаях состав «коктейля» один и тот же...

Порой трудно понять, почему в поисках идеи «блуждают рассеянным взглядом» где угодно, но только не там, где следовало бы «блуждать» в первую очередь - в книгах по теории решения изобретательских задач. Ведь можно просто перебрать 40 основных приемов, этому даже учиться не надо...

Инженер Ю. Портнягин столкнулся с задачей, очень похожей на ту, которую решал В. Горелов: нужно было ускорить ремонт печи, на этот раз стекловаренной. Дно печи выкладывают огнеупорными шамотными брусьями - на это уходит 90 % времени, затрачиваемого на ремонт. Все дело в том, что брусья должны плотно прилегать друг к другу, поэтому их приходится обрабатывать вручную. Ю. Портнягин был на лекциях по ТРИЗ и знал, что существуют 40 приемов. Поэтому решение задачи пошло иначе. «Перебирая приемы решения изобретательских задач, - пишет Ю. Портнягин («Изобретатель и рационализатор», 1973, № 4, с. 28), - я все время ломал голову, как же сделать, чтобы швы между брусьями были минимальными? Есть такой прием - усилить вредный фактор и превратить его в полезный... Мысленно увеличиваю - шире и шире... Что дальше? Вот что: надо это пространство с неровными криволинейными стенками засыпать высокоогнеупорным бетоном... Наши экономисты подсчитали экономический эффект от облегчения труда -103 руб. 36 коп. за каждый кубометр кладки!.. Комитет по делам изобретений выдал мне на этот способ авторское свидетельство № 270 209».

Простая мысль - посмотреть список приемов, но как редко она возникает! Главный конструктор проекта Д. Цитрон рассказывает об изобретении, основанном на применении... «воздушного мешка»; как мы видели, это весьма распространенный прием, и в литературе по ТРИЗ нетрудно найти примеры его использования. Но Д. Цитрон обнаружил его не в книгах, а...среди игрушек сына: «Разбирая однажды с сыном его старые игрушки, увидел надувного резинового клоуна. То, что я искал!» («Изобретатель и рационализатор», 1972, № 5, с.12).

Еще один любопытный пример. Сформулируем его в виде задачи.

Задача 61

Существуют так называемые металлоплакирующие смазки. В них на 90 % обычного масла приходится 10 % тонко измельченного металлического порошка. При работе порошок создает на трущихся поверхностях тончайший защитный слой металла. Приготовление смазок очень простое - путем механического перемешивания.

Но такие смазки не годятся, если зазор между трущимися поверхностями меньше гранул порошка. Можно, конечно, сильнее истереть порошок - сделать коллоидный раствор. Но и в этом случае получаются слишком большие частицы. Больше измельчать - значит перейти от коллоидного раствора к истинному раствору (в истинном растворе металл содержался бы в виде молекул, атомов или ионов). Но металлы не растворяются в масле. Как быть?

Явное физическое противоречие: металл должен быть в смазке, чтобы шло плакирование, и металла не должно быть в смазке, чтобы не было крупных частиц. Типичнейшая задача на применение стандарта 10. Этот стандарт включает семь способов вводить вещество, когда вводить его нельзя. По условиям задачи сразу отпадают шесть способов (введение поля вместо вещества, введение «наружной» добавки и т. д.); остается один: ввести добавку в виде химического соединения, из которого она потом выделится.

Что же это за соединение? Очевидно, оно должно обладать тремя свойствами: содержать металл, растворяться в смазке (давать истинный раствор), выделять металл при возникновении сил трения.

Первому требованию легко удовлетворить. Есть сколько угодно веществ, содержащих металлы, например поваренная соль. Металл в ней есть и металла в ней нет (он связан и не проявляет своих металлических свойств). Третье требование тоже легко выполняется: вещества, содержащие металл, разлагаются, например, под действием электрического тока, теплового поля. Последнее лучше: ток надо подводить, а тепло само выделяется при трении. Теперь надо выяснить, какие вещества хорошо растворяются в смазке. Но и здесь нет трудностей. Смазка -органическое вещество, хорошо растворяются в ней органические же вещества («подобное растворяется в подобном»). Значит, нужно металлоорганическое вещество (какая-нибудь соль металла и органической кислоты), разлагающееся при нужной нам рабочей температуре трения. Остается взять справочник по органической химии и подобрать подходящую металлоорганическую соль.

Эта задача неоднократно решалась на занятиях по ТРИЗ. На получение общей идеи решения («Нужно какое-то металлоорганическое соединение») уходит в среднем 30-40 мин; правильных ответов на первом курсе около 40 %, на втором - около 70 %. Подбор конкретного вещества дается в виде домашнего задания. Сдают работы в среднем 60 % (нужны справочники по химии, не все успевают их достать), практически во всех сданных работах правильные ответы (иногда указывают не только то вещество, которое нужно, но и еще два-три).

Теперь посмотрим, как была решена эта задача «в натуре». Из статьи изобретателя канд. техн. наук В. Шиманского: «...Короче говоря, нужна растворимая в масле присадка... Были обследованы самые различные соединения. Их даже трудно все перечислить. И опять помог случай. Как-то я стоял в книжном магазине, и кто-то попросил продавщицу: «Подайте, пожалуйста, «Методы элементоорганической химии». Счастливая мысль! А что если попробовать металлоорганические соединения? Попросил «Методы» для себя. Это была воистину золотая жила. Уксуснокислый кадмий, оказывается, разлагается при 250°. Эксперимент дал ответ: это вещество растворимо в масле. Поверхности трения покрываются кадмием» («Изобретатель и рационализатор», 1972, № 2, с. 6).

Пожалуй, самое трагичное в таких историях то, что из них не извлекают упреков на будущее. Те же изобретатели, решая другие задачи, действуют все тем же методом проб и ошибок, вновь теряя годы из-за незнания азов ТРИЗ. «Прошло три года, - пишет канд. техн. наук А. Белоцерковский о другой задаче, - я пробовал по- разному видоизменять процесс, однако безуспешно...» («Изобретатель и рационализатор», 1972, № 8, с. 6). Если в течение трех лет группа инженеров во главе с канд. техн. наук «по-разному видоизменяет процесс» и «блуждает рассеянным взглядом» - это обходится государству не менее чем в 50 тыс. руб. Для сравнения: годовая смета общественного института изобретательского творчества (при 100 слушателях) составляет всего 3 тыс. руб.

Мы говорили об изобретателях, решавших задачи в одиночку или небольшими группами. Может быть, в крупных коллективах дело обстоит иначе? Может быть, там существует более эффективная технология творчества?

Вот что рассказывает генеральный конструктор О. К. Антонов («Литературная газета», 14 августа 1968 г, с. 2):

«Когда конструировали «Антея», особенно сложным был вопрос о схеме оперения. Простой высокий киль с горизонтальным оперением наверху при всей ясности и заманчивости этой схемы, рекомендованной аэродинамиками, сделать было невозможно - высокое вертикальное оперение скрутило бы как бумажный пакет фюзеляж самолета, имеющий огромный вырез для грузового люка шириной 4 метра и длиною 17 метров.

Разделить горизонтальное оперение и повесить «шайбы» по концам стабилизатора тоже было нельзя, так как это резко снижало критическую скорость фляттера оперения.

Время шло, а схема оперения не была найдена».

Современное авиационное КБ - коллектив, планомерно работающий по общей программе. Генеральный конструктор думает о задаче не в одиночку. Каждым узлом самолета занимается группа талантливых конструкторов, располагающих самой свежей информацией обо всем, что относится к их специальности. Но если останавливается одна такая группа, это сбивает ритм работы всего коллектива. Нетрудно представить себе, что стоит за простой фразой: «Время шло, а схема оперения не была найдена.»

«Как-то раз, проснувшись ночью, - продолжает О. К. Антонов,- я стал по привычке думать о главном, о том, что больше всего заботило и беспокоило. Если половинки «шайбы» оперения, размещенные на горизонтальном оперении, вызывают своей массой фляттер, то надо расположить шайбы так, чтобы их масса из отрицательного фактора стала положительным... Значит, надо сильно выдвинуть их и разместить впереди оси жесткости горизонтального оперения...

Как просто!

Я тут же протянул руку к ночному столику, нащупал карандаш и записную книжку и в полной темноте набросал найденную схему. Почувствовав большое облегчение, я тут же крепко заснул».