Генрих Альтшуллер - Алгоритм изобретения

• Название: Алгоритм изобретения
• Автор: Генрих Альтшуллер
• Издательство: Московский рабочий
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1973

Книга Г. С. Альтшуллера посвящена новой области знания — методике изобретательства. Первое ее издание, вышедшее в 1969 г., быстро разошлось. Судя по многочисленным отзывам, книга принесла несомненную пользу широкому кругу изобретателей и рационализаторов, разработчиков новой техники, сотрудников НИИ и проектно-конструкторских организаций, активу ВОИР. Алгоритмы решения изобретательских задач — АРИЗ, предлагаемые автором, доступны пониманию всех, кто интересуется техническим творчеством и обладает знаниями в пределах программы школы-десятилетки.

---

Полезным инструментом при поиске новых изобретательских задач может служить «Общая схема развития технических систем» (приложение 2). Да и сам процесс решения задачи по АРИЗ позволяет корректировать исходную формулировку задачи. Изобретатель может начать и с неверно поставленной задачи: точное применение алгоритма выведет к правильной формулировке, даже если по ходу решения придется заменить одну задачу другой.

Искать обходные пути решения

Рациональная система решения задач была достаточно подробно изложена в предыдущих главах. Здесь хочется подчеркнуть: новые пути чаще всего обходные.

Рассмотрим, например, задачу о машине для мытья заводских окон. Вот как обычно пишут об этой задаче: «Мировая техническая мысль, уверенно овладевая высотами кибернетики, пасует перед такими «пустячными» проблемами, как создание механизмов для мытья высоченных окон и стеклянных фонарей цехов...»[64]. Представим себе на минуту, что «мировая техническая мысль», так сказать, «не спасовала». Моечная машина создана. И что же? Потребуется колоссальное количество машин. Скорее всего они «съедят» больше энергии, чем сэкономят: ведь в заводских условиях многие стекла надо чистить почти непрерывно...

Допустим на минуту, что создана почти волшебная моечная машина: она ничего не стоит, работает, не затрачивая энергии и не требуя ухода. Хорошо? Нет! Достаточно солнцу зайти за облачко, как освещенность рабочего поля резко изменится, глаз, только-только приспособившийся к одной освещенности, вынужден сразу приспосабливаться к другой... На какую-то часть рабочего поля попадает прямой солнечный свет, а рядом (возможно, именно там, где нужен свет!) ляжет густая тень... Освещенность будет меняться в зависимости от времени года и суток, просто от изменений погоды...

Это звучит парадоксально, но грязные стекла играют в какой-то мере положительную роль, сглаживая колебания проходящего сквозь них светового потока!

«Мировая техническая мысль» не случайно «пасует» перед этой задачей: ее вообще не надо решать. Экономия электроэнергии и улучшение условий труда (освещенности рабочего места) должны быть достигнуты другими путями.

Приступая к решению задачи, надо обязательно искать обходные пути (шаги 1—2 и 1—3 в АРИЗ-71).

Одна из причин, по которой изобретатели избегают «обходных путей», заключается в нежелании или боязни выходить за привычные рамки узкой специальности. Все знают, что новое чаще всего возникает на стыках наук, но почему-то побаиваются этих стыков. Инженер-механик опасается рассматривать «химические решения», химик отмахивается от «электрических приемов»...

Решения высших уровней (четвертого-пятого) почти всегда связаны с выходом за пределы своей специальности.

Приступая к решению задачи, изобретатель еще не знает — в какую именно область техники выведет его логика анализа. Поэтому изобретатель должен уметь быстро осваивать плацдармы за пределами своей специальности. Степень этого освоения, конечно, не будет слишком большой — ворвавшись в чужую область техники, изобретатель на первых порах остается дилетантом. При поисках решения это не опасно. Иное дело, когда начинается детальная разработка конструкции. Здесь уже нужны профессиональные знания. Изобретателю необходимо основательно прочувствовать новую для него область техники и, кроме того, работать коллективно — это во многих отношениях эффективнее.

Не рассчитывать на легкое внедрение

Проблемы, связанные с внедрением технических новшеств, чаще всего сводят к конфликту между новатором и консерватором. Действительно, в некоторых случаях консерватизм оказывается единственной преградой на пути к реализации изобретения. Однако в большинстве случаев внедрение тормозится иными причинами.

Советский изобретатель имеет все, чтобы преодолеть трудности, возникающие на пути новшества в цех, но он не должен рассчитывать, что внедрение произойдет «само собой».

Судьба предложения во многом определяется еще в процессе решения задачи. Надо так решать задачу, чтобы новая техническая идея оказалась легковнедряемой или даже самовнедряемой. Прежде всего решение должно быть возможно более простым.

Внедрение подчас затрудняется тем, что правильная идея конструктивно оформлена нерационально или даже просто неграмотно.

Существует наука о конструировании машин и механизмов. Хорошо, если изобретатель имеет навыки конструктора. Но если таких навыков нет, ни в коем случае не следует заниматься «самодеятельностью». Изобретатель всегда может найти — сам или при содействии организации ВОИР — квалифицированную помощь в конструкторской разработке своей идеи.

* * *

Теория изобретательства — не случайная находка, а закономерный этап в развитии науки.

В мае 1967 года в Тополчиянке (Чехословакия) собрался первый международный коллоквиум по методологии творческого труда. В его программе было записано: «Мы исходим из общепризнанного факта, что современное количественное и качественное развитие научно-технической революции делает необходимыми для творческого научно-технического, инженерно-технического работника и изобретателя знания методологии науки и методики творческой работы». Проблема повышения продуктивности творческого мышления постепенно становится одной из главных проблем современной науки. Разработка изобретательских алгоритмов — лишь один из участков наступления, ведущегося наукой. Продвижение вперед идет здесь очень быстрыми темпами. С каждым годом алгоритмы становятся эффективнее и надежнее. Отчетливо видны пути дальнейшего их совершенствования, возможности тут далеко не исчерпаны.

Является ли АРИЗ единственно возможным алгоритмом изобретения?

Думаю, что нет. Создание других алгоритмов не исключено.

Намечаются два главных направления развития алгоритма. Можно развивать АРИЗ как программу решения задач человеком. Можно превратить АРИЗ в алгоритм для машины.

Первый путь ведет к созданию специализированных алгоритмов, прежде всего для задач в области химии и электротехники. Такие отраслевые алгоритмы должны быть — в пределах своего круга задач — эффективнее общетехнического АРИЗ, хотя внешне, вероятно, будут похожи на него.

Второй путь — выделение из АРИЗ таблицы, переход к системе таблиц и табличному способу решения, что в конечном счете позволит использовать электронные машины. Речь идет, конечно, не о простом увеличении числа строк и рядов в таблицах. Чтобы создать «изобретательские машины», необходимо изменить принцип построения таблиц.

Применение ЭВМ для решения изобретательских задач не отменяет творчества. Представьте себе человека, который роет землю руками — это модель изобретения с помощью «проб и ошибок». Дадим теперь человеку инструменты — кирку, лопату, быть может, и отбойный молоток. Такова модель изобретения при использовании АРИЗ. Затем смоделируем процесс изобретения с применением ЭВМ — пересадим человека на экскаватор. Во всех случаях работает человек. И прогресс состоит в том, что мы лучше вооружаем человека: в одном случае — его руки, в другом — его мозг.

Сегодня большинство изобретателей еще работает методом «проб и ошибок», перебирая всевозможные «а если сделать так...» Грунт становится все тверже, а изобретатели скребут его голыми руками. Драматизм ситуации усугубляется тем, что многие исследователи изучают психологию человека, скребущего землю, и надеются открыть, так сказать, секреты удачного копания. Между тем уже сегодня можно дать землекопу эффективные инструменты, а завтра — посадить землекопа за пульт экскаватора.

Теория изобретательства находится в стадии становления. Ее можно сравнить с авиацией 20-х годов: еще кажутся диковинными полеты, еще многие предпочитают «топать по-старому» — пусть медленно, зато привычно, еще только нащупываются идеи, которые приведут к высоким взлетам.

Но работа идет.

Приложения

Приложение 2 Общая схема развития технических систем
Уровни Структура системы Проблемы, трудности, конфликты-источники задач Типичные ошибки при решении задач Основные пути дальнейшего развития 1 А Б В... Досистемный уровень. Независимые объекты. Отдельные объекты исчерпывают возможности своего развития или применения. Стремление продолжать улучшение отдельных объектов. Объединение объектов в систему. Переход 1—2 (А+В...) Первоначальная неустойчивая система. Отсутствие некоторых необходимых частей системы. Включение не тех частей. Части плохо стыкуются. Включают наиболее развитый объект из ряда А1, А2, А3... Но он не всегда самый подходящий для данной системы. Поиск объектов-«золушек». Замена недостающих объектов человеком Ч. 2 [А+Ч+Б+Ч+В...] Устойчивая система. Объекты стали частями системы; каждая часть может работать независимо, но система дает продукцию только при действии всех ее частей. Резервы развития системы ограничены возможностями человека, являющегося частью системы. Стремление развивать части А, В... сохраняя Ч-части. Замена Ч-частей механизмами М. Переход 2—3 (А+МЧ+Б+МЧ+...) Неустойчивая система. Механизмы МЧ копируют действия человека. Механизмы МЧ, копирующие действия человека, ограничивают возможности развития всей системы. Развивают элементы в отдельности, не учитывая, что теперь они составляют единую систему. Переход от механического комплекса частей к синтетической системе из элементов, органично в нее входящих. 3 [Э1 +Э2+Э3+Э4...] Устойчивая развивающаяся система. Отдельные части стали элементами Э системы и, как правило, могут работать только совместно. При улучшении одного элемента, резко ухудшаются другие элементы (или вся система в целом) — возникают технические противоречия. Стремление выиграть в одном, не считаясь с потерями в другом. Создание специализированных систем. З1 [Э'1+Э'2+Э'3+Э'4... Э''1+Э''2+Э''3+Э''4...] Специализированные развивающиеся устойчивые системы. По мере углубления специализации сужается область применения системы, увеличиваются простои, ухудшаются экономические показатели. Стремление продолжать специализацию, создавая гамму специализированных систем. Коренная перестройка всей системы: переход к другим физическим или химическим принципам работы. Например, от механических к электрическим.

Продолжение