1.4. Анализ ПТ и ПС

Иногда для разрешения противоречия свойств (ПС), т. е. разделения выявленных противоречивых свойств, достаточно воспользоваться приемами, указанными выше, (в пространстве, во времени, в структуре и по условию), а иногда нужно продолжить анализ противоречий. Главное, чтобы решение удовлетворяло требованиям ИКР.

До разделения противоречивых свойств ПС желательно проделать анализ на возможность изменения требований ПТ и свойств ПС. Назовем это «Анализ ПТ и ПС».

Такой анализ проводится следующим способом:

1. Желательно выяснить какое из требований ПТ более важное и его нежелательно или невозможно менять, а какое может быть изменено.

1.1. В соответствии с этим выбирают свойство ПС, которое останется неизменным. Затем определяют, как разделить противоречивые свойства ПС, чтобы удовлетворить ИКР. Пример – задача 2.2 (ИТ безопасность)

1.2. Если должно обязательно происходить в одно и тоже время, то ПС может разрешиться, например, в пространстве или в структуре. Пример – задача 2.4 (инвестирование).

1.3. Если должно обязательно происходить в одном и том же пространстве, то ПС может разрешиться, например, во времени. Пример – задача 2.3 (поставка пшеницы).

1.4. Создать условия, при которых важное требование ПТ будет обязательно выполнено. Пример – задача 2.5 (такси).

2. В случае одинаковой важности обоих требований ПТ стоит проверить, не включает ли в себя хотя бы одно из них несколько признаков.

2.1. Нельзя ли это требование разделить на составные части и провести анализ обязательности каждой из частей. Возможно, какая-то из частей может быть необязательной. Тогда, вероятно, за счет изменения этой части можно получить решение, используя все имеющиеся способы разрешения противоречий.

2.2. Желательно проверить, как связаны каждый из признаков (составная часть требования) с улучшением и ухудшением сторон системы (положительным и нежелательным эффектами). Признаки, связанные с улучшением, должны остаться без изменений, остальные – можно изменять. Пример – задача 2.29 (продажа угля).

3. Иногда для разрешения противоречивых свойств необходимо выявить функцию системы и определить, каким другим, наиболее простым способом может быть осуществлена эта функция. В частности, может быть выбран другой принцип действия системы.

4. Можно выявить функцию надсистемы, и найти способ осуществить эту функцию без осуществления функции системы. Пример – задача 2.29 (продажа угля).

5. Изменить условия работы системы или другой параметр, чтобы плохое (нежелательное) требование перестало быть плохим (нежелательным). Пример – задача 2.30 (бериллий).

6. Для разрешения противоречивых свойств необходимо выйти в надсистему, перенести какое-то свойство системы или ее часть в надсистему. Пример – задача 2.31 (плеер).

7. Выявить более глубинные свойства, т. е. углубить ПС. Пример – задача 2.32 (баллоны с кислородом).

8. Использование ресурсов. Пример – задачи 2.33 (Уолт Дисней).

Бывает, что такой анализ не дает положительных результатов, но тем не менее он поможет глубже разобраться в причинно-следственных связях и упростит процедуру разделения противоречивых свойств для удовлетворения требованиям ИКР.

Продолжим разбор задачи об автобусе.

Задача 1.1. Автобус (продолжение)

Анализ задачи

ПТ: противоречие между вместимостью автобуса и маневренностью.

Сформулируем ИКР для данной задачи.

ИКР: Автобус должен быть вместительным и маневренным.

ПС: Автобус должен быть большим, чтобы вмещать много пассажиров и маленьким, чтобы быть маневренным.

Анализ ПТ и ПС

Обязательное требование ПТ – вместимость автобуса, но оно должно выполняться с соблюдением его маневренности.

Решение задачи

Разрешим ПС, разделяя противоположные свойства.

В структуре.

Автобус необходимо сделать динамичным – гибким, например, как змея. Такой автобус будет вместительным и очень маневренным. Пока таких автобусов не создано, но имеется частичное решение – соединяют два и более автобусов гибким соединением – «гармошкой».

В пространстве.

Автобус ставится на автобус – двухэтажный автобус.

Во времени.

Используют маленькие автобусы, но их пускают столько, сколько нужно в данный момент (это разрешение по условию).

По условию.

Имеется проект раздвижного автобуса, в зависимости от количества пассажиров он или маленький, или большой.

Рис. 1.5. Раздвижной автобус

1.5. Логика решения нестандартных задач

Логика решения нестандартных задач показывает взаимосвязь элементов в основной линии (1.2), описанной раньше.

ПП формулируется или в виде потребности в появлении нового требования «A» (положительного эффекта), или в виде нежелательного эффекта (анти-Б), который необходимо устранить. Схематически изобразим это так:

ПП (ПЭ): А или ПП (НЭ): анти-Б

или, наоборот: ПП (ПЭ): Б или ПП (НЭ): анти-А.

Поверхностное противоречие – это только одно требование (или хорошее или плохое).

Для определения ПТ выявляем два противоречивых требования, предъявляемых к системе. Обозначим эти требования буквами «А» и «Б». Тогда противоречие требований может быть представлено как потребность в улучшении характеристик, удовлетворяющих требованию «А», которое приводит к недопустимому ухудшению характеристик, удовлетворяющих требованию «Б» (появлению требования анти-Б). Нежелательный эффект заключается в требованиях «Б». Или наоборот – улучшение «Б» за счет ухудшения А (появления «анти-А»).

ПТ: А – анти-Б или анти-А – Б.

В отличии от поверхностного противоречия, противоречие требований имеет два требования, которые противоречат друг другу.

Формулировка ИКР должна быть направлена на устранение нежелательного эффекта (анти-Б) при сохранении положительного требования (положительного эффекта) «А», то есть

ИКР: А, Б.

ПС определяется путем выявления противоречивых свойств «С» и «анти-С» (например, физических), которыми должен обладать элемент системы, не справляющийся с требованиями ИКР. Для этого необходимо определить, каким свойством «С» должен обладать элемент, чтобы обеспечить требование «Б», т. е. чтобы устранить нежелательный эффект. Одновременно этот же элемент должен обладать противоположным свойством (анти-С), чтобы сохранить положительное требование «A». Таким образом, элемент должен обладать свойством «С», чтобы удовлетворить требованию «Б», (обозначим это С → Б), и свойством «анти-С», чтобы сохранить требование A (обозначим это анти-С → А).

ПС: С → Б, анти-С → А.

Дальнейшее обострение противоречий осуществляется выявлением более глубинных свойств «C₁», которые необходимы для создания (обеспечения) выявленных ранее свойств «C».

С₁ → С

В некоторых случаях при решении сложных изобретательских задач, необходимо выявить еще более глубоко причинно-следственные связи в системе. Для этого приходится выявлять еще более глубинные свойства С₁, С₂, …С_n. Следующее по номеру свойство определяет, причину возникновения предыдущего свойства, т. е. что необходимо для выполнения этого свойства.

С₂ → С₁

С₃ → С₂

_………

С_n → С_n-1

В таких случаях выявляют несколько противоречий свойств (ПС₁, ПС₂, ПС₃… ПС_n). Схематически это можно изобразить:

Решение (Р) задачи состоит в разрешении противоречия свойств, например, путем разделения противоречивых свойств C… C_n.

Где вертикальной чертой условно обозначено разделение.

Основные способы разделения противоречивых свойств были представлены выше (п. 1.5). Полностью логическая схема решения нестандартных задач показана на рис. 1.6.

Обозначения:

ПП – поверхностное противоречие.

НЭ – нежелательный эффект.

ПТ —противоречие требований.

ПЭ – положительный эффект.

ПС —противоречие свойств.

А, Б – качества или параметры системы.

ИКР – идеальный конечный результат.

С – требуемые свойства системы.

Р – решение.

│ —знак разделения противоречивых свойств.

В более развернутом виде логика решения нестандартных задач с возможностью выявления глубинных свойств представлена на рис. 1.7.

Обозначения:

ПП – поверхностное противоречие.

ПТ – противоречие требований.

ИКР – идеальный конечный результат.

Р – решение.

А, В – качества или параметры системы.

ПС – противоречие свойств.

С, С₁, С_n – требуемые свойства или состояния системы.

│ – знак разделения противоречивых свойств.

Заметим, что основа основ («изюминка») методики состоит в последовательном определении ПТ, ИКР, ПС (1.3).

Задача 1.7. Чемодан

Условие задачи

Чемоданы необходимы для складирования вещей во время поездок. Если необходимо перевозить много вещей, то используют большие чемоданы. После перевозки чемоданы необходимо где-то хранить, и они занимают много места. Как быть?

Анализ задачи

ПП: анти-Б

ПП: Пустой чемодан занимает много места. Нежелательный эффект (НЭ) – занимает много места (анти-Б) дома.

ПТ: А – анти-Б

ПТ: Чемодан размещает необходимые вещи (А) для перевозки вещей, но занимает много места (анти-Б) дома, когда его не используют.

ИКР: А, Б

ИКР: Чемодан не занимает места (Б) дома, когда его не используют, и размещает все необходимые вещи (А) во время их перевозки.

ПС: C → А, анти-С → Б

ПС: Чемодан должен быть меленький (С), чтобы он не занимал много места (Б), когда он не используется, и большой (анти-С), чтобы в него помещалось много вещей (А) для перевозки.

Т. е. чемодан должен быть маленький и большой.

Решение задачи

Разрешим описанные противоречивые свойства:

Во времени и структуре:

Во время перевозки вещей чемодан большой, а во время хранения маленький. Такое противоречие можно разрешить путем изменения структуры чемодана в нужное время по необходимому условию.

Решение 1: Чемодан делается складной.

Решение 2: Чемодан в виде матрешки. Меньший чемодан вкладывается в больший.

По условию:

Решение 3: Чемодан дома используется по другому назначению – в нем хранится что-то необходимое дома. Его можно задрапировать под какой-то предмет, например, тумбочку, или любой предмет интерьера.

В пространстве:

Решение 4: Чемодан берется напрокат у друзей или знакомых.

Использование ресурсов:

Решение 5: Чемодан не берется с собой, а все необходимые вещи покупаются на месте.

Использование принципа дешевой недолговечности – одноразовости:

Решение 6: Одноразовый чемодан и вещи, которые не жалко оставить на месте.