Материалы к АРИЗ-65⁴¹

Текст АРИЗ-65

Алгоритм решения изобретательских задач⁴²

Выбор задачи

Первый шаг: определить, какова конечная цель решения задачи.

Второй шаг: проверить, можно ли достичь ту же цель решением «обходной» задачи.

Третий шаг: определить, решение какой задачи – первоначальной или «обходной» – может дать больший эффект.

Четвертый шаг: определить требуемые количественные показатели (скорость, производительность, точность, габариты и т. п.).

Пятый шаг: уточнить требования, вызванные конкретными условиями, в которых предполагается реализация изобретения.

Анализ задачи

Первый шаг: определить идеальный конечный результат (ответить на вопрос: «Что желательно получить в самом идеальном случае?»).

Второй шаг: определить, что мешает получению идеального результата (ответить на вопрос: «В чем состоит „помеха“?»).

Третий шаг: определить, почему мешает (ответить на вопрос: «В чем непосредственная причина „помехи“?»).

Четвертый шаг: определить, при каких условиях ничто не мешало бы получить идеальный результат (ответить на вопрос: «При каких условиях исчезнет „помеха“?»).

Оперативная стадия

Первый шаг: проверить возможность устранения технического противоречия с помощью таблицы типовых приемов.

Второй шаг: проверить возможные изменения в среде, окружающей объект, и в других объектах, работающих совместно с данным.

Третий шаг: перенести решение из других отраслей техники (ответить на вопрос: «Как решаются в других отраслях техники задачи, подобные данной?»).

Четвертый шаг: применить «обратные» решения (ответить на вопрос: «Как решаются в технике задачи, обратные данной, и нельзя ли использовать эти решения, взяв их, так сказать, со знаком минус?»).

Пятый шаг: использовать «прообразы» природы (ответить на вопрос: «Как решаются в природе более или менее сходные задачи?»).

Синтетическая стадия

Первый шаг: определить, как должны быть изменены после изменения одной части объекта другие его части.

Второй шаг: определить, как должны быть изменены другие объекты, работающие совместно с данным.

Третий шаг: проверить, может ли измененный объект применяться по-новому.

Четвертый шаг: использовать найденную техническую идею (или идею, обратную найденной) при решении других технических задач.

Структурная схема АРИЗ-65

Где:

С – ситуация; З – задача; ИКР – идеальный конечный результат; Пр – противоречие; ППр – причина противоречия; УСПр – условия снятия противоречия; Р – решение; ОР – оценка решения;

МР – метод решения.

БЛОК-СХЕМА АРИЗ-65

1. Вес

2. Длина

3. Площадь

4. Объем

5. Скорость

6. Форма

7. Энергия

8. Мощность

9. Материал, вещество

10. Производительность

11. Надежность

12. Коэффициент полезного действия

13. Точность

14. Вредные факторы

15. Удобство работы

16. Переменные условия работы

Таблица использования приемов устранения технических противоречий⁴³

Материалы к АРИЗ-68

Текст АРИЗ-68

Алгоритм решения изобретательских задач⁴⁴

1. Выбор задачи

Первый шаг. Определить, какова конечная цель решения задачи.

Какова техническая цель решения задачи («Какую характеристику объекта надо изменить?»)

Какова экономическая цель решения задачи («Какие расходы снизятся, если задача будет решена?»)

Какие характеристики объекта заведомо нельзя менять при решении задачи?

Каковы (примерно) допустимые затраты?

Какой главный технико-экономический показатель надо улучшить?

Второй шаг. Проверить, можно ли достичь той же цели решением «обходной» задачи.

Допустим, задача принципиально нерешима. Какую другую задачу надо тогда решить, чтобы получить требуемый результат?

Какой технико-экономический показатель надо улучшить при решении «обходной» задачи?

Третий шаг. Определить, решение какой задачи – первоначальной или «обходной» – может дать больший эффект.

Сравнить первоначальную задачу с тенденциями развития данной отрасли техники.

Сравнить «обходную» задачу с тенденциями развития данной отрасли техники.

Сравнить первоначальную задачу с тенденциями развития ведущей отрасли техники.

Сравнить «обходную» задачу с тенденциями развития ведущей отрасли техники.

Сопоставить первоначальную задачу с «обходной». Произвести выбор.

Четвертый шаг. Определить требуемые количественные показатели (скорость, производительность, точность, габариты и т. д.).

Пятый шаг. Внести в требуемые количественные показатели «поправку на время».

Шестой шаг. Уточнить требования, вызванные конкретными условиями, в которых предполагается реализация изобретения.

Учесть особенности внедрения. В частности, допускаемую степень сложности решения.

Учесть предполагаемые масштабы применения.

2. Уточнение условий задачи

Первый шаг. Уточнить задачу, используя патентную литературу.

Как (по патентным данным) решаются задачи, близкие к данной?

Как решаются задачи, похожие на данную, в ведущей отрасли техники?

Как решаются задачи, обратные данной?

Второй шаг. Можно ли решить данную задачу, если не считаться с затратами?

Третий шаг. Как изменится задача, если уменьшить величину требуемого показателя почти до нуля?

Четвертый шаг. Как изменится задача, если увеличить величину требуемого показателя раз в десять?

Пятый шаг. Как меняется задача, если изложить ее без специальных терминов?

3. Аналитическая стадия

Первый шаг. Определить идеальный конечный результат (ответить на вопрос: «Что желательно получить в самом идеальном случае?»).

Схематически показать, что было и что стало (в идеальном случае).

Упростить конечную схему до предела, при котором еще сохраняется работоспособность.

Второй шаг. Определить, что мешает получению идеального результата (ответить на вопрос: «В чем состоит помеха?»).

Третий шаг. Определить, почему мешает (ответить на вопрос: «В чем непосредственная причина помехи?»).

Четвертый шаг. Определить, при каких условиях ничто не мешало бы получить идеальный результат (ответить на вопрос: «При каких условиях помеха исчезнет?»).

Можно ли сделать так, чтобы помеха исчезла?

Можно ли сделать так, чтобы помеха осталась, но перестала быть вредной?

Пятый шаг. Каким должно быть устройство, устраняющее помеху?

Каково агрегатное состояние этого устройства?

Как меняется это устройство в процессе работы?

(При необходимости анализ проводится повторно.)

4. Оперативная стадия

Первый шаг. Проверить возможность устранения технического противоречия с помощью таблицы типовых приемов.

Второй шаг. Проверить возможные изменения в среде, окружающей объект.

Третий шаг. Проверить возможные изменения в объектах, работающих совместно с данным.

Четвертый шаг. Проверить возможные изменения во времени.

Нельзя ли устранить противоречие, «растянув» во времени происходящее по условиям задачи действие?

Нельзя ли устранить противоречие, «сжав» во времени происходящее по условиям задачи действие?

Нельзя ли устранить противоречие, выполнив требуемое действие заранее, до начала работы объекта?

Нельзя ли устранить противоречие, выполнив требуемое действие после того, как объект закончит работу?

Если по условиям задачи действие непрерывно – проверить возможность перехода к импульсному действию.

Если по условиям задачи действие периодично – проверить возможность перехода к непрерывному действию.

Пятый шаг. Как решаются в природе более или менее сходные задачи?

Как решаются подобные задачи у вымерших или древних организмов?

Как решаются подобные задачи у современных организмов?

Каковы в данном случае тенденции развития?

Какие поправки надо внести, учитывая особенности используемых техникой материалов?

Как решаются аналогичные задачи в неживой природе?

5. Синтетическая стадия

Первый шаг. Определить, как после изменения одной части объекта должны быть изменены другие его части.

Второй шаг. Определить, как должны быть изменены другие объекты, работающие совместно с данным.

Третий шаг. Проверить, может ли измененный объект применяться по-новому.

Четвертый шаг. Использовать найденную техническую идею (или идею, обратную найденной) при решении других технических задач.

Структурная схема АРИЗ-68

Где

С – ситуация; З – задача; УЗ – уточненная задача;

ИКР – идеальный конечный результат; Пр – противоречие;

ППр – причина противоречия; УСПр – условия снятия противоречия; Р – решение; ОР – оценка решения; МР – метод решения.

БЛОК-СХЕМА АРИЗ-68

Основные приемы устранения технических противоречий⁴⁵

1. Принцип дробления

Разделить объект на независимые друг от друга части.

2. Принцип вынесения

Отделить от объекта «мешающее» свойство («мешающую» часть) или, наоборот, выделить единственно нужное свойство.

3. Принцип местного качества

Перейти от однородной структуры объекта к неоднородной.

Каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее соответствующих ее работе.

4. Принцип асимметрии

Перейти от симметричного объекта к асимметричному.

5. Принцип объединения

Соединить однородные (или предназначенные для смежных операций) объекты.

6. Принцип универсальности

Один объект выполняет несколько функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах.

7. Принцип «матрешки»

Один объект размещен внутри другого объекта, который, в свою очередь, находится внутри третьего и т. д.

8. Принцип «антивеса»

а) Компенсировать вес объекта соединением с другими объектами, обладающими подъемной силой.

б) Обеспечить самоподдержание объекта за счет аэродинамических, гидродинамических, электромагнитных и тому подобных сил).

9. Принцип предварительного напряжения

Заранее придать объекту изменения, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим изменениям.

10. Принцип предварительного исполнения

Заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие без затрат времени на их доставку.

11. Принцип «заранее подложенной подушки»

Компенсировать относительно невысокую надежность объекта заранее подготовленными аварийными средствами.

12. Принцип эквипотенциальности

Изменить условия работы так, чтобы не приходилось поднимать или опускать объект.

13. Принцип «наоборот»

а) Вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие; например, если в задаче требуется охлаждать объект, то вместо охлаждения надо, наоборот, нагревать.

б) Сделать движущиеся части системы неподвижными, а неподвижные – движущимися.

в) Перевернуть объект «вверх ногами».

14. Принцип сфероидальности

Перейти от прямолинейных частей объекта к криволинейным, от плоских поверхностей – к сферическим, от частей, выполненных в виде куба или параллелепипеда, – к шаровым конструкциям.

15. Принцип динамичности

Характеристики объекта (вес, габариты, форма, агрегатное состояние, температура, окраска и т.д.) должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе процесса.

16. Принцип частичного решения

Добиться не полного, а частичного решения задачи.

17. Принцип перехода в другое измерение

а) Трудности, связанные с движением (или размещением) объекта по линии, устраняются, если объект приобретает возможность перемещаться в двух измерениях (то есть на плоскости). Соответственно, задачи, связанные с движением (или размещением) объектов в одной плоскости, устраняются при переходе к пространству трех измерений.

б) Многоэтажная компоновка объектов вместо одноэтажной.

в) При нескольких объектах – изменить из взаимное расположение в пространстве.

18. Принцип изменения среды

а) Изменить внешнюю среду, окружающую объект.

б) Изменить объекты, соприкасающиеся с данным.

19. Принцип импульсного действия

Перейти от непрерывного действия к периодическому или импульсному.

20. Принцип непрерывности полезного действия

а) Вести работу непрерывно (все части объекта должны все время работать с полной нагрузкой).

б) Устранить холостые и промежуточные ходы.

в) Перейти от поступательно-возвратного движения к вращательному.

21. Принцип проскока

Преодолеть вредные или опасные стадии процесса на большой скорости.

22. Принцип «обратить вред в пользу»

Использовать вредные факторы для получения положительного эффекта.

23. Принцип «клин – клином»

Устранить вредный фактор за счет сложения с другим вредным фактором.

24. Принцип «перегибание палки»

Усилить вредный фактор до такой степени, чтобы он перестал быть вредным.

25. Принцип самообслуживания

а) Машина должна сама себя обслуживать, выполняя вспомогательные и ремонтные операции.

б) Использовать отходы (энергии, вещества) для выполнения вспомогательных операций.

26. Принцип копирования

Вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, неудобного или хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии (модели, изображения). В частности, оптические копии.

27. Дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности

Изменить объект так, чтобы он использовался только один раз.

28. Замена механической схемы

Заменить механическую систему оптической, акустической или «запаховой».

29. Использование пневмоконструкций и гидроконструкций

Вместо твердых конструкций использовать газообразные и жидкие: воздушную подушку, гидрореактивные устройства и т.д..

30. Использование гибких оболочек и тонких пленок

Вместо жестких конструкций использовать гибкие оболочки и тонкие пленки.

31. Использование магнитов и электромагнитов

Применить магниты и электромагниты.

32. Изменение окраски

Изменить окраску или сделать объект прозрачным.

33. Принцип однородности

Объекты, взаимодействующие с данным объектом, должны быть сделаны из того же материала.

34. Принцип отброса или видоизменения ненужных частей

Выполнившая свое назначение или ставшая ненужной часть объекта не должна оставаться мертвым грузом – ее следует отбросить (растворить, испарить и т.д.) или видоизменить.

35. Изменение физико-технической структуры объекта

Изменение агрегатного состояния.

Изменение степени гибкости.

Изменение степени дробления.

Изменение концентрации или консистенции.

Изменение давления.

Универсальные параметры

1. Вес

2. Длина

3. Площадь

4. Объем

5. Скорость