Найти эффективное решение значит избавиться от противоречия

Примеры, задачи и загадки по ТРИЗ с ответами

Говоря о разработанном Г. С. Альтшуллером алгоритме, мы отмечаем не только стройность научной теории, но и её способность без перебора многочисленных вариантов приводить к сильному решению. В этом несомненное преимущество ТРИЗ, ведь она располагает большим количеством практических инструментов для решения творческих задач и производственных кейсов любой сложности.

Чтобы наглядно это продемонстрировать, мы собрали задачи и упражнения и объяснили их решение, применяя методику ТРИЗ. Несмотря на то, что теория предназначена для работы с техническими задачами, примеры подобраны так, что даже человек без специального образования сможет по достоинству оценить её эффективность.

На этой странице приведены некоторые задачи и упражнения, которые Г. Альтов (псевдоним, под которым Г. С. Альтшуллер писал научную фантастику) публиковал в газете «Пионерская правда» для юных изобретателей. И, как часто бывает в таких случаях, не каждый взрослый мог справиться с этими задачами, в чём вы сможете убедиться самостоятельно. Подобраны и кейсы – описания реальных ситуаций, когда возникшие противоречия были решены при помощи ТРИЗ. Они более сложные для решения, но позволяют завершить представление о теории, как практическом инструменте.

Содержание:

Марсоход

Условие. Во время научной экспедиции на Марс, космический корабль произвёл посадку в долине. Астронавты снарядили марсоход для лучшего изучения планеты, но как только покинули корабль, столкнулись с проблемой. Дело в том, что по поверхности было сложно передвигаться – этому мешали многочисленные холмы, ямы, большие камни. На первом же склоне колёсный вездеход с надувными шинами перевернулся на бок. С этой проблемой астронавты справились – они прицепили снизу груз, что усилило устойчивость машины, но стало причиной новой проблемы – груз задевал неровности, что усложняло движение. Итак, что нужно сделать, чтобы повысить проходимость марсохода? При этом у космонавтов нет возможности изменять его конструкцию.

Решение. Техническое противоречие сформулировано в условии задачи. Идеальный конечный результат – достичь абсолютной проходимости. При этом космонавты действуют в условиях Марса, у них нет возможности изменять конструкцию марсохода. Исходя из этого, ресурсом выступает груз. Не стоит также забывать и о законах развития технических систем, и следить за тем, чтобы изменение одной части не влияло на функционирование других элементов. Памятуя об этом, становится очевидным, что поднять груз в кабину или на крышу невозможно, так как произойдёт смещение центра тяжести и проблему решить не удастся. Спустить воздух из шин также нельзя – устойчивость немного повысится, но пострадает проходимость, усилится тряска.

Чтобы понять, как поступить с грузом, и получить сильное решение, нужно вспомнить, как мы обычно поступаем в условиях нехватки места? Стараемся разместить всё максимально компактно: объединить, сложить одно в другое. В ТРИЗ такой приём получил название «матрёшка». С её помощью задача про марсоход легко решаема: груз (металлические шарики, тяжёлая жидкость) нужно поместить внутрь шин. Этот способ имеет применение на практике, его предложил использовать японский изобретатель П. Шохо, для повышения устойчивости и проходимости кранов и погрузчиков.

Вода в трубе

Условие. Достаточно простая и известная задача. Есть металлическая труба, проложенная под землёй, по которой течёт вода. Для устранения неполадок в работе системы, часть трубы раскопали и столкнулись с необходимостью определить, в какую сторону движется вода. Попытки выяснить это путём простукивания, на слух, завершились неудачей. Вопрос: как понять в какую сторону течёт вода в трубе? Нарушать герметичность трубы (сверлить, резать) нельзя.

Решение. Эта задача решается очень просто. ТРИЗ предусматривает не только строгий алгоритм решения, но и чёткую проработку условий задания. Г. С. Альтшуллер всегда советовал перед началом работы попробовать сформулировать условия задачи другими словами. В нашем случае есть труба и вода, которая по ней движется. Воздействовать на трубу нельзя, значит нужно воздействовать на воду. Отсюда самое простое решение – нагреть трубу в одном месте, и по тому в какую сторону будет течь подогретая жидкость, нагревая и трубу, определить направление.

Безопасный бассейн

Условие. Это скорее не задача, а упражнение на способность находить эффективные творческие решения. Цель – предложить максимально безопасный бассейн для людей, которые не умеют плавать.

Решение. Используя метод системного анализа, можно найти ряд приемлемых решений, поскольку условия задачи не ограничивают нас в выборе средств. Так, можно построить бассейн уникальной конструкции (с небольшой глубиной, верёвочными ограждениями для каждой дорожки, выталкивающими фонтанами). Также можно снабжать пловцов вспомогательными плавсредствами, к примеру, спасательными жилетами. С точки зрения идеальности наиболее удачным вариантом можно считать предложение наполнить бассейн раствором концентрированной поваренной соли. В нём тело будет выталкиваться на поверхность без дополнительных усилий. Кстати, на эту тему существует загадка: «В каком море невозможно утонуть?». Поскольку физическую составляющую необходимого условия вы уже знаете, в качестве дополнения к упражнению подумайте над географической.

Лекарства для космонавтов

Условие. Не многим известно, что «морской болезнью» страдают не только моряки и путешествующие по морю, но и космонавты. Лекарства от данного недуга существуют, но есть оговорки по его применению в условиях космоса. Так, малые дозы нужно принимать часто, что неудобно, а большие – вредно. Как решить эту проблему?

Решение. Противоречие заключается в необходимости подачи в организм нужного количества лекарства без постоянного отвлечения на этот процесс космонавта. Для его решения был применён метод маленьких человечков. Лекарство представили как толпу людей, желающих попасть в нужное место. Очевидно, что для совершенствования этого процесса нужна определённая организация – очередь, постепенное продвижение. Эту идею реализовали в препарате, придя к выводу, что он должен усваиваться по частям, а не сразу. По этому принципу и были изобретены таблетки со скополамином, помогающие космонавтам справиться с «морской болезнью». Они имеют форму плоского диска, который, как пластырь, крепится за ухом. При этом активное вещество вследствие диффузии нормировано попадает в организм.

Одуванчики

Условие. Одуванчики имеют набор хромосом очень качественно близкий к человеческому. Как это можно использовать при контроле работы атомной электростанции?

Решение. Здесь, как видим, не совсем традиционная задача. Тем не менее, решается она достаточно просто, всё что нужно – применить один из законов развития ТС – закон согласования ритмики частей системы. И одуванчик, и человек – системы, а тот факт, что их хромосомы похожи, даёт возможность судить о достоверности результатов экспериментов на растениях и в случае с людьми. Но ритмика у одуванчика чаще (смена поколений раз в год), что за достаточно короткий период времени позволяет проследить генетические изменения экземпляров, растущих рядом с АЭС, и сделать соответствующие выводы и о влиянии на человека.

Корм для рыбок

Условие. У вас есть аквариум с рыбками, которые питаются циклопами. Вам нужно уехать на несколько дней и решить проблему с кормлением. Попросить помочь вы никого не можете. Запустить много циклопов за один раз нельзя – рыбки их съедят, и всё равно будут голодать. Как поступить в этом случае?

Решение. Бытовая ситуация, с которой (с возможными вариациями – кошки, попугаи и т.д. вместо рыбок) сталкивался каждый. По аналогии с предыдущей задачей становится очевидным, что приток корма в аквариум должен быть постоянным. Другими словами, в данном случае ИКР – независимое статическое поступление корма. Как это сделать? Знакомые с физикой, и в частности, с термодинамикой, должны найти решение достаточно быстро, используя описание мыслительного эксперимента Дж. Максвелла, известного как «Демон Максвелла». В переносе на наш случай решением может служить перегородка аквариума стенкой из органического стекла с небольшими отверстиями – достаточными для движения циклопов сквозь них и, в то же время, ограничивающие движения рыбок на «сторону циклопов».

Лёд на проводах

Условие. Напоследок сложная задача, с которой справляются очень немногие. В наших климатических условиях зимой существует опасность нарастания льда на проводах линии электропередач. Со временем образовавшаяся глыба может оборвать своей тяжестью провода, да ещё и повредить то, что находится на земле под ними. Какими методами бороться с обледенением?

Решение. Как и было анонсировано, решение данного кейса потребовало от изобретателей значительных усилий. Сначала высказывались предложения очищать провода внешними способами, например, с помощью человека. Но такие методы были откинуты в силу своей нецелесообразности. Появилась идея нагревать провода, пуская по них ток под сильным напряжением. Но это рождало новое противоречие, ведь в такое время пользователи не смогли бы пользоваться энергией. В данном случае сам ресурс (ток) был выбран правильно и учёные начали развивать идею нагрева проводов его посредством. Вскоре решение нашли – по всей линии на расстоянии в 5-6 м на провода надели специальные кольца из материала, обладающего магнитными свойствами – феррита. Под воздействием переменного тока магнит нагревался, что исключало обледенение.

Но и это решение не оказалось оптимальным. Дело в том, что провода продолжали греться и в тёплую пору, что было ненужным. Изобретение было усовершенствовано – кольца начали делать из магнита с точкой Кюри (П. Кюри первым заметил, что разные магниты сохраняют свои свойства до разных температур) равной нулю градусов. Такие магниты не грелись, когда температура воздуха поднималась выше 0°.

Больше интересных задач и кейсов по ТРИЗ ищите на официальном сайте фонда Г. С. Альтшуллера, на сайте «Креативный мир», в книге Н. и А. Нарбут «Учебник и сборник задач по ТРИЗ». Желаем вам успехов в практике решения изобретательских задач!

А также предлагаем сыграть в нашу игру на развитие нестандартного подхода в решении задач.

Напоминаем, что для полноценной работы сайта вам необходимо включить cookies, javascript и iframe. Если вы ввидите это сообщение в течение долгого времени, значит настройки вашего браузера не позволяют нашему порталу полноценно работать.

Далее вы найдете ссылки на полезные статьи и другие материалы, так или иначе относящиеся к теме.

Источник

Урок 1. Введение в ТРИЗ

Первый урок данного раздела является введением в основы классической Теории решения изобретательских задач. В нем даются ответы на такие главные вопросы: как и когда возникла ТРИЗ, каковы ее цели и какие проблемы она решает, в каких областях применяется?

Система методик ТРИЗ, как и другие теории творчества и креативности, имеет свою базу и функции, и для того, чтобы понять ее и научиться применять, нужно, в первую очередь, детально изучить методы и принципы решения изобретательских задач, предлагаемые данной теорией. Об этом и будет рассказано ниже.

Содержание:

Краткая история ТРИЗ

«Надо учить творчество» – был уверен Генрих Саулович Альтшуллер. Эту идею он сделал основоположной в системе своих научных приоритетов. Сегодня его учение вызывает интерес не только обобщением многолетнего разнопланового опыта изобретательства, но и практикой самого автора, который, будучи, помимо ученого, инженером, уже в 17 лет получил первый патент, а к 25 годам имел их 10.

Именно заинтересованность Г. Альтшуллера всеми аспектами изобретательства, а не деталями конкретных разработок, стала причиной поиска алгоритма, который давал бы практическое руководство к тому, как сделать изобретение более легким. Автор будущей теории вместе со своим другом Рафаилом Шапиро в 1946 г. решили, что должна существовать некая методика изобретательства и постарались ее найти. Но анализ научной литературы того времени показал, что проблемами творчества интересовалась в основном психология, причем большинство работ имели предметом метод проб и ошибок.

О разработанной методике Г. Альтшуллер написал в письме на имя Сталина с предложением начать преподавание. Но в некоторой мере резкие оценки ситуации с изобретательством в СССР высшему руководству страны не понравились. В результате – обвинение, следствие, приговор к 25 годам заключения в лагеря ГУЛАГа. В 1954 г., после реабилитации, отмены срока и освобождения, Альтшуллер снова начал полноценно работать над ТРИЗ. Как итог, в 1956 г. в журнале «Вопросы психологии» была опубликована его первая статья о теории решения изобретательских задач. В 1970-е гг. произошло признание технологии Альтшуллера, появились первые школы. Вышли из печати такие труды как «40 приемов устранения противоречий (принципы изобретательства)», «Таблица основных приемов для устранения типовых технических противоречий», «Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ)» и другие.

Сегодня снова наблюдается возрастание интереса к теории и практике ТРИЗ не только в России и странах СНГ, но и в США, Канаде, странах Европы, Юго-Восточной Азии и Южной Америки. Во всем мире создаются компании, которые внедряют практику ТРИЗ в различные сферы деятельности. Особенно это касается промышленности, где методика Альтшуллера используется для получения перспективных решений производственных проблем. Теорию решения изобретательских задач изучают студенты многих специальностей и школьники всех возрастов, существуют обучающие ТРИЗ курсы подготовки для педагогов. В 1989 г. в Петрозаводске Г. Альтшуллер создал и возглавил Ассоциацию ТРИЗ, которая в 1997 г. стала международной.

Подробнее о ТРИЗ, в частности, про историю развития теории, вы можете прочитать в книге «Основы ТРИЗ».

Цели, задачи и функции

Основная цель ТРИЗ (или даже миссия) – выявление и использование законов, закономерностей и тенденций развития технических систем. ТРИЗ призван организовать творческий потенциал личности так, чтобы способствовать саморазвитию и поиску решений творческих задач в различных областях. Главная задача ТРИЗ – предложение алгоритма, позволяющего без перебора бесконечных вариантов решений проблемы найти наиболее подходящий вариант, отбросив менее качественные. Или, говоря более простыми словами, ТРИЗ позволяет решить изобретательскую задачу так, чтоб на выходе получить наиболее высокий КПД.

В книге «Основы ТРИЗ» В. Петров, президент Ассоциации ТРИЗ Израиля, член глобальной группы Европейской ассоциации ТРИЗ (ETRIA), выделяет основные и вспомогательные функции теории решения исследовательских задач.

Основные функции ТРИЗ:

Решение творческих и изобретательских задач любой сложности и направленности без перебора вариантов. Прогнозирование развития технических систем (ТС) и получение перспективных решений (в том числе и принципиально новых). пробуждение, тренировка и грамотное использование природных способностей человека в изобретательской деятельности (прежде всего образного воображения и системного мышления), а также совершенствование коллективов (в том числе творческих) по направлению к их идеалу (когда задачи выполняются, но на это не требуется никаких затрат).

Дополнительные функции ТРИЗ:

• Решение научных и исследовательских задач.
• Выявление проблем, трудностей и задач при работе с техническими системами и при их развитии.
• Выявление причин брака и аварийных ситуаций.
• Максимально эффективное использование ресурсов природы и техники для решения многих проблем.
• Объективная оценка решений.
• Систематизирование знаний любых областей деятельности, позволяющее значительно эффективнее использовать эти знания и на принципиально новой основе развивать конкретные науки.
• Развитие творческого воображения и мышления.
• Развитие творческих коллективов.

Теперь давайте поговорим о принципах ТРИЗ.

Принципы теории

Как говорилось выше, Г. С. Альтшуллер одной из главных проблем такой теории изобретательства, как метод проб и ошибок, считал многочисленный перебор вариантов решения. Поэтому в ТРИЗ ключевая роль отводится пониманию того, как избежать подобного и сразу находить сильные решения. Для этого предложены следующие принципы теории:

✔	Принцип объективности законов развития систем. Строение, функционирование и смена поколений систем подчиняются объективным законам. Таким образом, сильные решения – это решения, соответствующие объективным законам, закономерностям, явлениям, эффектам. Любая система развивается заранее определенным способом.
✔	Принцип противоречия. Под воздействием внешних и внутренних факторов возникают, обостряются и разрешаются противоречия. Системы эволюционируют, преодолевая противоречия. Соответственно, сильные решения – это решения, преодолевающие противоречия. Дихотомию нужно усилить максимально. В системе нужно искать противоречие.
✔	Принцип идеальности. При решении задачи следует стремиться к идеальному результату (решению), когда достигается максимальный результат при минимальных усилиях (затратах). Таким образом, сильные решения – это решения, использующие внутренние ресурсы, уже имеющиеся в системе, – близкие к идеальному решению. Методология решения проблем строится на основе изучаемых ТРИЗ общих законов эволюции, общих принципов разрешения противоречий и механизмов приложения этих общих положений к решению конкретной проблемы.
✔	Принцип конкретности. Каждая решаемая задача конкретна (конкретные ресурсы, конкретные решения). Принцип конкретности – каждый класс систем, как и отдельные представители внутри этого класса, имеют конкретные особенности, облегчающие или затрудняющие изменение конкретной системы. Эти особенности определяются ресурсами: внутренними – теми, на которых строится система, и внешними – той средой и ситуацией, в которой находится система. Сильные решения – это решения, учитывающие конкретные особенности конкретных систем, а также индивидуальные особенности, связанные с личностью конкретного человека, решающего проблему.

Усвоив эти принципы, можно идти дальше.

Место ТРИЗ среди других теорий творчества

ТРИЗ занимает особое место среди других теорий творчества. И дело здесь не только в разнице методов (и в том, что ТРИЗ – это скорее не метод, а целая система). Теория Г. Альтшуллера родилась как альтернатива методу проб и ошибок и бесконечно долгому перебору возможных вариантов решения задач. Задача ТРИЗ – находить сильное решение практически сразу. Это ее первая особенность.

Еще одной является то, что ТРИЗ изначально была основана на изучении технического опыта, опыта точных наук. Точность передалась и самой теории, которая предполагает четкую пошаговую схему действий, которая направлена на достижение идеального (конечно, в зависимости от условий) конечного результата. Этим обусловлено то, что в основе методики лежит применение специального алгоритма – АРИЗ. Другие приемы поиска творческого решения, такие, как мозговой штурм, синектика, латеральное мышление, содержат элемент неопределенности, более того, только латеральное мышление указывает на необходимость точной фокусировки на проблеме. ТРИЗ же, в свою очередь, конкретная и строгая.

Важным отличием ТРИЗ от других теорий является место, отводимое человеческому фактору. В системе Г. Альтшуллера воздействие на техническую систему личности человека сведено к минимуму. Этим отчасти объясняется еще одна особенность – ТРИЗ не способствует активизации творческого потенциала, она, скорей, организовывает его. Поэтому данная методика подходит в значительно большей мере для решения существующих проблем, а не создания чего-то принципиально нового.

Применение

Изначально ТРИЗ имела дело только с технологическими проблемами, попросту говоря, с вещами материальными, и была разработана для решения проблем в технических системах. Основу методики составляли выявленные Альтшуллером закономерности, поэтому можно сказать, что в отдельных проявлениях ТРИЗ, как объективный ответ на требование к развитию технических систем, существовал до его научного описания. Один из центральных принципов теории – принцип противоречия – является необходимым условием поступательности и изобретательства в целом. Так, в начале ХХ в. было выявлено противоречие между классической механикой, основанной на постулатах Галилея об относительности и классической электродинамикой, которая отвергала этот принцип. Это стимулировало работу А. Энштейна, который в качестве решения предложил свою теорию относительности.

Теория решения изобретательских задач поспособствовала появлению ряда технических инноваций еще в советское время, особенно в области радиоэлектроники и вычислительных машин. В частности, это разработки удаленных и обычных дисплеев, систем индикации, блоков питания и др.

Оказала влияние ТРИЗ и на сферу создания программного обеспечения. Принцип противоречия можно рассматривать как основу для написания таких программных инструментов как оптимизаторы и средства рефакторинга, призванные анализировать технические противоречия на уровне программного кода с использованием приемов разрешения противоречий. Эта отрасль довольно активно развивается.

Методика продолжает совершенствоваться, и, поскольку, она не является строгой научной теорией и представляет собой обобщенный опыт закономерностей развития не только техники, но и науки в целом, применение ТРИЗ возможно и в других сферах.

Педагогика

ТРИЗ-педагогика – педагогическая система, целью которой является воспитание творческой личности. Методологической основой для ТРИЗ-педагогики является фантастический рассказ Г.С. Альтшуллера «Третье тысячелетие», в котором он описывает принципы педагогики будущего:

1. Педагогика должна быть направлена на подготовку универсалов, которые все знают и умеют делать всё.
2. Обучение начинается в раннем возрасте (5 лет) и заканчивается в 13, 15, 16 лет.
3. Специализация происходит сама собой. Выбор специальности студент делает сам.
4. Обучение производится с максимальной скоростью (принцип форсажа).
5. Программа подготовки должна постоянно обновляться и дополняться.
6. Учебные группы должны быть малыми (четверки) для учета индивидуальных особенностей ребенка.
7. ТРИЗ-педагог сам должен быть универсальной творческой личностью.

Детальнее читайте в Википедии.

Новейший взгляд предлагает Анатолий Гин, специалист в области ТРИЗ, который разработал пять принципов современной ТРИЗ-педагогики:

✔	Принцип свободы выбора. В любом обучающем или управляющем действии предоставлять ученику право выбора.
✔	Принцип открытости. Не только давать знания, но еще и показывать их границы. Использовать в обучении открытые задачи – задачи, стимулирующие самостоятельное генерирование идей.
✔	Принцип деятельности. Освоение учениками знаний, умений навыков преимущественно в форме деятельности.
✔	Принцип обратной связи. Регулярно контролировать процесс обучения с помощью развитой системы приемов обратной связи.
✔	Принцип идеальности. Максимально использовать возможности, знания, интересы самих учащихся с целью повышения результативности и уменьшения затрат в процессе образования.

Но педагогикой собласть применения ТРИЗ, конечно, не ограничивается.

Бизнес и маркетинг

Так или иначе, нашла свое применение ТРИЗ и в этих областях. Все промышленные предприятия в своей деятельности вынуждены обращаться к информационному фонду ТРИЗ. В нем собраны указатели применения физических, химических и геометрических эффектов, банк типовых приемов устранения технических и физических противоречий, который постоянно пополняется.

Теория решения изобретательских задач будет полезна и многим управленцам – в 90-е гг. разработчики ТРИЗ пришли к выводу, что законы развития технических систем схожим образом проявляют себя и в развитии других организованных систем, в том числе социальных. Прогрессивным в планировании деятельности также является использование инструментов ТРИЗ в SWOT-анализе. В маркетинговых исследованиях всегда применяется принцип характерный для ТРИЗ – дробление целевой аудитории на категории по социальным, демографическим и другим характеристикам. Он же лежит в основе диаграммы Кано, которая отображает, как предпочтения клиента распределяются в зависимости от категорий качества.

Теория находит свое применение и в других областях, таких как юриспруденция, искусство, литература и другие. Чтобы подробнее познакомиться со спектром задач, решаемых при помощи ТРИЗ, вы можете перейти на страницу с заданиями и примерами ТРИЗ.

Проверьте свои знания

Если вы хотите проверить свои знания по теме данного урока, можете пройти небольшой тест, состоящий из нескольких вопросов. В каждом вопросе правильным может быть только один вариант. После выбора вами одного из вариантов система автоматически переходит к следующему вопросу. На получаемые вами баллы влияет правильность ваших ответов и затраченное на прохождение время. Обратите внимание, что вопросы каждый раз разные, а варианты перемешиваются.

Напоминаем, что для полноценной работы сайта вам необходимо включить cookies, javascript и iframe. Если вы ввидите это сообщение в течение долгого времени, значит настройки вашего браузера не позволяют нашему порталу полноценно работать.

В следующем уроке мы познакомим вас с законами развития систем.

Источник