НАЧАЛО
содержание

конспект научно-практической конференции
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ОБУЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОМУ ТВОРЧЕСТВУ
Миасс, 23-27 мая 1988 г.

МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ СВЕРХЭФФЕКТА

© Семен Соломонович Литвин,
1988г.



Какие базовые материалы были использованы в этой работе? Первый базовый материал - работы Г.С.Альтшуллера по системному мышлению. Второе - материалы по ФСА. Третий базовый материал - работа Злотина и Вишнепольской по ВПР. Сегодня уже можно сказать складывается теория ВПР, и это тоже легло в основу данной работы.

Начну с понятия сверхэффекта. Известно, что изобретательскую задачу мы решаем для достижения какой-то конкретной цели. Если мы устранили ТП, уже хорошо. Но хочется большего. Если я взял сложную систему либо не очень сложную, то когда ставишь задачу кардинального совершенствования системы, задач появляется много. Наша статистика последних лет говорит, что меньше всего задач было при анализе кипятильника - 136. При анализе электромясорубки было выявлено более 300 нежелательных эффектов. Самый сжатый отчет об этой работе занимает 150 страниц. Можно, конечно, решать каждую задачу, но идеальнее было бы решить 2-3 задачи и тем самым, снять все остальные. Осталось только сказать, как это сделать.

Это и есть идеология сверхэффекта - бесплатное получение результата, система остается как была или резко упрощается, а все нежелательные эффекты устраняются. При этом должно решаться, от силы 2-3 задачи. Для этого естественно необходим инструмент основанный на ЗРТС.

Пример - задача о навивке спирали. Мы пришли в цех и попросили показать нам то, что вызывает наиболее трудные проблемы и то, что не вызывает никаких проблем. Никаких проблем не вызывала навивка спиралей, стояли станки-автоматы - возле каждого работница.

Мы тщательно проследили этот процесс. Называется эта одна операция намоткой спирали, а на самом деле там оказалось 11 технологических переходов. Спираль из нихромовой проволоки имеет диаметр 1,5 мм. Работа тонкая, требует много ручных операций (заправка проволочки, крепление, снятие спирали и т. д.). Одиннадцать технологических переходов, из которых один автоматизирован, это и называется станок-автомат. Мы тут же сказали, что это безобразие, что надо все делать на одном станке. Мы, естественно, предложили непрерывную навивку тут же снимая пружину и нарезая на кусочки.

Тут-то и появляется противоречие: плотно прижмешь проволоку к болванке будет трудно снять, а не плотно - спирали не получишь. Задача решалась по АРИЗ-85-В. Выяснилось, что противоречие кроется в зоне самого первого витка, как только мы замкнули первый виточек то спираль уже не снять. Значит формовать спираль нужно в пределах одного витка.

При проведении ФСА в этой операции было выявлено 14 задач, требующих решения, но вместо них была сформулирована эта, делающая ненужным решение других задач. Стали ненужными прямолинейные концы проволочки, только это составило экономию тонны нихрома в год, хотя мы не собирались тут экономить, появилась возможность регулировки шага спирали, а это в свою очередь позволило сделать кипятильник, который в полтора раза быстрее работает, при тех же затратах энергии. И еще целый ряд задач которые специалисты считали неразрешимыми, а они снялись после решения этой задачи.

Сверхэффект - это эффект, которого при постановке задачи не добивались, но очень хотели бы получить. Решаем одну задачу, а снимаем десяток проблем.

Нами собрана большая картотека таких примеров. Пока в истории техники такие вещи как, сверхэффект, получались случайно, ненароком. Речь идет о том, как делать это сознательно. Кроме того, у нас есть обширная статистика когда изменения в ТС происходят только ради одного, пусть даже очень важного главного эффекта и это обрекает данную ТС на длительное существование со всеми дефектами. Такая судьба постигла сейчас станки с ЧПУ. Отстала подсистема управления, ее довели до нужной кондиции. Результат - повысилась производительность по сравнению с обычными станками на 15-20% максимум. При этом затраты возросли на порядок: без ЧПУ 5 тыс. руб.; с ЧПУ порядка 50 тыс. руб. Проблемы, которые были не поставлены и не решены, и не сняты решениями, связанными с ЧПУ, так и висят дамокловым мечом. И последнее. У нас есть и статистика сознательного применения сверхэффекта.

Пример - совершенствование электромясорубки. Было решено две задачи. При этом получено 96 технических решений по усовершенствованию мясорубки, предложено 3 принципиально новых модели мясорубки. Получено 3 А.С., 6 заявок подано и еще 9 оформляются.

Вывод по этой части. Нам кажется, что здесь проявляется закон развития ТС. Сформулирую его таким образом - ТС развиваются в направлении увеличения сверхэффекта, т.е. повышения эффективности каждого последующего реального изменения ТС. Смысл в том, что с каждого последующего реального изменения мы получаем эффект больше, сильнее, разнообразнее. Этот закон отражает динамику развития ТС. Он имеет свои механизмы, о них и пойдет речь.


 

Хочу для начала отметить важность системного оператора, мы об этом читаем в каждой книге Г. С. Альтшуллера. Если другие фундаментальные подходы ТРИЗ как мышление противоречиями, стремление к идеальности прямо проявляются в механизмах решения задач, т. е. в механизмах живого совершенствования техники, то где напрямую используется системный оператор? Опосредованно - да. Как общая идеология - безусловно. Живых же механизмов использования системного оператора пока нет (Н. Х.: По Альтшуллеру, АРИЗ - многоэкранная схема, вытянутая в линию, это самый живой пример использования системного оператора). Сверхэффект и механизмы его получения мы строили на основании системного оператора, но не только. Какие же механизмы?

Первый механизм: подсистемы, надсистемы, элементы, цели. Здесь речь идет о поиске ресурсов, т.е. происходит смыкание с теорией ВПР. Чтобы получить сверхэффект, необходимо максимальное использование всех ресурсов. Речь идет не только о веществах и полях, энергии. К этим ресурсам мы привыкли, а вот такие ресурсы как свойства, до поры до времени скрыты.

Итак, особенности ресурсов, используемых при получении сверхэффекта. Первое - нематериальность, это какие-то свойства. Второе - эти свойства направленные, т.е. те свойства, которые должны ликвидировать оставшиеся технические противоречия. Если я хочу получить сверхэффект, то я уже не вслепую буду искать какие-то свойства, а определенные, позволяющие снять 10-15 противоречий.

Для этого нужно вводить новые виды информационных фондов. Назрела картотека вещественно-полевых ресурсов, фонда типовых скрытых свойств, фонда скрытых функций или потребностей, что бы не искать каждый раз новые потребности, чтобы еще могла сделать заданная система.

Второй механизм: генетическая ось системного оператора - ось времени, прошлое, настоящее, будущее. С точки зрения получения сверхэффекта это выявление, с одной стороны, всех изменений, производившихся в данной ТС в прошлом и выявление тех последствий, которые в свое время не заметили. Например, при работе над электромясорубкой обычное литье заменили литьем под давлением, чем решили одну технологическую проблему, а то, что при этом появилась возможность решить еще 14 проблем, просто не заметили, никто не увидел, что этого можно захотеть, никто не захотел и никто не получил. Все 14 незамеченных проблем все острее встают сегодня.

К этой же оси относится взгляд в будущее. Что будет, если я решу данную задачу, какая возникнет следующая? Ведь если я ее сейчас увижу, то я ее сейчас и решу. Что будет если...?

Эту работу нужно проводить последовательно.

Третий механизм: свертывание, повышение универсальности применения. Производится ликвидация элементов вместе с их проблемами или с их ТП. Приведу известный пример о судопропускных сооружениях. Ведь когда мы выкинули 90% элементов, то мы выкинули и столько же проблем. Возникла одна глобальная задача и ее решение дало сверхэффект.

Один любопытный аспект выкидывания. Это к закону повышения пустотности. Дело в том, что когда что-то выкидываешь, то на месте выброшенного объекта появляется пустота. Это не так очевидно как кажется, потому что эксперимент мысленный. Итак, мы выкинули элемент, на его месте образовалась пустота, а пустота это блестящий ресурс.

Четвертый механизм, который мы условно называем "Гроссмейстерская игра". По аналогии с шахматами. Хороший шахматист от плохого отличается тем, на сколько ходов вперед он видит. Гроссмейстерская игра в технике это цепочка сверхэффектов. Если я решу эту задачу, то возникнет следующая, давайте решим и следующую, еще не решая первой. А что теперь измениться? Ага, появится такая-то задача решим и ее. У нас есть примеры такой игры на 7-8 ходов, глубже мы с В. М. Герасимовым не сумели пока. Но игра даже в 7-8 ходов дает поразительные результаты. Вот такая многоходовка позволила нам решить одну из задач, которые, в электротехнике считаются вечными задачами - переход от обмоточной меди на алюминий. Как поставить алюминий, если его надо в полтора раза больше чем меди заложить в машину? Играя во много ходов, и получая после каждого небольшой выигрыш, мы выяснили, что меди мы сэкономили столько, что теперь можно переходить на алюминий. Причем еще не решая никаких задач. Поначалу нас неприятно поразило, что мы, вроде бы, не пользовались инструментами ТРИЗ, не разрешали противоречий. Но ведь мы использовали многоэкранную схему! Проверили на ряде объектов. При работе с мясорубкой четырехходовки давали решение таких задач, которые поначалу казались невероятно сложными.

Пятый механизм: когда речь идет о том, чтобы одной системой мы заменили несколько имеющихся систем. Тризовская наглость что-ли? Вместо шести станков один, а тут я хочу вместо всех станков токарных, фрезерных всего один станок. Вспомните полигон для сельхозмашин, когда вместо нескольких десятков полигонов обошлись одним. Такой переход четко укладывается в рамки наращивания сверхэффекта.

Шестой механизм: своеобразная форма сверхэффекта - переход в надсистему технических решений, разных, не связанных друг с другом технических решений и получение от этого еще одного сверхэффекта. Т.е. переход в надсистему разных технических решений, но относящихся к одной технической системе. Вы предложили какое-то интересное решение, внедрение идет тяжело, как обычно. Ведь оригинальные изменения тяжело внедрять. Кто из вас, получив новое техническое решение, уделяет время и силы поиску недостатков полученного решения? Главным аргументом против наших оригинальных решений являются один или два мелких недостатка, которые убивают полученное техническое решение. Можно, конечно, попытаться бороться с каждой из этих задач порознь, а можно выйти в надсистему технических решений, чтобы эти решения объединившись убрали возникшие недостатки нашего решения.

Приведу один пример. Где-то в 70-е годы началась продовольственная программа, а выход был невелик. Меня заинтересовало это, и я стал подбирать революционные изобретения в этой области.

Изобретение первое. Наверное вы слышали о высевании удобрений в гранулах. Удобряется только семя, а не все поле. Надо делать гранулы с удобрением и туда же помещать семя. Главный недостаток - пройдет три дождя, и от гранулы ничего не останется. Если наваливать на все поле, то хватает надолго, правда, остается всего 4-8%, по разным данным, от того, что внесли.

В то же время другой изобретатель из другого города, независимо от этого занимался вопросами т. н. пролонгированных удобрений, точнее, он занимался микродобавками и не знал о существовании первого изобретателя. Он предложил пропитывать микродобавками капиллярно-пористую структуру - цеолит. Когда пройдет дождь, он сам вытянет нужное количество удобрений. Отличная идея, но один из недостатков - где взять столько цеолитов?

Третий изобретатель, проходя мимо целлюлозно-бумажного комбината, увидел горы лигнина, отлично - цеолиты.

Четвертый изобретатель придумал агромост. И т. д. У меня набралась картотека на 7-8 таких изобретений и оказалось, что если их состыковать, то все их недостатки уберутся безо всякого решения задач. У нас есть конкретные примеры подобного типа на наших технических системах.


 

Последний раздел. Этапы действия закона повышения сверхэффекта.

Этап первый. Одно изменение - разрешение одного ТП. Задача - ответ.

Этап второй. Устранение одним решением двух-трех противоречий. У нас решали задачу повышения производительности нанесения изоляции в катушках электрических машин. Было предложено решение: проводить уплотнение изоляции при закладке обмоток ферошариками под действием магнитного поля. Была, кроме того, острейшая проблема нагревания обмоток, нечем было нагревать, а тут пожалуйста, нагревай феррошарики индукционным нагревом. Это был бесплатный эффект.

Третий этап. Свертывание части эффектов вместе с их противоречием. Примеры по судопропускным сооружениям, по кипятильнику. На каждый этап у нас десятки примеров, как наших практических, так и из истории техники.

Четвертый этап. Устранение нескольких противоречий вообще без решения задач. В судопропускных сооружениях заменяя тягачи тележками, мы получили в качестве элемента для захватывания корабля вакуумную присоску, раньше ее нельзя было применять из-за мощных сдвигающих усилий, которые сейчас исчезли.

Пятый этап. Использование многоходовок - Гроссмейстерская игра.


 

Выводы

Выдвинуто предположение о существовании закона развития ТС - закон повышения сверхэффекта.

Разработаны и проверены на практике некоторые механизмы действия этого закона. Главным образом на базе системного оператора.

Начато формирование новых элементов информационного фонда, необходимых для выявления сверхэффекта.

Получается, что можно реализовать давнюю мечту Генриха Сауловича: на выходе решения задачи надо иметь не решение одной задачи, а теорию развития или проектирования этой системы. В результате трех последних наших работ получалось, например: теория проектирования мясорубок, которой раньше не было. Более того, результатом этого оказалось, что возможно перевести проектирование мясорубок не только на "Электросиле", а на любом другом предприятии на САПР. Разработаны программы для ЭВМ для проектирования мясорубок с заданными характеристиками.

На прошлой неделе на конкурсе лучших работ в электротехнической промышленности эта работа заняла первое место.


 

Вопросы:

Является ли свертывание или функционально-идеальное моделирование главным для получения ключевой задачи?
Необязательно. Я могу показать, как без всякого свертывания получается сверхэффект. Работают механизмы системного оператора.

Можете ли вы соотнести предполагаемый закон с другими ЗРТС?
Очень хорошо соотносится. С законом повышения идеальности - очевидно. Повышение универсальности тоже очевидно.

Что более важно - идеальность или сверхэффект?
Конечно идеальность. Мы понимаем так, что повышение идеальности это и есть развитие системы, а все остальные законы работают на идеальность. В том числе и этот.

Чем отличается предлагаемый закон от закона повышения идеальности, если это один из механизмов проявления закона повышения идеальности, то в чем конкретно это проявляется?
Наше предположение о самостоятельном законе основано на том, что существующие законы не позволяли получить ни теоретических рекомендаций, ни соответствующих практических результатов. Спор может идти о чем? Отдельный это закон или нет. Нам представляется, что предлагаемый закон работает ничуть не слабее, чем закон повышения динамичности, который тоже работает на повышение идеальности.

Фактически вы говорите о том, что работает закон перехода количества в качество?
Если с точки зрения диалектики - да.

Методика формирования сверхэффекта относится только к уже существующим ТС или ее можно использовать и при проектировании новых ТС, на стадии НИР?
Это нам представляется возможным. По крайней мере есть 2-3 опыта использования методики для создания принципиально новой техники. Есть некоторые нюансы, но в основном методика та же.

Если пытаться делать несколько шагов, то возможны ветвления. Как быть в этом случае?
Мы особых ветвлений не наблюдали.

Мне представляется, что данная работа просто обобщение опыта использования ресурсов, доложенного на прошлогоднем семинаре, в таком случае "Гроссмейстерская игра" это то же самое?
То, что докладывалось на прошлогоднем семинаре, это один из механизмов, есть и другие.

Раз есть сверхэффекты, то должны быть и антисверхэффекты - решаешь и получаешь необыкновенно плохо?
Вопрос попал в ту точку, о которой я не говорил, но в публикациях это есть. Конечно есть позитивный и негативный сверхэффект. Просто от негативного сверхэффекта происходит перестройка оставшихся задач, в том числе могут появиться и новые крутые задачи. Абсолютно правильное замечание.

Есть такое понятие системный эффект, как оно соотносится с понятием сверхэффекта?
Системный эффект это то, что я говорил об сельскохозяйственных изобретениях. Нам представляется, что сверхэффект - это более высокая категория. Это любой эффект, полученный сверх того, что предполагалось вначале.

Можно ли заранее прогнозировать, какие проблемы я сниму сверхэффектом?
Не только можно, но и необходимо, ведь под эти проблемы и ищутся нужные свойства.

 

СООБЩЕНИЕ О ПУБЛИКАЦИИ

Журнал "Научно-техническая информация" серия 1 номер 3, там моя статья "Информационное обеспечение создания новой техники" должно было быть продолжение: на базе ТРИЗ.

Очень кратко смысл статьи. Большая проблема у конструкторов сейчас, они стонут, что им не хватает зарубежных аналогов для того чтобы хорошо проектировать. Но, как вы понимаете, для того чтобы хорошо проектировать, информация о том, что было вчера не поможет. Так вот, смысл статьи в том, что нужна опережающая информация.

 

вверх
содержание


(c) 1997-2004 Центр ОТСМ-ТРИЗ технологий
(с) 1997-2004 OTSM-TRIZ Technologies Center


http://www.trizminsk.org

21 Sep 1998