Генрих Альтшуллер - Алгоритм изобретения

Как именно появилась обмотка — это пока не важно. Зато очень важно, как выглядит готовое изделие. Тут надо отчетливо представить себе каждую деталь, а затем упростить полученную схему.

Кольцо с намоткой можно показать на втором кадре в общем виде. Это неплохо, но можно сделать лучше: дать крупным планом одну часть кольца, зато в разрезе (рис. 7). Так намного яснее — к чему следует стремиться. Ведь тут прямо напрашивается третий кадр: упростим изображение, объединим слои изоляции. И четвертый кадр: уберем нижний общий слойизоляции (ферриты сами обладают свойствами изоляторов). А теперь пятый кадр: уберем верхний общий слойизоляции. Раз он общий, его всегда легко нанести.

У нас остается тороид со спиральным металлическим слоем. И задача коренным образом облегчается: получить металлический спиральный слой намного проще, чем наматывать изолированную проволоку...

Разумеется, нужен опыт, чтобы вот так идти от кадра к кадру. Но это и не обязательно. Шаг 3—2 предусматривает только два рисунка: «Было» и «Стало» (ИКР). Далее (шаг 3—3) на рисунке «Стало» выделяется та часть объекта, которая не может выполнить требуемого действия — и это в определенной мере заменяет дальнейшие рисунки.

Делая шаги 3—1 и 3—2, изобретатель смело отмеривает желаемое. Шаг 3—3 заставляет задать себе вопрос: а почему, собственно, желаемое невозможно?

Выясняется, что при попытке получить желаемое (используя для этого уже известные способы), возникает помеха — приходится расплачиваться дополнительным весом или увеличением объема, усложнением эксплуатации или увеличением стоимости машины, уменьшением производительности или недопустимым снижением надежности. Это и есть техническое противоречие, присущее данной задаче.

Каждая помеха обусловлена определенными причинами. Шаг 3—4 состоит в определении этих причин.

Причины помехи почти всегда лежат на виду, и найти их нетрудно, лишь в редких случаях эти причины неясны. Однако не следует сразу переходить к экспериментам. Дело в том, что для эффективного решения задачи далеко не всегда нужно детальное проникновение в физико-химическую суть помехи. Допустим, техническое противоречие обусловлено недостаточной прочностью материала. Понятно, что изучение этого материала может дать новые сведения, позволяющие устранить помеху. Но это путь исследовательский, а не изобретательский: здесь делается открытие (пусть небольшое), а не изобретение. Исследовательская же работа требует специального оборудования и значительного времени. Выгоднее идти изобретательским путем, пока его возможности не исчерпаны. Поэтому при определении непосредственных причин технического противоречия можно и нужно ограничиться самыми общими формулировками.

Вспомним задачу о магнитной сборке. Идеальный результат состоял в том, чтобы ролики «сами собой» держались на местах. Достижению этого результата мешало то, что ролики сами собой не держались и падали. Причина помехи очевидна: ролики сделаны из металла, цапфа тоже металлическая, а металл на металле сам собой не закрепляется. Большей детализации в определении причин помехи и не требуется.

Когда причина помехи найдена, можно сделать еще один шаг и определить, при каких условиях исчезнет помеха. Так, в задаче о магнитной сборке помеха исчезнет, когда металл «без ничего» будет держаться на металле. После такого преобразования задачи уже трудно не догадаться о намагничивании.

Рассмотрим в качестве примера задачу о гоночном автомобиле.

Решение задачи 3

2—3. Дана система из колеса и обтекателя. Сквозь обтекатель не видно положение колеса.

2—4.

а) Обтекатель.

б) Колесо. (К колесу автомашины предъявляется много требований, любое изменение может вступить в конфликт с этими требованиями. К обтекателю предъявляется только одно требование — сохранение определенной формы. Значит, обтекатель — в условиях данной задачи — менять легче.)

2—5. Обтекатель.

3—1. Обтекатель сам позволяет видеть колесо — без ухудшения аэродинамических качеств.

Задача простенькая, не выше второго уровня. Но сейчас нас интересует механизм решения — его удобнее рассматривать на таких простых задачах.

Решение напрашивается уже на шаге 2—3. А шаг 3—1 с предельной точностью выводит на решение. Обтекатель сам пропускает лучи: следовательно, исключены все варианты с зеркалами, светопроводами и т. п. Без ухудшения аэродинамических качеств: следовательно, форму и положение обтекателя менять нельзя, дырки в обтекателе тоже нельзя делать. Остается одно — сделать обтекатель прозрачным. Это позволит совместить несовместимое: будут улучшены аэродинамические качества автомобиля и в то же время гонщик сохранит возможность, как и раньше, наблюдать за колесами.

Сейчас, когда решение найдено, оно кажется очевидным. Действительно, такое решение могло появиться уже в сороковых годах. Здесь, видимо, сказалась инерция мышления. Когда задача возникла, не было материала для изготовления прозрачных обтекателей: ведь обычное стекло не годится — оно слишком хрупкое. Тогда и привыкли считать, что колесо можно прикрыть лишь металлическим обтекателем, а металл, как известно, непрозрачен. С течением времени условия изменились: появилась прозрачная и прочная пластмасса (органическое стекло), однако «сработала» инерция мышления — задача осталась нерешенной. Способствовало этому и то, что задача относилась только к гоночным автомобилям и потому не попадала в поле зрения конструкторов обычных автомобилей. Для обычного автомобиля едва ли нужны прозрачные обтекатели колес (они быстро загрязнятся и перестанут быть прозрачными — тут это решение непригодно). Но вообще сделать машину или часть машины прозрачной — один из сильных приемов решения изобретательских задач.

На рис. 8 показана схема работы по АРИЗ. Используя ИКР как ориентир, изобретатель сразу выходит в район сильных решений. Затем он шаг за шагом исследует техническое противоречие, содержащееся в задаче. Ясное представление о техническом противоречии и его, так сказать, внутренней механике позволяет в ряде случаев уже на этом этапе прийти к идее решения. Однако, как правило, идея — в первоначальном своем виде — еще сыровата. Ее надо «дотянуть», откорректировать, усилить ее преимущества и по возможности убрать недостатки. Это осуществляется в четвертой части АРИЗ.

Иногда недостатки идеи оказываются слишком серьезными, преимущества — сомнительными, а повторный анализ не дает ничего нового. Тогда следует перейти к пятой части АРИЗ.

Изобретательских задач — бесчисленное множество. Но содержащиеся в них технические противоречия довольно часто повторяются. А коль скоро существуют типичные противоречия, то должны существовать и типичные приемы их устранения. Действительно, статистическое исследование изобретений обнаруживает четыре десятка наиболее эффективных приемов устранения технических противоречий. Их использование (порознь или в том или ином сочетании) лежит в основе многих изобретений. Разумеется, тут нет и тени принижения творчества: в конце концов вся безграничная вселенная собрана из сотни элементов.