Генрих Альтшуллер - Найти идею

И еще одна «новелла».

На недавнем семинаре в Днепропетровске слушатели показали мне журнал «Химия и жизнь», № 7, 1984 г. Вот, мол, еще один пример того, как сознательное выявление и преодоление технических противоречий входит в инженерное мышление… Я посмотрел статью В. Ф. Назарова «Кое-что прислали из Мытищ…»: «Говорят, что изобретать — это значит преодолевать техническое противоречие силой логического мышления. Но если так, прежде всего надо увидеть, выделить и определить противоречие…»

Меня сразу насторожили слова «преодолевать… силой логического мышления». Под «логическим мышлением» обычно подразумевают упорное продолжение старой линии («навесим цепи… и еще навесим цепи… и еще…»). Преодолевать технические противоречия надо, опираясь на знание законов развития технических систем.

Я предложил слушателям перерешать задачу, о которой шла речь в статье.

Задача относилась к производству гидратцеллюлозной нити — сырья для получения окцелона, рассасывающегося хирургического шовного материала. Для обработки гидратцеллюлозной нити ее надо подвергнуть действию пара под давлением. Главная часть установки представляет собой цилиндр. Торцы цилиндра закрыты металлическими стенками с маленькими отверстиями для прохода нити. Внутрь цилиндра подают перегретый пар и протягивают нить. Но нить часто рвется, а заправка ее чрезвычайно трудна.

Вот эта задача в формулировке В. Ф. Назарова.

Задача 5.7.«Говорят, что изобретать — это значит преодолевать техническое противоречие силой логического мышления. Но если так, прежде всего надо увидеть, выделить и определить противоречие. В частном случае с обработкой гидратцеллюлозной нити оно было налицо: чтобы удерживать давление внутри аппарата и не позволять пару уходить в окружающее пространство, надо сделать отверстия для входа и выхода нитей как можно меньшими. Но это затрудняет заправку нитей, более того, делает практически невозможной эксплуатацию аппарата. Чтобы без труда заправить нить, скажем, шомполом, нужны отверстия диаметром 10–15 мм, но тогда немыслима герметизация аппарата».

Далее автор статьи рассказывает о решении, которое кажется ему очевидным: надо заправлять нить в большое отверстие, затем перекрывать его до минимальных размеров, и только после этого подавать пар в рабочую камеру. Сделали аппарат с заслонками на торцевых стенках; при заправке заслонки можно поднять (отверстие большое), а после заправки — опустить (отверстие маленькое). Заправлять нить стало чуть легче, но аппарат все-таки «парил», отверстия-то остались… Начали состыковывать аппарат с аппаратом; пусть пар перетекает из одного цилиндра в другой, это не страшно. Утечка пара чуть уменьшилась, но резко усложнилось управление подъемом и опусканием заслонок. «Логика» подсказала следующий ход: заслонки сделали поворотными, управление несколько облегчилось. В конце концов получился громоздкий аппарат, состоящий из шести камер, имеющий поворотные заслонки и работающий на паре давлением 4,5 атм. Внедрить аппарат не удалось. Проектирование передали специалистам-машиностроителям. Те тоже действовали вроде бы правильно: пар — в идеальном случае — должен сам себя не выпускать.

Был построен аппарат, реализующий этот принцип. И снова ничего не получилось…

Заметить ошибки нетрудно. Противоречие сформулировано робко, в нем допускается сохранение отверстия: просто сказано, что отверстие иногда должно быть большим, а иногда — маленьким. Через маленькое отверстие и уходит пар… В ТРИЗ есть правило: противоречия надо усиливать, обострять, доводить до предела.Правильная формулировка противоречия: диаметр отверстия все время равен диаметру цилиндра и все время равен нулю… Иными словами: нить проходит сквозь торцевую стенку так, словно стенки нет, а стенка есть! Неверно сформулирован и ИКР: «Пар должен сам себя держать». Это все равно, что в задаче 5.6 сказать: «Пыль должна сама себя держать…» Пыли не должно быть совсем! Точно также не должно быть и пара. «Стенки камеры или камера сама осуществляет термообработку нити», — вот правильная формулировка ИКР.

Надо полагать, читатель давно догадался: нужна оловянная ванна. Впрочем, не обязательно оловянная. Годится любое нейтральное вещество с подходящей температурой плавления. Из статьи не ясно, работает ли пар только в качестве теплового агента или вступает в реакцию с веществом нити. Последнее маловероятно, но и в этом случае ответ остается в силе, нужны лишь дополнительные «маленькие хитрости». Сейчас важен принцип. И важны выводы:

1. Надо знать и использовать законы развития технических систем.

2. Тактика решения задач, основанная на применении законов развития, парадоксальна и ведет к диким, немыслимым на первый взгляд ответам. Не надо бояться таких ответов! (Как раз наоборот: опасаться следует приглаженной, «здравой» логики.)

«Расплавно-термической обработки гидратцеллюлозы» пока нет. Но я не сомневаюсь, что законы неукоснительно сработают и на этот раз.

Напрашивается, однако, каверзный и потому очень интересный вопрос: а как быть в тех случаях, когда один закон тянет в одну сторону, а другой — в другую?

Иерархию систем можно условно представить в виде множества концентрических окружностей. Из внутренних окружностей тяжелые, громоздкие, сложные объекты постоянно «оттесняются» во внешние окружности: закон увеличения идеальности действует как мощная центробежная сила. Типичный пример — современные магнитные дороги. Из транспортного средства убраны двигатель и движители (колеса). Но пришлось усложнить подсистему: двигателем-движителем стала дорога, выполненная в виде электромагнитов, расположенных вдоль пути.

Необходимо ясно видеть диалектический процесс упрощения-усложнения технических систем. В каждом конкретном случае надо уметь выявлять оперативную зону,в пределах которой следует увеличивать идеальность, «оттесняя» сложные объекты из этой зоны в надсистему. За пределами оперативной зоны идеальность может оставаться без изменений или даже несколько уменьшаться за счет процесса «оттеснения».

Еще пример. В опасных по газу шахтах используют электрооборудование во взрывобезопасном исполнении. Такое оборудование сложно и громоздко. Было предложено использовать ток с «паузами» (из ста полуволн в секунду «вырезана» одна полуволна): несложное и открытое оборудование производит коммутацию тока только в «паузах», когда можно развести или свести контакты без образования дуги. Понятно, что за такое упрощение приходится платить установкой специальных устройств, «вырезающих» паузы в токе.