Эффекты

Описание метода:

Если проанализировать фонд патентной информации, то можно убедиться, что основой многих сильных изобретений является специальная организация ресурсов на основе знаний в виде одного или нескольких эффектов. Это естественно, поскольку помимо решения чисто фундаментальных задач, стоящих перед любой наукой, целью многих исследователей является получение прикладных результатов для последующего использования в практической деятельности. Поэтому с новыми техническими системами в нашу повседневную жизнь легко и прочно входят достижения науки.

Осознание инженером важности научных знаний приходит тогда, когда он вплотную сталкивается с необходимостью создания новых решений. И действительно, качественные изменения в технике ныне немыслимы без сознательного применения этих знаний. Они позволяют не только эффективно улучшить параметры уже существующих ТС, но и способствуют появлению новых.

АРИЗ, хоть и представляет собой хорошо организованное мышление, сам по себе не дает решения, если не хватает знаний в отношении имеющихся ресурсов. Необходимо их преобразование или пространственно-временная организация. Даже если удачно построена модель и есть подсказка, – не понятно, как все это реализовать.

Особенности ресурсов, позволяющие получить необходимые преобразования, и называются эффектами – стабильно повторяющимися взаимодействиями с однозначной зависимостью между входными и выходными параметрами.

Чтобы не вспоминать давно не использованные знания из научных дисциплин, чтобы не искать давно найденное, на основе сильных изобретений созданы специальные указатели различных эффектов.

Исторически в ТРИЗ применение эффектов было предусмотрено еще типовыми приемами устранения ТП, например, "применение теплового расширения", "замена механической схемы" и др. В дальнейшем, некоторые из наиболее "популярных" физических эффектов были введены в систему стандартов на решение изобретательских задач. Это, прежде всего эффекты, связанные с тепловыми изменениями свойств тел и с их магнитными свойствами.

В настоящее время, когда ТРИЗ переросла «технику» и применяется шире, во всех областях человеческой деятельности, для решения задач применяются эффекты из соответствующих областей и научных дисциплин.

Эффект как самостоятельную ценность можно представить в виде некоторого "черного ящика", описанного на языке вепольного анализа.

Каждый эффект имеет поля на входе - Пвх, на выходе - Пвых и управляющее поле - Пупр и конечно вещество В, преобразующее входное поле в выходное. Носителем эффекта, (т.е. содержать, поддерживать структуру эффекта) могут быть объекты различной природы, относящиеся к различным научным дисциплинам - физике, химии, биологии.

Физические эффекты преобразуют энергию.

Например, эффект Пельтье. Если через контакт (спай) двух различных проводников пропустить электрический ток, то произойдет выделение или поглощение теплоты (см. рис.). При смене направления тока выделение теплоты сменяется поглощением. Количество выделившейся/поглощенной теплоты пропорционально току, проходящему через спай.

В химических эффектах преобразуются вещества.

Пример. Трещину в трубе сначала отыскивают, а потом уже заделывают. Предложен химический процессы, совмещающий оба действия. Снаружи на поверхность трубы наносят раствор соли металла, а внутрь пускают аммиак (см. рис.). Газ, просачиваясь сквозь любую трещину встречается с раствором соли. В результате реакции образуется твердое соединение, заделывающее трещину.

Биологические эффекты (БЭ) представляют собой использование животных, растений, микробов и т.п. (т.е. биологических объектов) для выполнения различных действий. С помощью БЭ можно: обнаруживать, преобразовывать, генерировать, поглощать вещества и поля и др. Применение биологических объектов позволяет получать результат без вреда природе.

Пример. Для добычи меди и других цветных металлов используют тионовые бактерии. Процесс называется бактериальным выщелачиванием. Скорость окисления руд цветных металлов в присутствии бактерий возрастает во много раз по сравнению с химическим процессом.

Математические эффекты позволяют использовать свойства абстракций для выполнения функций. Наиболее простые и разработанные геометрические эффекты. Они позволяют получать сильные решения простым изменением формы объекта.

Например, для облегчения снятия оправку для навивки пружины можно сделать разборной в виде клина из двух треугольников (см. рис.).

В настоящее время используются таблицы – указатели применения эффектов, в которых требуемым действиям поставлены в соответствие используемые в практике эффекты. Вид эффекта определяется по выходному действию (Пвых) или функции, которые необходимо выполнить.

Диссимметрия.

Кроме опыта изобретателей, зафиксированного в патентном фонде и изложенного в таблицах и указателях, существует подход к поиску нужных эффектов по доступным ресурсам, предложенный В. В. Митрофановым. Это представление о диссимметрии

(см. книгу В. В. Митрофанова «От технологического брака до научного открытия», Глава 7. Эффект Тваймана и асимметрия; ссылка на книгу - http://www.triz-summit.ru/ru/section.php?docId=4261; ссылка на главу - http://www.metodolog.ru/00101/00101.html).

По словам Митрофанова, если в симметрично расположенных объектах есть разница полей (диссимметрия) и возможно взаимодействие, то будет совершена работа и должен наблюдаться некоторый эффект, который можно рассматривать как неиспользуемый ресурс, пригодный для решения изобретательской задачи.

Возникшее за счет диссимметрии взаимодействие может быть усилено за счет введения дополнительных полей.

Такой подход к ресурсам позволяет учесть больше возможностей для выполнения нужного действия, чем просто обращение к базе знаний.

Использование эффектов в ТРИЗ.

Система стандартов на решение изобретательских задач построена (кроме правил достройки и разрушения веполей) на различных статистически успешных эффектах.

В АРИЗ, кроме шагов 1.7 и 3.6, рекомендующих использование системы стандартов, есть шаг 5.4, рекомендующий использовать таблицу применения эффектов.

Кроме того, вся работа с ВПР, так или иначе, подводит к возможным эффектам.

Инструкция

Выход на эффект при решении задачи

1. Сформулировать ИКР для состояния решения.

2. Составить список доступных ресурсов.

3. По каждому вещественно-полевому ресурсу найти в базе знаний особенности, допускающие те или иные преобразования.

4. Используя указатели эффектов, по каждой особенности подобрать рекомендации и примеры использования.

5. По каждой рекомендации составить принцип (механизм) реализации ИКР.

6. Оценить полученные идеи и выбрать наиболее вероятные (наиболее просто реализуемые).

Оценка ВПР для поиска эффектов

1. В технической системе, в выбранной части, в оперативной зоне (в зависимости от состояния решения задачи) собрать информацию об имеющихся веществах (В) и полях (П) (в "вепольном" понимании);

2. Составить матрицу взаимодействий В и П, отметить известные взаимодействия и те позиции матрицы, о которых отсутствует информация;

3. Рассмотреть матрицу взаимодействия как для различных частей (системы, объекта, зоны), так и для разных стадий их функционирования, разных моментов времени для поиска диссимметрий, считая, что в любой несимметрии должно быть взаимодействие и имея в виду, что может существовать не одна, а множество диссимметрий;

4. Сформулировать механизмы взаимодействий, используя доступную информацию;

5. В случае незначительных взаимодействий усилить их наложением полей и веществ;

6. Оценить применение взаимодействий для выполнения требуемых функций.

Составление механизмов выполнения функций

2. Составить матрицу взаимодействий всех В и П друг с другом, отметить известные взаимодействия и те позиции матрицы, о которых отсутствует информация;

3. Поставить в соответствие взаимодействиям возможные эффекты;

4. Сформулировать в виде цепочки эффектов механизмы выполнения своих функций технической системой, используя взаимодействия из матрицы.