Уровни творчества Г.С. Альтшуллера

 

 

 

 

 

 «Уровни творчества Г.С. Альтшуллера»

по книге "Найти идею"

(3-е изд., дополн. - Петрозаводск: Скандинавия, 2003. - С. 49 -54)

 

 

 

 

 

 

 

ГЕНРИХ  САУЛОВИЧ АЛЬТШУЛЛЕР

15.10.1926 - 24.09.1998

Генрих СауловичАльтшуллер (псевдоним - Генрих Альтов) - автор ТРИЗ-ТРТС (теории решения изобретательских задач - теории развития технических систем), автор ТРТЛ (теории развития творческой личности), изобретатель, писатель.

УРОВНИ ИЗОБРЕТЕНИЙ.

Первый уровень.

Решение таких задач не связано  с устранением технических противоречий и приводит к мельчайшим изобретениям ("неизобретательские изобретения"). Задача первого уровня и средства ее решения лежат в пределах одной  профессии, решение задачи под силу каждому специалисту. Объект задачи указан точно и правильно. Вариантов  изменений мало, обычно не более  десяти. Сами изменения локальны: незначительно  перестраивая объект, они не отражаются на иерархии систем.

Пример  задачи первого уровня.

На речных судах мачты состоят  из двух частей: неподвижная часть (стандерс) шарнирно соединена с подвижной (стойка). При прохождении под мостом стойку опускают, а потом, когда мост останется позади, вновь поднимают. Весит стойка немало - поднимать и опускать ее сложно. Возникает задача: как упростить подъем-спуск стойки?

Задача предельно простая: "Есть шлагбаум. Поднимать и опускать его  подвижную часть трудно. Как быть?" Еще на заре "шлагбаумостроения" где-нибудь в Древнем Египте или Древнем Риме знали: подвижная часть хорошего шлагбаума должна быть уравновешена. Если на корабле трудно поднимать стойку, значит, мачта — плохой шлагбаум, неуравновешенный. Надо заменить его хорошим, уравновешенным. За это "новшество" трем авторам в 1984 г. нашей эры выдано а. с. 1070055: "Судовая заваливающаяся мачта, содержащая стойку, прикрепленную с помощью опорного шарнира к стандерсу, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, опорный шарнир расположен в центре тяжести стойки..."

Второй уровень.

Задачи с техническими противоречиями, легко преодолеваемыми с помощью  способов, известных применительно  к родственным системам. Например, задача, относящаяся к токарным станкам, решена приемом, уже используемым в  станках фрезерных или сверлильных. Меняется (да и то частично) только один элемент системы. Ответы на задачи второго уровня - мелкие изобретения. Для получения ответа обычно приходится рассмотреть несколько десятков вариантов решения.

Пример  задачи второго уровня.

В трубе, по которой движется газ, установлена  поворотная заслонка. Иногда температура  газа неконтролируемо меняется (повышается на 20—30). С повышением температуры уменьшается плотность газа, падает количество газа, проходящего через трубу в единицу времени. Нужно обеспечить постоянный расход газа (для каждого угла поворота заслонки).

Задача была предложена той же группе испытуемых. Максимальное время на решение - 42 мин., всего выдвинуто  разных вариантов - 26, наибольшее количество вариантов в одной записи - 12. На контрольный ответ вышли только шесть инженеров (а. с. 344199): "Дроссельная  заслонка с поворотным диском, закрепленным на оси, отличающаяся тем, что, с целью  компенсации изменения расхода  газа в зависимости от температуры, в диске выполнено сквозное отверстие, и на диске установлен биметаллический  чувствительный элемент, перекрывающий  отверстие". Анализ вариантов показал, что сначала почти все (15 человек  из 18) пытались идти наиболее очевидным  путем; предлагали измерять температуру  и регулировать положение заслонки в зависимости от изменения температуры. Это решение явно противоречило  условиям задачи (изменение температуры  неконтролируемо) и конструктивно  оказывалось довольно сложным. Возникала  вторая серия идей: использовать для  саморегулирования тепловое расширение. Но тепловое расширение характеризуется  малым изменением размеров при сравнительно больших перепадах температуры. Выгоднее использовать биметаллические  пластины, способные значительно  менять свою форму (изгиб) даже при небольших  колебаниях температуры.

Третий уровень.

Противоречие и способ его преодоления  находятся в пределах одной науки, т. е. механическая задача решается механически, химическая задача - химически. Полностью  меняется один из элементов системы, частично меняются другие элементы. Количество вариантов, рассматриваемых в процессе решения, измеряется сотнями. В итоге - добротное среднее изобретение.

Пример  задачи третьего уровня.

Существует специальный вид  фотографирования с использованием взрывного затвора: с помощью  сильного электрического разряда уничтожают шторку, перекрывающую путь световому  потоку. Решено было использовать этот принцип при киносъемке. Но киносъемка требует непрерывности, надо снимать один кадр за другим. Возникает проблема, каким образом быстро менять шторку, уничтоженную взрывом?

В одном из экспериментов эту  задачу решала группа в 14 человек. Время, затраченное на решение, - от 2 до 3 часов, в записях много одинаковых вариантов (в одной записи - 22 варианта - и  нет правильного ответа). Большинство  предложений связано с различными способами замены одной "взорванной" шторки другой. Многие идеи выходят  за рамки ограничений, поставленных условиями задачи (вместо сохранения взрывного затвора предлагают различные  механические затворы). Контрольный  ответ — а. с. 163487: "Способ перекрытия светового пучка с использованием взрывного затвора, например при скоростной киносъемке, отличающийся тем, что, с целью многократного использования одного и того же прерывателя светового пучка, взрыв и искровой разряд производят в жидкости, помещенной между двумя защитными стеклами так, чтобы ее свободная поверхность в спокойном состоянии касалась светового канала оптической системы". В записях двух инженеров есть приближение к контрольному ответу: предложено заранее сломать и измельчить шторку, т.е. сделать шторку из порошка.

Четвертый уровень.

Синтезируется новая техническая  система. Поскольку эта система  не содержит технических противоречий, иногда создается впечатление, что  изобретение сделано без преодоления  ТП. На самом же деле ТП было, однако относилось оно к прототипу - старой технической системе. В задачах  четвертого уровня противоречия устраняются  средствами, подчас далеко выходящими за пределы науки, к которой относится  задача (например, механическая задача решается химически). Число вариантов, среди которых "прячется" правильный ответ, измеряется тысячами и даже десятками  тысяч. В итоге — крупное изобретение. Нередко найденный принцип является "ключом" к решению других задач  второго-четвертого уровней.

Пример  задачи четвертого уровня.

На заводе, выпускающем сельскохозяйственные машины, был небольшой полигон  для испытания машин на трогание с места и развороты. Завод получил заказ на поставку продукции в 20 стран. Выяснилось, что нужно проводить испытания на 100 видах почв. Чем больше полигонов - тем надежнее испытания. Но с увеличением числа полигонов резко возрастает стоимость испытаний и, следовательно, стоимость продукции.

Десять лет - с 1973 по 1982 г.- эта задача предлагалась многим группам на учебных  семинарах по ТРИЗ. Не было ни одного случая, чтобы задачу правильно решили до обучения.

Пятый уровень.

Это изобретательская ситуация представляет собой клубок сложных проблем (например, очистка океанов и морей от нефтяных и прочих загрязнений). Число вариантов, которое необходимо перебрать для решения, практически неограничено. В итоге — крупнейшее изобретение. Это изобретение создает принципиально новую систему, она постепенно обрастает изобретениями менее крупными. Возникает новая отрасль техники. Примерами могут служить самолет (изобретение самолета положило начало авиации), радио (радиотехника), киноаппарат (кинотехника), лазер (квантовая оптика).

Пример  задачи пятого уровня.

Нужно предложить подземоход, способный передвигаться в земной коре со скоростью 10 км/ч при запасе хода в 300—400км.

Здесь хорошо видна характерная  особенность задач пятого уровня: к моменту постановки подобных задач  средства их решения лежат за пределами  современной науки. Не известны те физические эффекты, явления, принципы, на основе которых может быть создан подземоход (а вместе с ним новая отрасль техники - глубинный транспорт).

Условия задачи пятого уровня обычно не содержат прямых указаний на противоречие. Поскольку системы-прототипа нет, то нет и присущих этой системе  противоречий. Они возникают в  процессе синтеза принципиально  новой системы. Предположим, решено обеспечить продвижение подземохода путем расплавления горных пород. Сразу образуется узел сложнейших противоречий: расплавляя окружающие породы, мы облегчаем движение машины, но резко увеличиваем расход энергии, создаем гигантский теплоприток внутрь подземного корабля, затрудняем использование известных навигационных средств, следовательно, лишаем машину управления.

Итог.

Задачи первого уровня до смешного легки, чем выше уровень - тем лучше, а потому даешь изобретения четвертого-пятого уровней!.. Все значительно сложнее. Да, задачи первого уровня действительно не имеют отношения к изобретательскому творчеству, это конструкторские задачи. Иначе обстоит дело с задачами второго-третьего уровней: их решения необходимы не только сами по себе, но и для реализации изобретений более высоких уровней.