Владимир Петров История развития алгоритма решения изобретательских задач – ариз информационные материалы Тель-Авив, 200 6 Петров В. История развития алгоритма решения изобретательских задач – ариз (стр. 35 из 70)

РАЗРЕШЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОТИВОРЕЧИЙ

Принципы	Примеры
1. Разделение противоречивых свойств в пространстве.	Для пылеподавления при горных работах капельки воды должны быть мелкими. Но мелкие капли образуют туман. По А.С.. 256 708 мелкие капли окружены конусом из крупных капель.
2. Разделение противоречивых свойств во времени	А.с. 258 490: ширину ленточного электрода меняют в зависимости от ширины сварного шва.
3. Разное взаимодействие частей системы с внешней средой.	По конвейеру движутся одинаковые объекты (плоские диски), отличающиеся только окраской. Для отделения белых объектов от черных объекты облучают инфракрасным светом. Черные диски нагреваются и прилипают к цилиндру, покрытому парафином (А.С.. 597 415).
4. Системный переход 1: от системы к антисистеме или сочетанию системы с антисистемой.	А.с. 264 626: в ядовитые вещества заранее добавляют противоядие.
5. Системный переход 2: вся система наделяется свойством С, а ее части – свойством анти-С.	Рабочие части тисков для зажима деталей сложной формы: по А.С.. 510 350: каждая часть (стальная втулка) твердая, а в целом зажим податливый, способен менять форму.
6. Системный переход 3: переход к системе, работающей на микроуровне.	А.с. 179 479: вместо механического крана "термо-кран" из двух материалов с разными коэффициентами теплового расширения. При нагреве образуется зазор.

Задача 1

При искусственном опыдении арахиса поток воздуха от воздуходувки должен переносить пыльцу. Но растения в процессе эволюции выработали способность быстро закрывать цветы (смыкать лепестки) при сильном ветре. А слабый ветер плохо переносит пыльцу. Как быть?

Решение задачи 1

2.1. Мини-задача.

Дана система из пыльцы, лепестков цветка и ветра. Лепестки закрываются от сильного ветра, не выпуская пыльцу. При слабом ветре лепестки раскрыты, но ветер не переносит пыльцу. Необходимо обеспечить опыление, сохранив имеющуюся схему с применением воздуходувки.

Пояснения

Может возникнуть вопрос: если сильный ветер закрывает цветы, а слабый не переносит пыльцу, как же происходит естественное опыление?

Естественный ветер одинаков на площади всего поля. Если он слаб, ничего не происходит. Если он силен, цветы закрываются. Если он оптимален – идет процесс переноса пыльцы по всему полю. Ветер от воздуходувки силен вблизи воздуходувки, но быстро слабеет по мере удаления от нее. Оптимален ветер только где-то в середине зоны действия – в очень узком диапазоне. Таким образом, при искусственном опылении имеются два инструмента (или два режима работы воздуходувки) – сильный ветер и слабый ветер, причем оба инструмента плохи. Смысл мини-задачи в том, чтобы имеющимися плохими инструментами обеспечить хорошее действие.

2.2. Конфликтующая пара: цветок (два лепестка и пыльца) – сильный ветер.

Пояснения

Очевидно, что конфликт – между цветами и ветром. Могут быть два пути устранения конфликта: научиться переносить пыльцу слабым ветром или сделать так, чтобы сильный ветер не закрывал цветы. По правилу 1 выбираем второй путь. Правило 2 позволяет ограничиться рассмотрением действий (состояний) одного цветка. Но и один цветок содержит много одинаковых лепестков. Для построения модели задачи достаточно иметь для лепестка: можно моделировать состояние «цветок открыт» и «цветок закрыт».

2.3. Конфликтующие действия

1. Сильный ветер А хорошо переносит пыльцу Б (если лепестки открыты).

2. Сильный ветер А закрывает лепестки В цветка (мешая выходу пыльцы).

2.4. Модель задачи

Даны цветок (два лепестка и пыльца) и сильный ветер. Сильный ветер обладает способностью хорошо переносить пыльцу (при раскрытых лепестках), но закрывает лепестки (поэтому нет допуска к пыльце).

Пояснения

Следующий шаг (3.1) – выбор изменяемого элемента. Может ли сильный ветер считаться изменяемым элементом?

По примечанию 9 элемент является изменяемым, если он допускает изменение параметров и/или введение добавок. Скорость ветра менять нельзя (правило 1) – ветер должен остаться сильным. Но можно вводить различные добавки. Следовательно, «сильный ветер» - элемент изменяемый.

Любопытно проследить ход анализа в этом случае. Особенность задачи в том, что события происходят на больших площадях, где находится растения и могут находится люди. Поэтому добавки должны быть и не должны быть, чтобы не причинить вреда. Стандартный путь преодоление этого противоречия: добавки являются видоизмененной частью объекта (т.е. ветра, воздуха, газов, паров воды и т.д.). Тут можно сразу переходить к применению стандартов: мы теперь знаем, что должны делать добавки и из чего они должны состоять.

Поскольку задачи учебная, интереснее взять в качестве изменяемого элемента икс-хлемент, пойти более медленным путем, но подробно – шаг за шагом – проследить решение по АРИЗ (без перехода к стандартам). В сущности, икс-элемент – это какая-то добавка в сильный ветер. Если не переходить на полдороге к

3.1. Изменяемый элемент: икс-элемент.

2.2. (Повторно – по правилу 3). Конфликтующая пара: цветок (два лепестка и пыльца) – икс-элемент.

1. Икс-элемент должен мешать сближению лепестков при сильном ветре.

2. Икс-элемент должен не мешать сильному ветру переносить пыльцу.

Пояснения

Необходимо обеспечить выполнение двух конфликтующих требований. Если ограничиться только первым требованием, то икс-элемент – это, например, стена, ограждающая лепестки от сильного ветра: ограждение есть, а переноса нет.

Схема действия

Выделенную ранее на 2.3 схему действия ветра не лепестки и пыльцу надо дополнить действием икс-элемента:

Не мешая полезному действию сильного ветра А на пыльцу Б, икс-хлемент Х должен нейтрализовать вредное действие А на лепестки В.

3.1. Изменяемый элемент: икс-элемент.

3.2. ИКР: Икс-элемент, не усложняя систему, мешает сближению (соединению, сдвижению) лепестков, не мешая сильному ветру переносить пыльцу.

3.3. Оперативная зона: Икс-элемент в «прилепестковом» объеме (включая и сами лепестки).

3.4. Проверка.

2.1. Цветы и ветер (сильный и слабый);

2.2. Цветы и икс-элемент;

3.1. Икс- элемент;

3.3. Часть икс-элемента, находящаяся в «прилепестковом» объеме.

3.5. Метод ММЧ. Конфликт:

«Маленькие человечки» (ММЧ) икс-элемента мешают сближению лепестков при сильном ветре, но при этом мешают ветру переносить пыльцу.

Рис. 1	Рис. 2

3.6. ФП на макроуровне. Оперативная зона должна нейтрализовать сильный ветер, чтобы лепестки не сближались, и не должна нейтрализовать сильный ветер, чтобы не мешать ему переносить пыльцу.

3.7. ФП на микроуровне. В оперативной зоне должны быть мелкие частицы вещества, нейтрализующие сильный ветер, и не должны быть такие частицы, чтобы не мешать переносу пыльцы.

3.8. Проверка.

3.5. К-1: мешать сближению лепестков;

К-2: не мешать переносу пыльцы.

3.6. МС-1: нейтрализовать ветер;

МС-2: не нейтрализовать ветер.