Методы развития творческого воображения. ТРИЗ

Методы решения изобретательских и инженерных задач

Изобретение – объект технического творчества

Существенно новые и полезные технические решения задач в различных областях деятельности человека признаются изобретениями. Изобретение может быть создано в результате теоретических или экспериментальных исследований, в ходе конструкторских или технических разработок с помощью методов технического творчества или благодаря интуиции. В науке на основе изобретений создаются точные аналитические приборы и уникальные установки для проведения экспериментов, а результаты научных исследований реализуются в высокоэффективные изобретения, приводящие к коренным изменениям техники и технологии.

На основе изобретений создается новое и совершенствуется выпускаемое оборудование, уменьшается его металлоемкость, трудоемкость при изготовлении и улучшаются условия его обслуживания. Можно утверждать, что изобретения создают основу нашей технической цивилизации и условия для появления новых изобретений. История человечества тесно связана с развитием изобретательских способностей человека. Только изобретения дают ускорение развитию общественного производства, росту производительности труда, увеличению экономического и оборонного потенциала государства.

В СССР с конца 40-х годов началась разработка теории научно-технического творчества, или как ее иначе называют, теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). Ее составной частью, основным рабочим инструментом является АРИЗ – алгоритм решения изобретательских задач, предложенный Г.С. Альтшуллером.

АРИЗ – это комплексная программа, основанная на законах развития технических систем и позволяющая проанализировать исходную задачу, построить ее модель, выявить противоречие, мешающее получению желаемого результата обычными (известными) путями, и найти наиболее эффективный прием разрешения этого противоречия.

Появление ТРИЗ было вызвано потребностью ускорить изобретательский процесс, исключив из него элементы случайности: внезапное и непредсказуемое озарение, слепой перебор и отбрасывание вариантов, зависимость от настроения и т. п. Кроме того, целью ТРИЗ является улучшение качества и увеличение уровня изобретений за счет снятия психологической инерции и усиления творческого воображения.

Основные функции и области применения ТРИЗ:

решение изобретательских задач любой сложности и направленности;
прогнозирование развития технических систем;
развитие творческого воображения и мышления;

4. развитие качеств творческой личности и развитие творческих коллективов.

ТРИЗ не является строгой научной теорией. ТРИЗ представляет собой обобщенный в абстрактной форме опыт изобретательства и развития науки и техники. В результате своего развития ТРИЗ вышла за рамки решения изобретательских задач в технической области и сегодня использутся в нетехнических областях (бизнес, искусство, педагогика, политика и др.).

Изобретательская ситуация и изобретательская задача

Когда техническая проблема встаёт перед изобретателем впервые, она обычно сформулирована расплывчато и не содержит в себе указаний на пути решения. В ТРИЗ такая форма постановки называется изобретательской ситуацией. Главный ее недостаток в том, что перед инженером оказывается чересчур много путей и методов решения. Перебирать их все трудоемко и дорого, а выбор путей наудачу приводит к малоэффективному методу проб и ошибок.

Поэтому первый шаг на пути к изобретению — переформулировать ситуацию таким образом, чтобы сама формулировка отсекала бесперспективные и неэффективные пути решения. При этом возникает вопрос, какие решения эффективны, а какие — нет?

Г. Альтшуллер предположил, что самое эффективное решение проблемы — такое, которое достигается «само по себе», только за счет уже имеющихся ресурсов. Таким образом он пришел к формулировке идеального конечного результата (ИКР): «Некий элемент (X-элемент) системы или окружающей среды сам устраняет вредное воздействие, сохраняя способность выполнять полезное воздействие».

На практике идеальный конечный результат редко достижим полностью, однако он служит ориентиром для изобретательской мысли. Чем ближе решение к ИКР, тем оно лучше.

Получив инструмент отсечения неэффективных решений, можно переформулировать изобретательскую ситуацию в стандартную мини-задачу: «согласно ИКР, все должно остаться так, как было, но либо должно исчезнуть вредное, ненужное качество, либо появиться новое, полезное качество». Основная идея мини-задачи в том, чтобы избегать существенных (и дорогих) изменений и рассматривать в первую очередь простейшие решения.

Формулировка мини-задачи способствует более точному описанию проблемы:

· Из каких частей состоит система, как они взаимодействуют?

· Какие связи являются вредными, мешающими, какие — нейтральными, и какие — полезными?

· Какие части и связи можно изменять, и какие — нельзя?

· Какие изменения приводят к улучшению системы, и какие — к ухудшению?

После того, как мини-задача сформулирована и система проанализирована, обычно быстро обнаруживается, что попытки изменений с целью улучшения одних параметров системы приводят к ухудшению других параметров. Например, увеличение прочности крыла самолета может приводить к увеличению его веса, и наоборот — облегчение крыла приводит к снижению его прочности. В системе возникает конфликт, противоречие.

ТРИЗ выделяет 3 вида противоречий (в порядке возрастания сложности разрешения):

· административное противоречие: «надо улучшить систему, но я не знаю как (не умею, не имею права) сделать это». Это противоречие является самым слабым и может быть снято либо изучением дополнительных материалов, либо принятием/снятием административных решений.

· техническое противоречие: «улучшение одного параметра системы приводит к ухудшению другого параметра». Техническое противоречие — это и есть постановка изобретательской задачи. Переход от административного противоречия к техническому резко понижает размерность задачи, сужает поле поиска решений и позволяет перейти от метода проб и ошибок к алгоритму решения изобретательской задачи, который либо предлагает применить один или несколько стандартных технических приёмов, либо (в случае сложных задач) указывает на одно или несколько физических противоречий.

· физическое противоречие: «для улучшения системы, какая-то ее часть должна находиться в разных физических состояниях одновременно, что невозможно». Физическое противоречие является наиболее фундаментальным, потому что изобретатель упирается в ограничения, обусловленные физическими законами природы. Для решения задачи изобретатель должен воспользоваться справочником физических эффектов либо таблицей их применения.