Основы ТРИЗ

Материал из Викиучебника — открытых книг для открытого мира
Перейти к: навигация, поиск

Владимир Петров. Основы теории решения изобретательских задач. Учебник. ISBN 965-7127-00-9. © 1990—2003 by Vladimir Petrov [1]

Это первая книга из серии «Профессиональный ТРИЗ». Она знакомит с основами теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), автор которой — Генрих Альтшуллер.

ТРИЗ — уникальный инструмент для:

  • поиска нетривиальных идей,
  • выявления и решения многих творческих проблем,
  • выбора перспективных направлений развития техники, технологии и снижения затрат на их разработку и производство,
  • развития творческого мышления,
  • формирования творческой личности и коллективов.

Эта теория стала популярной не только в России, но и в США, Канаде, Японии, Израиле, ведущих странах Европы и Юго-Восточной Азии.

Книга выгодно отличается от других изданий по ТРИЗ системностью, оригинальностью, глубиной и широтой изложения материала, взаимосвязью отдельных частей теории и включает обширные приложения, которые можно использовать для практической деятельности. Теоретический материал иллюстрируется большим количеством примеров, задач и рисунков (574 примера и задач и более 388 иллюстраций). Книга предназначена для инженеров и изобретателей, ученых и людей, решающих творческие задачи, студентов университетов и колледжей. Она может быть полезна преподавателям университетов, учителям школ и учащимся старших классов.

«В человеке заложены безграничные источники творчества, иначе бы он не стал человеком. Нужно их освободить и вскрыть».

А. Н.Толстой

Содержание

ВВЕДЕНИЕ[править]

«Без острого, влюбленного интереса нет ученого».

А. Н.Несмеянов

Перед Вами, дорогой читатель, первая книга из серии «Профессиональный ТРИЗ».

Эта книга — исправленное и дополненное издание учебных пособий 1999 г.[1], 2000 г.[2] и 2003 г.[3], основу которых составила книга 1992 г.[4] Издание 1992 г. составлено по материалам автора, изложенным в работах[5][6][7].

Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) — наука, позволяющая не только выявлять и решать творческие задачи в любой области знаний, но и развивать творческое (изобретательское) мышление, развивать качества творческой личности. Не редко в основе решения задачи лежит на первый взгляд «дикая» идея. ТРИЗ дает возможность человеку не только быть готовым к таким идеям, но и получать их.

Автор ТРИЗ — Генрих Альтшуллер.

Эта серия книг поможет Вам справиться со многими проблемами, облегчить Вашу работу и жизнь и сделать их более интересными и творческими.

Многие, познакомившись с ТРИЗ, впоследствии изменяют свою жизнь. Расширяется круг интересов, углубляются знания, люди видят мир системно и привыкают к выявлению причинно-следственных взаимосвязей. Для некоторых ТРИЗ становится их профессией, их стилем жизни. Приведем некоторые, наиболее характерные высказывания слушателей на вопрос: «Что Вам дало обучение ТРИЗ?»:

  • Умение выявить суть задачи.
  • Умение правильно определить основные направления поиска, не упуская многие моменты, мимо которых обычно проходишь.
  • Знание, как систематизировать поиск информации по выбору задач и поиску направлений решений.
  • Научило находить пути отхода от традиционных решений.
  • Умение мыслить логически, алогически и системно.
  • Значительно повысить эффективность творческого труда.
  • Сократить время на решение.
  • Смотреть на вещи и явления по-новому.
  • Дало толчок к изобретательской деятельности.
  • Расширило кругозор.

Хотелось бы предостеречь от складывающегося иногда мнения, что стоит только познакомиться с ТРИЗ — и мгновенно повысится эффективность Вашей работы. Все не так просто. Для овладения ТРИЗ необходимо вложить много труда, как при изучении любой другой науки. Довести применение ТРИЗ до автоматизма требует еще больших усилий. Стадии овладения определенными навыками превосходно сформулировал великий русский режиссер и основатель театральной школы Константин Станиславский: «Сложное сделать простым, простое сделать привычным, привычное сделать приятным». И далее он говорит о путях достижения этого: «Далеко не все имеют волю и настойчивость, чтобы добраться до настоящего искусства, только знать систему мало. Надо уметь и мочь. Для этого необходима ежедневная, постоянная тренировка, муштра в течение всей артистической карьеры»[8]. Подробнее об этом описано в заключении.

ТРИЗ завоевывает мир. Разработаны компьютерные программы по ТРИЗ. Созданы фирмы, занимающиеся ТРИЗ. Помимо стран бывшего СССР, ТРИЗ распространена в США, Канаде, странах Европы, в Израиле, в Австралии, Японии, странах Юго-Восточной Азии и Южной Америки.

Компании, специализирующиеся на применении и развитии ТРИЗ работают во многих странах мира. Например, в США, Канаде, Германии, Англии, Франции, Швеции, Швейцарии, Австрии, Голландии, Финляндии, Италии, Израиле, Чехии, Японии, Южной Кореи, России и других странах. Курс ТРИЗ читается в ряде университетов США, Канаде, Франции, Англии, Германии, Швейцарии, Израиля, Японии и России.

ТРИЗ изучают инженеры и ученые, студенты университетов различных специальностей и школьники всех возрастов. Проводят занятия с дошкольниками, начиная с трех лет. Имеются курсы для подготовки воспитателей детских садов, учителей школ и преподавателей ТРИЗ для Университетов. Ведется большая работа по подготовке учебно-методических материалов.

Несколько фирм разрабатывают и продают компьютерные программы по ТРИЗ.

Наиболее распространена консультационная деятельность для промышленных фирм — решение производственных и научных проблем и получение перспективных решений.

Создано несколько кафедр ТРИЗ в университетах, защищаются диссертации по ТРИЗ. Ученики и последователи автора ТРИЗ — Генриха Альтшуллера живут и работают сейчас во многих странах. Они продолжают развивать ТРИЗ, применять ее на практике и добиваться впечатляющих результатов. ТРИЗ, которую, по сути дела, создал один человек, справедливо считают наукой XXI века.

Создана и успешно работает Международная Ассоциация ТРИЗ (МА ТРИЗ) [2], президентом которой до последнего дня своей жизни являлся Генрих Альтшуллер. Сейчас МА ТРИЗ руководят его ученики. Появилась Европейская Ассоциация ТРИЗ (ETRIA — European TRIZ Association)[3]. Имеются региональные Ассоциации ТРИЗ в США, Франции, Италии, Австрии, Израиле, Австралии, Южной Кореи, Тайваня, Мексики, Латинской Америки, в станах бывшего СССР и других странах[9]. В США создан Институт Альтшуллера (The Altshuller Institute) [4]. Создан Саммит разработчиков ТРИЗ[5] — цель которого, объединить специалистов, которые занимаются развитием теории и методики. Саммит проводит ежегодные встречи, где обсуждаются наилучшие научные разработки по развитию ТРИЗ. Выпускаются бумажный «Журнал ТРИЗ»[6] на русском и английском языках в России и самостоятельный электронный журнал в США.


В Internet имеется несколько сотен сайтов и более миллиона ссылок посвященных ТРИЗ.

Проводятся международные конференции по ТРИЗ. В США Институтом Альтшуллера, в Европе МА ТРИЗ и ETRIA, в Японии ТРИЗ Форум [7].

Крупнейшие газеты и журналы США и других стран неоднократно писали о необычайной силе ТРИЗ. Неоднократно были выступления по телевидению на ведущих каналах мира.

Все описанное — элементы ТРИЗ-движения, созданного Генрихом Альтшуллером.

Рекомендации по эффективному использованию книги[править]

Эта книга вводная. Она знакомит читателя с основными понятиями и инструментами ТРИЗ.

Информации, содержащейся в книге, достаточно для получения общих знаний о ТРИЗ и ее практического использования.

Книга написана в последовательности, в которой рекомендуются осваивать ТРИЗ. Автор придерживается послойного изучения различных дисциплин для взрослой аудитории. Особенно это относится к изучению такой многогранной науки как ТРИЗ, что было подтверждено более чем тридцатилетним опытом обучения.

Послойное изучение предмета — это переход от общего к частному, от поверхностного рассмотрения всей системы к углубленному изучению деталей. Первоначально показывается вся система целиком, рассказывают предназначение каждой из частей и уясняют их взаимосвязи.

На следующем этапе рассматривается одна из частей системы, как единое целое. Описывается ее структура, предназначение каждой из подчастей и их взаимосвязь.

В дальнейшем изучаются подчасти. При необходимости подключаются некоторые элементы других частей.

Далее возвращаются к общей системе. Показывается место, рассмотренной части, в общей системе и переходят к изучению следующей части.

Таким образом, изучаются все отдельные части и их взаимосвязь в системе. Все это представляет собой первый уровень обучения.

На следующих уровнях детально изучается определенная часть, показываются тонкости, которые при первичном рассмотрении были преждевременны и отвлекали бы от главных моментов, усложняя их понимание. Продемонстрируем изложенную методику послойного изучения предмета на структуре этой книги.

Предисловие знакомит читателя с краткой историей методов изобретательства.

Первая глава показывает ТРИЗ как единую систему. В ней раскрывается структура и функции ТРИЗ, кратко описываются все ее части. Прочитав эту главу, Вы увидите ТРИЗ с «птичьего полета» — получите самые общие представления о теории. Первая глава — своего рода путеводитель по книге. Если у Вас нет желания или возможности читать всю книгу, или читать ее в последовательности определенной автором, то Вы сможете составить себе свой план чтения.

Вторая глава, описывает простейшие приемы изобретательства. Они легко и быстро усваиваются. Их использование позволяет получить первые практические результаты, приобрести уверенность в своих силах и потребность в изучении следующего материала. Таким образом, этот материал может служить вступлением к изучению ТРИЗ.

Каждая последующая глава начинается с описания ее структуры и предназначения. Элементы этой структуры рассматриваются в параграфах и подпараграфах.

Глава 3 знакомит читателя с основной структурой законов развития систем. В ней дается представление о каждом из законов, показана их взаимосвязь и достаточно подробно описываются некоторые из них. Этот материал весьма важен для общего понимания ТРИЗ, так как является ее фундаментом. Остальные части ТРИЗ так или иначе опираются на законы развития систем и вытекают из них. Знание законов развития систем весьма важно для формирования Сильного (изобретательского) мышления.

Глава 4 посвящена Алгоритму Решения Изобретательских Задач (АРИЗ). АРИЗ представляет собой программу (последовательность действий) по выявлению и разрешению противоречий, то есть решению задач. Систематическое использование основной линии АРИЗ изменяет мышление человека, приучая его к выявлению причинно-следственных связей — другой составной части Сильного мышления.

В главе 5 рассматривается так называемый «Вепольный анализ». Он позволяет представить структурную модель исходной системы. С помощью вепольного анализа выявляют свойства этой модели, а с помощью специальных правил преобразовывают модель задачи и, тем самым, получают структуру решения, которая устраняет недостатки в имеющейся задаче. Такие модели позволяют легче разобраться в исходной ситуации, а правила их преобразования позволяют не только решить проблему, но и представить будущие решения.

Глава 6 описывает информационный фонд ТРИЗ. Он включает: систему типовых решений определенного класса задач (так называемые «стандарты на решение изобретательских задач»); различные эффекты (физические, химические, биологические, математические, в частности, геометрические) и таблицы их использования; приемы устранения противоречий и таблицы их применения; ресурсы природы и техники и способы их использования. Этот материал наиболее употребим при решении конкретных изобретательских задач.

Глава 7 излагает методы развития творческого воображения, творческой личности и творческих коллективов. Эти материалы полезны не только для формирования Сильного мышления, но описывают качества творческой личности, ее жизненную стратегию и тактику. В этой главе изложены некоторые из законов развития творческих коллективов.

В главе 8 дано краткое жизнеописание автора ТРИЗ — Генриха Альтшуллера и некоторые сведения об авторе книги.

Книга содержит обширные приложения, которые представляют собой материал, необходимый для каждодневного использования. Отдельные приложения — схематичное изложение некоторых глав книги (законов развития систем и вепольный анализ). Их можно использовать как краткий справочный материал, после изучения ТРИЗ. Другие приложения описывают конкретные инструменты ТРИЗ: АРИЗ и информационный фонд. В последних двух приложениях показаны алгоритм использования инструментов ТРИЗ и аннотированный список основных сайтов ТРИЗ.

В разделе заключение даются рекомендации по улучшению, углублению и расширению знаний в области ТРИЗ, а также советы, как стать профессионалом в ТРИЗ.

Для удобства пользования книгой и быстрого нахождения любого материала в ней имеется система поиска в виде алфавитного указателя и подробного оглавления. Следующие книги из серии «Профессиональный ТРИЗ» посвящены углубленному изучению отдельных частей ТРИЗ.

Выпущены по:

Готовятся к изданию книга по новой системе стандартов на решение изобретательских задач. Находятся в работе книги по:

  • технологическим эффектам.
  • ресурсам
  • развитию творческого воображения.

Книга предназначена для инженеров и изобретателей, ученых и людей, решающих творческие задачи, студентов университетов и колледжей. Она может быть полезна преподавателям университетов, учителям школ и учащимся старших классов. Желаю успехов, ДОРОГОЙ ЧИТАТЕЛЬ, в освоении столь необходимой и увлекательной науки ТРИЗ.

Благодарности[править]

Эта серия книг увидела свет после ухода из жизни Генриха Альтшуллера и Эсфирь Злотиной.

Я премного благодарен моему учителю и другу Генриху Альтшуллеру, прежде всего за то, что он создал эту увлекательную теорию, за его гений и удивительные качества, которые частично приведены в его жизнеописании. Признателен ему за незабываемое время, проведенное вместе с ним, и за то, что он изменил мою жизнь, сделал ее разнообразней и интересней. Эта серия книг неоднократно обсуждалась с Генрихом Альтшуллером. Он безвозмездно предоставлял различные материалы и примеры для предыдущих книг и для этой серии, а также сделал ценные замечания и предложения по их улучшению.

Очень многим я обязан Эстер Злотин — моей жене и соратнику по ТРИЗ и многим другим начинаниям. Мы постоянно испытывали наслаждение совместной деятельности в ТРИЗ. С ней было очень приятно и легко читать лекции взрослым, вести занятия с детьми, обсуждать и писать новые работы, решать практические задачи для различных фирм, заниматься различными общественными делами в ТРИЗ-движении, и даже спорить на различные темы. Она много и творчески занималась организационной деятельностью и всегда взваливала на свои хрупкие плечи необычайно большой груз разнообразных работ.

В заключение хотелось бы выразить искреннюю благодарность своим друзьям и коллегам Валентине Журавлевой, Волюславу Митрофанову, Борису Голдовскому, Геннадию Иванову, Марату Гафитулину, Алле Нестеренко, Михаилу Рубину, Виктору Тимохову, Михаилу Шустерману, Анатолию Гину, Александру Очневу, Петру Павлу Суркову (Россия), Борису Злотину, Алле Зусман, Семену Литвину, Леониду Каплану (США), Юрию Бельскому (Австралия), Павлу Ливотову (Германия), Пересу Амнуэлю (Израиль) за ценные советы и замечания, высказанные при составлении книги, Илье Чернякову (Израиль) и особенно Виктору Тимохову и Рае Кузьменко (Израиль) за редакторскую работу, а также многим другим, кто оказал поддержку и помощь при работе над этой серией книг.

ПРЕДИСЛОВИЕ[править]

Краткая история методов изобретательства[править]

«...Пусть человек пользуется прошедшими веками, как материалом, на котором возрастает будущее...».

Жан Гюйо

Потребность в изобретательстве была всегда у человечества.

Эта книга о том, как сделать процесс изобретательства более простым, как развить творческое мышление.

Истоки изобретательства уходят своими корнями в глубокую древность. По-видимому, начало изобретательства положил процесс очеловечивания наших далеких предков. Для добычи пищи и защиты первые «изобретатели» пользовались объектами, «изготовленными» природой: камни, палки и т. д. Поэтому первые «изобретения» были на применение известных в природе «устройств», веществ и способов по новому назначению. Изобретательность в те времена сводилась к наблюдательности и удачливости нашего дальнего предка.

Так, судоходство, скорее всего, началось с момента, когда человек заметил, что бревно, находящееся в воде, может поддерживать его на плаву. А судостроение ведёт начало с изобретения первого плота.

« "Считают, что история судостроения и судоходства насчитывает 6000 лет! При этом говорят об использовании человеком плота, имеют в виду уже плот, скрепленный из нескольких бревен. Применение же необработанных стволов, с сучьями и ветками, в качестве плавучего средства для поиска пищи или преодоления пространства началось, по-видимому, значительно раньше" »

[10].

Первые попытки создать методику творчества, и в частности технического творчества, предпринимались еще в древней Греции.

Создатель первой логической системы в античный период Демокрит из Абдера (ок. 460—370 гг. до н. э.) строил ее преимущественно как логику индукции, особое внимание, обращая на аналогию. Правильность рассуждений он связывал с их свойствами:

« "Видно, что рассуждение правильно, из того, что оно всегда открывает (нам) и оказывает содействие относительно будущего" »

[11].

Аристотель (384—322 гг. до н. э.) видел цель науки в полном определении предмета. Он различал диалектические и аподиктические виды познания. Первые — «мнение», получаемое из опыта, вторые — достоверное знание. Опыт, по Аристотелю, не является последней инстанцией достоверности знания, ибо высшие принципы знания созерцаются умом непосредственно. Полное определение предмета достигается только путем соединения дедукции и индукции:

  1. знание о каждом отдельном свойстве должно быть приобретено из опыта;
  2. убеждение в том, что это свойство — существенное, должно быть доказано умозаключением особой логической формы — силлогизмом.

Основной принцип силлогизма выражает связь между родом, видом и единичной вещью, Аристотель понимал, как отражение связи следствия, причины и носителя причины[12].

Древнегреческий ученый, математик и механик Архимед Сиракузский (ок. 287—212 гг. до н. э.) был автором многих технических решений. Происхождение термина «эврика» приписывают его восклицанию в момент открытия им гидростатического закона (heureka! — нашёл!). Он описывал и способы создания новых технических объектов из стандартных элементов. Известна его игрушка из 14 пластин слоновой кости различной конфигурации; с помощью транспонирования отдельных элементов можно создать множество фигур — шлем, кинжал, корабль и т. д.[13]

Римский поэт и философ Тит Лукреций Кар в своей философской поэме «О природе вещей» излагает учение греческого философа Эпикура, который предлагает получать различные объекты путем комбинирования составляющих их частей и присоединением других частей[14].

Эвристика — наука о творческом мышлении. Цель эвристики — исследовать правила и методы, ведущие к открытиям и изобретениям.

Английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон (ок. 1214—1292 гг.) видел основу всякого познания в опыте, который, по его представлениям, может быть двух видов: внутренний — мистический «озарение» и внешний. Бэкон предугадал ряд открытий, например, телефона, самодвижущихся повозок, летательных аппаратов и др. Он предсказал большое значение математики, без которой, по его мнению, не может существовать ни одна наука[15].

Знаменитый испанский ученый раннего средневековья Раймунд Луллий (ок. 1235—1315) разработал метод познания с помощью логических операций и изобрёл первую логическую машину. Свой метод он изложил в труде под названием «Великое Искусство». Основная идея метода заключалась в символическом обозначении различных понятий и последующем их комбинировании (сочетании) с целью получения новых знаний.

При этом Луллий исходил из принятого тогда убеждения, что в каждой области науки имеется небольшое число исходных понятий, с помощью которых выражаются бесспорные, самоочевидные положения, не нуждающиеся в аргументации и доказательствах. Из сочетания этих понятий и сформулированных с их помощью истин и возникает знание. В овладении этими сочетаниями и тем, что из них вытекает, и состоит истинная мудрость.

Его машина представляла собой систему тонких концентрических дисков, каждый из которых мог вращаться независимо от остальных. По краю каждого диска были нанесены обозначения элементарных понятий (понятий о свойствах объектов, из различных модификаций и отношений и др.); при вращении дисков на радиусах получались самые разнообразные сочетания данных понятий, которые затем можно было подвергать анализу[16].

Английский философ и государственный деятель, лорд-канцлер Фрэнсис Бэкон (1561—1626 гг.) основой познания и творчества считал индукцию, опирающуюся на наблюдение, опыт, подчеркивая значение эксперимента. По словам Маркса, для Бэкона «Наука есть опытная наука, и состоит в применении рационального метода к чувственным данным»[17].

Бэкон написал «Новый органон», который, по мнению автора, должен был заменить аристотелевский «Органон» и стать основой логики изобретений и открытий"[18].

Бэкон предложил создать научную организацию, которая бы действовала как коллективный орган. Её задача, как говорил он сам, заключалась в том, чтобы вооружить человечество орудием познания и действия — логикой «Нового органона». Бэкон дал науке новое направление развития и связал его с прогрессом материальной деятельности. Он, пожалуй, первый рассмотрел науку, с одной стороны, как систему научного знания, и, с другой стороны, как вид научной деятельности с его собственной организацией. Карл Маркс назвал Ф. Бэкона настоящим родоначальником «всей современной экспериментирующей науки»[19].

Французский философ и математик Рене Декарт (1596—1650 гг.) разрабатывал вопрос о методе познания. Как и Фрэнсис Бэкон, он видел конечную задачу знания в господстве человека над силами природы, в открытии и изобретении различных технических объектов и выявлении всевозможных причин и действий, в усовершенствовании природы. Однако он призывал сомневаться всем и во всем:

« "... Я мыслю, следовательно, я существую..." »

[20]. Истинность знаний, по Декарту, может быть получена, если в качестве средств мышления будут использованы индукция и дедукция, руководствуясь при этом достоверным методом. Правила следуют из четырех требований, изложенных им в «Правилах для руководства ума»:

  1. допускать в качестве истинных только такие положения, которые представляются ясными и отчетливыми, не могут вызвать никаких сомнений в их истинности;
  2. расчленять каждую сложную проблему на составляющие ее частные проблемы или задачи;
  3. методически переходить от известного и доказанного к неизвестному и недоказанному;
  4. не допускать никаких пропусков в логических звеньях исследования[21].

Нидерландский философ Бенедикт (Барух) Спиноза (1632—1677) был убеждён в том, весь мир представляет собой математическую систему и может быть до конца познан геометрическим способом. Он утверждал, что все вещи одушевлены, хотя и в различной степени. Но

« "познавать всегда все ясно и отчетливо способен только человек" »

[22].

По мнению Спинозы, познание разделяется на три рода: чувственное, понимание и интуицию, а источник достоверной истины лежит в противопоставлении понимания чувственному познанию. Чувственное «телесное» познание — это все многообразие мира, которое мы можем видеть, слышать и воспринимать с помощью органов чувств и приборов. Чувственное познание, по мысли Спинозы, неадекватно отражает объекты и часто ведет к заблуждениям, хотя и содержит в себе элементы истины" Понимание состоит из рассудка и разума, интуиции же Спиноза представляет как фундамент достоверного знания[23].

Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646—1716 гг.), известный немецкий философ, математик, физик, изобретатель, юрист, историк и языковед, полагал, что нужно свести все понятия к некоторым элементарным понятиям, образующим как бы алфавит, азбуку человеческих мыслей. Когда это удастся сделать, считал Лейбниц, станет возможным заменить обычные рассуждения оперированием со знаками. Правила такого оперирования должны однозначно определять последовательность выполнения действий над данными знаками. Таким образом, Лейбниц предполагал решать и творческие, в том числе и изобретательские задачи[24].

Одним из фундаментальных трудов по методике технического творчества является книга чешского математика и философа Бернарда Больцано (1781—1848 гг.) «Науковедение», четвертая часть, которой называется «Искусство изобретательства». В ней автор изложил методику изобретательства, включающую различные методы эвристические правила… Толчком для его работ послужили труды Г. Лейбница. В качестве первого правила для решения задачи Больцано предлагает определить ее цель и отсечь непродуктивные направления поисков. Далее анализируют известные знания и делают соответствующие выводы. Затем выдвигаются пробные предложения и гипотезы, пытаются решить задачу разными методами. При этом критически анализируются и оцениваются различные решения. Выбирают наиболее ценные из них. В книге Больцано содержатся специальные правила решения творческих задач. К изобретательским он относит: нахождение целенаправленных задач, выявление представлений, появившихся в подсознании, оценку их реальности, объема, аналогов, а также логические операции и приемы мышления. Он рассматривает различные виды умозаключений, наиболее частые ошибки и типы интеллектуальных задач[25].

Известный французский математик Жюль Анри Пуанкаре (1854—1912 гг.) помимо математики занимался и вопросами эвристической деятельности. В своих работах он придавал большое значение роли бессознательной деятельности мозга. Одним из примеров такого процесса Пуанкаре описывает процесс возникновения одного из своих открытий[26]. При этом Пуанкаре так же, как и Гелемгольц, одним из условий успеха бессознательной деятельности называл предшествующее всестороннее изучение проблемы и последующий отдых, в процессе которого чаще всего и появляются идеи[27].

Теорией эвристики в России занимался инженер-патентовед П. К. Энгельмейер. Он автор ряда работ по этой проблеме[28].

Он был твердо убежден в необходимости и возможности создания науки о творчестве и, в частности, об изобретательстве. По его инициативе в 20-х годах в России был создан Эврологический институт, в котором, изучалось в основном литературное и художественное творчество.

Исследованием творческого процесса занимался и академик В. М. Бехтерев, предложивший создать институт («Пантеон мозга»), в котором изучались бы особенности творчества великих людей.

Одна из первых попыток создать общую теорию систем (тектологию) осуществил А. А. Богданов[29]. Все приведенные выше работы в той или иной мере способствовали развитию и выявлению различных приемов и методов научно-технического творчества.

Первые работоспособные методы активизации творческого процесса начали появляться в конце 20-х годов XX столетия. К ним относятся метод фокальных объектов, предложенный немецким профессором Кунце (он назвал его «метод каталога») и усовершенствованный в 50-х американским ученым Чарльзом Вайтингом; мозговая атака (мозговой штурм), предложенная в 1939 г американцем Алексом Осборном; морфологический анализ, предложенный в 1942 г. швейцарским астрономом Фрицом Цвикки, синектика, разработанная американцем Уильямом Дж. Гордоном в 1952 году и др.[30]

Среди современных исследователей изобретательского творчества следует упомянуть американского ученого Д. Пойа, французского математика Жака Адамара (1865—1963 гг.), ученого из США Эдварда де Боно[31][9] и др.

В дальнейшем стали появляться другие методики творчества, например, метод Тагучи (Taguchi)[10], QFD (Quality Function Deployment)[11], «6 Сигма (Six Sigma)», TQM (Total Quality Management) и некоторые другие методы.

Все эти методы успешно изучаются и сегодня на различных курсах. Они достаточно просты, изучение их не занимает много времени, и они дают свои практические результаты каждый в своем направлении.

Эти методы интенсифицируют перебор вариантов, позволяя получить большее количество идей в единицу времени. Они все используют традиционный метод проб и ошибок, который редко или случайно приводит к изобретательским решениям. В методе проб и ошибок, прежде всего, используется имеющийся у решателя опыт, который связан с психологической инерцией.

Указанные методы не позволяют решать сложные изобретательские задачи.

Изобретательское решение получают путем выявления и разрешения противоречия, лежащего в глубине задачи. Таким образом, выявляется и устраняется первопричина проблемы. Тогда как при традиционном (шаблонном, рутинном) мышлении получают шаблонное решение, в котором всегда ищется компромисс, пытаясь незначительно улучшить одни параметры и невольно ухудшить другие. Поэтому главная разница между изобретательским и шаблонным мышлением состоит в том, что при изобретательском мышлении ищут противоречие, а при шаблонном — компромисс.

Изобретательская задача — сложная задача, для решения которой необходимо выявить и разрешить противоречие, лежащие в глубине задачи, то есть выявить первопричину (корень проблемы) и устранить эту причину.

Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) разработана Генрихом Альтшуллером. Она предназначена для решения изобретательских задач и формирования изобретательского мышления. Изобретательское мышление — это системное мышление, которое выявляет и разрешает противоречия, лежащие в глубине сложной проблемы (изобретательской задачи).

Разработкой ТРИЗ Альтшуллер начал заниматься со своим другом Рафаилом Шапиро в 1946 г. Первая работа по ТРИЗ была опубликована в 1956 г.[32] Первоначально друзья были уверены, что существует методика изобретательства. Они проанализировали всю имеющуюся в то время литературу, и нашли литературу только по психологи изобретательства, в которой исследовался метод проб и ошибок. Осознав неэффективность этого метода, в 1947 г. они приступили к анализу истории развития техники. Исследования показали, что техника развивается закономерно; эти закономерности можно познать и использовать при решении изобретательских задач. Так они пришли к выводу, что необходимо разрабатывать принципиально иную «методику изобретательства», которая должна основываться на объективных законов развития технических систем. Выявить эти законы можно систематическим анализом больших массивов патентной информации.

Так были сделаны первые выводы:

  • фундаментом будущей теории изобретательства должны стать законы развития технических систем;
  • для выявления законов развития техники необходимо анализировать патентный фонд.

Друзья проанализировали несколько тысяч изобретений и поняли, что для решения изобретательских задач необходимо выявить и разрешить техническое противоречие.

ТРИЗ позволяет не только решить сложные изобретательские задачи, но и прогнозировать развитие систем (в том числе технических), развить творческое мышление и многое другое, о чём Вы узнаете ниже.

ТРИЗ достаточно уникальна, постоянно развивается и усовершенствуется сотнями талантливых учеников Генриха Альтшуллера. Тысячи людей преподают ТРИЗ, а пользователей ТРИЗ во всём мире на сегодня трудно сосчитать. Как мы уже писали, создано ТРИЗ-движение.

Поэтому маловероятно, что какая-то другая теория сможет соперничать с ТРИЗ.

Случайность и научно-техническое творчество[править]

«Всякая новая идея есть дар случая».

Гельвеций

Каждый из нас неоднократно слышал или читал о чудодейственной силе случая в рождении некоторых открытий или изобретений.

Архимед, купаясь в ванне, случайно открыл закон действия выталкивавшей силы на тело, погруженное в жидкость или газ. С криком «Эврика!» (нашёл!) он выскочил из ванны, позабыв обо всем на свете — настолько поразила его пришедшая в голову мысль.

Исаак Ньютон сидел под яблоней, как обычно, размышляя о законах мироздания. Вдруг с ветки сорвалось спелое яблоко и ударило ученого по голове (по другим вариантам легенды, оно упало рядом с Ньютоном). А почему яблоки падают вниз? Такая траектория падения кажется естественной, привычной, она никого не удивляет. Но всё же — почему не вверх или вбок? Так родилось гениальное открытие — закон всемирного тяготения.

Инженер Самюэль Броун, лежа под деревом, мучительно думал над решением порученной ему задачи — создать новый мост, оригинальной, очень разумной и выгодной конструкции. Ни одна интересная мысль не приходила в голову. И вдруг… перед собой он видит эскиз будущего моста — это паутина, натянутая между ветками. Так появилась идея висячего моста, до того неизвестная людям.

Голландец З. Янсон, оптических дел мастер, решил рассмотреть на свет одну линзу сквозь другую — нет ли изъянов шлифовки? И, о диво… колокольня далекой церквушки буквально «влезла» в окно его мастерской. Так случайно была найдена идея телескопа…

Французский физик Антуан Беккерель случайно открыл радиоактивность после того, как обнаружил засвеченную фотопластинку. Она была завернута в черную бумагу и лежала в шкафу рядом с урановой солью. Поскольку фотопластинка не подвергалась облучению солнцем, А. Беккерель сделал предположение, что уран испускает какие-то невидимые всепроникающие лучи…

Как-то в 1876 году немецкий химик К. Фальберг после работы в лаборатории отправился обедать. Все блюда, поданные к столу, почему-то имели сладкий привкус. Задумавшись над этой странностью, учёный вспомнил, что, выходя из лаборатории, не вымыл руки. После обеда, вернувшись в лабораторию, Фальберг сделал анализ содержимого в сосуде, куда выливал после опытов ненужные остатки. Исследуя эти отходы, он обнаружил сахарин — вещество в 500 раз слаще сахара.

В 1870 году Мариле случайно изобрел способ химической очистки ткани. Это случилось после того, как он вынул из бочки со скипидаром упавший туда загрязненный костюм рабочего.

Ричардсон опрокинул перекись водорода на гусиное перо и, таким образом изобрел способ обесцвечивания волос. Многие модницы так и не знают, кому обязаны за такой простой способ, позволяющий брюнетке стать блондинкой.

Француз Бернард Куртуа в 1811 году случайно получил йод. В 1838 году была изобретена вулканизированная резина — Чарлз Гудьир уронил на горячую плиту обвалянный в сере кусок каучука. Каучук, соединившись с серой, стал необыкновенно эластичным. Оплошность химика открыла возможность для изготовления резины, широко используемой в промышленности.

Согласно некоторым источникам, даже электродвигатель появился случайно благодаря ошибке электромонтера. На Венской международной выставке в 1873 году при установке динамомашины он перепутал провода и присоединил их наоборот. Машина заработала как двигатель. Видимо, рассказчики не были осведомлены, что в 1838 году электродвигатель русского ученого Якоби приводил в движение шлюпку на Неве.

Французский врач Шарль Николь утверждал, что открытие дифтерии и тифа, которые он изучал, являются результатом чистого случая.

Один из основателей кристаллографии Рене Жюст Аюи как-то уронил кусок полевого шпата. Внимательно рассматривая расколовшиеся куски, Аюи заметил на гранях их излома кристаллические формы. Разбивая теперь уже сознательно другие минералы и изучая их строение, ученый открыл закон симметрии в кристаллах.

Алхимик Бранд в 1674 году при попытке получить из человеческого волоса жидкость для превращения серебра в золото открыл фосфор.

Английский изобретатель Бессемер решил усовершенствовать процесс получения стали из чугуна. Сталь тогда получали, перемешивая размягченный чугун обугленной деревянной мешалкой: в наружных слоях перемешиваемой массы углерод постепенно выгорал. Процесс был трудоемкий и медленный. Бессемер решил заменить громоздкую мешалку паром, который, поднимаясь со дна печи, перемешивал бы чугун. Первые опыты показали, что пар замораживает чугун. Действительно, по сравнению с расплавленным чугуном пар чрезвычайно холоден… Пытаясь усовершенствовать свой метод, Бессемер однажды пропустил сквозь чугун не пар, а холодный воздух. Казалось, чугун сразу застынет — но на самом деле произошла бурная реакция: кислород продуваемого воздуха реагировал с углеродом, выделялось много тепла, реакция шла с огромной скоростью.

Джеймсу Уатту вид кипящего чайника «подсказал» идею паровой машины, Флеменгу случай помог открыть пенициллин, а Гальвани в опытах с лягушками…

Случайности, случайности… Не слишком ли их много? Попробуем разобраться, так ли случайны эти открытия…

Напомним сначала читателям ситуацию, предшествующую открытию Архимеда.

Сиракузский царь Гиерон поручил мастерам-ювелирам изготовить золотую корону, но заподозрил, что к золоту подмешано более дешёвое и лёгкое серебро. Проверить свое подозрение он поручил Архимеду. Вычислить плотность короны — задача элементарная; масса короны известна — но как узнать её объём? Именно эту задачу Архимед обдумывал, готовясь принять ванну. Увидев выплеснувшуюся воду, он внезапно понял, что погруженное в неё тело вытеснит точно такой объём жидкости, какой занимает само.

Не только это, но и большинство «случайных» открытий были сделаны учеными, инженерами, изобретателями, упорно работавшими в своей области, накопившими много знаний о предмете своих исследований. Действительно, висячий мост изобрел инженер, долго размышлявший над этой проблемой, а сахарин — химик. Во всех приведенных нами примерах открытия и изобретения сделаны опытными специалистами. Иными словами, открытие, изобретение явилось не случайно, не волею судьбы, а в итоге целеустремленного мыслительного труда. И если какие-то случайности действительно имели место, то они лишь ускоряли ход мысли ученого, а вовсе не послужили основой открытия. И потом, «подсказку», помощь случайности тоже надо уметь понять и уловить. А для этого нужен зоркий глаз, терпение, настойчивость, упорство и трудолюбие, то есть качества, присущие подлинным творцам. Луи Пастер сказал как-то, что случай «не всякому помогает… Судьба одаривает только подготовленные умы»[33].

СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ ТРИЗ[править]

Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) разработана советским ученым Генрихом Альтшуллером[34] [35][36][37][38][39][40][41][42]. Первая работа по ТРИЗ была опубликована в 1956 г.[43]. Основная суть ТРИЗ — выявление и использование законов, закономерностей и тенденций развития технических систем.

Функции ТРИЗ[править]

Опишем подробнее основные функции ТРИЗ:

  1. Решение творческих и изобретательских задач любой сложности и направленности без перебора вариантов.
  2. Прогнозирование развития технических систем (ТС) и получение перспективных решений (в том числе и принципиально новых).
  3. Развитие качеств творческой личности.

Вспомогательные функции ТРИЗ:

  1. Решение научных и исследовательских задач.
  2. Выявление проблем, трудностей и задач при работе с техническими системами и при их развитии.
  3. Выявление причин брака и аварийных ситуаций.
  4. Максимально эффективное использование ресурсов природы и техники для решения многих проблем.
  5. Объективная оценка решений.
  6. Систематизирование знаний любых областей деятельности, позволяющее значительно эффективнее использовать эти знания и на принципиально новой основе развивать конкретные науки.
  7. Развитие творческого воображения и мышления.
  8. Развитие творческих коллективов.

Структура ТРИЗ[править]

Рис. 1. Структурная схема ТРИЗ
Рис. 2. Структура ТРИЗ для функции решения

В состав ТРИЗ (см. рис. 1, 2 и табл. 1) входят:

  1. Законы развития технических систем (ТС)[12].
  2. Информационный фонд ТРИЗ[13].
  3. Вепольный анализ (структурный вещественно-полевой анализ) технических систем [14][15].
  4. Алгоритм решения изобретательских задач — АРИЗ[16].
  5. Метод выявления и прогнозирования аварийных ситуаций и нежелательных явлений[44].
  6. Методы системного анализа и синтеза.
  7. Функционально-стоимостный анализ[45][46][47][48][49][50][51][52][53][54].
  8. Методы развития творческого воображения.
  9. Теория развития творческой личности [17][18][19][20][21][22][23][24][25][26][27][28][29].
  10. Теория развития творческих коллективов[55][56][57][58][59][60].

Все разделы ТРИЗ можно грубо разделить на две части: методы решения проблем и методы развития творческих качеств. Структурная схема ТРИЗ согласно этой классификации представлена на рис. 1.

Упрощенная структурная схема ТРИЗ для функции решения задач приведена на рис. 2.

Законы развития технических систем[править]

Законы развития технических систем — наиболее общие статистические закономерности и тенденции развития техники, выявленные в результате анализа патентного фонда и истории развития техники.

Информационный фонд ТРИЗ[править]

Информационный фонд включает:

  • Ресурсы природы и техники и способов их использования[74].

Алгоритм решения изобретательских задач — АРИЗ[править]

АРИЗ представляет собой программу (последовательность действий) по выявлению и разрешению противоречий, то есть решению задач. АРИЗ включает: собственно программу, информационное обеспечение, питающееся из информационного фонда (на рис.2 показано стрелкой), и методы управления психологическими факторами, которые входят составной частью в методы развития творческого воображения. Кроме того, в АРИЗ предусмотрены части, предназначенные для выбора задачи и оценки полученного решения. Последняя модификация, разработанная Г.Альтшуллером — АРИЗ-85-В описана в[75][76][42].

Вепольный анализ[править]

Вепольный анализ (структурный вещественно-полевой анализ) позволяет представить структурную модель исходной технической системы, выявить ее свойства, с помощью специальных правил преобразовать модель задачи, получив тем самым структуру решения, которое устраняет недостатки исходной задачи[77][78].

Вепольный анализ — это специальный язык формул, с помощью которого легко описать любую техническую систему в виде определенной (структурной) модели. Построенная таким образом модель преобразуют по специальным правилам и закономерностям, получая структурное решение задачи.

Любой объект представляется в виде вещества и обозначается буквой „В“, а любое взаимодействие в виде поля и обозначается буквой „П“. Тогда веполь может быть представлен в виде формулы:

Vepol1.jpg

Вепольный анализ детально описан в работе Петров. В. Структурный вещественно-полевой анализ

Классификация системы стандартов на решение изобретательских задач и сами стандарты построены на основе вепольного анализа технических систем. Кроме того, он включен в программу АРИЗ (это показано стрелками на рис.2).

Метод выявления и прогнозирования аварийных ситуаций и нежелательных явлений[править]

Метод выявления и прогнозирования аварийных ситуаций и нежелательных явлений разработан Злотиным Б. Л. и Зусман А. В. и назван „диверсионным“ подходом[79]. Он основан на использовании ТРИЗ, функционального, системного и морфологического анализов, диаграммы Исикавы и специально разработанных списков контрольных вопросов. С помощью этой методики „изобретаются“ для данной системы аварийные ситуации и нежелательные явления, рассматривается вероятность их появления. При этом проводится анализ существующей ситуации и тенденции ее изменения, формулируются и разрешаются противоречия, возникающие при решении проблемы. Кроме того, изыскиваются и анализируются способы, предотвращающие возникновение чрезвычайных ситуаций и нежелательных явлений.

Методы системного анализа и синтеза[править]

Методы системного анализа и синтеза включают системный подход, анализ и синтез потребностей, функциональный анализ и синтез. Эти инструменты позволяют создать системную картину мира и прогнозировать развитие систем.

В ТРИЗ широко используется системный подход, включающий аппарат системных исследований, специализированный для анализа и синтеза технических систем, основанный на закономерностях развития техники и для прогнозирования развития технических систем. Кроме того, системный подход используется для развития творческого мышления.

Функционально-стоимостный анализ[править]

Функционально-стоимостный анализ (ФСА) — метод технико-экономического исследования систем, направленный на оптимизацию соотношения между их потребительскими свойствами (функций, еще воспринимаемым как качество) и затратами на достижения этих свойств. Используется как методология непрерывного совершенствования продукции, услуг, производственных технологий, организационных структур. Задачей ФСА является достижение наивысших потребительских свойств продукции при одновременном снижении всех видов производственных затрат. Классический ФСА имеет несколько англоязычных названий-синонимов — Value Engineering, Function cost analysis (FСА), Value Management, Value Analysis.

ФСА, используемый в ТРИЗ[80], значительно отличается от классического функционально-стоимостного анализа. Он был существенно переделан, специализирован и дополнен разработчиками ТРИЗ и сегодня практически представляет собой другую методологию, которая рассматривается под тем же именем.

Для развития творческих качеств личности и коллектива в ТРИЗ используются (см. рис. 2.1): методы развития творческого воображения, теория развития творческой личности и теория развития творческих коллективов.

Методы развития творческого воображения[править]

Методы развития творческого воображения позволяют уменьшить психологическую инерцию при решении творческих задач. Существующая в ТРИЗ система развития творческого воображения разработана Г.Альтшуллером и П.Амнуэлем [43][44][45][46], и представляет собой набор приемов фантазирования и специальных методов.

Назовем основные из них:

  1. Использование научно-фантастической литературы (НФЛ) в развитии творческого воображения. Методика работы с НФЛ. Прогностические функции научно-фантастической литературы [47][48][49].
  2. Оператор РВС (параметрический оператор)[50].
  3. Метод моделирования «маленькими человечками» (ММЧ)[51][52].
  4. Фантограммы.
  5. Метод золотой рыбки (метод разложения и синтеза фантастических идей)[53].
  6. Ступенчатое конструирование.
  7. Метод ассоциаций .
  8. Метод тенденций .
  9. Метод скрытых свойств объекта .
  10. Взгляд со стороны .
  11. Изменение системы ценностей .
  12. Ситуационные задания .
  13. Приемы фантазирования (приемы генерирования фантастических идей) .
  14. Шкала оценки НФ-идей «Фантазия-2».
  15. Система упражнений по развитию творческого воображения (РТВ).

Подробнее с методами развития творческого воображения можно ознакомиться указанной литературе[81], а также полезно посмотреть работы указаныые в [54][55][56][57].

Теория развития творческой личности[править]

Теория развития творческой личности включает качества творческой личности, основные концепции ее развития, жизненная стратегия развития творческой личности (ЖСТЛ-3), деловая игра: «внешние обстоятельства творческая личность», идеальная творческая стратегия (концепция «максимального движения вверх»), задачник по курсу ТРТЛ, сводная картотека к ЖСТЛ-3[82][83][84][58][59][60][61][62][63][64][65][66][67][68][69][70]. Авторы теории развития творческой личности (ТРТЛ) — Г. С. Альтшуллер и И. М. Верткин.

Теория развития творческих коллективов[править]

Теория развития творческих коллективов разработана Б. Злотиным, А. Зусманом и Л. Капланом[85]. Они выявили этапы и циклы развития творческих коллективов, закономерности их развития, механизмы торможения и развития коллективов, принципы предотвращения застойных явлений в коллективе.

Использование ТРИЗ[править]

При прогнозировании развития техники, поиске и выборе задач и оценке полученного решения используются система законов развития техники и система стандартов на решение изобретательских задач, вепольный анализ.

Для развития творческого воображения могут использоваться все элементы ТРИЗ, но основной упор делается на методы развития творческого воображения.

Решение изобретательских задач осуществляется с помощью законов развития технических систем, информационного фонда, вепольного анализа, АРИЗ и, частично, с помощью методов развития творческого воображения.

Блок-схему ТРИЗ для функции решения задач приведена на рис. 2.

С помощью ТРИЗ решаются известные и неизвестные типы задач. Под стандартным (известным) для ТРИЗ типом задач понимается задача с известным типом противоречия, а нестандартным (неизвестным) — задачи с неизвестным типом противоречия.

Известные (стандартные) типы изобретательских задач решаются с использованием информационного фонда, а неизвестные (нестандартные) — применением АРИЗ. По мере накопления опыта решения класс известных типов задач пополняется и структурируется.

Рис. 3. Классификация задач (стандартные и нестандартные)

Классификация задач, прежде всего, осуществляется с помощью вепольного анализа. Это своего рода призма (рис. 3), с помощью которой мы разлагаем задачу на известные (стандартные) задачи. Для каждого класса стандартных задач имеются свои соответствующие стандартные решения. Стандартное решение приспособляется под конкретные условия. Для классификации и выявления задач могут использоваться и другие элементы ТРИЗ, например, основная линия решения задач — выявление причинно-следственных связей.

Таким образом, использование информационного фонда и, прежде всего, системы стандартов на решение изобретательских задач позволяет без использования АРИЗ разрешить противоречия, имеющиеся в задаче и получить решения высокого уровня. Это своего рода стандартные пути решения задач, направленным способом, без перебора вариантов, который характерен для метода проб и ошибок.

Для выявления существующих и прогнозирования будущих аварийных ситуаций и нежелательных явлений в ТРИЗ используется «диверсионный анализ».


Разработаны компьютерные программы, основанные на ТРИЗ, обеспечивающих интеллектуальную помощь инженерам и изобретателям при решении технических задач, а также выявлению и прогнозированию аварийных ситуаций и нежелательных явлений.

Использование различных элементов ТРИЗ для конкретных функций показано в таблице 1: «Функции и структура ТРИЗ».

Таблица 1. ФУНКЦИИ И СТРУКТУРА ТРИЗ

STRUCTURE AND FUNCTION OF TRIZ-tab-ru.jpg

ПРОСТЕЙШИЕ ПРИЕМЫ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВА[править]

Наиболее распространенны следующие простейшие приемы изобретательства:

  • аналогия,
  • инверсия,
  • эмпатия,
  • фантазия.

Опишем их ниже.

Аналогия[править]

При решении задач идею решения можно получить путем применения известного аналогичного решения, «подсказанного» технической или художественной литературой, увиденного в кино или «подсмотренного» в природе.

Выявлением и использованием «механизмов природы» занимается наука бионика. Она исследует объекты живого и растительного мира и выявляет принципы их действия и конструктивные особенности, с целью применения этих знаний в науке и технике.

Пример 1. Американские инженеры сконструировали судно, принцип движения которого схож с движением кальмара. Кальмар, как известно, передвигается резкими толчками, выбрасывая назад воду. Новое судно также приводится в движение реактивной отдачей. Пар выталкивает воду из трубы, направленной к корме судна; от этого толчка судно получает импульс. Оставшийся в трубе пар конденсируется, давление в котле падает, и всасывается очередная порция воды — котёл снова готов к рабочему циклу. Разумеется, это лишь грубая схема, сама конструкция несколько сложнее.[86]

Шлюпка с опытным образцом двигателя уступала в скорости пешеходу. Но не следует забывать о достоинствах — у такого двигателя нет движущихся частей.

[[Изображение:|thumb|200px|Перистальтический насос.]]

Пример 2. Перистальтический насос (см. рис.) — аналог кишечника живого организма. Этот насос предназначен для перекачивания пульпы — вязкого вещества и абразивных пульпообразных сред. Насос содержит гибкую трубку, расположенную в подковообразном корпусе, и ролики, закреплённые на роторе. При вращении ротора ролики поочередно подводятся к трубке и прокатываются вдоль неё, толкая перед собой перекачиваемую среду. Позади ролика трубка восстанавливает свою первоначальную форму и всасывает новую порцию жидкости за счет создаваемого разрежения. Следующий ролик повторяет цикл.[87]

Пример 3. По аналогии с принципом вытряхивания пляжного коврика (резкое волнообразное движение) разработан фильтр[88]. Удаление осадка в нем производится путем нанесения удара «в противофазе». Импульсы гасят друг друга и не передаются на фундамент.

Аналогия — обильный источник новых идей, но ее нельзя использовать слепо.

Пример 4. В середине 70-х годов для проверки фарфоровой посуды разработали робот, который действовал аналогично человеку — стучал по тарелочке и по звуку определял ее годность. Первоначально робот «не умел» мягко брать тарелочку и тарелки или ломались в его «руке» или выпадали из нее. Когда робота научили делать это, то появилась новая проблема. Тарелки ломались при ударе о них палочкой. Эта задача так и не была решена полностью — часть тарелок все-таки билась.

Основная и довольно часто встречающаяся ошибка — слепое использование аналогии. Сделаем так, как это делает человек. Скопируем эти действия и заменим человека роботом. Как правило, такая тактика обречена на провал.

Гораздо проще использовать другие физические принципы для совершения того же действия, например, «слушать» тарелку с помощью ультразвука. Аналогичные ошибки совершают разработчики техники, пытающиеся точно воспроизвести новое изделие, выпускаемое в другой стране или фирме. При этом на изучение и воспроизводство такого изделия тратятся годы. Нужно выяснить все тонкости, разработать все элементы, создать технологию и наладить их производство. Через несколько лет выпускается «старое» изделие, а в это время фирма, выпустившая изделие-прототип, выбрасывает на рынок новое изделие. При этом фирма, копировавшая изделие, отстает еще больше.

Как же следует использовать аналогию?

  1. Выяснить основные принципы и конструктивные особенности исследуемого объекта.
  2. Выявить ведущую область техники по функции, которую выполняет этот объект.
  3. Воспроизвести основной принцип и конструктивные особенности, используя опыт ведущих областей, на имеющихся элементах, материалах и технологиях. При этом что-то нужно будет придумать новое, учитывая недостатки прототипа.

Таким образом, появится новое конкурентоспособное изделие. Несколько другой подход появился на рынке США, который получил название реверс-инжиниринг (reverse-engineering), «инженерная работа задом наперед».

Суть этого направления — воспроизводить известные конструкции, уже завоевавшие хорошую позицию на рынке.

Многие компании основную прибыль получают не от продажи самих изделий, а от продажи расходуемых комплектующих. Они меняют модель изделия и к нему делают новый вид расходуемых комплектующих материалов.

Например, компании, выпускающие принтеры, главные деньги зарабатывают на картриджах. Поэтому цены на картриджи, чернила, и порошки они держат достаточно высокими. Кроме того, они меняют модель принтера и изменяют форму картриджа. Старые картриджи они продолжают выпускать наряду с новыми, вынуждая потребителя регулярно платить «дань».

Появились фирмы, которые занимаются перезарядкой как чернильных, так и лазерных картриджей для принтеров. Разрушая монополию «оригинальных производителей», они резко сбивают цены на картриджи, приводя их хоть к какому-то соответствию с естественным желанием потребителя «получить лучше за меньшие деньги».

Такой бизнес находится в состоянии конкурентной борьбы с производителями принтеров, и поэтому не может пользоваться запчастями и материалами, изготавливаемыми производителями принтеров. Фирмам приходится делать свои разработки. Иногда такой вид инженерной деятельности позволяет выпустить хороший продукт. Затраты на «реверс-инжиниринговые» исследования зачастую весьма велики, но все равно они меньше, чем у «оригинальных производителей».

Имеются и другие возможности. Фирма собирающаяся выпускать аналогичный товар:

  1. Договаривается с фирмой, выпускающей это изделие, или ее конкурентом о поставке тех же комплектующих частей данного изделия и изменяет, например, внешний вид изделия или находит изделию новое применение, или новый рынок и т. п.
  2. Фирма приобретает комплектующие элементы уже сошедшего с рынка изделия, придает ему, например, современный вид и выпускает на рынок изделие по значительно меньшей цене. Так, например, действовала фирма «Daewoo».

Еще раз вернемся к понятию ведущей области техники.

Обычно считают электронную промышленность значительно более передовой, чем, например, горноперерабатывающую или мукомольную. Всегда ли это так?

Пример 5. При изготовлении керамических подложек для интегральных микросхем, больших интегральных схем, процессоров, керамических диэлектриков для конденсаторов и др. требуется измельчать исходное сырье. Ведущей областью здесь может быть технология изготовления керамической посуды, горноперерабатывающая и мукомольная промышленности.

Пример 6. Во время Второй Мировой войны Америка поставляла СССР по северному морскому пути продукты и военную технику. Однако немецкие подлодки топили транспортные корабли. Выпуск корабля взамен потопленного обычно требовал не менее 2-3 лет. Судостроители обратились к опыту автомобильной промышленности и стали производить суда типа «Либерти» конвейерным методом, спуская на воду по 3 судна в день.[89]

Инверсия[править]

Прием «инверсия» или «обратная аналогия» означает — выполнить что-нибудь наоборот. Для него характерны выражения: перевернуть вверх «ногами», вывернуть наизнанку, поменять местами и т. д.

Этот прием может означать, что если объект рассматривается снаружи, то, возможно, мы достигаем желательного результата, если будем его исследовать изнутри. Если какой-то объект расположен вертикально, то применение инверсии означает, что его ставят горизонтально — и наоборот. Инверсия предполагает возможную замену подвижной части неподвижной, отказ от симметрии в пользу асимметрии, переход от растяжения к сжатию. Инверсные понятия — приемник и передатчик, модулятор и демодулятор, электрогенератор и электродвигатель.

Пример 7. Спортсмены тренируются, бегая по беговой дорожке на стадионе. Сейчас имеются движущиеся беговые дорожки и тренажеры, в которых можно задавать скорость движения ленты, ее наклон и другие параметры.

Рис. 4. Бассейн. А.с. № 187 577

Пример 8. Устройство для тренировки пловца. Пловец на месте, а движется вода[90] (см. рис. 4).

Аналогично рассмотренным примерам сконструирован эскалатор (человек стоит, а лестница движется) и многое другое.

Рассмотрим различные виды инверсии:

1. Функциональная инверсия. Сделать функцию или действие обратным. Нагревание — охлаждение, притягивание — отталкивание, строить — ломать и т. д.

Пример 9. Обычно траву сначала косят, а потом сушат, выбирая для этого самые жаркие и сухие дни. А что если делать на оборот — сначала сушить, причем как можно быстрее, а потом косить? Голландские специалисты сконструировали машину, которая довольно быстро подсушивает траву, обрабатывая ее паром при температуре 300оС. Ширина захвата машины 6 метров, производительность 40 т/час. Паром можно обработать не только будущее сено, но и картофельную ботву перед уборкой или какую-либо другую культуру, если нужно замедлить ее рост[91].

Пример 10. В печи-гриле вертится приготавливаемая пища, например, курица. Разработан гриль, где приготавливаемая пища неподвижна, а вокруг нее вращаются горячие потоки воздуха.

2. Структурная инверсия. В понятие структуры входит состав системы и ее внутреннее устройство. Много — мало элементов, однородные — разнородные элементы, сплошная — дискретная структура, монолитная — дисперсная — пустая, статичная — динамичная структура, линейная — нелинейная, иерархическая — одноуровневая и т. п.

Пример 11. Электронная и радио аппаратура ранее имела платы со многими элементами (транзисторы, резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, соединительные провода и т. п.), которые в дальнейшем были заменены микросхемами, а затем и на процессоры. Процессор заменил многие элементы.

Пример 12. Суда, как правило, имеют постоянную (статическую) структуру: сухогруз, танкер и т. д. Разработана модульная (динамичная) конструкция судна, которая имеет носовую и кормовую части (оконечности), а в середину (среднюю часть корпуса) может помещаться любой модуль (см. рис. 5)[92]. Таким образом, собираются транспортные суда различного назначения. Модульные суда строили в США на Великих озерах.

Аналогичное решение, еще раньше, было предложено для грузовиков. Еще более ранние аналоги — буксир и баржи; паровоз и вагоны.

3. Инверсия формы. Выпуклая — вогнутая, толстая — тонкая, плоская — объемная, шероховатая — гладкая, наружная — внутренняя поверхность, сплошная — разрывная и т. п.

Пример 13. Известно, что для лучшего обтекания водой или воздухом телу придают нужную форму, а поверхность выполняется максимально гладкой. Одной из фирм штата Миннесота разработана пленка, снижающая сопротивление воды. Тысячи мелких, почти незаметных для глаз желобков на ее поверхности напоминают в поперечном разрезе зубья пилы и гасят трение жидкости о стенку (корпус судна). Пленку толщиной 6 мм крепят к корпусу яхты, как обои к стенке. Пленку предполагается использовать также на самолетах и автомобилях для снижения сопротивления воздуху[93].

4. Параметрическая инверсия. Противоположные параметры. Проводник — диэлектрик, длинный — короткий, темный — светлый, твердый — мягкий.

Пример 14. Предложили труднодеформируемые и легко окисляющиеся металлы и сплавы ковать в вакууме, и при этом обрабатывающий инструмент и заготовку не нагревать, а охлаждать от 0оС до порога хладноломкости[94].

Пример 15. Изменение размера детали при токарной обработке обычно выполняют путем контроля за размером изделия. Если контролировать расстояние между щупом и резцом, то можно гарантировать абсолютно точное изготовление деталей. Этот принцип лег в основу новых прецизионных токарных станков, созданных в Швейцарии. При обработке на них изделий с припуском 20-30 микрон не требуется последующее шлифование[95].

5. Инверсные связи. Есть связь — нет связи. Положительная — отрицательная связь.

Пример 16. Соединять — разъединять (отключать). На этом принципе построены многие средства связи, например, телефонная связь. Когда идет разговор, то обеспечивается связь. Во все остальное время этой связи постоянно нет.

Пример 17. Отрицательная обратная связь используется в системах автоматического управления. Текущий параметр сравнивают с заданным или изменяемым, по определенной программе, сводя разницу к нулю. Это и есть принцип обратной связи. Положительная обратная связь используется, например, в усилителях. Сигнал складывается с существующим сигналом и увеличивается (усиливается).

Рис. 6а. Ветряк. Ось винта горизонтальна.
Рис. 6б. Ветряк. Ось винта вертикальна.


6. Инверсия пространства. Изменение положения в пространстве на 90о и 180о.

Пример 18. Ось ветроэлектродвигателей обычно расположена по горизонтали, а электрогенератор находится на башне рядом с ветровым колесом (рис. 6а). Американские конструкторы разработали ветряк, колесо которого вращается вокруг вертикальной оси (рис. 6б). Его генератор находится на земле — для передачи вращения при этом уже не нужны передаточные механизмы, опорная башня может быть проще и меньше. А главное, его работа не зависит от направления ветра и, значит, не нужны устройства, разворачивающие ветровое колесо, словно флюгер, против воздушного потока. В результате конструкция обходится в несколько раз дешевле традиционных. Изгиб лопастей напоминает кривую, которую образует гибкий трос при вращении вокруг вертикали. Такая форма позволяет избавиться от напряжений изгиба лопасти, работающей только на растяжение. Оптимальная скорость ветра для испытываемой модели — около 30 км/ч, хотя ток она начинает давать уже при скорости втрое меньшей. Двигатель предлагается использовать в опреснительных установках — для подачи в их теплообменник глубоководных холодных морских вод, конденсирующих водяные пары из воздуха[96].

Рис. 7 а. Фокус

Пример 19. Опишем один фокус. Фокусник показывает зрителям листок картона, на котором нарисована стрелка, показывающая направо (см. рис. 7). Он ставит картинку за стеклянным стаканом.

Рис. 7 б. Фокус

Зрители смотрят на картинку через стакан и видят стрелку, показанную налево.

Секрет фокуса. Когда в стакан наливается вода, получается линза, которая переворачивает изображение. Чтобы этот трюк получился, экспериментальным путем подберите расстояние между стаканом и картонкой.

Фокус рассказал Эмиль Кио[97].

7. Инверсия времени. Быстро — медленно, непрерывно во времени — квантовано, прошлое — настоящее — будущее.

Пример 20. При резке труб нож сминает края. Предложено резку труб осуществлять на большой скорости.

Пример 21. Аналоговая техника все больше заменяется дискретной (цифровой). Первоначально это касалось компьютеров и измерительной техники, а в настоящее время большое распространение получили бытовые цифровые приборы.

Эмпатия[править]

Эмпатия — это отождествление себя с личностью другого. Иногда об этом действии говорят «войти в шкуру другого», то есть поставить себя на место другого. Таким приемом часто пользуются артисты, писатели, художники и т. п. Подобным же образом можно использовать этот прием при разработке объекта. Проектировщик отождествляет себя с разрабатываемым объектом, процессом, деталью. Применение приема заключается в том, чтобы человек, посмотрел с позиции детали (с «ее точки зрения»), что можно сделать для устранения недостатков или для выполнения новых функций.

Рис. 8 а. Грецкий орех

Пример 22. Проиллюстрируем прием на примере добывания ядра из грецкого ореха (рис. 8а). Представим себя ядром грецкого ореха, находящегося внутри скорлупы. Там темно и хочется выбраться наружу, не правда ли?

Рис. 8 б. Схема воздействия на орех
Рис. 8 в. Схема воздействия на орех

Вспомним, как традиционно колют грецкий орех. Обычно орех колют щипцами или молотком, создавая усилия снаружи, направленные к ядру. Понравится ли Вам (ядру) такой способ? В лучшем случае Вас травмируют. Мы действовали на орех снаружи (см. рис. 8 б). Значит, усилия необходимо создавать не снаружи, а изнутри (мы применили инверсию). У Вас самого для этого сил нет. Вы же ядро. Очевидно, нужно привлекать внешние силы (опять использовали инверсию). Причем, как должны быть направлены эти силы? Безусловно, усилия должны быть направлены от ядра на внутреннюю поверхность скорлупы (см. рис. 8 в). И снова мы использовали прием инверсия.

Рис. 8 г. Способ воздействия на орех
Рис. 8 д. Способ воздействия на орех

Чисто технически эту проблему можно решить разными способами. Просверлить отверстие и подать туда воздух под давлением (рис. 8 г). Можно, наоборот, поместить орех в вакуум. Возможно, скорлупу ореха обмазать клеем с большим количеством ферромагнитных частичек и поместить орех в сильное магнитное поле скорлупа разрывается.

Наилучшее, на наш взгляд, следующее решение. Орех помещают в герметичный сосуд и создают избыточное давление воздуха. Воздух постепенно проникнет под скорлупу. Через некоторое время в сосуде резко сбрасывается давление. Внутри ореха давление больше чем снаружи — скорлупа раскалывается — сбрасывается (см. рис. 8 д).

Пример 23. По аналогии с этим решением добываются семечки из шишек, производится очистка семечек, стручков сладкого перца, очищаются фильтры или пористые объекты.

Вернемся еще раз к понятию ведущей области техники, рассмотренному в приеме «аналогия». Мы только что применили решение для разных областей промышленности: пищевой и кондитерской, лесной (добыча семян из шишек) и любой технической.

Пример 24. При выпуске пористого титана одна из последних операций — откачка жидкости из пор. Это осуществляют с помощью вакуума. Процесс идет очень медленно — вакуум создавать достаточно долго.

Рис. 9. Спираль Архимеда

Конечно, Вы уже догадались, что и здесь решение аналогично рассмотренным ранее. Избыточное давление создается значительно быстрее.

В данном случае для цветной металлургии ведущей областью оказалась пищевая.

Рассмотрим еще один пример на эмпатию.

Пример 25. Этот прием использовал конструктор авиадвигателей Бережков — герой книги Александра Бека «Жизнь Бережкова».

«Я придумал особую насечку жернова, насечку по принципу архимедовой спирали (рис. 9). Терпеливо выбирая на камне рисунок замысловатой спирали, я вообразил себя зерном, попадал в ручеек спирали, с наслаждением чувство вал, как меня прихватывают, раздавливают, перетирают жернова, и, довольный, вываливался струйкой замечательной муки». Прообразом Бережкова был известный советский конструктор авиадвигателей А. А. Микулин[98].

Фантазия[править]

Прием фантазия связан с желанием получить то, чего желаешь. Использование фантазии для стимулирования новых идей заключается в размышлении над некоторыми фантастическими решениями, в которых при необходимости используются нереальные вещи или сверхъестественные процессы. Часто бывает полезно рассматривать идеальные решения, даже если это сопряжено с некоторой долей фантазии. Разумеется, есть надежда, что размышления о желательном может натолкнуть нас на новую идею или точку зрения, которая, в конечном счете, приведет к новому, осуществимому решению.

Пример 26. Для забрасывания радиоактивных отходов за пределы Солнечной системы предлагается построить электромагнитную катапульту[99].

Пример 27. В США предложена идея добычи полезных ископаемых в космосе, заключающаяся в доставке металлов с астероидов на землю. Для этого надо подыскать астероид массой около 1 млрд тонн и необходимого состава, отбуксировать его на околоземную орбиту, переплавить с помощью солнечной энергии в слитки от 1 до 10 тонн каждый и направить их по баллистической траектории на Землю в специальное место, а дальше — дело уже земной техники[100].

Пример 28. Человек возвращается домой поздно вечером и в темноте начинает шарить руками по стене в поисках выключателя. В собственной квартире иной раз находишь его не сразу. А в незнакомом месте? Оказывается, проблема решается просто, если воспользоваться новинкой, предложенной швейцарскими инженерами. В темной комнате достаточно хлопнуть два раза в ладоши, чтобы сразу же зажегся свет. Правда, вспыхивает не люстра, а сигнальная лампочка, обозначающая расположение выключателя. Это устройство, питающееся от автономной батарейки с напряжением 1,5 вольта. Хотя оно сегодня получает применение в квартирах, но создано было как аварийное средство — для включения света в операционных, научных лабораториях и цехах при неожиданных повреждениях электрической сети[101].

Появилось много игрушек, которые начинают действовать от хлопка, например, петь и танцевать.

Рис. 10. Водопроводный кран

Пример 29. Конструкторы западногерманской фирмы «Грое», специализирующейся на выпуске бытовой и медицинской сантехники, создали оригинальное устройство, позволяющее пускать воду в ванных, не прикасаясь к кранам. Собственно, и кранов в привычном представлении здесь нет. Их заменяет ультрафиолетовый датчик. Достаточно поднести ладони к его «глазку», и вода начинает течь (рис. 10). Подобное устройство нашло широкое применение в быту и, в операционных комнатах клиник и больниц и общественных туалетах[102].

Пример 30. В Японии построили корабль, который управляется не руками, а голосом. Бортовой компьютер с блоком акустической автоматики воспринимает целую дюжину команд типа, «полный вперед» или «дать реверс». Машина повторяет слова на табло, подтверждая, что приказ понят правильно. В ту же секунду приборам и механизмам дается управляющий сигнал. Так можно сбавить обороты, сделать разворот, включить радарную систему, увеличить вентиляцию помещений. Кроме того, в компьютере есть блок памяти, который разрешает ей «откликаться» только на голос капитана или штурмана, и только на английском языке[103].

Пример 31. Со времени появления первого автомобиля руль считался необходимой его деталью. А действительно ли он до такой уж степени незаменим? — задумались специалисты французской фирмы «Рено». Задумались и решили заменить его исполнительным механизмом, приводимым в действие устными приказами. Экспериментальная машина, выпущенная этой фирмой, повинуется таким командам, как «запустить двигатель», «задний ход», «левый поворот», «включить стеклоочиститель», «поднять стекло правой дверцы», «включить фары». Установленный на этом автомобиле микропроцессор обеспечивает выполнение 22 команд, выражаемых 100 словами. Конструкторы пошли даже дальше. Электронная система выполняет функцию сторожа — она «отзывается» лишь на голос хозяина. Дело в том, что при программировании на пленку записываются команды владельца. И, получая «указания», электронное устройство, прежде чем подчиниться, сравнивает голос водителя с тем, что записан на пленке. Однако это вовсе не исключает коллективного пользования автомобилем, поскольку устройство позволяет запрограммировать команды восьми разных людей. Устройство не «откликнется», если хозяин будет пьян. Вся эта электронная система в основном представляет чисто демонстрационный интерес, хотя и может оказаться полезной для больных и инвалидов. Видимо, это обстоятельство побудило одну из японских фирм сконструировать робот для ухода за лежачими больными, который тоже послушно повинуется голосу. В отличие от голосовой системы управления автомобилем синтезатор речи может отвоевать себе место в ряду электронных устройств дорогих машин. Американская фирма «Аристотель» разработала синтезатор, предупреждающий водителя через радиоприемник о десяти неполадках. Он может сообщить о давлении масла в двигателе, пониженном напряжении аккумулятора, напомнить о необходимости пристегнуть ремни безопасности или даже окликнуть рассеянного, забывшего вынуть ключ зажигания[104].

Создан специальный компьютер для автомобилей, который помогает управлять автомобилем. Когда водитель садится в автомобиль, то компьютер те только показывает по карте, где вы находитесь, но и говорит вам точное место нахождения. Вы должны ввести в компьютер точное место, куда хотите прибыть. Это может быть указание точки на карте или устное сообщение. Компьютер будет подсказывать голосом, куда следует ехать и указывать на карте весь ваш путь, по которому вы следуете.

Существует и автомобиль, которым не нужно управлять. Вам следует только назвать конечный пункт назначения, и машина Вас доставит сама. В машине встроены датчики, которые дают информацию о происходящем не дороге. Кроме того, имеется связь со спутником. Машина движется дороге, учитывая общее движение. Она прокладывает самый оптимальный маршрут, но и едет по наименее загруженным трассам. Машина обладает значительно лучшей «реакцией», чем человек. Поэтому в такой машине езда значительно безопасней.

Пример 32. Известны и управляемые от голоса, автоматизированные телефонные станции[105].

Пример 33. Кто из нас не любит мультфильмы? Однако создание их — весьма сложный и трудоемкий процесс, требующий немало месяцев работы квалифицированных художников. Чтобы облегчить их труд, сотрудники Технического института Вены (Австрия) сконструировали компьютер, который «сам» рисует картинки и окрашивает их в различные цвета. И, если раньше даже опытному художнику требовался целый день для создания сцены, занимающей на экране совсем немного, то компьютер сделает её за несколько секунд[106] .

В современной индустрии кино широко используются компьютерные анимации. С помощью их делают сложнейшие трюки без каскадеров. Не нужно строить сложнейшие декорации. Это тоже можно осуществить на компьютере. В знаменитом фильме «Титаник», многие сцены были выполнены с использованием компьютерной технологии.

Пример 34. Рукотворное облако. Создавать искусственную облачность над крупными городами предложил Эндрю Детуилер из университета штата Нью-Йорк. В холодное время года, считает он, так можно уменьшить излучение тепла земной поверхностью в космос, а значит, можно сократить расход энергии. Двух небольших реактивных самолетов, распыляющих кристаллы йодистого серебра, вполне достаточно, чтобы создать скопление перистых облаков над несколькими крупными городами. Образование искусственной облачности над г. Олбани, где живет автор проекта, позволит увеличить температуру воздуха на пять градусов[107]. Однако, вопрос об экологических последствиях остается открытым.

Пример 35. Индивидуальные стельки изготовляют из полимерных материалов. Для этого разогревают заготовки до пластического состояния и формируют стельку стопой пациента. Далее стельку нужно поместить в обувь и еще раз подогнать под ногу пациента. Для достижения соответствия системы стопа-стелька-обувь, предложили заготовку предварительно помещать внутрь обуви. Разогрев производят внутри обуви, причем формирование стельки стопой осуществляют в процессе ходьбы в данной обуви[108].

Пример 36. Фирма IBM выпустила компьютер, который можно диагностировать и ремонтировать на расстоянии. Такой компьютер содержит радио приемник и радиопередатчик. Если компьютер испортился, хозяин компьютера связывается с фирмой IBM. Они тестируют компьютер, связываясь с ним по радио. У изготовителя имеется эталонная модель такого компьютера. Данные неисправного и эталонного компьютеров сравниваются. По радио неисправному компьютеру выдаются команды, что нужно сделать для устранения неисправности. Все операции выполняются автоматически без участия человека.

Пример 37. С появлением современных компьютеров многие фантастические идеи превратилась в реальность. С появлением Internet эти возможности качественно изменились. Теперь не только можно моментально связаться с любой точкой мира, найти любую информацию, но и осуществлять многие виды работ и учебу виртуально, осуществить любые покупки, деловые контакты, проводить биржевые и другие деловые операции, проводить аукционы. Эти возможности с каждым днем расширяются.

Пример 38. Лёгкие и прочные материалы — мечта любого конструктора. Для осуществления этой мечты необходимо материалы «собирать» из отдельных атомов. С развитием нанотехнологий это стало реальностью.

ЗАКОНЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ[править]

Напомним, что законы развития технических систем представляют собой фундамент, на котором строится ТРИЗ (см. рис. 1 и 2). На основании законов строятся все остальные части ТРИЗ, кроме того, законы используются для прогнозирования развития технических систем и развития сильного мышления.

Законы развития технических систем, разработанные Г. С. Альтшуллером[править]

Общие сведения[править]

В середине 70-х годов Г.Альтшуллер разработал систему законов, которая была описана в двух работах «Линии жизни» технических систем[109][71][72] и «О законах развития технических систем», которые были распространены в школах ТРИЗ[110][73]. В дальнейшем они были опубликованы в книге «Творчество как точная наука»[111] и сборнике «Дерзкие формулы творчества»[112].

В более поздних работах Г.Альтшуллер уточнил понятие законов перехода в надсистему и увеличения степени вепольности[113].

Кроме того, Г. С. Альтшуллером совместно с И. М. Верткиным был разработан закон увеличения пустотности[114][74].

«Линии жизни» технических систем[править]

Законы развития технических систем[править]

Законы были разбиты на три группы: «статика», «кинематика» и «динамика». Приведем эти законы:

Статика[править]

1. Закон полноты частей системы

Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является наличие и минимальная работоспособность основных частей системы.

Следствие из закона 1:

Чтобы система была управляемой, необходимо, чтобы хотя бы одна её часть была управляемой.

2. Закон «энергетической проводимости» системы

Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы.

Следствие из закона 2.

Чтобы часть технической системы была управляемой, необходимо обеспечить энергетическую проводимость между этой частью и органами управления.

3. Закон согласования ритмики частей системы

Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является согласование ритмики (частоты колебаний, периодичности) всех частей системы.

Кинематика[править]

4. Закон увеличения степени идеальности системы

Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности.

5. Закон неравномерности развития частей системы

Развитие частей системы идет неравномерно; чем сложнее система, тем неравномернее развитие её частей.

6. Закон перехода в надсистему Исчерпав возможности развития, система включается в надсистему в качестве одной из частей; при этом дальнейшее развитие идет уже на уровне надсистемы.

Динамика[править]

7. Закон перехода с макроуровня на микроуровень Развитие рабочих органов системы идет сначала на макро-, а затем на микроуровне.

8. Закон увеличения степени вепольности

Развитие технических систем идет в направлении увеличения степени вепольности.

Закон перехода в надсистему[115][116][править]

Закон увеличения пустотности[править]

Структура законов развития систем В.Петрова[править]

Природа, различные области знания, деятельности, мышление и любые объекты материального мира, в том числе и техника, развиваются по своим определенным законам. Но существуют и некоторые общие законы развития, появившиеся вследствие единства материального мира. Самые общие из них — законы диалектики.

Рис. 11. Уровни законов развития систем

Техника развивается в тесном взаимодействии с общественным развитием и экосферой, вследствие чего наблюдаются значительное проникновение и обогащение законов развития общества, природы и техники. Например, развитие техники во многом зависит от потребностей общества и влияет на развитие природы[117]. В данной книге будет в общих чертах изложена система законов, кратко описаны все законы и более детально изложены наиболее важные законы, которые читатель может использовать. Подробно с законами можно ознакомиться в специальной книге по законам развития систем.

В общем, виде система законов техники должна иметь уровни потребностей, функций и систем[118]. Схематично это изображено на рис. 11.

Рис. 12. Структура законов развития систем

Закономерности развития потребностей определяют тенденции их изменения. Это необходимо для определения функций и систем, с помощью которых можно удовлетворить возрастающие потребности. Закономерности развития функций описывают тенденции их изменения. Они связаны с закономерностями развития потребностей, но имеют и свою специфику, например, переход систем к многофункциональности (универсальности) или, наоборот, к однофункциональности (специализации).

Законы развития потребностей и функций здесь рассматриваться не будут. Подробнее с ними можно ознакомиться в учебном пособии по законам развития технических систем и статьях .


Собственно законы техники можно разделить на две группы (см. рис. 12):

  • законы организации систем (определяющие жизнеспособность системы),
  • законы эволюции систем (определяющие развитие технических систем).

Законы диалектики в развитии технических систем[править]

Наиболее общие из законов диалектики следующие:

  • единство и борьба противоречий,
  • переход количественных изменений,
  • отрицание отрицания.

Действие этих законов распространяется на все области бытия и мышления, по-разному развивались в каждой из них. Именно поэтому каждая вновь создаваемая наука должна опираться на эти законы.

Закон единства и борьбы противоположностей[править]

Закон единства и борьбы противоположностей — ядро диалектики. Он служит источником возникновения любых объектов, в том числе материального мира и, в частности, технических систем. Закон характеризует одно из основных понятий ТРИЗ — противоречие, которое будет подробно рассмотрено дальше.

Понятие единства и борьбы противоположностей было ведено более 5000 лет назад древними китайскими философами в описании картины Мира, включающую материальную и духовную стороны. По мнению китайских философов, вселенная образована из энергии Чи (Chi), которая является средством взаимодействия мировых сил Инь (Yin) и Ян (Yang).

Силы Инь — символизируют Тьму, Холод, Зло, Покой, все отрицательное, плохое, женское начало.

Силы Ян — символизируют Свет, Тепло, Добро, Деятельность, все положительное, хорошее, мужское начало.

Силы Инь и Ян взаимодействуют, взаимопреодолевают и превращаются друг в друга.

Рис. 13. Инь-Ян

Постепенно нарастая одна в другой, они переходят стадию предела, когда преодоление одного начала сменяется преодолением другого. Затем начинается обратное движение. Этот процесс бесконечен, ибо движение во вселенной вечно.

Идею вечного движения и борьбы противоположных начал воплощает известный графический образ Инь-Ян (монада) — темная и светлая доли круга.

Символически это показано на рис. 13, где белая часть круга — сила Ян, а черная — Инь.

Черный кружок на белом фоне означает, что Ян рождает Инь, а белый кружок на черном — Инь рождает Ян. Уменьшение Ян приводит к увеличению Инь (см. внизу круга) и, наоборот (верх круга).

Закон перехода количественных изменений в качественные[править]

Рис. 14. S-образная кривая. Где: P — параметр системы, t — время.

Закон перехода количественных изменений в качественные вскрывает общий механизм развития. В процессе развития количественные изменения в системе происходят непрерывно. При достижении определенного предела совершаются качественные изменения. Новое качество ускоряет темпы роста. Количественные изменения при этом совершаются постепенно (эволюционно), а качественные — скачком. Характер и продолжительность скачка могут быть разнообразными — длительными и кратковременными, бурными и относительно спокойными, с взрывом и без него и так далее. Любая система (в том числе и техническая) проходит несколько этапов своего развития (см. рис. 14).

Вначале система развивается медленно (участок I), при достижении некоторого уровня развитие ускоряется (участок II) и после достижения некоторого более высокого уровня скорость роста уменьшается и в конечном итоге рост параметра системы прекращается (участок III), что означает появление в системе некоторых противоречий. Иногда параметры начинают уменьшаться (участок IV) — система «умирает».

Подобные кривые часто называют S — образными.

Для технических систем:

  • участок I — «зарождение» системы (появление идеи и опытных образцов),
  • участок II — промышленное изготовление системы и доработка системы в соответствии с требованиями рынка,
Рис. 15. Скачкообразное развитие систем
  • участок III — незначительное «дожимание» системы, как правило, основные параметры системы уже не изменяются, происходят «косметические» изменения, чаще всего не существенные изменения внешнего вида или упаковки,
  • участок IV — ухудшение определенных параметров системы, которое может вызываться несколькими фактами:
    • следование моде, влияние экономической, социальной или политической ситуации, религиозные ограничения и т. п.;
Рис. 16. Огибающая кривая'
    • физическое и моральное старение системы.

Как правило, на участке IV система прекращает свое существование или утилизируется. Прекращение роста данной системы не означает прекращение прогресса в этой области. Появляются новые более совершенные системы — происходит скачок в развитии. Это типичный пример проявления закона перехода количественных изменений в качественные. Такой процесс изображен на рис. 15.

На смену системе 1 приходит 2. Скачкообразное развитие продолжается — появляются системы 3, 4 и т. д. (рис. 16).

Общий прогресс в отрасли можно показать при помощи касательной к данным кривым (показанная на рисунке пунктирной линией) — так называемой огибающей кривой,[119].

Развитие любого вида техники может быть примером, подтверждающим этот закон. Обратимся к судостроению.

Пример 39. Скорость передвижения гребных судов (рис. 17) постепенно повышалась за счет увеличения числа весел, но не превышало 7-8 узлов[120].

Скачек в развитии — появление парусных судов(рис. 18). Рост скорости здесь осуществлялся путем увеличения общей площади парусов. Однако самые быстроходные парусные корабли не показывали более 12-13 уз. В тоже время коммерческие клиперы середины XIX в. развивали до 20 уз[121].

Дальнейшее повышения скорости передвижения и не зависимость его от скорости и направления ветра привело к очередному скачку — появились судна с двигателями(рис. 19). Увеличение скорости хода в этом типе судна происходило путем совершенствования двигателей и замены их на другие типы с большей удельной мощностью.

Следующим скачком в развитии судостроения было вынесение водоизмещающей части корпуса судна из воды. Появились суда на подводных крыльях (рис. 20) и полупогруженные суда (рис. 21). В дальнейшем еще уменьшили сопротивление воды о корпус (о стойки крыльев) — придумали суда на воздушной подушке (рис. 22). И, наконец, дальнейшее уменьшение сопротивление движению корпуса — судно вынесли еще дальше от воды — появились экранопланы (рис. 23).

Пример 40. Гребные суда.

Общая тенденция развития гребных судов показана на рис. 24.

Рис. 24. Тенденция развития гребных судов.
Сначала лодкой управляли с помощью одного весла.
Рис. 25 а. Каноэ
Рис. 25 б. Гондола

До нас дошли каноэ[122] (рис. 25 а) и гондола[123] (рис. 25 б).

Далее число весел в лодке увеличивалось.

Гребные суда первоначально располагали весла в один ярус (рис. 24 б).

Увеличение числа весел привело к необходимости располагать их в два яруса, например, греческая боевая галера приблизительно V в. до н. э., так называемая бриема (рис. 24 в). Она, естественно, обладала большей скоростью, чем корабль той же величины с половинным числом весел.

Далее в этом же столетии получили распространение и триеры — боевые корабли с тремя «этажами» гребцов (рис. 24 г).

Были и корабли с четырьмя ярусами весел — кинкеремы и пятью ярусами весел — пентеры. Древнегреческие судостроители умели строить еще большие суда, достигавшие 100 м в длину и более 10 м в ширину, имевшие более 400 гребцов[124]. При Птолемее IV Филопаторе (221—205 гг. до н. э.) был построен корабль длиной около 125 м и шириной 22 м[125].

Пример 41. Парусные суда.

Общая тенденция развития парусных судов показана на рис. 26.

Рис. 26. Тенденция развития парусных судов.

Первоначально появился один парус на одной мачте.

Рис. 27. Пароход

В дальнейшем количество парусов и мачт увеличивалось. Были суда с тремя и более мачтами (рис. 26)[126]и многочисленными парусами.

Пример 42. Дальнейшее повышение скорости передвижения и не зависимость его от скорости и направления ветра привело к очередному скачку — появились суда с двигателями (рис. 27). Увеличение скорости хода в этом типе судна происходило путем совершенствования двигателей и замены их на другие типы с большей удельной мощностью. Первоначально появился паровой двигатель, затем дизель, паровая или газовая турбина, атомная установка.

Пример 43. Следующий скачек произошел, когда водоизмещающую часть корпуса судна вынесли из воды — суда на подводных крыльях (рис. 20), а в ппотом появились полупогруженные суда (рис. 21).

Пример 44. В дальнейшем еще уменьшали сопротивление воды о корпус (о стойки крыльев) — суда на воздушной подушке (рис 22).

Пример 45. И, наконец, появились экранопланы (рис. 23).

Рис. 28. Судно с надувными валиками

Пример 46. Имеется и промежуточный (весьма забавный) вариант. Между водоизмещающими судами и судами на подводных крыльях. Запатентовано судно, снабженное надувными или полыми валиками, используемыми в качестве колес.

На рисунке 28 приведен вид с боку этого судна. К корпусу 1 судна посредством конструкции 2 и 3 крепится валик 4. При движении судна корпус остается приподнятым над водой. Судно может передвигаться с меньшей затратой энергии, чем обычное судно, кроме того, такие суда смогут передвигаться по мелководью[127].

Учет закона перехода количественных изменений в качественные происходит на этапе выбора задачи и прогнозирования развития систем.

Закон отрицания отрицания[править]

Суть закона отрицания отрицания заключается в том, что процесс поступательного развития происходит в относительной повторяемости, как бы по пройденным ступеням. Но повторение каждый раз происходит на более высоком уровне с применением новых элементов, материалов, технологий и т. д. Можно сказать, что процесс развития происходит по спирали. Наиболее ярко это заметно в моде.

Проиллюстрируем этот закон.

Рис. 29. Шахта в корме

Пример 47. В XIX веке на парусно-винтовых судах двигатели использовались только при штиле. Чтобы гребной винт не создавал сопротивления при плавании под парусами, его делали съемным и поднимали через шахту в корме (рис. 29) на палубу[128] .

Совершенствование силовой установки позволило избавиться от парусов. Потребность в съеме винта отпала. Шахту в корме над винтом делать перестали. В ХХ веке большие гребные винты стали делать со съемными лопастями. Судно оснастили оборудованием для замены лопастей гребного винта на плаву. И снова появилась необходимость делать в корме шахты. В изобретении Великобритании, сделанном в 1968 году и запатентованном и в СССР предложено для улучшения условий ремонтопригодности, в навесной корме, расположенной над гребным винтом, сделать шахту, через которую поднимают и опускают ремонтируемую лопасть.

Вот еще одно решение этой проблемы для транспортных и рыболовных судов прибрежного плавания, оснащенных и двигателем и парусами. Датские инженеры создали необычный винт. Когда судно движется под парусами, винт автоматически складывается и практически не создает сопротивления. Но стоит упасть скорости судна, как лопасти винта тотчас занимают рабочее положение. Одновременно включается и двигатель. Суда с таким винтом развивают скорость на 10 % выше обычных[129].

Пример 48. С появлением пароходов роль парусного флота стала уменьшаться, и сейчас паруса используются лишь на небольших рыболовецких, спортивных или учебных судах. Однако в Гамбургском институте кораблестроения (ФРГ) разработан проект коммерческого парусного судна (рис. 30).

Паруса напоминают поставленные вертикально самолетные крылья. Мачты судов поворачиваются вокруг своей оси, ставя паруса под наиболее благоприятным углом к ветру. КПД новых парусов в 1,5 раза больше традиционных. Паруса ставятся и убираются по такому же принципу, как раздвижной занавес в театре.

Рис. 30. Парус-крыло

Судно автоматизировано, и им можно было бы даже управлять на расстоянии. При среднем ветре под парусами судно может идти со скоростью 12-15 узлов, как и современные морские транспортные суда; при попутном ветре до 20 узлов (у судов в двигателями скорость при свежем ветре падает). Система парусов позволяет использовать самый слабый порыв ветра. На случай полного безветрия, что случается крайне редко, придется установить на судне маломощный двигатель. В ветреную погоду он будет управлять парусами. На паруснике установлен компьютер, обрабатывающий метеорологическую информацию, постоянно поступающую со спутника земли или наземной станции, и рекомендует капитану оптимальный курс.

В условиях энергетического кризиса паруса с успехом могут соперничать с любым двигателем, работающем на жидком топливе. Конструкторы считают, что достаточно вместительные парусники могут быть экономичнее даже судов с ядерными установками[130].

На рис. 30 изображено спортивное судно с крылом.

Законы организации технических систем[править]

Законы организации представляют собой критерии жизнеспособности для разработки новых технических систем. Структура этих законов представлена на рис. 31.

Рис. 31. Структурная законов организации систем

Жизнеспособность системы тесно связана с понятием системность.

Разрабатываемый объект будет жизнеспособен, если он выполнен системным.

Под системностью понимается работоспособная система, с определенной структурой, отвечающей ее предназначению. Эта структура должна обеспечивать главную цель системы, и выполнять все основные и вспомогательные функции.

Состав системы включает: собственно систему, ее подсистемы, надсистему и окружающую или внешнюю среду. Работоспособность зависит не только от структуры системы, но и учета всех взаимосвязей и взаимовлияний системы на надсистему, окружающую среду, системы на подсистемы и обратного влияния. Отсутствие учета таких влияний может не только отрицательно сказаться на работоспособности системы, но и влиять на внешнюю среду.

Системность учитывает и закономерности исторического развития исследуемого объекта.

Структурная схема системности представлена на рис. 32.

Рис. 32. Системность

Таким образом, системность учитываться использованием законов полноты и избыточности системы и минимального согласования и обеспечение желательных взаимосвязей и взаимовлияний.

Полнота и избыточность могут быть функциональные и структурные.

Функциональная полнота и избыточность должны обеспечивать главную цель системы, и выполнять все основные и вспомогательные функции, то есть выполнять одно из требований системности.

Структурная полнота и избыточность должна обеспечить наличие необходимых элементов и связей системы, то есть выполнять другое требование системности — обеспечение состава и структуры системы.

В качестве основных элементов системы можно назвать:

  • Источник и преобразователь энергии
  • Рабочий орган
  • Система управления.

Связи могут иметь самый разнообразный характер, в частности они могут представлять собой трансмиссию, которая передает и/или преобразует энергию.

Элементы и связи могут быть вещественные, энергетические и информационные. Которые должны содержаться в необходимом количестве и обеспечивать определенное качество.

Таким образом, закономерности организации определяют функциональный состав и структуру системы, обеспечивающие ее минимальную работоспособность.

В наиболее общем виде система может выполнять функции переработки, транспортировки и хранения. Функциональный состав должен соответствовать функциональному назначению системы, прежде всего ее главной функции. Работоспособность структуры определяется минимальным набором основных функций.

Минимальное согласование проводится по функциям, структуре и соответствия структуры функциям. Это третье требование системности — учет взаимосвязей и взаимовлияний. Таким образом, согласование бывает:

  • Функциональное
  • Структурное
  • Функционально-структурное.

Последнее требование системности — учет исторического развития системы необходим при прогнозировании развития объекта исследования. Это происходит путем учета выявленных тенденций исторического и логического развития данного объекта, и учета общих законов развития систем.

Основными законами организации технических систем являются:

    • полнота частей системы;
    • избыточность частей системы;
    • наличие связей между частями системы и системы с над системой;
    • минимальное согласование частей и параметров системы.

В наиболее общем виде структура основных законов организации систем представлена на рис. 33.

Рис. 33. Основные законы организации ТС

Закон полноты частей системы[править]

Закон полноты частей системы описывает минимально необходимый набор частей, обеспечивающий минимальную работоспособность системы. В общем случае, необходимо наличие следующих частей системы:

  • рабочий орган,
  • энергия для обеспечения его работы,
  • система управления рабочим органом.

В идеальном случае рабочий орган — энергия. Например, инструмент для плазменной обработки. Этот частный случай представляет собой одну из тенденций развития техники.

Минимальный набор элементов в средствах транспорта, например, это:

  • движитель — рабочий орган,
  • двигатель с источником энергии,
  • корпус,
  • система управления.

В качестве примера рассмотрим некоторые виды указанных частей судна.

Движитель
Рис. 34. Движители для передачи большой мощности или для быстрых судов. 1 — трехвальная установка; 2 — гребной винт в насадке; 3 — соосные гребные винты противоположного вращения: 4 — водометный движитель

Движитель для судов могут быть следующих видов: весло, гребное колесо и гребной винт, водомет, реактивная струя, парус, крыло, воздушный змей, парашют, пропеллер, вращающиеся роторы. Основные движители показаны на рис. 33[131] и рис. 34[132].

Рис. 33. Судовые ветродвижители Где: а — мягкие паруса, б — полужесткие паруса, в — жесткие паруса-крылья, г — авторотирующий пропеллер, д — вращающийся ротор, работа этого ротора основана на эффекте Магнуса.

На рис. 33 показаны судовые ветродвижители, то есть движители, которые используют энергию ветра.

Рис. 35. Эффект Магнуса.

Схема эффекта Магнуса изображена на рис. 35. Многие этот эффект наблюдали при исполнении так называемого «крученого мяча» в настольном теннисе или футболе. Суть его в следующем. Цилиндр (или шар) вращается в определенную сторону. Стрелкой показано направление вращения (ω — скорость вращения). Цилиндр находится в потоке ветра, показанного стрелкой W. Когда скорости ветра W и вращения цилиндра ω складываются (внизу на рис. 35), общая скорость V2 увеличивается. При увеличении скорости, согласно закону Бернулли, давление P2 в потоке воздуха падает (на схеме стоит знак минус «-»).

С другой стороны (сверху) скорости вычитаются, общая скорость V1 уменьшается (V1 < V2), и давление P1 увеличивается (P1 > P2 — на схеме показан знак плюс «+»). Так образуется сила F, направленная перпендикулярно к потоку, которую можно использовать для движения судна[133].

Рис. 36. Паруса крылья с минимальными кольцевыми потерями: а — кольцевое крыло; б — полукольцевое крыло.

Пример 49. Как известно эффективность паруса и крыла, прежде всего, определяется их общей площадью, поэтому их делают как можно выше. Однако удлинение парусов и крыльев приводит к уменьшению остойчивости судна. Оригинальное решение этого противоречия — кольцевые и полукольцевые паруса-крылья (рис. 36)[134].

Рис. 37. Самолет с кольцевидным крылом


Аналогичное решение предложено использовать и в авиации (рис. 37). По замыслу авторов, такое крыло в два раза меньше обычного, но из-за особенностей движение воздуха в «трубе» обеспечивают необходимую подъемную силу.

Рис. 38. Ветродвижитель — пропеллер соединен с гребным винтом.
Рис. 39. Патент Франции № 2 607 557.

Пример 50. В 1924 г. Французский инженер Константен, воскрешая идею XVIII в., предложил применить ветродвигатели для движения судов (рис. 38). Вращение вала ветродвигателя передается с помощью трансмиссии, содержащей двойную угловую зубчатую передачу и вал, на обычный гребной винт, движущий судно[135].

Пример 51. Французский корабел М.Мар предложил в качестве движителя использовать ветряк (пропеллер)[136]. Трехлопастной ротор приводит в движение генератор, полученная электроэнергия питает электродвигатель, который вращает гребной винт (рис.39). Управление ротором проводится с помощью бортового компьютера, который устанавливает ротор против ветра и меняет шаг лопастей.

Рис. 40. Судно с комбинированной ветроэнергетической установкой. а — при движении боковым ветром (работает крыло); б — при движении встречным и попутным ветрами (работает ветродвигатель). 1 — полукольцевой жесткий парус; 2 — ветродвигатель; 3 — трансмиссия к гребному винту.

Пример 52. Возможна комбинация ветродвижителей, например, крыла и пропеллера. На рис. 40 показано судно с комбинированной ветроэнергетической установкой[137]. Установка состоит жесткого полукольцевого паруса-крыла с высоким аэродинамическим качеством, которое обеспечивается большим удлинением крыла и шайбами на нижних кромках крыльев. Система крыльев имеет механизм установки необходимого угла атаки. Внутри контура, охватываемого полукольцевым крылом, по оси симметрии крыла размещен самоориентирующийся по ветру крыльчатый ветродвижитель с горизонтальной осью, для которого жесткий парус служит габаритным ограждением для ветродвигателя во время его вращения.

При движении боковыми ветрами силу тяги создает жесткое полукрыло, а ветродвигатель застопорен, лопости его установлены горизонтально и развернуты во флюгерное положение. В таком положении ветродвигатель практически не влияет на работу крыла. В случае движения острыми курсовыми углами или прямо против ветра, когда парус не тянет, работает ветродвигатель самоориентируясь по каждому ветру, а полукольцевой жесткий парус устанавливается в плоскости вращения колеса и служит для него аэродинамической насадкой. Мощность от ветродвигателя через трансмиссию передается на гребной винт, вызывая движение судна.

При попутных ветрах полукольцевой жесткий парус в силу конструктивных условий (угол установки его ограничен) создает малую тягу, поэтому движение судна осуществляется также с помощью ветродвигателя. Реверс производится гребным винтом регулируемого шага (ВРШ).

Рис. 41. Движитель — «воздушный змей».

Такое судно может успешно двигаться всеми курсами относительно ветра, минуя «мертвые зоны», и более эффективно использовать энергию ветра.

Пример 53. В Англии в качестве движителя использовали воздушный змей[138]. Крупная прямоугольная конструкция обтягивается прочной синтетической пленкой и заполняется гелием. На змее установлена метеорологическая аппаратура, которая передает информацию на судно. Змеем можно управлять с помощью перетекания газа во внутренних отсеках.

Подобное решение, но более простое в осуществлении предлагает английский изобретатель К.Стюарт. Он разработал надувной пластиковый «воздушный змей», который наполняется гелием и запускается с палубы судна. По сути, это тот же парус, но без мачты. Преимущество его в том, что этот «парус» может использовать потоки на высоте даже тогда, когда над морской гладью царит безветрие. Изобретатель приспособил свой движитель к небольшой яхте и несколько раз переплыл на ней Ла-Манш. Автор утверждает, что без принципиальных изменений его парус можно применить на судах водоизмещением до 150 тонн (рис. 41)[139].

Рис. 42. Роторные суда А.Флетнера.


Пример 54. Роторные суда, изобретены немецким авиационным инженером и изобретателем Антоном Флетнером [75]. Работа движителя А.Флетнера [76] основана на эффекте Магнуса (рис. 34). Роторные суда (рис. 42) имеют от одного до трех вертикальных цилиндров-роторов, вращаемых вспомогательным двигателем.

Рис. 43. Проект «Аврора».

Пример 55. Из всех районов Земли наиболее полно энергию ветра можно использовать в Южном океане, ограниченном Австралией, Африкой, Южной Америкой и Антарктидой.

В проекте «Аврора» парус — это парашют длиной 450 м и диаметром чуть меньше 1 км, связанный с забалластированным поплавком и движущийся на высоте 170—300 м над уровнем воды (рис. 43).

Высота над уровнем океана, даже при отсутствии ветра, поддерживается гелием или водородом, заполняющим специальные камеры парусов[140].

Двигатель

В качестве двигателей в судах используют: дизель, турбина, атомный реактор и значительно реже — ветер и электродвигатель. Раньше использовали паровой двигатель. Наиболее часто встречающиеся в настоящее время двигатели показаны на рис. 44[141].

Рис. 44. Судовые энергетические установки. 1 — низкооборотный дизель, непосредственно работающий на гребной винт; 2 — дизель-редукторная установка 3 — паротурбинная установка; 4 — газовая турбина; 5 — атомная установка; 6 — газотурбинная установка с электрической передачей на винт.
Корпус
Рис. 44. Количество корпусов. а) 1 корпус, б) 2 корпуса — катамаран, в) 3 корпуса — тримаран, г) 4 и более корпусов — полимаран.

Корпуса могут отличаться по их количеству, виду и материалу, из которого они сделаны.

  • количество корпусов (рис. 45) 1 корпус (рис. 45 а), 2 корпуса — катамаран (рис. 45 б), 3 корпуса — тримаран (рис. 45в), 4 и более корпусов — полимаран (рис.45 г).
  • материал корпуса: папирус, тростник (рис. 46), дерево, металл, пластмасса, стеклоткань и т. д.
  • вид корпуса: плот (рис. 47), водоизмещающий корпус (рис. 48), полупогруженный корпус (рис. 49), с подводными крыльями (рис. 50), на воздушной подушке (рис. 51), экраноплан (рис. 52), подводное судно (рис. 53).
Рис. 54. НИС, предложенное С.Бэрроном.

Пример 56. Научно-исследовательское судно (НИС), предложенное Стивеном Бэрроном (рис. 54), имеет полупогруженный корпус и роторный движитель[142].

Система управления

Системы управления могут быть: непосредственные, дистанционные; ручные, механические, полуавтоматические, автоматические.

Пример 57. В автомобиле человек непосредственно управляет машиной — это непосредственная система управления. Луноходом управляли с Земли — это дистанционное управление. Когда-то автомобилем управляли в ручную, далее стали использовать усилитель руля — это механическое управление. На следующем этапе на отдельных не сложных этапах дороги можно было поручить управление полуавтомату. Сегодня существует автомобиль который полностью управляется автоматически.

Мы показали только некоторые из видов минимально необходимых частей системы, с выявления и выбора которых начинается проектирование новой системы. В дальнейшем мы используем другие законы организации систем. Осуществляется минимальное согласование между частями системы, устанавливаем связи между ними, и подбирает дополнительные элементы. Как правило, эти операции проделываются несколько раз не разных уровнях (системы, надсистемы, окружающей среды и подсистем).

Закон избыточности частей системы[править]

Закон избыточности частей системы предусматривает, что приблизительно 20 % функций, элементов и связей системы выполняют около 80 % работы. При создании работоспособной системы нужно учитывать, что для выполнения какой-либо работы, кроме основных элементов и связей (выполняющих главную функцию), необходимо еще приблизительно 80 % вспомогательных, причем они, как правило, выполняют только 20 % основной работы. Учитывая это, следует предусмотреть «лишний» расход вещества, энергии и информации (приблизительно 20 % на обеспечение главной функции и 80 % основных и вспомогательных).

ИЗБЫТОЧНОСТЬ может быть функциональная и структурная.

Функциональная избыточность определяется тем, что для обеспечения работоспособности системы, помимо главной функции, необходимо выполнять еще основные и вспомогательные функции.

Пример 58. Основная функция боевого корабля — поражение цели. Для обеспечения этой цели корабль должен выполнить второстепенные цели: плавучесть и маневренность корабля, обеспечение корабля энергией, обеспечение вооружением, защитой корабля, обеспечение жизнеобеспечения экипажа и многие другие функции.

Структурная избыточность определяется необходимостью введения дополнительных элементов и связей, кроме рабочего органа. Для обеспечения работоспособности системы; необходимы дополнительно: трансмиссия, источник и преобразователь энергии (двигатель), система управления и корпус.

Пример 59. Если вернуться к предыдущему примеру, то рабочий орган для указанной основной функции — ракета, а если быть еще более точным — взрывчатое вещество в боевой головке. Все остальные части: ракета, корабль со всеми его подсистемами и экипаж — это структурная избыточность.

Закон наличия связей между частями системы и системы с над системой[править]

В системе необходимо обеспечить различные виды связей: вещественные и полевые (энергетические и информационные).

Связи бывают внутренние и внешние. Внутренние связи обеспечивают связи между подсистемами в системе, а внешние связи — системы с надсистемой.

Вещественные связи обеспечивают механическую работоспособность и сборку системы.

Энергетические связи обеспечивают энергией систему, подводя энергию к необходимым элементам.

Информационные связи необходимы для обеспечения контроля и управления системой.

Пример 60. Гребной вал является примером внутренней механической связи двигателя и гребного винта Внутренняя часть корпуса обеспечивает механическую связь всех частей корабля.

Пример 61. Трубопроводы от топливных баков к двигателю и электропроводка обеспечивают энергетические связи.

Пример 62. Кабели идущие к системе управления кораблем и к системам управления стрельбой представляют собой информационные связи. К информационным связям относится и радио связь.

Пример 63. К внешним связям (связи с внешней средой и надсистемой), например, можно отнести связь корпуса с водой и все виды связей с другими средствами, с командованием и спутниками.

Закон минимального согласования частей и параметров системы[править]

Минимальное СОГЛАСОВАНИЕ системы должно быть функциональным, структурным и функционально-структурным.

Функциональное согласование должно максимально уменьшить вспомогательные и сократить основные функции, то есть найти их минимально необходимое и достаточное число для обеспечения жизнеспособности системы в выполнении главной функции. Особенно важно такое согласование проводить для больших систем, так как одинаковые или смежные функции могут выполняться одними системами. Таким образом, происходит свертывание систем.

Пример 64. В одном из видов офсетных (печатных) машин необходимо протягивать (перемещать) рулонную бумагу на разных участках машины, причем, когда перемещают бумагу на одном участке, то на другом участке ее не нужно перемещать. Таких участков минимум четыре. В машине поставили отдельные двигатели на каждый участок перемещения.

Если бы было проведено функциональное согласование до этапа проектирования машины, то можно было бы использовать один двигатель, который можно было бы переключать на работу соответствующего участка.

Структурное согласование системы должно проводиться по уровню и параметрам. Согласование элементов системы между собой обеспечивается внутренними связями, а системы с надсистемой и внешней средой — внешними связями.

Пример на этот вид согласования будет приведен при рассмотрении законов эволюции технических систем.

Функционально-структурное согласование определяет соответствие структуры с главной, основными и вспомогательными функциями. Тем самым обеспечивается выполнение каждой их необходимых функций.

Согласование необходимо начинать с функционального, затем проводится функционально-структурное, а затем структурное.

Функциональное согласование начинается с построения функционального дерева будущей системы. Иерархический набор функций должен обеспечить выполнения генеральной цели системы, а так же главной, основной и вспомогательных функций. На этом же этапе проверяется не противоречивость отдельных функций друг другу и максимальное свертывание функций.

На следующем этапе проводится функционально-структурное согласование. Его желательно начинать с построения структурно-элементного графа, соответствующего функциональному дереву системы.

В структурном согласовании определяются все взаимосвязи и взаимовлияния, которое проводится по уровню и параметрам между элементами и связями системы (внутреннее согласование) и системы с надсистемой и внешней средой (внешнее согласование).

Законы эволюции технических систем[править]

Структура законов эволюции технических систем[править]

Эти законы определяют общее направление развития технических систем. Структура этих законов изображена на рис. 64.

Рис. 64. Структурная схема законов эволюции систем

В своем развитии техника становится все более идеальной, то есть ее развитие определяется законом увеличения степени ИДЕАЛЬНОСТИ.

Увеличение степени идеальности осуществляется выявлением и разрешением противоречий, которые возникают вследствие неравномерности развития систем.

Разрешение противоречий осуществляется использованием законов увеличения степени ДИНАМИЧНОСТИ системы, согласования и переходом системы в НАДСИСТЕМУ.

Увеличение степени динамичности проводится по функциям, структуре и управлению системой, которые осуществляются использованием закономерностей переходом системы на МИКРОУРОВЕНЬ, увеличением степени ВЕПОЛЬНОСТИ и ИНФОРМАЦИОННОЙ насыщенности систем.

Переход структуры системы с макро- на микроуровень осуществляется изменением масштабности и связанности элементов технической системы, а также использованием более сложных и энергетически насыщенных форм управления. Закон перехода с макро- на микроуровень, прежде всего, необходимо применять к рабочему органу.

На рис. 65 показана структура закона перехода системы на микроуровень. Механизмы каждой из закономерностей, например, дробления системы.

Рис. 65. Структурная схема закона перехода системы на микроу

Согласование структуры системы может осуществляться согласованием элементов и связей системы. Согласование должно быть функциональное и параметрическое, согласование по уровням (системы с надсистемой — внешнее согласование, системы с подсистемами и подсистем между собой — внутреннее согласование). Приведем пример одного из видов параметрического согласования системы с надсистемой — согласования ритмики.

Пример 65. При добыче угля угольные пласты ослабляют, обрабатывая их мощными импульсами воды, подаваемые из гидромонитора. Повысить эффективность этого способа можно, если импульсы подавать с частотой, равной частоте собственных колебаний расшатываемого массива[143].

Переход системы в НАДСИСТЕМУ осуществляется двумя путями: выполнение системой функций надсистемы и объединением систем с другими системами.

Более подробно ознакомиться с законами развития технических систем можно в учебном пособии по законам развития систем[144][145][77].

В качестве примера кратко опишем закономерности увеличения степени дробления и перехода системы в надсистему. Закономерность увеличения степени дробления, представляет собой часть закона увеличения степени связанности.

Закон увеличения степени идеальности[править]

Увеличение степени дробления[править]

Увеличение степени дробления (дисперсности) вещества предусматривает и изменение твердости и эластичности. Прежде всего, это относится к рабочему органу.

Рабочий орган может быть монолитным и немонолитным (состоящим из отдельных частей). Вещество рабочего органа может быть твердым, нетвердым (мягким), жидким, газообразным и полем.

Рассмотрим более детально последовательность дробления, которая представлена на рис. 66.

Эта последовательность характеризуется переходом от твердой монолитной системы (1) к полностью гибкому (эластичному) объекту (2). Дальнейшее дробление приводит к разделению объекта на отдельные части, не связанные между собой или связанные с помощью какого-либо поля, например, магнитного.

Рис. 66. Структурная схема закона увеличения степени дробления

Дробление идет в сторону измельчения каждой части вплоть до получения мелкодисперсного порошка или микросфер, то есть объект становится порошкообразным (3).

Следующий переход приводит к гелю (4) — пастообразному веществу.

Затем изменяется степень вязкости вещества до получения жидкости (5).

Далее изменяется степень связанности жидкости. Происходит использование более легких и летучих жидкостей и использование аэрозолей (6).

Содержание газа в аэрозоле увеличивается, и таким образом происходит переход к газу (7).

Постепенно используется все более легкий газ. Затем газ становится более разряженным, следующий шаг приводит к крайнему состоянию — образованию вакуума. Последнее состояние в этой цепочке — использование поля (8).

На новом витке развития система вновь становится монолитной. На рисунке это показано в виде петли обратной связи.

Промежуточное состояние в каждом из указанных переходов может занимать «пена» в твердом, жидком, газообразном, прочих видах и их сочетаний. Кроме того, возможна комбинация (9) из указанных состояний, в любом сочетании. С целью повышения эффективности могут быть использованы технологические эффекты, характерные для данного состояния.

Примеры:

  1. Негибкое вещество, например, металл, дерево, пластмасса и т. п.;
  2. Гибкое (эластичное) вещество, например, резина, ткань, пленка, тонкие куски металла, фольга, проволка, трос и т. п.;
  3. Отдельные, несоединенные части, например, шарики, зерно, песок, микросферы, пыль и т. п.;
  4. Гель, например, желе, студень, паста, крем, масло, коллоидный раствор и т. п.;
  5. Жидкость: жидкости различной плотности, от жидких масел до спирта, эфира и жидких газов;
  6. Аэрозоль с различным процентным содержанием жидкости и газа;
  7. Газ различной плотности, от тяжелых до самых легких газов;
  8. Поле — виды полей и их сочетаний будут рассмотрены в главе «вепольный анализ»;
  9. Комбинации: могут содержать от двух до восьми составляющих.

На этапе 1 широко применяются геометрические и некоторые физические эффекты. Сочетание этих эффектов часто встречается в строительстве при использовании предварительно напряженных конструкций.


Пример 66. Мост (рис. 67) выполнен в виде полусвернутого листа (рис. 67 а). Это пример использования монолита с геометрическим эффектом — скрученные или свернутые конструкции, которые значительно прочнее прямого листа.

Пример 67. Останкинская башня, показанная на рис. 68. Это пример использования монолита с физическим эффектом — напряженные конструкции (растянутая арматура).

Полная схема дробления приведена на рис. 69. В нее дополнительно введены переходы от состояния (1) к состоянию (2), от (2) к (3) и переходы состояний (1) и (2) к капиллярно-пористым материалам (КПМ).

Рис. 69. Структурная схема закона увеличения степени дробления

Переход от монолитной (твердой) системы (1) к гибкой (2) происходит по определенной закономерности, показанной на рис. 70.

Рис. 70. Закономерность перехода от монолитной (твердой) системы (1) к гибкой (2)

Рассмотрим эту закономерность.

Первоначально объект разбивается на части, вплотную присоединенные друг к другу (1.1 а). Это соединение может быть разъемное (резьбовое, шпоночное и др., а также выполненное с помощью различных полей) и неразъемное (клеевое, сварное, и др.).

Дальнейшее разбиение приводит к увеличению количества частей в системе (1.1б, в). Для повышения эффективности конструкций используются геометрические и физические эффекты, например, различные формы частей и связей, предварительно напряженные конструкции.

На следующем этапе отдельные части соединяются жесткими связями (1.2 а). Количество частей и связей увеличивается.

Рис. 71. Эйфелева башня

Далее жесткость связей уменьшается, и постепенно связи делаются гибкими — шарнирными, пружинными и т. п. (1.2 б).

Примером этапа (1.2 а) могут служить фермы различных конструкций.

Пример 68. В 1889 году в Париже по проекту Эйфеля была сооружена ажурная трехсотметровая металлическая башня (рис. 71).

Пример 69. Другими примером могут служить оригинальные конструкции на основе гиперболоида Шухова. На ажурную башню (рис. 72 а), выполненную в форме гиперболоида, инженер В. Г. Шухов получил патент (Привилегию) России № 1896. На «сетчатые покрытия для зданий» (рис. 72 б) Шухов получил привилегию № 1894 от 25 марта 1895 г. Основное достоинство этих сооружений, что их можно делать из прямолинейных деталей. Эти и многие другие конструкции описаны в книге: «В. Г. Шухов — выдающийся инженер и ученый»[146](рис. 72).

Подобная же последовательность характерна и для перехода от эластичного вещества (2) к порошкообразному (3). Она изображена на рис. 73. Вантовые конструкции являются одним из примеров использования технологических эффектов на данном переходе.

Рис. 73. Закономерность перехода от эластичного вещества (2) к порошкообразному (3)
Рис. 74. Крыша-мембрана

В вантовых конструкциях основным несущим элементом сооружения служат натянутые стальные тросы или система тросов (тросовые фермы), по которым укладываются тонкие мембраны, из стали, алюминия и пр. Для покрытия зданий с большим пролетом вантовые конструкции представляются наиболее эффективным решением.

Пример 70. В Санкт-Петербурге построен спортивно-концертный комплекс с покрытием в виде мембраны диаметром 160 м, толщиной 6 мм и универсальными вантовыми конструкциями. За натяжением мембраны ведутся постоянные наблюдения. Крыша-мембрана спортивного зала Олимпийского стадиона в Москве толщиной 5 мм перекрывает без единой промежуточной опоры площадь свыше 30 тыс. кв. м. (рис. 74).

Рис. 75. Висячая мембрана Шухова в круглом павильоне Нижегородской выставки

Пример 71. Отметим, что мембранные конструкции были известны и раньше, но в них использовались другие принципы, например, В. Г. Шухов использовал гиперболоид вращения.

На рис. 75 показана висячая мембрана Шухова в круглом павильоне Нижегородской выставки. В оригинальном павильоне круглого здания поверху наружных стен на высоте 6,4 м уложено металлическое кольцо диаметром 68 м. Внутри здания 16 металлических колон (высотой 15 м) держат второе кольцо диаметром 25 м.

Пространство между двумя кольцами перекрыто свободно висящей сеткой, состоящей из взаимно перекрещивающихся стальных полос, образующих ячейки в виде ромбов. По этому техническому проекту первое такое покрытие было построено Шуховым в 1894 г. над цехом котельного завода фирмы Бари в Москве[147].

Принцип вантовых конструкций использовался еще в сооружениях древности; и очень широко используется в наше время.

Пример 72. Принцип вантовых конструкций многократно использовал всемирно известный японский архитектор Кензо Танге. Среди его наиболее известных сооружений — два олимпийских спортивных зала в Токио — Ёёги, построенных для XVII летних Олимпийских игр 1964 г.[148](см. рис. 76).




Приведем еще примеры веществ с различной связанностью.

Пример 73. При добыче полезных ископаемых роторные экскаваторы разрушают породу нерационально — резанием вместо наиболее экономичного ударного способа. Поэтому не обойтись без буровзрывных работ. В некоторых горных машинах используют принцип отбойного молотка[149].

Рис. 77. Угольно-добывающий комбайн

При этом разрушение точечное, а площадь забоя большая, значит производительность маленькая. А если применить цилиндр, именно он при вращении разворачивается в плоскость. Надо взять трубу большого диаметра, насадить на ее поверхность зубья и катить по забою, который может стать наиболее технологическим — горизонтальным. Правда, катить необходимо под напором. Одновременно производя по трубе частые удары. Тогда трехметровая труба начинает разрушать породу во всей площади забоя[150](рис. 77).

В рассмотренном примере подсистема (рабочий орган) выполнен в виде монолитной трубы с зубьями, воздействующее на горную породу. Здесь рабочий орган соответствует состоянию вещества (1), изображенному на рис. 73.

Следующий переход (1.1) — псевдомонолит — отдельные части жестко соединены между собой (рис. 73). Причем соединения могут быть неразъемные (сварные, паянные, клеевые и т. п.) и разъемные (резьбовые, пазовые, шиповые и т. п.).

Пример 74. Для подъема кранов разработаны ходовые колеса со съемными ребордами — выступами, предупреждающими сход колеса с рельсовой колеи. Достаточно отвинтить быстро изнашиваемые боковины и поставить на их место новые. Появилась возможность делать эту деталь из более прочного металла, чем обод[151].

Дальнейшее развитие техники осуществляется заменой жесткой связи на гибкую (1.2 в). Необходимо учесть, что постепенно число частей увеличивается, а связи между ними становятся все более гибкими.

Пример 75. Чтобы цанга надежно зажимала деталь, кольцевые прорези губок цанги заполняют эластичным материалом. Для усиления упругости цангового патрона в месте перехода лепестков в корпус делают кольцевые пазы[152].

В дальнейшем рабочий орган выполняют полностью гибким (2).

Пример 76. Разъем для печатных плат, содержащий корпус из диэлектрика и упругие контактные элементы, выполненные в виде изогнутых S-образных пружин, будет более надежным при контактировании, если изогнутые пружины изготовить в виде ряда последовательно расположенных проволочек[153].

Следующий этап в развитие технических систем приводит к практическому исчезновению связей между отдельными частями и количество частей еще больше увеличивается, а их размеры уменьшаются (3).

Пример 77. Предлагается повысить надежность электрического соединения в контактном гнезде, содержащим диэлектрический корпус из упругого эластичного материала с размещенным внутри токопроводящим элементом, отверстием для контактирующего штыря и контактом для подключения. Цель достигается за счет выполнения токопроводящего элемента в виде металлических шариков, диаметр которых больше диаметра отверстия для контактирующего штыря[154].

Пример 78. Подшипник скольжения — это вал во втулке. В небольшой зазор, исчисляемый микронами, подается смазка. Недостаток подшипника — большие значения пускового момента и необходимость в антифрикционных сплавах. Значительное улучшение параметров подшипника скольжения может быть достигнуто, если в смазку добавить стеклянные шарики. На первый взгляд — абсурдная идея. Какие шарики, если нагрузка тонны? Однако стекло слабо сопротивляется только ударным нагрузкам, а на сжатие оно работает не хуже металла. Стеклянные шарики получают из расплава в воздушном потоке с медленным охлаждением, чтобы не было микротрещин. Такие шарики имеют диаметр 2-20 мкм и выдерживают внушительную нагрузку сжатия — 800 мега паскалей (800 атм.).

После добавления шариков в смазку нет необходимости изготовлять втулку из сплавов цветных металлов — по причине схожести механизма трения пары с подшипником качения, а напротив, есть необходимость делать ее из стали. Диаметр стеклошариков выбирают из соображения соразмерности зазора и высоты гребешков — шероховатости, класса чистоты обработки втулки и вала. Шарики, попадая во впадины шероховатостей, не оседают в них, а все время выкатываются и движутся вместе со смазкой.

Тем самым происходит обкатка острых края шероховатостей, как бы упрочняют и полируют поверхность, уменьшая величину гребешков. По этой причине при использовании стеклошариков уменьшается коэффициент трения пары и возникает эффект почти троекратного снижения мощности холостого хода машины[155].

Пример 79. При изготовлении эффективных угольных адсорбентов уголь измельчают до размеров частиц менее 100 мкм, гранулируют, сушат, карбонизируют, в ходе чего уголь становится пластичным, и активизируют его паром и газом при температуре 800—900oС. Летучими продуктами гранулы вспучивают и образуют разветвленную систему пор. Такой адсорбент стопроцентно очищает газы от альдегидов, спиртов кетонов, органических оснований, жирных кислот и других углеродов[156].

В результате соединения твердого вещества с жидкостью в технической системе получается пульпа (обмазка) и гель (4), имеющий аморфную структуру (клей сначала в полужидком виде, а затем затвердевающий на воздухе). Такие вещества — обмазка и клей — являются основными компонентами технической системы, рассматриваемых в последующих двух примерах.

Пример 80. Стойкость крупных штампов (2х1)м повышается в 1,5-3 раза (даже при использовании низкоуглеродистой стали), если этот инструмент насытить бором и алюминием из дешевых обмазок, наносимых на поверхность слоем толщиной 6 мм. Обмазка легко удаляется после закалки и отпуска. Защищают они инструмент и от окалины[157].

Пример 81. Треснувший корпус цилиндра или разбитый картер двигателя, обычно долго ремонтируют, можно быстро склеить полимерным клеем К-153. Даже глубокие трещины в металле клей заваривает намертво. Состоит он из эпоксидной смолы, отвердителя, металлических наполнителей[158].

Использование вещества в жидком состоянии (5) в технических системах описано в следующем примере.

Пример 82. Скользящая обойная опалубка повышает качество бетонирования монолитной бетонной крепи вертикальных шахтных стволов. Прессующая секция опалубки сделана из двухслойных резиновых листов, которые раздвигались под давлением жидкости, герметизируют стык между опалубкой и верхней части крепи. И пока подается бетон, резиновая рубашка разравнивает и уплотняет бетонную смесь. После набора опалубкой прочности давление жидкости снимается, резиновые листы отжимаются, и опалубку можно переместить на следующую позицию[159].

Аэрозоли (6) используются достаточно широко в технике и быту.

Газообразное состояние вещества (7) достаточно распространено в технике.

Пример 83. Ученые СССР предложили проект прокладки транспортных магистралей по болотам, основным элементом которых являются эластичные надувные камеры. Дорога по болоту выполняется из сборных щитов. На нижней части каждого щита размещается эластичная надувная камера из резинотканного материала. Щиты выполнены металлическими и соединяются замками так, чтобы получилось сплошное покрытие, давление воздуха в надувных камерах не велико и поэтому для их наполнения используются выхлопные газы автотранспорта. В нерабочем виде из камер выпускается воздух, и дорога складывается в гармошку[160].

Применение поля (8), например, ионизированного газа — плазмы — представлено в следующем примере.

Пример 84. Специалисты фирмы «Вестингауз» (США) решили крупнейшую проблему переработки токсичных отходов, в частности так называемых многохлористых дифенилов. Они использовали высокотемпературную плазму, образующуюся при пропускании воздуха через электрическую дугу (5000oС). Сжигание этих веществ в низкотемпературных печах затруднено, так как при этом образуются сложные вторичные токсичные вещества. При использовании же плазмы образуются более простые соединения — в основном хлористый водород и окись углерода. Хлористый водород нейтрализуется, а окись углерода сжигается; ее можно использовать как топливо. Способ обеспечивает уничтожение свыше 99,99 % опасных веществ и дешевле других способов[161].

Применение жидкой и твердой пены — промежуточного состояния вещества между твердым (жидким) и газообразным описано в следующих двух примерах.

Пример 85. Для защиты наплавляемого в процессе сварке металла используют легкоплавкий флюс или инертный газ. И все-таки металл выгорает, его расход большой. Предлагается производить сварку под слоем пены. Пену получают путем вспенивания газом (аргон, азот) водного раствора мыла и глицерина. Для легированных сталей лучше применять аргон. Пенная защита сократила расход дорогостоящего аргона в 6-8 раз. При пенной защите места сварки электрическая дуга становится более устойчивой, уменьшается пористость наплавленного металла[162].

Пример 86. В ФРГ разработано кресло-коляска из пенополиуретана. В этом кресле решена совокупно проблема надежности, смены сидений, размерности. Воздушные емкости в подушках на сидении позволяют человеку «отформировать» кресло по своему удобству. Материал отлично стерилизуется, выдерживает большой груз и прекрасно поглощает удар. Такое кресло весит около 10 кг[163].

Приведем сквозные примеры реализации этой последовательности.

Рассмотрим тенденции развития уплотнителей.

Пример 87. Первое уплотнители представляли собой монолитную конструкцию (1). Примером может служить притертая пробка или кран. Далее стали появляться первые гибкие элементы, например, кольца поршней. Количество гибких частей стало увеличиваться. В конце концов, уплотнитель стал полностью гибким (2), например, резиновые уплотнители — сальники. Используются уплотнитель в виде намотанных нитей, например, пакли. Известны уплотнители в виде отдельных шариков или порошка (3). Широко используются для уплотнения различные гели (4) — пушечное сало, тавот, солидол и т. п. Жидкости (5) также используются в качестве уплотнителей, например, газовый сифон. Еще более идеальны уплотнители, использующие магнитные и реологические жидкости. Они удерживают большие давления и не истираются.

Известны использования газовых уплотнителей (6). Обычно такое уплотнение используется в сочетании с каким-либо полем, например, полем давления, то есть осуществляется подпор противодавлением.

Пример 88. Оригинальное использование газовых уплотнителей предложил академик П. Л. Капица. Для сжижения гелия используются расширительные машины (при расширении газ охлаждается). В расширительной машине поршень должен двигаться в цилиндре быстро, то есть без трения для быстрого расширения объема камеры. Это приводит к необходимости делать между поршнем и цилиндром зазор, но тогда зазор будет пускать газ.

Таким образом, возникает противоречие: поршень не должен соприкасаться с цилиндром (должен быть зазор), чтобы поршень свободно и быстро двигался, и поршень должен соприкасаться с цилиндром (зазора быть не должно), чтобы в зазор не уходил газ, то есть для герметизации зазора.

Естественно, что пытались, как можно точнее притирать поршень к цилиндру. Но, несмотря на это, поршень заклинивало из-за резкого изменения температур. Не спасли и уплотнительные кольца. Наконец предложили заполнить зазор между цилиндром и поршнем смазкой.

Смазка прекрасно справлялась со своими обязанностями, но при температуре жидкого гелия смазка замерзала и становилась хрупкой, как стекло. Петр Леонидович в разработанной им установке отказался от смазки. Он предложил сделать зазор между цилиндром и поршнем такой, чтобы поршень двигался свободно, а сжатый газ утекал через зазор. При утечке газ быстро расширяется и создает противодавление, мешающее вытеканию новой порции газа. Протекающий газ является как бы газовой смазкой.

Кроме того, в предложенной установке время расширения газа очень мало (сотые доли секунды). Общая утечка газа составляет 2-3 %[164] .

Но даже эти «потери» газа можно вернуть обратно, если замкнуть выход цилиндра с камерой. Много примеров уплотнителей представляющих собой комбинации описанных переходов.

Пример 89. Уплотнение в скафандрах в местах одевания перчаток и носков. Первоначально такое уплотнение представляло собой эластичный пустотелый тор, в который подавался воздух под давлением. В дальнейшем в это кольцо поместили губку (латексную) с открытыми порами, в которых содержится определенное количество воздуха. При понижении давления с наружи скафандра из губки выделяется воздух и в кольце создается повышенное давление, раздувающее тор, герметизируя запястье . Здесь использованы гибкая оболочка, пористое вещество — губка и давление воздуха[165]. Для герметизации могут использоваться и гибкая оболочка, заполненная сыпучими телами (шарики, песок, микрокапсулы и т. п.). Ее прикладывают к месту, которое необходимо загерметизировать, а затем откачивают воздух из оболочки. Тогда, под действием образовавшейся разности давлений, частицы сыпучих тел теряют возможность смещаться одна относительно другой.

Эта конструкция как бы «твердеет», практически без изменения формы.

Полученную таким образом плотную структуру возможно использовать.

Пример 90. Для заделки пробоины и подводной части корпуса корабля: к борту крепко прижимается сеть, которую заполняют под давлением эластичными гранулами[166].

Пример 91. Схожее решение, только на микроуровне. Для защиты скафандра космонавта от метеоритных пробоин. Роль сетки здесь выполняет жидкое резиновое связующее, роль гранул — порошок наполнителя[167].

Пример 92. Аналогичным образом работают вакуумная формовка для литья, захват и фиксация деталей[168].

В качестве еще одного примера рассмотрим тенденцию развития щеток электродвигателей и электрогенераторов.

Пример 93. Первоначально щетки представляли собой монолитный (1) электрод, медный или угольный. Затем появились подпружиненные контакты (2), выполненные из угля или меди. На следующем этапе развития появились щетки в виде отдельных металлический упругих волосков (2). Известны щетки в виде графитового порошка (3).

Американская фирма «Вестингауз» в электрогенераторах большой мощности применяет вместо традиционных графитовых щеток для съема электроэнергии циркулирующий поток жидких (5) металлов натрия и калия. Такой метод позволяет снимать с единицы площади большей, чем в традиционных условиях, ток. А это в свою очередь ведет к существенному уменьшению габаритов электрогенераторов[169].

Наконец, идеальные щетки, которых нет, а их функции выполняются. В качестве таких щеток может служить ионизированный газ (8), который является прекрасным проводником.

Закон перехода в надсистему[править]

В общем случае закон перехода в надсистему имеет два направления: выполнение системой функций надсистемы (или придание системе дополнительных функций) и объединение системы с другой (другими) системой (системами). Структурная схема закона перехода в надсистему показана на рис. 79.

Рис. 79. Структура закона перехода системы в надсистему

В свою очередь первое направление выполняется выявлением альтернативных способов осуществления функции надсистемы без использования существующей системы, и придать системе дополнительные функции.

Пример 94. Существует система доска, на которой пишут мелом. Функция писать на доске. Эту же функцию можно выполнить, если писать. Более общая функция оставлять изображение. Ее можно выполнить, если писать на больших листах бумаги, например, фломастером. Можно проектировать изображение на экран с помощью проектора, соединенного с компьютером.

При придании системе дополнительных функций систему объединяют с другой функцией. В общем случае это может происходить по технологии описанной ниже. В качестве примера можно привести радио с часами.

Г.Альтшуллер сформулировал закон перехода в надсистему формулируется следующим образом: исчерпав ресурсы развития, система объединяется с другой системой, образуя новую, более сложную систему. Кроме того, Альтшуллер предложил механизм такого перехода. Он состоит в объединении двух исходных систем, при этом получают бисистему, или нескольких систем с получением полисистемы. Переход «моно-би-поли» — неизбежный этап в развитии всех технических систем. Механизм перехода «моно-би-поли» показан на рис. 80. После объединения систем в би- или полисистему происходит некоторое изменение новой системы. При этом сокращаются вспомогательные элементы, и устанавливается более тесная связь между отдельными системами. Такие системы называются частично свернутыми.

Рис. 80. Объединение системы с другими системами

Дальнейшее развитие приводит к полностью свернутым системам, в которых один объект выполняет несколько функций. Полностью (а иногда и частично) свернутая би- или полисистема становится новой моносистемой и может совершить новый виток спирали (рис. 81). Объединение в би- и полисистему может происходить нескольким путями:

  1. Создание системы из однородных (одинаковых) элементов. Объединение производится таким образом, что полезное (необходимое) качество отдельных элементов складывается, усиливается, а вредные взаимно компенсируются или остаются не прежнем уровне. Объединение такого типа возможно как для достаточно высокоразвитых систем, как и для простых элементов. Объединяются электростанции в единую энергетическую систему, вагоны — в железнодорожный состав, детали — для совместной обработки торцевых поверхностей.
  2. Соединение би- или полисистемы из однородных элементов со сдвинутыми характеристиками. Элементами со сдвинутыми характеристиками называются однородные элементы с неодинаковыми параметрами, свойствами, характеристиками. Объединение элементов в систему происходит аналогично объединению однородных элементов. Примерами объединения однородных элементов со сдвинутыми характеристиками являются объединение стержней разного цвета в шариковой авторучке, объединение металлов с различными коэффициентами температурного расширения в биметаллической пластине, объединение корпусов разных размеров и форм в катамаране и полимаране и т. д.
  3. Создание би- или полисистемы из конкурирующих (альтернативных) систем. Такое объединение систем применяется в тех случаях, когда для выполнения той или иной функции имеется несколько разных путей, а, следственно, и систем. Объединение, также и в предыдущих случаях, производится таким образом, что недостатки каждого из элементов компенсируется, а преимущества складываются. Примерами объединения такого типа может служить Максутовский телескоп, объединяющий линзовые и зеркальные телескопические системы; турбовинтовой двигатель, объединяющий преимущества реактивного и винтового двигателя и т. д. Этот вид объединения систем часто применяется в тех случаях, когда одна система достигла своего потолка развития, а другая, более совершенная, еще не может заменить ее полностью. Например, паровая машина на парусных кораблях использовалась при штиле, но из-за низкой экономичности не могла обеспечить весь трансатлантический рейс. Поэтому на промежуточных этапах появились парусно-паровые корабли. Аналогично в настоящее время создаются автомобили, имеющие не только двигатель внутреннего сгорания, но и электродвигатель.
  4. Объединение в би- или полисистему разнородных элементов. Примером такого объединения являются полисистема «мотоцикл», объединившая велосипед, двигатель, баки и т. д.; различного рода предметы, объединенные в мебельном гарнитуре; вообще любая система, объединяющая элементы, выполняющие разные функции.
  5. Соединение би- или полисистем из антагонистических элементов (элементов с противоположными свойствами). Объединение систем с противоположными функциями позволяет повысить управляемость надсистемы, произвольно менять ее параметры в широком диапазоне и наделить систему новыми функциями. Примерами может служить карандаш с резинкой, позволяющий не только писать, но и стирать; кондиционер, объединивший нагреватель и холодильник.
Рис. 81. Объединение системы с другими системами

Дальнейшее развитие би- и полисистем происходит в двух направлениях:

  1. Эффективность новых систем может быть повышена увеличением различия между элементами системы. Движение идет от однородных элементов (пачка одинаковых карандашей) к элементам со сдвинутыми характеристиками (набор цветных карандашей), к альтернативным элементам (карандаш и авторучка); к разнородным элементам (карандаш с циркулем), а затем — к инверсным (карандаш с резинкой).
  2. Эффективность новых систем повышается развитием связей между элементами. Связь элементов изменяется от «нулевой», то есть без вещественных связей между элементами, до усиленных межэлементарных (жестких) связей. Дальнейшее развитие связей во многих системах происходит в соответствии с цепочкой связанности (см. рис. 66, 69, 70, 73).

Кроме того, при объединении систем может происходить дальнейшее их развитие по линии упрощения. В результате возможны следующие варианты:

  1. Система из практически самостоятельных, несвязанных элементов, не изменяющихся при объединении.
  2. Система частично изменяемых, согласованных между собой элементов, которые функционируют только вместе и только в данной системе. Например, отдельные радиоэлементы в микросхеме. Такая система получила название полностью свернутой системы.
  3. Полностью свернутую систему можно представить как новую моносистему. Ее дальнейшее развитие связано с движение по новому витку спирали. Иногда в качестве новой моноститемы может выступать частично свернутая система.
Рис. 82. Газотеплозащитный костюм для горноспасателей. Изобретение Г. С. Альтшуллера а.с. № 111 144

Пример 95. Холодильный костюм для горноспасателей должен мало весить (не более 28 кг), чтобы он смог работать. Кислородный аппарат весит более 12 кг, инструменты — 7 кг и остается 9 кг на сам костюм и холодильный агрегат (хладовещество и оборудование).

В качестве хладовещества применяют: сухой лед, фреон, сжиженные газы. Этого веса не достаточно, чтобы обеспечить холодильную мощность для работы не менее двух часов (это условие, поставленное заказчиком). Необходим запас не менее 15-20 кг.

Предложено объединить холодильную и дыхательную системы в единый скафандр, в котором одно холодильное вещество (жидкий кислород) выполняет две функции: сначала испаряется, а потом идет на дыхание.

Отпадает необходимость в тяжелом дыхательном аппарате, что позволяет во много раз увеличить запас холодильного вещества[170].


На рис. 82 показано устройство газотеплозащитного костюма. Жидкий кислород размещен в ранцевом резервуаре 1. Испаряясь, кислород поступает в инжектор 2, расположенный по оси сквозного канала 3. Вытекая из инжектора, кислород смешивается с теплым воздухом подкостюмного пространства и охлаждает его.

Обзор систем законов других авторов[править]

В этом разделе будет дан краткий обзор других существующих систем законов. Наиболее полный обзор дан в работе Петров В. История разработки законов развития технических систем[171][78].

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ[править]

Основные понятия и определения АРИЗ[править]

Понятие о противоречиях[править]

Путь к идеалу[править]

Логика АРИЗ[править]

Вспомогательные понятия АРИЗ[править]

Структура АРИЗ[править]

ВЕПОЛЬНЫЙ АНАЛИЗ[править]

Понятия вепольного анализа[править]

Виды вепольных систем[править]

Виды вепольных структур[править]

Виды вепольных систем для измерения и обнаружения[править]

Тенденции развития веполей[править]

Закон увеличения степени вепольности[править]

Построение веполей[править]

Комплексный веполь[править]

Сложные веполи[править]

Форсированные веполи[править]

Простой форсированный веполь[править]

Комплексный форсированный веполь[править]

Сложный форсированный веполь[править]

Нахождение нужного эффекта[править]

Устранение вредных связей[править]

Тенденции устранения вредных связей[править]

Устранение вредных связей введением В3[править]

Устранение вредных связей введением В3=В1, В2 или их видоизменений[править]

Устранение вредных связей введением П2[править]

Устранение вредных связей введением В3 и П2[править]

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ФОНД ТРИЗ[править]

Приемы разрешения противоречий[править]

Использование таблицы приемов устранения технических противоречий[править]

Технологические эффекты[править]

Физические эффекты[править]

Химические эффекты[править]

Биологические эффекты[править]

Математические эффекты[править]

Стандарты на решение изобретательских задач[править]

Вещественно-полевые ресурсы[править]

МЕТОДЫ РАЗВИТИЯ ЛИЧНОСТИ И КОЛЛЕКТИВА[править]

Методы развития творческого воображения[править]

метод морофологического анализа метод маленьких человечков

Понятие о психологической инерции[править]

Оператор РВС[править]

Метод моделирования маленькими человечками ММЧ[править]

Теория развития творческой личности[править]

Достойная Цель[править]

Рабочие планы[править]

Работоспособность[править]

Техника решения задач[править]

Умение держать удар[править]

Результативность[править]

Теория развития творческих коллективов[править]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ[править]

Рекомендации по использованию инструментов ТРИЗ[править]

Рекомендации по совершенствованию знаний ТРИЗ[править]

Усовершенствование знаний, описанных в книге[править]

Углубление знаний, описанных в книге[править]

Получение знаний из других областей ТРИЗ[править]

ЛИТЕРАТУРА[править]

  1. Альтшуллер Г. С., Шапиро Р. Б. Психология изобретательского творчества. — Вопросы психологии, 1956, № 6, с.37-49.
  2. Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. 2-е изд. — М.: Московский рабочий, 1973.-296 с.
  3. G. Altschuller. Erfinden Wege zur Losung technicher Probleme, in German, VEB — Berlin, 1975
  4. Альтшуллер Г. С. Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач. — М.: Сов. радио,1979.-184 с. — Кибернетика.
  5. Жуков Р. Ф., Петров В. М. Современные методы научно-технического творчества. — Л: ИПК СП, 1980.-88 с.
  6. G.Altschuller, A.Seljuzki. Flugel fur Ikarus: uberdie moderne technik des erfindens, in German, Urania- Berlin, 1983.
  7. G. Altshuller. Creativity as an Exact Science, in English, «Gordon & Breach Science Publisher», New-York, London, Paris, 1987.
  8. Альтшуллер Г. С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. — Новосибирск: Наука, 1986.-209с.
  9. Злотина Э. С., Петров В. М. Методы научно-технического творчества. — Л.: ЛДНТП, 1987.-20 с.
  10. Дерзкие формулы творчества/Сост. А. Б. Селюцкий. — Петрозаводск: Карелия, 1987. — 269 с. — (Техника-молодежь-творчество).
  11. Нить в лабиринте/Сост. А. Б. Селюцкий. — Петрозаводск: Карелия, 1988.-277 с. — (Техника — молодежь — творчество).
  12. Правила игры без правил/Сост. А. Б. Селюцкий. — Петрозаводск: Карелия, 1989.-280 с. — (Техника — молодежь творчество).
  13. Как стать еретиком/Сост. А. Б. Селюцкий. — Петрозаводск: Карелия, 1991.-365 с.- (Техника — молодежь творчество).
  14. Шанс на приключение/Сост. А. Б. Селюцкий. — Петрозаводск: Карелия, 1991.-304 с. — (Техника — молодежь творчество).
  15. Петров В. М., Злотина Э. С. Теория решения изобретательских задач — основа прогнозирования развития технических систем. — Прага: ЧДНТО, 1989, 92 с.
  16. T.Arciszevsky. «ARIZ-77: an Innovated Design Method» in the Journal of DMG of Californya Polytechnical State University «Design Method and Theories» 1988, V.2, N2, pp.796-820.
  17. Альтшуллер Г. С., Селюцкий А. Б. Крылья для Икара: Как решать изобретательские задачи. — Петрозаводск.: Карелия, 1980, 224 с.
  18. Альтшуллер Г. С. и др. Профессия — поиск нового. (Функционально-стоимостный анализ и теория решения изобретательских задач как система выявления резервов экономики). Г. С. Альтшуллер, Б. Л. Злотин, В. И. Филитов. .-Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1985.-196 с.
  19. Поиск новый идей: от озарения к технологии (Теория и практика решения изобретательских задач)/ Г. С. Альтшуллер, Б. Л. Злотин, А. В. Зусман, В. И. Филитов.-Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989.-381 с.
  20. Альтшуллер Г. С., Верткин И. М. Как стать гением: Жизн. стратегия творч. личности. — Мн: Белорусь, 1994. — 479 с.
  21. Иванов Г. И. И начинайте изобретать: Научно-популярная книга — Иркутск: Восточно-Сибирское книжное издательство, 1987.-240 с.
  22. Иванов Г. И. Формулы творчества, или Как научиться изобретать: Кн. Для учащихся ст. Классов. — М.: Просвещение, 1994. — 208 с.
  23. Диксон Дж. Проектирование систем: изобретательство, анализ и принятие решений: Пер. с англ.- М.:Мир, 1969. John R. Dixon. Design Engineering: Inventiveness, Analysis and Decision Making. McGraw-Hill Book Company. New York. St. Louis. San Francisco. Toronto. London. Sydney. 1966.
  24. Altshuller, Genrich. And Suddenly the Inventor Appeared: TRIZ, the Theory of Inventive Problem Solving. Translated by Lev Shulyak. Worchester, Massachusetts: Technical Innovation Center, Inc. 1996
  25. Kaplan, Stan. An Introduction to TRIZ. The Russian Theory of Inventive Problem Solving. Ideation International Inc. 1996. 44 p.
  26. Altshuller, Genrich. 40 Principles: TRIZ Key to Technical Innovation. Translated and edited by Lev Shulyak and Steven Rodman. Worchester, Massachusetts: Technical Innovation Center, 1997.
  27. Viktor R. Fey, Eugene I. Rivin. The Science of Innovation: A managerial overview of the TRIZ methodology. The TRIZ Gorup, 1997.
  28. Clarke, Dana W. Sr. TRIZ: Through the Eyes of an American TRIZ Specialist; A Study of Ideality, Contradictions, and Resources. Ideation International Inc. 1997.
  29. Terninko, John, Zusman, Alla and Zlotin, Boris. Systematic Innovation: An Introduction to TRIZ (Theory of Inventing Problem Solving), 1998
  30. Altshuller G., Zlotin B., Zusman A. and Philatov V. Tools of Classical TRIZ. Ideation International Inc. 1999.- 266 p.
  31. Altshuller G. The Innovation Algorithm. TRIZ, Systematic Innovation and Technical Creativity. Technical Innovation Center, Inc. Worcester, MA, 1999.
  32. Yuri Salamatov. TRIZ: The Right Solution at the Right Time: A Guide to Innovative Problem Solving. Insytec, The Netherlands, 1999. 256 pages.
  33. TRIZ in Progress, Transactions of the Ideation Research Group. International Inc. 1999. −248 p.
  34. Kosse, Vladis. Solving Problems with TRIZ; an Exercise Handbook. International Inc. 1999.
  35. Zlotin, Boris and Zusman, Alla. Directed Evolution: Philosophy, Theory and Practice. Ideation International Inc. 2001. −103 p.
  36. Kaplan, Stan, Zlotin, Boris and Zusman, Alla. New Tools for Failure and Risk Analysis. International Inc. 1999.
  37. Злотин Э., Петров В. Введение в теорию решения изобретательских задач. — Тель-Авив, 1999.
  38. Петров В. Основы теории решения изобретательских задач. — Тель-Авив, 2000.
  39. Петров В. Базовый курс по теории решения изобретательских задач. — Тель-Авив, 2000.
  40. Петров В. Алгоритм решения изобретательских задач. Учебное пособие. Тель-Авив, 1999.
  41. Петров В. Серия статей «Законы развития систем»
  42. Петров В. Структурный вещественно-полевой анализ.
  43. Петров В. Гипервеполи.
  44. Петров В. Гравиполи.

См. также[править]

Ссылки[править]

  1. Злотин Э., Петров В. Введение в Теорию решения изобретательских задач. Учебное пособие. Тель-Авив, 1999 http://www.trizminsk.org/e/23110.htm Это первое издание книги, написанное после ухода из жизни Эсфирь Злотиной, но многие материалы были подготовлены совместно.
  2. Петров В. Основы теории решения изобретательских задач. — Тель-Авив, 2000. http://www.trizfido.narod.ru/00/petrov.htm Петров В. Базовый курс по теории решения изобретательских задач. — Тель-Авив, 2000. http://www.natm.ru/triz/articles/petrov/00.htm
  3. Петров В. Фундаментальные основы Теории решения изобретательских задач. Учебное пособие. Тель-Авив, 2003—583 с.
  4. Злотин Э., Петров В. Введение в Теорию решения изобретательских задач. Учебное пособие. Тель-Авив, 1992
  5. Жуков Р. Ф., Петров В. М. Современные методы научно-технического творчества. — Л: ИПК СП, 1980.-88 с.
  6. Жуков Р. Ф., Петров В. М. Современные методы научно-технического творчества (на примере предприятий судостроительной промышленности). Учебное пособие. — Л.: ИПК СП, 1980. — 308 с.
  7. Злотина Э. С., Петров В. М. Методы научно-технического творчества. — Л.: ЛДНТП, 1987.-20 с.
  8. Станиславский К. С. Работа актера над собой. Ч.I. — М.-Л., 1948, с. 13.
  9. Список региональных ассоциаций ТРИЗ находится на сайте МАТРИЗ — http://matriz.karelia.ru/ru/section.php?docId=3573.
  10. Ханке Х. Люди, корабли, океаны (6000-летняя авантюра мореплавания). Пер. с нем. — Л. Судостроение, 1976, с. 11
  11. Маковлевский А. О. Древнегреческие атомисты. — Баку, 1976, с. 383.
  12. Большая Советская Энциклопедия (БСЭ), т. 2, с. 195.
  13. Буш Г. Методы технического творчества. — Рига: Лиесма, 1972, с. 11
  14. Лукреций К. Т. О природе вещей. Т. 2. — М. -Л., 1947.
  15. БСЭ, т. 4, с. 192.
  16. Бирюков Б. В., Тростников В. Н. Жар холодных чисел и пафос бесстрастной логики. Формализация мышления от античных времен до эпохи кибернетики. — М.: Знание, 1977, с. 31-33.
  17. Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Изд. 2-е. Т. 2. — М.: Политиздат, 1955, с. 142.
  18. Бэкон Ф. Новый органон или истинные указания для истолкования природы. — В кн. Бэкон Ф. Соч., т. 2. — М.: Мысль, 1972, с. 5-222.
  19. Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Изд. 2-е. Т. 2. -М.: Политиздат, 1955, с 142.
  20. Декарт Р. Избранные произв. — М.; Политиздат, 1950, с. 282.
  21. Декарт Р. Избр. произв. — М.; Политиздат, 1950.
  22. Спиноза Б. Избранные произв. T. I. — М., 1957, с. 108.
  23. БСЭ, т. 24/1, с. 321.
  24. Бирюков Б. В., Тростников В. Н. Жар холодных чисел и пафос бесстрастной логики. — М., Знание, 1977, с. 37.
  25. Буш Г. Методы технического творчества. — Рига: Лиесма, 1972.
  26. Пуанкаре А. Математическое творчество. — Юрьев: 1909, с. 11-13.
  27. Вудварс Р. Экспериментальная психология. — М.: ИЛ, 1950, с. 773—774.
  28. Энгельмайер П. Г. Эврология, или всеобщая теория творчества. — СПБ.: Образование, 1914. Теория творчества, — СПБ.: 1910, Философия техники. Вып. 1-4. — М.: 1912—1913. Пособие начинающим изобретателям. — СПБ.: Образование, 1912.
  29. Богданов А. А. Всеобщая организация науки («тектология»). — М. -Л.: Книга, 1925.
  30. Перечисление методы описаны в [5]. Кроме того, эти и многие другие методы творчества прекрасно изложены в книге: Джонс Дж. К. Методы проектирования: Пер. с англ. — 2-е изд., доп. — М.: Мир, 1986. — 326 с. J. Christopher Jones Design methods. Seeds of Human Futures. A Wiley — Interscience Publication/ Published in association with the Council of Industrial Design, London/ John Wiley & Sons. New York, Toronto, Chichester, Drisbane. 1982. 1-st ed. 1972
  31. Боно Э. Развитие мышления: три пятидневных курса/Пер. с англ.- Мн.: ООО «Попурри», 1997.- 128 с. Edward de Bono. The 5-day Course in Thinking. Penguin Books. 1991. Эдвард де Боно. Рождение новой идеи. О нешаблонном мышлении. Пер. с англ. М.: Прогресс, 1976.- 144 с. Edward de Bono. The Use of Lateral Thinking. Penguin Books. 1972 Боно Э. Нестандартное мышление: самоучитель/Пер. с англ.- Мн.: ООО «Попурри», 2000.- 224 с. De Bono’s Thinking Course.- ВВС Books, London, 1982
  32. Альтшуллер Г. С., Шапиро Р. Б. Психология изобретательского творчества. — Вопросы психологии, 1956, № 6, с.37-49.
  33. Полукаров В. Л. От идеи до конвейера, — М.: Знание, 1974, с. 152. (Наука и прогресс), с. 11.
  34. Альтшуллер Г. С., Шапиро Р. Б. Психология изобретательского творчества. — Вопросы психологии, 1956, № 6, с.37-49.
  35. Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. 2-е изд. — М :Московский рабочий, 1973.-296 с.
  36. G. Altschuller. Erfinden Wege zur Losung technicherProbleme, in German, VEB — Berlin, 1975
  37. Альтшуллер Г. С. Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач. — М.: Сов.радио,1979.-184 с. — Кибернетика.
  38. G.Altschuller, A.Seljuzki. Flugel fur Ikarus: uberdie moderne technik des erfindens, in German, Urania- Berlin, 1983.
  39. G. Altshuller. Creativity as an Exact Science, in English, «Gordon & Breach Science Publisher», New-York, London, Paris, 1987.
  40. Альтшуллер Г. С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. — Новосибирск: Наука, 1986.-209с.
  41. G. Altshuller. Creativity as an Exact Science, in English, «Gordon & Breach Science Publisher», New-York, London, Paris, 1987.
  42. Altshuller, Genrich. And Suddenly the Inventor Appeared: TRIZ, the Theory of Inventive Problem Solving. Translated by Lev Shulyak. Worchester, Massachusetts: Technical Innovation Center, 1996
  43. Альтшуллер Г. С., Шапиро Р. Б. Психология изобретательского творчества. — Вопросы психологии, 1956, № 6, с.37-49.
  44. Злотин Б. Л., Зусман А. В. Методика прогнозирования чрезвычайных ситуаций, вредных и нежелательных явлений. Кишинев. — 1991 — 22 с. Kaplan, Stan, Visnepolschi Svetlana, Zlotin, Boris and Zusman, Alla. New Tools for Failure and Risk Analysis. Ideation International Inc. 1999. — 86 p.
  45. Альтшуллер Г. С., Злотин Б. Л., Филатов В. И. Профессия — поиск нового (Функционально-стоимостный анализ и теория решения изобретательских задач как система выявления резервов экономики). — Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1985. — 196 с.
  46. Поиск новых идей: от озарения к технологии (Теория и практика решения изобретательских задач)/ Г. С. Альтшуллер, Б. Л. Злотин, А. В. Зусман, В. И. Филатов. — Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989.- 381 с. (c. 139—233).
  47. Герасимов В. М., Злотин Б. Л. Методические рекомендации по функционально-стоимостному анализу. Свердловск: ИПК МЦМ, 1983. 55 с.
  48. Герасимов В. М., Злотин Б. Л. ФСА в действии. — Техника и наука. 1982 № 11, 12.
  49. Постоянная рубрика «Школа ФСА», ведущий Б. Л. Злотин. — Техника и наука, 1983 № 6, 8, 10, 12, 1984 № 2, 4, 6.
  50. Литвин С. С., Герасимов В. М. и др. Построение функционально-идеальной модели при проведении ФСА. Повышение эффективности и качества продукции на основе ФСА". Материалы краткосрочного семинара. Под ред. К. Ф. Пузыни и Л. С. Барютина. Ленинград, 1986, с. 59.
  51. Литвин С. С., Герасимов В. М. и др. Особенности проведения межотраслевых ФСА. Всесоюзное совещание «Применение ФСА в народном хозяйстве». Тезисы докладов. Москва, Информэлектро, 1987, с. 8.
  52. Герасимов В. М., Литвин С. С. Учет закономерностей развития техники при проведении ФСА технологических процессов. — Практика проведения ФСА в электротехнической промышленности. Под. ред. М. Г. Карпунина. М., Энергоатомиздат, 1987, с. 193—210.http://www.trizminsk.org/e/216001.htm
  53. Петров В. М. ФСА на ранних этапах проектирования. Обучение методам научно-технического творчества. Межотраслевой семинар «Формирование современного стиля технико-экономического мышления на основе ФСА. Опыт применения ФСА в электротехнической промышленности. М.: Информэлектро, 1986.
  54. Герасимов В. М., Литвин С. С. Единая система ТРИЗ-ФСА. — Журнал ТРИЗ, № 3.2.92, С.7-45.
  55. Злотин Б. Л., Зусман А. В. Основы теории развития коллективов. Доклад и круглый стол по теме в Миассе в 1986 году, было распечатано и разослано, у меня есть электронные материалы.
  56. Альтшуллер Г. С., Злотин Б. Л., Зусман А. В. Теория и практика решения изобретательских задач. Методические рекомендации. — Кишинев, 1989. — 127 с. (с. 58-68)
  57. Злотин Б. Л., Зусман А. В. Месяц под звездами фантазии. — Кишинев: Лумина, 1988, 271 с.
  58. Злотин Б. Л., Зусман А. В. Решение исследовательских задач. — Кишинев: МНТЦ „Прогресс“, Картя Молдовеняскэ, 1991, 204 с.
  59. Альтшуллер Г. С., Злотин Б. Л. Филатов В. И. Профессия — поиск нового. — Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989.- 195 с.
  60. Поиск новых идей: от озарения к технологии (Теория и практика решения изобретательских задач)/ Г. С. Альтшуллер, Б. Л. Злотин, А. В. Зусман, В. И. Филатов. — Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989.- 381 с.
  61. Альтшуллер Г. С. Пояснения к АРИЗ-85-А. — Альтшуллер Г. С. Алгоритм решения изобретательских задач АРИЗ-85-А. — Баку, 1983. п. 16, с. 14. Петров В. М. Использование задач-аналогов в изобретательстве. — Методические проблемы технического творчества. Ч II Техническая эвристика и прогнозирование развития техники (Тезисы докладов к научно-технической конференции). — Рига: Знание, 1983. — с.49- 51. Литвин C.С. Не похоже, но одно и тоже (задачи-аналоги в ТРИЗ). — Журнал ТРИЗ, 95.1 (№ 10). — с. 47-50.http://www.triz-spb.ru/lit/_95_1/Litvin_zada4i_analogi.htm
  62. Литвин С. С., Любомирский А. Л. О банке технических эффектов. — Журнал ТРИЗ, Т. 1, № 2, 1990, с. 22-27.Аксельрод Б. М., Литвин С. С. Банк технических разработок ИМИЦунтра. — Журнал ТРИЗ 95/1 (№ 10), с. 53-57. http://www.triz-spb.ru/lit/_95_1/bank_IM.htm
  63. Горин Ю. В. Указатель физических эффектов и явлений для изобретателей. Выпуск первый. — Баку, 1973.-300 с. http://www.triz-summit.ru/ru/section.php?docId=3672 Горин Ю. Применение физических эффектов и явлений при решении изобретательских задач. — Баку: ОЛМИ, 42 с., б.г. Указатель физических эффектов и явлений для изобретателей и рационализаторов /Денисов С., Ефимов В., Зубарев В., Кустов В.-Обнинск, 1977, 214 с. Бородастов Г. В. и др. Указатель физических явлений и эффектов для решения изобретательских задач: Учебное пособие / Г. В. Бородастов, С. Д. Денивов, В. А. Ефимов, В. В. Зубарев, В. П. Кустов, А. Н. Гончаров. — М.: ЦНИИатоминформ, 1979. — 93 с. Магический кристалл физики. — Дерзкие формулы творчества / (Сост. А. Б. Селюцкий). — Петрозаводск: Карелия, 1987. — 269 с. — (Техника-молодежь-творчество), с. 83-171. Ефимов В. А. С чем идти на штурм задачи?, с. 86-95. Альтшуллер Г. С. Тепловое поле — в механическое, с. 95-102.http://www.altshuller.ru/triz31.asp Альтшуллер Г. С. Феполи могут все, с. 103—109.http://www.altshuller.ru/triz32.asp Померанец М. С. Магия магнитных жидкостей, с. 109—115. Горин Ю. В. Корона — инструмент рабочий, с. 115—121. Померанец М. С. Почти идеальное вещество, 121—127. Горин Ю. В. Тонуть или не тонуть, 128—133. Альтшуллер Г. С., Горин Ю. В. Отталкиваться — притягиваться, с. 133—140.http://www.altshuller.ru/triz/tin022.asp
  64. Саламатов Ю. П. Подвиги на молекулярном уровне. Химия помогает решать трудные изобретательские задачи. — Нить в лабиринте / Сост. А. Б. Селюцкий. — Петрозаводск: Карелия, 1988. — с. 95-163. http://rus.triz-guide.com/publicat/allbooks/feates_on_molecular_level.html.
  65. Альтшуллер Г. С. Биоэффекты — аналоги физических эффектов. — Баку, 1982 Тимохов В. И. Биологические эффекты. Познание. Информационно-методический сборник для учителей и учащихся. Вып. 5, Рига: Научно-технический центр „Прогресс“. Лаборатория педагогической технологии. 1993. — с. 4-31. Тимохов В. И. Картотека биологических эффектов. В помощь учителю биологии. — Гомель: Литературно-творческая лаборатория „ИКО“, 1993. 47 с. http://www.trizminsk.org/e/247001.htm http://www.trizland.ru/trizba.php?id=154
  66. Цуриков В. М. Математические эффекты в теории информации. — Методология и методы технического творчества. Тезисы докладов и сообщений к научно-практической конференции. — Новосибирск: АН СССР СО, 1984. — с. 102—104. Цуриков В. М. Принципы создания математического обеспечения ТРИЗ. Всесоюзная научно-практическая конференция „Проблемы развития и повышения эффективности научного и технического творчества трудящихся“. (2-4 октября 1979 г., г. Новосибирск). Ч. I, М.: 1979, с. 130—131. Цуриков В. М. Математические эффекты — новый раздел информационных фондов ТРИЗ. — Журнал ТРИЗ, Т. 2, № 1, 1991, с. 48-55.
  67. Викентьев И. Л., Ефремов В. И. Кривая всегда вывезет. Геометрия для изобретателей. — Нить в лабиринте / Сост. А. Б. Селюцкий. — Петрозаводск: Карелия, 1988. — с. 71-175.
  68. Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. 2-е изд. — М: Московский рабочий, 1973, с. 23-47 и 141—177. http://www.altshuller.ru/triz/technique1.asp. Альтшуллер Г. С. Основные приемы устранения технических противоречий при решении изобретательских задач. — Баку: Гянджлик, 1971. — 52 с. Альтшуллер Г. С. Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач. — М.: Сов. Радио, 1979, 184 с. — Кибернетика. — с. 84-94. Классификация основных приемов устранения технических противоречий: Альбом/Сост. Г. Альтшуллер. — Петрозаводск, 1985. — 37 с. Altshuller G. The Innovation Algorithm. TRIZ, Systematic Innovation and Technical Creativity. Technical Innovation Center, Inc. Worcester, MA, 1999. 312 p., ISBN 0-9640740-4-4 (p. 138—167).
  69. Альтшуллер Г. С. Дополнительный список приемов устранения технических противоречий. — Баку, 1971 (рукопись). http://www.altshuller.ru/triz/technique1a.asp.
  70. Фликштейн И. М. Исследование основных приемов устранения технических противоречий при решении изобретательских задач. — Баку, 1973 (ротапринт). Петров В. М. Парные приемы. — Ленинград, 1974. — 24 с. (рукопись). http://www.trizminsk.org/e/212002.htm.
  71. Литвин С. С. Приемы разрешения физических противоречий. — Л., февраль 1981. — 11 с. (рукопись) Литвин С. С. Еще раз о приемах разрешения ФП. — Л. — 3 с. (рукопись).
  72. Альтшуллер Г. С. Разрешение физических противоречий. — АРИЗ-85В, табл. 2. — Баку, 1985.
  73. Альтшуллер Г. Макро- и микроуровни приемов устранения противоречий. — Баку, 3 с. Позже эта работа была опубликована в книге Альтшуллер Г. С. Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач. — М.: Сов. Радио, 1979, 184 с. — Кибернетика, с. 103—105.
  74. Злотин Б. Л., Вишнепольская С. В. Использование ресурсов при поиске новых технических решений. — Кишинев, 1985. — 26 с. (рукопись) — Петрозаводск-85. Петров В. М. Принципы разработки теории использования ресурсов. — Л.: 1985. — 12 с. (рукопись) — Петрозаводск-85. Ройзен З. Особенности использования ресурсов для решения задач и развития полученных решений. — Кишинев, 1986.- 8 с. (рукопись) — Петрозаводск-85. Петров В. М. Технология использования ресурсов. — Доклад на Петрозаводской конференции в 1985 г. — Л. 1985. — 27 с. Петров В. М. Технология использования ресурсов. — Теория и практика обучения техническому творчеству. Тезисы докладов. Челябинск: УДНТП, 1988. — с. 55-56. Поиск новых идей: от озарения к технологии (Теория и практика решения изобретательских задач) /Г. С. Альтшуллер, Б. Л. Злотин, А. В. Зусман, В. И. Филатов. — Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989.- 381 с.
  75. Альтшуллер Г. С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. — Новосибирск: Наука, 1986.-209с.
  76. Правила игры без правил/ Сост. А. Б. Селюцкий. — Петрозаводск: Карелия, 1989. — 280 с. — (Техника — молодежь творчество).
  77. Альтшуллер Г. С. Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач. — М.: Сов.радио,1979.-184 с. — Кибернетика.
  78. Нить в лабиринте/Сост. А. Б. Селюцкий. — Петрозаводск: Карелия, 1988. — 277 с. — (Техника — молодежь — творчество).
  79. Злотин Б., Зусман А. Диверсионный анализ. Кишинев, 1984. Злотин Б. Л., Зусман А. В. Решение исследовательских задач. — Кишинев: МНТЦ „Прогресс“, Картя Молдовеняскэ, 1991. — 204 с.
  80. Альтшуллер Г. С., Злотин Б. Л., Филатов В. И. Профессия — поиск нового (Функционально-стоимостный анализ и теория решения изобретательских задач как система выявления резервов экономики). — Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1985. — 196 с. Поиск новых идей: от озарения к технологии (Теория и практика решения изобретательских задач)/ Г. С. Альтшуллер, Б. Л. Злотин, А. В. Зусман, В. И. Филатов. — Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989.- 381 с. (c. 139—233). Герасимов В. М., Злотин Б. Л. Методические рекомендации по функционально-стоимостному анализу. Свердловск: ИПК МЦМ, 1983. 55 с. Герасимов В. М., Злотин Б. Л. ФСА в действии. — Техника и наука. 1982 № 11, 12. Постоянная рубрика „Школа ФСА“, ведущий Б. Л. Злотин. — Техника и наука, 1983 № 6, 8, 10, 12, 1984 № 2, 4, 6. Литвин С. С., Герасимов В. М. и др. Построение функционально-идеальной модели при проведении ФСА. Повышение эффективности и качества продукции на основе ФСА». Материалы краткосрочного семинара. Под ред. К. Ф. Пузыни и Л. С. Барютина. Ленинград, 1986, с. 59 Литвин С. С., Герасимов В. М. и др. Особенности проведения межотраслевых ФСА. Всесоюзное совещание «Применение ФСА в народном хозяйстве». Тезисы докладов. Москва, Информэлектро, 1987, с. 8 Герасимов В. М., Литвин С. С. Учет закономерностей развития техники при проведении ФСА технологических процессов. — Практика проведения ФСА в электротехнической промышленности. Под. ред. М. Г. Карпунина. М., Энергоатомиздат, 1987, с. 193—210. Петров В. М. ФСА на ранних этапах проектирования. Обучение методам научно-технического творчества. Межотраслевой семинар "Формирование современного стиля технико-экономического мышления на основе ФСА. Опыт применения ФСА в электротехнической промышленности. М.: Информэлектро, 1986. Герасимов В.М., Литвин С.С. Единая система ТРИЗ-ФСА. – Журнал ТРИЗ, №3.2.92, С.7-45.
  81. Альтов Г. Курс «ЭРТЭВЭ» (из записок преподавателя) — Селюцкий А. Б., Слугин Г. И. Вдохновение по заказу. Уроки изобретательства. Петрозаводск: Карелия, 1977, 190 с. (с. 151—166).http://www.tsure.ru/University/Faculties/Fib/PiBG/altshul.html Альтшуллер Г. С. «Начнем с увеличения в Миллиард раз …» (эпизод четвертый) — Селюцкий А. Б., Слугин Г. И. Вдохновение по заказу. Уроки изобретательства. Петрозаводск: Карелия, 1977, 190 с. (с. 162—165). Альтшуллер Г. С. Маленькие-маленькие человечки (эпизод первый). Подозрительно простая задача (эпизод пятый) — Селюцкий А. Б., Слугин Г. И. Вдохновение по заказу. Уроки изобретательства. Петрозаводск: Карелия, 1977, 190 с. (с. 151—155, 165—166). Альтшуллер Г. С. На пыльных тропинках далеких планет (эпизод второй). — Селюцкий А. Б., Слугин Г. И. Вдохновение по заказу. Уроки изобретательства. Петрозаводск: Карелия, 1977, 190 с. (с. 155 −158). Альтшуллер Г. С. Метод ММЧ, или некоторые хитрости, подсказывающие, как изменять технический объект. — «Техника и наука», 1981, № 5. — с.18. Амнуэль П. Научно-фантастическая литература. Учебное пособие для инженеров и изобретателей. Баку: ОЛМИ, 1974. — 347 с. (ротапринт). Злотин Б. Развитие творческого воображения. — Л., 1976. — 70 с. (рукопись) Злотин Б., Литвин С. Развитие творческого воображения. Учебное пособие для II курса УИР. — Л.: ЛОП НТО «Машпром», 1977. — 72 с. (рукопись). Литвин С. Развитие творческого воображения. Учебно-методическое пособие для инженеров и изобретателей. — Л. 1978. — 98 с. (рукопись) http://lib.luksian.com/textr/triz/012/. Альтшуллер Г. С., Селюцкий А. Б. Крылья для Икара: Как решать изобретательские задачи. — Петрозаводск: Карелия, 1980. — 224 с. (с. 151—162)Шанс на приключение/Сост. А. Б. Селюцкий. — Петрозаводск: Карелия, 1991.-304 с. — (Техника — молодежь творчество). Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. 2-е изд. — М: Московский рабочий, 1973, с. 23-47. http://www.altshuller.ru/triz/levels.asp. Altshuller G. The Innovation Algorithm. TRIZ, Systematic Innovation and Technical Creativity. Technical Innovation Center, Inc. Worcester, MA, 1999. 312 p., ISBN 0-9640740-4-4 (p. 37-55). Альтшуллер Г. С. Уровни изобретений. — Альтшуллер Г. С. Дерзкие формулы творчества. — Дерзкие формулы творчества / (Сост. А. Б. Селюцкий). — Петрозаводск: Карелия, 1987. — 269 с. — (Техника-молодежь-творчество), с. 22-25. Альтшуллер Г. С. Еще раз о золотой рыбке (эпизод третий). — Селюцкий А. Б., Слугин Г. И. Вдохновение по заказу. Уроки изобретательства. Петрозаводск: Карелия, 1977, 190 с. (с. 158—162). Альтшуллер Г. С. Эта удивительная фантазия. — Техники и наука. — 1980, № 5. — с. 26 — 27. http://www.altshuller.ru/rtv/rtv10.asp. Альтшуллер Г. С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. — Новосибирск.: Наука, 1986, 209 с. (с. 124—131). Гарина-Домченко А. Н., Галышева А. С., Злотин Б. Л., Канер В. Ф., Литвин С. С., Петров В. М. Учебно-методические материалы по основам технического творчества для средних профессионально-технических училищ. — Л.: ВНИИ Профтехобразования. 1979. — 212 с. Жуков Р. Ф., Петров В. М. Современные методы научно-технического творчества (на примере предприятий судостроительной промышленности). Учебное пособие. — Л.: ИПК СП, 1980. — 88 с. (с.76-86). http://trizfido.narod.ru/00/petrov.htm. Жуков Р. Ф., Петров В. М. Совершенствование стиля работы изобретателей. — Л.: ИПК СП, 1982. — 38 с. Злотин Б. Л., Зусман А. В. Месяц под звездами фантазии. — Кишинев: Лумина, 1988, 271 с. Злотин Б. Л., Зусман А. В. Изобретатель пришел на урок. — Кишинев: Лумина, 1990, 246 с. Альтшуллер Г. Краски для фантазии. Прелюдия к теории развития творческого воображения. — Шанс на приключение / Сост. А. Б. Селюцкий. — Петрозаводск: Карелия, 1991. 304 с.- (Техника-молодежь-творчество). Альтов Г. Амнуэль П. Шкала «Фантазии-2». — Свердловск: ВИПК Минцветмет., 1982. — с. 9 с Альтшеллер Г. Шкала «Фантазии» (к занятиям по развитию творческого воображения). — Свердловск: ВИПК Минцветмет., 1982. — с. 5 с.
  82. Нить в лабиринте/Сост. А. Б. Селюцкий. — Петрозаводск: Карелия, 1988. — 277 с. — (Техника — молодежь — творчество).
  83. Как стать еретиком/Сост. А. Б. Селюцкий. — Петрозаводск: Карелия, 1991. — 365 с. — (Техника — молодежь творчество).
  84. Альтшуллер Г. С., Верткин И. М. Как стать гением: Жизненная стратегия творческой личности. — Мн.: Беларусь, 1994. — 479 с.
  85. Поиск новых идей: от озарения к технологии (Теория и практика решения изобретательских задач)/ Г. С. Альтшуллер, Б. Л. Злотин, А. В. Зусман, В. И. Филатов. — Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989.- 381 с.
  86. Судно-кальмар. — Социалистическая Индустрия, 27.03.75.
  87. Изобретатель и Рационализатор, № 7, 1987, с.16.
  88. Авторское свидетельство (А.с.) № 187 658.
  89. http://en.wikipedia.org/wiki/Liberty_ship
  90. А.с. № 187 577.
  91. Знание — Сила, № 3, 1975, с.9
  92. Нарусбаев А. А. Судостроение — XXI век. — Л.: Судостроение, 1988, с. 70-74.
  93. Изобретатель и Рационализатор, № 3, 1988, ИМ 0323.
  94. Изобретатель и Рационализатор, № 2, 1979, МИ 0254.
  95. Социалистическая Индустрия, 18.02.75.
  96. По вертикали. — Социалистическая Индустрия, 27.03.75.
  97. Юный техник, № 7, 1984.
  98. Бек А. Жизнь Бережкова. — М.: Сов. Писатель, 1958, с. 204.
  99. «Science Digest», 1983, т. 91, # 12, с. 23, Химия и Жизнь, № 6,1984, с. 94.
  100. Изобретатель и Рационализатор, № 2, 1987, МИ 0215, с.2.
  101. От хлопка в ладоши. — Социалистическая Индустрия , № 46(4197), 25.02.83.
  102. Водопровод без крана. — Социалистическая Индустрия , № 295 (4086), 25.12.82, с. 4.
  103. Управляет слово. — Социалистическая Индустрия , № 4 (4095) 6.01.83.
  104. Поговорим, автомобиль. — Социалистическая Индустрия , № 36 (4127),13.02.83, Химия и Жизнь № 7, 1983, с.48.
  105. Химия и Жизнь № 5, 1983.
  106. Мультфильмы рисует компьютер. — Социалистическая Индустрия , № 232 (4623), 9.10.84
  107. Ленинградская Правда. № 37 (20679). 13.02.83.
  108. А.с. 986 417. — Бюллетень Изобретений, № 1, 1983, с.22.
  109. Альтшуллер Г. С. «Линии жизни» технических систем. — Альтшуллер Г. С. Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач. — М.: Сов. Радио, 1979, 184 с. — Кибернетика, с. 113—119. http://www.altshuller.ru/triz/zrts4.asp. Альтшуллер Г. О прогнозировании развития технических систем. — Баку, 1975. — 13 с. (рукопись) http://www.altshuller.ru/triz/zrts3.asp. Альтшуллер Г. С. Основные этапы развития технических систем. — Альтшуллер Г. С. Дерзкие формулы творчества. — Дерзкие формулы творчества/ (Сост. А. Б. Селюцкий). — Петрозаводск: Карелия, 1987. — 269 с. — (Техника-молодежь-творчество), с. 25-29.
  110. Альтшуллер Г. С. О законах развития технических систем. — Баку, 20.01.1977. http://www.altshuller.ru/triz/zrts1.asp
  111. Альтшуллер Г. С. Законы развития систем. — Альтшуллер Г. С. Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач. — М.: Сов. радио, 1979.-184 с. — Кибернетика. (с. 113—127)
  112. Альтшуллер Г. С. Законы развития технических систем. — Альтшуллер Г. С. Дерзкие формулы творчества.- Дерзкие формулы творчества/ (Сост. А. Б. Селюцкий). — Петрозаводск: Карелия, 1987. — 269 с. — (Техника-молодежь-творчество), с. 61-65.
  113. Альтшуллер Г. С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. — Новосибирск.: Наука, 1986, 209 с. (с. 90-106)
  114. Альтшуллер Г. С., Верткин И. Линии увеличения пустотности. Баку, 1987 (рукопись). http://www.altshuller.ru/triz/zrts5.asp.
  115. Альтшуллер Г. С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. — Новосибирск.: Наука, 1986, 209 с. (с. 90-100).
  116. Альтшуллер Г. С. Маленькие необъятные миры. Стандарты на решения изобретательских задач. — Нить в лабиринте/Сост. А. Б. Селюцкий. — Петрозаводск: Карелия, 1988. с. 165—230.
  117. Эта система законов разрабатывалась В.Петровым в период 1976-82 годы и впервые была доложена на традиционном Ленинградском семинаре в 1980, более детальная система была доложена на семинаре преподавателей и разработчиков ТРИЗ (Петрозаводск-82), а опубликована в 1984 г. Петров В. М. Закономерности развития технических систем. — Методология и методы технического творчества. — Тезисы докладов и сообщений к научно-практической конференции 30 июня — 2 июля 1984 г. — Новосибирск, 1984, с. 52-54.
  118. Петров В. М. Принципы и методика выбора перспективного направления НИОКР в судостроении. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук. — Л.: ЛКИ, 1985.-20 с. Петров В. М., Злотина Э. С. Теория решения изобретательских задач — основа прогнозирования развития технических систем. — Л.: Квант, — Братислава: ДТ ЧСНТО, 1989, 92 с.
  119. Эйрес Р. Научно-техническое прогнозирование и долгосрочное планирование, — М.: Мир, I971. Янч Э. Прогнозирование научно-технического прогресса. Пер. с англ. (Общ. ред. и предисл. Д. М. Гвилиани), Изд.2-е, доп. — М.: Прогресс, 1974, 586 с.
  120. Шерохов А. П. К истории военного кораблестроения. — М.: Воениздат, 1952, с 25, 55.
  121. Шапиро Л. С. Самые быстрые корабли. — Л.: Судостроение, 1981, с. 9.
  122. Каноэ — лодка у индейских племен Северной Америки. Каноэ изготовлялось либо из целого ствола дерева (путем выжигания и выдалбливания), либо сначала строится каркас, который затем обтягивали корой. Современное каноэ — безуключное гребное судно, для которого характерны челночнообразная форма корпуса и способ гребли одним однолопастным веслом.
  123. Гондола (итал. gondola), одновесельная плоскодонная лодка с поднятыми фигурными оконечностями, распространенная главным образом в Венеции (упоминается в источниках с конца XI в.)
  124. Павел Фирст, инж. Вацлав Паточка. Паруса над океанами. (Модели старинных парусников). Пер. С чешского Е. С. Тетельбаума. Л., Судостроение, 1977. с. 20.
  125. Болдырев А. В., Боровский Л. М. Эллинистическая техника, Изд. АН СССР, М.-Л.. 1948, с 328.
  126. Павел Фирст, инж. Вацлав Паточка. Паруса над океанами. (Модели старинных парусников). Пер. С чешского Е. С. Тетельбаума. Л., Судостроение, 1977. 176 с.
  127. Суда с надувными валиками. — Морской флот, № 12, 1974, с 53.
  128. Лучанский И. А. Яновский А. А. От весла до водомета. — Л.: Судостроение, 1964, с. 84.
  129. Маслов В. В. Современная энергетика морского флота. — М.: Знание, 1979, с. 63-64.
  130. Прекрасная новость: парусники лучше винтовых судов! Патенты всего мира. — Изобретатель и рационализатор, 1978, № 9, с 25. На всех парусах. — Социалистическая индустрия, 27.03.75, с.4.
  131. Крючков Ю. С., Перестюк И. Е. Крылья океана. — Л.; Судостроение, 1983. с. 38.
  132. Суда и судоходство будущего: Пер. С нем./Шенкнехт Р., Люш Ю., Шельцель М. И др. — Л.: — Судостроение, 1981. — 208 с. (c. 69).
  133. Крючков Ю. С., Перестюк И. Е. Крылья океана. — Л.; Судостроение, 1983. с. 47.
  134. Крючков Ю. С., Перестюк И. Е. Крылья океана. — Л.; Судостроение, 1983. с. 47.
  135. Крючков Ю. С., Перестюк И.Е. 1983. с. 48.
  136. Патент Франции № 2 607 557. Юный техник, № 6, 1989, с. 72.
  137. Крючков Ю. С., Перестюк И. Е. 1983. с. 63.
  138. Техника молодежи, № 12, 1981, с.45.
  139. Социалистическая индустрия, № 36 (4127) 13.02.83.
  140. Крючков Ю. С., Перестюк И. Е. Крылья океана. — Л.; Судостроение, 1983. с. 216.
  141. Суда и судоходство будущего: Пер. С нем./Шенкнехт Р., Люш Ю., Шельцель М. И др. — Л.: — Судостроение, 1981. — 208 с. (c. 69).
  142. Крючков Ю. С., Перестюк И. Е. Крылья океана. — Л.; Судостроение, 1983. с. 228.
  143. А.с. № 317 797
  144. Петров В., Злотин Э. Законы развития технических систем. Учебное пособие. — Тель-Авив, 1992.
  145. Петров В. Серия статей «Законы развития систем» http://www.trizland.ru/trizba.php?id=108
  146. В. Г. Шухов — выдающийся инженер и ученый: Труды Объединенной научной сессии Академии наук СССР, посвященной научному и инженерному творчеству почетного академика В. Г. Шухова. М.: Наука, 1984, 96 с.
  147. В. Г. Шухов — выдающийся инженер и ученый: Труды Объединенной научной сессии Академии наук СССР, посвященной научному и инженерному творчеству почетного академика В. Г. Шухова. М.: Наука, 1984, 96 с. (с. 44-45).
  148. Кензо Танге. 1949—1969.Архитекрура и градостроительство. Пер. c нем. М., Стойиздат, 1978. 252 с. Составитель Удо Культерман.
  149. А.с. 1 002 470, 1 051 185, 1 082 911.
  150. Изобретатель и Рационализатор, № 9, 1988, с.33.
  151. А.с. 633 789. Изобретатель и Рационализатор, № 7, 1988, МИ 0705, с.2
  152. А.с. 1 266 672. Изобретатель и Рационализатор, №, 6, 1988, МИ 0607, с.2
  153. А.с. 411 673.
  154. А.с. 813 838. Бюллетень Изобретений , № 10,1979.
  155. Изобретатель и Рационализатор, № 11, 1988, с. 12.
  156. Изобретатель и Рационализатор, № 11, 1988, МИ 1106, с.2.
  157. Изобретатель и Рационализатор, № 11, 1988, МИ 1002, с 2
  158. Изобретатель и Рационализатор, № 7, 1988, МИ 0726, с.1
  159. А.с. 1 285 154. Изобретатель и Рационализатор, № 6, 1988, МИ 0620, с.1
  160. Богданов В. В. Удивительный мир резины. — М.: Знание, 1989, с. 24.
  161. Изобретатель и Рационализатор, № 11,1988, МИ 1102, с. 2
  162. Меркин А. П., Таубе П. Р. Непрочное чудо. — М.: Химия, 1983, с.173.
  163. Изобретатель и Рационализатор, № 7, 1989, с.42
  164. Капица П. Л. Эксперимент, теория, практика. — М.: Наука, 1977, с 16-18.
  165. А.с. № 435 829.
  166. А.с. № 703 418.
  167. Патент США № 3 536 576.
  168. А.с. № 1 165 553
  169. Социалистическая индустрия, 06.02.75
  170. Это изобретение Г.Альтшуллера. Оно описано в книге: Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. 2-е изд. — М.: Московский рабочий, 1973.-296 с. (с. 110—111).
  171. Петров В. История разработки законов развития технических систем. — Тель-Авив, 2002. http://www.trizland.ru/trizba/pdf-books/zrts-01-history.pdf