Теория решения изобретательских задач на пальцах

    Представьте, перед вами встала проблема, как улучшить какую-то вещь, или как что-то заставить работать. Как придумать что-то новое? Для этого и была придумана Теория решения изобретательских задач. В данном топике я на пальцах попробую рассказать, о чем это



    Для разминки


    Жизненная ситуация: в хорошую погоду окна в квартире должны быть открыты, но если на улице пойдет дождь, то появится необходимость их закрыть. У нас нет желания следить за этим и закрывать их самостоятельно. Какое решение приходит в голову?
    Интересный факт: нам всегда приходят на ум вещи, которые мы когда-то уже видели, или просто какие-то готовые решения.

    Правильная постановка задачи


    Одна из первых проблем с которой сталкивались все – это не понимание условия. По заданной проблеме нужно выстроить альтернативные вопросы, которые так же решают проблему.

    Например: найти недорогой экспресс-метод обнаружения мест утечки воздуха в автомобильной шине (это проблема как дана ПКД).

    Альтернативные вопросы (это проблема как понятна (ПКП)):

    • Как найти утечку в шине
    • Как предсказать возможное место появления утечки в шине
    • Как найти способ самоустранения утечки в шине

    Первый вариант понятнее, чем исходный, так как он более конкретен. Чем конкретнее выделена проблема, тем легче её решить.

    Метод активации перебора решений


    Есть множество способов активировать вариативный подход к решению изобретательских задач (на случай, если нужно придумать конкретно новое, а не новый способ применения уже имеющегося). Приведу основные:

    1. Морфологический метод
      Создаём таблицу, где оси — важные нам параметры, характеристики. По каждой оси расписываем возможные достижения данной характеристики. Таким образом, выбирая по одному способу с каждой оси, можно подобрать наиболее верный и оптимальный вариант решения всей технической системы.
    2. Переосмысление задачи
      Одну и ту же задачу можно решить по-разному в зависимости от цели. К примеру: нужно, чтобы таран при столкновении с дверью не ломался.
      Можно изменить материал тарана; попробовать сделать так, чтобы таран становился прочнее от удара о дверь (как бараны и их рога при столкновении).
    3. Метод аналогий
      Прямая аналогия: любая аналогичная ситуация или проблема, решённая в другой сфере деятельности, науки или природы.
      Личная аналогия: попытка взглянуть на задачу, отождествляя себя с объектом, попытка войти в его образ, найти личные аналогии в опыте человека.

    Пример


    Рассмотрим обычную чашку. Если в нее налить кипяток, то она сама станет горячей, и её будет нелегко удержать в руках. Но ведь мы хотим ей воспользоваться!
    Сформулируем задачу (противоречие. Ведь именно противоречие вынуждает решать задачу): Нам нужно, чтобы в чашку можно было налить что-то горячее, и не ошпариться при этом, взяв в руки.

    С чем работаем?


    Один из способов сохранить температуру налитой жидкости, не допуская нагрева чашки, — это сделать ее из более толстого материала. Это не приведет к существенным изменениям в производстве кроме дополнительных затрат на материал. Аналогичным решением будет считаться изменение материала, из которого делают чашку.

    А если ли другие варианты? Можно сделать так, чтобы у чашки было не нагревающееся место. Эта мысль и привела к созданию ручки у чашек.

    Чашка осталась чашкой и почти не приобрела в весе. Дополнительные затраты минимальны, так как ручка состоит из того же материала.

    А почему не сделать иначе?


    Безусловно, это не единственные способы решения задачи. Кроме одного НО. Чем проще решение, тем проще его применить.

    Технический объект идеален, если его нет, а функция выполняется
    Другими словами, решение наилучшее, если оно не требует ничего, кроме того, что у нас есть в условии.


    Решения других областей


    Порой некоторые задачи, которые были большой проблемой долгое время в одной области, уже были решены в другой.

    Небольшой пример


    Находясь в условиях полной темноты, требуется ориентироваться в пространстве. Если мы не можем видеть, то кто может? (про себя сразу формируем противоречие: человек не может видеть в темноте, но нужно, чтобы он мог в ней ориентироваться).

    Тут можно вспомнить животных, которые хорошо ощущают себя в темноте. На эту роль больше всего претендуют кошки и летучие мыши. В первом варианте нужен хотя бы слабый источник света (прямого или отраженного). А в случае с летучей мышью свет и вовсе не нужен, они перемещаются при помощи отраженного звука.

    На примере летучих мышей были сделаны эхолокаторы, а вот в основу очков ночного видения легла способность кошек ориентироваться при малом свете.

    Другой занимательный пример


    И ещё пример из мира животных: как избавиться от шнуровки в одежде? Одно из хороших решений — повязывать одежду дополнительным лоскутом этой самой одежды, что и легло в основу большинства халатов.

    Второе достаточно распространенное решение состоит в том, чтобы вместо креплений использовать закрепки, вариантом которых являются липучки (их прототипом в свое время служили плоды репейника).

    В итоге


    Краткую схему применения ТРИЗ в общем виде можно представить в виде:

    1. Определить задачу и сформулировать ее (проблема как дана и проблема как понятна)
    2. Найти противоречие и то, что мешает решить задачу (в чем проблема ситуации)
    3. Выделить ресурсы, которыми обладаем
    4. Применить уже имеющиеся приемы решений (в пространстве, временной экран, решение из других областей и так далее)
    5. Проанализировать решение и понять, можно ли его улучшить

    Надеюсь, что несмотря на краткость, смог объяснить в общих чертах, что из себя представляет ТРИЗ (или хотя бы побудил самих узнать подробнее).
    Поделиться публикацией
    Комментарии 26
      0
      Ну вот, я то думал, сейчас нам расскажут всё что можно сделать с ТРИЗ (даже из креветок можно сделать больше :) — /watch?v=4rT5fYMfEUc), а он упоминается только где-то в конце короткой статьи.

      И, самый главный пункт, не «определить задачу и сформулировать ее», а «определить задачу и сформулировать противоречие».

      Например, мощность мобильных телефонов должна возрастать, чтобы крутить всё более ресурсоёмкие задачи, и в то же время энергопотребление и размер мобильных устройств должен уменьшаться. Так сделайте уже мобилу которая крутит только клиент VPN, а всё остальное запускайте на сервере в облаке с, по сути, безграничными ресурсами. Техническая проблема со скоростью доступа вполне решаема.
        0
        Тут возникает другое противоречие. Нужны широкие каналы с малым временем отклика для большого количества людей, но возможности базовых станций и лицензированного частотного диапазона ограниченны. Нужно обслуживать кучу устройств в реальном времени, но держать онлайн как можно меньше…
          –3
          Дело не в технической реализации данной конкретной проблемы. Я попытался показать на понятном всем примере, как в ТРИЗ определяются задачи используя противоречие. По мнению Альтшуллера именно это позволяет преодолеть инертность мышления и взглянуть на задачу по-новому.

          В общем же случае, ТРИЗ создавался для решения задач в индустриальной области (машиностроение и т.п.) и имеет наработки исключительно в этой области, такие как матрица противоречий (поздее отвергнутая самим же Альтшуллером), законы развития технических систем, АРИЗ, база технологических эффектов и пр.

          Все попытки прикрутить его к маркетингу, информационным технологиям или к чему-то ещё от лукавого и попытка выехать на известном бренде.
            –2
            Вся свалка методик разного пошиба, из которых состоит ТРИЗ, действительно шире не применима, но это не суть, а «свистелки и перделки».

            Суть же в противоречиях, а это универсальное понятие.
            0
            Можно у клиента иметь большую дешёвую память и использовать P2P для разгрузки.
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
            +1
            «Задача, которую на самом деле требуется решить, может быть совсем не той задачей, что вам поставили.»

            Я что-то важное упустил в статье, или эта нехитрая банальность, до которой среднестатистический индивид безо всяких теорий доходит самостоятельно годам к 15-ти, и есть суть «Теории решения изобретательских задач»?
              0
              Вообще-то, будь это таким саморазумеющимся знанием, как Вы упомянули, термин «XY-problem» никогда бы не возник. И уж точно сама проблема бы не имела такого пандемического распространения.
              Осмелюсь подкорректировать Ваше утверждение: «это банальность, до которой среднестатистический хаброчанин доходит на основе опыта и образования (высшего или эквивалента в самообразовании) как специалиста в какой-либо области к тому возрасту, в котором он способен корректно решать прикладные и теоретические задачи, но на которую даже тогда рискует напороться».
              +1
              Вы, возможно, имеете интуитивное понимание того, что такое ТРИЗ, но у вас не хватает профессинализма и, главное, практики использования ТРИЗ, чтобы уметь это объяснять на пальцах. Из-за этого статья вообще не помогает понять предмет.

              Если бы у вас была практика решения таких задач, вы могли бы проанализировать свои собственные действия и на основе этого анализа дать коротенький конспект, написаный понятным языком. Когда такой практики нет, а есть только интуитивное понимание предмета, лучше даже и не пытаться этот предмет объяснять окружающим. Вы только накидаете кучу чужих примеров для иллюстрации, но не дадите понимания.

              Для иллюстрации идеи понимание/практика: https://geektimes.ru/post/282170/
                –1
                Более общий подход к управлению вообще (решение инженерных задач — лишь частный случай управления).
                Так называемая полная функция управления (ПФУ) из достаточно общей теории управления (ДОТУ).
                Через неё, кстати, становится очевидным самое общее определение интеллекта как такового (счас куча всяких строителей искусственного интеллекта, но простого и адекватного ему определение — пока у них не встречал).

                Основные этапы ПФУ:

                1. Распознавание фактора среды — Опознавание фактора среды, с которым сталкивается интеллект, во всем многообразии процессов Мироздания.
                2. Выработка стереотипа — Формирование стереотипа распознавания фактора на будущее.
                3. Вектор целей — Формирование вектора целей управления в отношении данного фактора и внесение этого вектора целей в общий вектор целей своего поведения (самоуправления).
                4. Концепция управления — Формирование целевой функции (концепции) управления на основе решения задачи об устойчивости в смысле предсказуемости поведения.
                5. Структуры — Организация целенаправленной управляющей структуры, несущей целевую функцию управления.
                6. Контроль — Контроль (наблюдение) за деятельностью структуры в процессе управления, осуществляемого ею.
                7. Подержание или ликвидация — Поддержание структур в работоспособном состоянии до следующего использования, или ликвидация в случае ненадобности.
                  +1
                  Мне ТРИЗ всегда виделась такой странной темой, которой один конкретный человек (Альтшуллер) описал свой способ решения задач, адаптированный к своему разуму, опыту и привычкам. Этот способ содержит некоторые удобные концепты, но, по большей части, не подходит другому человеку. Отсюда развитие методологии ТРИЗ попросту замерло. Кто-то больше похож на автора ментальностью, чтобы методы были для него применимы, кто-то — менее, но никто не похож настолько, чтобы дать методам развитие. Нет развития, нет исследования — течение из научного превращается в религиозное.

                  База ТРИЗ даёт неплохое понимание того, как работают творческие процессы решения, но люди, не являющиеся Альтшуллером, должны от этой базы копать в своём собственном направлении и построить «свой собственный ТРИЗ». Который должен быть не теорией ради теории, а реальным инструментом в решении задач.

                  Для меня применение «моего личного ТРИЗ» выглядит так.
                  1. Разобрать задачу на части («направления»). Например, проблема с дождём из статьи декомпозируется на механику дождя, механику окна, механику квартиры за окном.
                  2. Оценить свойства направлений: «изменчивость» (трудозатраты на вмешательство в систему), «значимость» (вероятность, что без подсистемы система развалится) и «глубину» (субъективную необходимость вмешательства по сравнению с другими направлениями, причём бывает положительной, если направление стоит усугубить, или отрицательной, если направление лучше исключить из задачи). Действовать нужно с наиболее изменчивого направления, а малозначимые направления можно заменять на другие (как правило, более изменчивые) или устранять вовсе, глубину пока оставим. Например, механика окна в названной задаче является наименее значимой, её можно выкинуть из неё без ущерба и решать проблему влияния дождя на квартиру. Опять же, трудно поменять дождь, но просто поменять свойства квартиры.
                  3. Собрать изменённую задачу назад. Если задача вдруг при сборке обросла новыми направлениями (так бывает при комплексных и междисциплинарных проблемах), повторить с пункта первого. Например, после сборки задачи без фактора окна у нас остаётся только дождь и квартира, но сразу очевидно, что дождь влияет на квартиру по фактору влажности и по фактору температуры. Я это увидел при уменьшении числа направлений, кто-то более крутой мог бы заметить ещё на первом этапе.
                  5. В итоге получаем либо задачу, которая сама подсказывает, как себя решить или разбить на подзадачи по нескольким направлениям, либо понимание, что нам не хватает данных для постановки задачи. Для каждой подзадачи проводим анализ с пункта первого. Для недостающих данных проводим исследование (спрашиваем заказчика).
                  6. Анализируем очевидные методы решения, разбивая их на те же «направления». Как правило, каждое решение даёт в некоторых направлениях преимущество, а в некоторых — недостатки. Выражаем эти параметры количественно в «попугаях», сравниваем друг с другом. Идеальное решение для получения Идеального Конечного Результата подходит к задаче, как к ключ к замку, соотношение «попугаев» в точности соответствует параметрам «глубины» направления в задаче. Но обычно оно слишком тяжёлое по трудозатратам, и выбирается что-то проще.
                  7. Применяем выбранный метод, решаем задачу. Скорее всего, после решения найдутся новые проблемы, которые решаем начиная с пункта первого.

                  Ключевым в подходе является корректное распределение «попугаев», но это уже задача управленческой дисциплины: как из группы специалистов вытянуть корректную оценку направления. Умение задавать верные наводящие вопросы с учётом личности отвечающего суть объективная необходимость в применении метода.

                  Метод построен по принципу композиции-декомпозиции из диалектики, благодаря этому противоречия не играют сколько-нибудь значимой роли, работает принцип совмещения противоречий. Метод даёт результат в предсказуемое количество шагов. В бесконечное количество шагов гарантированно даёт идеальный результат. Метод, с большой вероятностью, применим только для людей, обладающих ментальностью (набором методов, жизненным опытом и личными чертами), схожей с моей собственной. Метод выведен на основе ТРИЗ, диалектики, софизма, материалистической диалектики, и некоторых изысканий Данилина А.Г, которые в итоге послужили связующим звеном системы. Всё указано в том порядке, в котором я это дело изучал. Метод с большой вероятностью изменится до неузнаваемости в ходе моей дальнейшей жизни, сохранив при этом свои базовые черты.
                    –2
                    Вот да. Я встречал множество вариаций, и все они являются таким «личным ТРИЗом». Причем часто авторы готовы до хрипоты спорить, убеждая, что их-то понимание самое правильное. Конечно, самое правильное — для них лично.

                    Диалектика — ага, хорошо подмечено, ведь в том же АРИЗе два ключевых момента — это формулировка формально-логического и диалектического противоречий, пусть и названных иначе.

                    Мне кажется, самый разумный подход — выделить из ТРИЗа некоторый базовый «фреймворк», а на нем уже строить удобную для себя систему.
                      –2
                      Уже есть версия выделения такого «фреймворка». Выше про ПФУ.
                        –1
                        Странные люди…
                        Минус без причины — признак… кой-чего
                          –2
                          Воспользуюсь своей суперспособностью реверс-инженеринга человеческих действий (кстати, работает по тому же методу), и скажу так: на хабре не приветствуются неочевидные заявления без объяснения. А если конкретнее…

                          Я ПФУ не изучал, но для меня она выглядит скорее как теория более высокого порядка, а не обобщающая теория. Разница в том, что обобщающая теория суть сумма и обобщение методов одной базы, а теория высокого порядка построена над несколькими базами. В этом конкретном случае ПФУ, по вашему описанию, скорее об управлении, а не о созидании, а ТРИЗ управленческие вопросы не затрагивает вовсе. Управление творческими процессами, конечно, тема, неотрывная от работы подобного толка, но это, всё же, не разработка творческого процесса.

                          Собственно, отсюда немой вопрос в виде минусов.
                            –1
                            Спасибо за ликбез по нравам хабра.

                            И всё ж я думаю, что ТРИЗ имеет отношение к управлению: выявить и сформулировать проблему и найти пути её решения — это в моём понимании управление (ну, начальные его этапы).
                            И про обобщающую теорию — не понимаю как обобщающая теория может не быть теорией более высокого порядка.

                            На ПФУ ТРИЗ ложится таким образом:
                            1 этап ПФУ: выявлено нечно новое (фактор среды, ведь всё и всегда происходит в некой среде, хотя б и в космосе), чего до селе индивид не встречал в жизни. ТРИЗ, насколько я понял обходит сей момент молчанием (поправьте, если что, т.к. знаю его поверхностно)
                            2 этап: соотнесение этого нового фактора среды с имеющимся багажом представлений о мире (мировоззрением) и добавление этого фактора в мировоззрение. Это порождает процесс перестройки взаимосвязей между категориями мировоззрения (наиболее полно происходит во время сна). Получив обновлённую версию мировоззрения, индивид моделирует будущее на её основе (опять же, подробно и предметно это происходит во сне). И каждый момент смоделированного будущего проверяется на приемлемость: устраивает или нет. Когда дошло до момента, где будущее неприемлемо (если ничего дополнительно не предпринимать), то именно это и есть проблема. Как я понял, ТРИЗ начинается с этого момента (ну или по крайней мере делает упор на важности чётко понять в чём же проблема).
                            3. этап ПФУ. Включается творческий момент ввиду необходимости выработать приемлемую версию будущего на обозначенный момент. Это и есть придумать вариант решения проблемы (ТРИЗ здесь просто ещё приводить обширную базу конкретных примеров, окрашенных в мировоззрение того или иного соавтора ТРИЗа — что, конечно может быть полезным, если случай где-то совпадёт). Придуманный вариант решения проблемы можно назвать целью. Т.е. индивид теперь знает чего хочет в отношение выявленной проблемы. Ну и вносит данную цель в уже существующий вектор целей (он то чего то и раньше хотел, и всё ещё хочет) — упорядоченное по важности множество целей субъекта.
                            4 этап ПФУ. Тут снова творчество порождает множество алгоритмов-сценариев (частных концепций) по каждой цели из вектора целей, а также последовательность их отработки (что делать и в каком порядке). И в итоге получается концепция управления.
                            (Вот уж не скажу что насчёт этого этапа, что в ТРИЗе на нём, но думаю, просто расписаны примеры как достигать примеров из таблиц вариантов решений). Ну и ещё на этом этапе отчасти работает законодательная власть (Дума и ей подобные) в решении общественных проблем — пишет законы-алгоритмы.
                            5 этап ПФУ. Начинается внедрение — построение/изменение структур, согласно концепции управления (строгаем, пилим, двигаем, говорим, перемещаемся и прочее-прочее). Ну тут бы в ТРИЗ уместно смотрелось реальное описание примеров решения проблем избранным способом. Если о написанных законах, то их тут исполняет — исполнительная власть.
                            6 этап ПФУ. Контроль за состоянием/деятельностью ранее построенных структур. В ИТ это мониторинг. Про ТРИЗ — даже не скажу подымается ли в нём вопрос мониторинга решенных проблем. Также, здесь работает как исполнительная власть (надзорные органы всякие), так и судебная (в случае если что-то идёт не так, как задумано в концепции управления).
                            7 этап — поддержание структур в рабочем состоянии, в том числе между использованиями (ремонт техники, ЗП всякого рода спасателям, даже когда нет катаклизмов, ну и прочие «готовь сани летом»), либо же расформирование структур, если поставленная в концепции задача решена и её появление боле не предвидится.

                            Появление всякого нового знания — перезапускает всю полную функцию управления с первого этапа. И смотря что это будет за новый фактор среды — и цели, и концепция могут как сильно измениться, так и вообще никак, если фактор не играет сколь угодно значимой роли.

                            (ого, много буков получилось....)
                              0
                              тому, кто минусовал: словами можете пояснить вкратце?
                    +2
                    А что это было про рога баранов, есть пруфлинк? 3 минуты гугления ни к чему не привели.
                      0
                      А что с окном-то?
                      У вас же проблема с поступлением свежего воздуха в квартиру, а не дождь.
                        –1
                        Увидел заголовок и обрадовался. Думал, что вот, наконец и про ТРИЗ у меня будет годная закладочка в избранном с лаконичной и наглядной статьей.
                        Потом читал статью и удивлялся насколько она сыра и обрывочна. Новые термины и аббревиатуры вводятся между делом без определений, спойлеров с расшифровками и ссылок, В статье вообще нет ссылок! Я понимаю. что есть гугл, но можно же выбрать самое лучшее, самое показательное, лаконичное, понятное и простое для читателей вашей статьи… Примеры — это отдельная история. Почему вы непривели в пример изобретение колеса или рычага? Где акцент на том. что это теория? Где раскрывается методология? Где понятные жизненные примеры? Расскажите про ВЕПОЛЬ, ФЕПОЛЬ и прочие основы?
                        Почему ни слова о попытках составить номенклатурные справочники эффектов (физических, химических и т.д.? Почему ни слова о попытках алгоритмизации решения изобретательских задач? Сама суть ТРИЗ в том, чтобы попытаться превратить изобретательство из творчества в рутину, в работу понятную и механическую. Работает ТРИЗ так как задумывалось или всё же требует творческого подхода в своёмприменении — это отдельный вопрос и его тоже интересно было бы затронуть.

                        Моя критика была бы не полной, если бы у меня было несколько хороших образцово показательных статей на этом ресурсе и я бы на них попробовал сослаться как на пример… Но у меня все статьи в черовиках и я, скорее всего, вечно буду доводить их до идеала=) Так что хотя бы тут вам респект.
                        Бомбёж окончен.
                          0
                          А сколько книг написал Альтшуллер?
                          Они есть в свободном доступе?
                            0
                            По книгам можно почитать в википедии:
                            https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BB%D1%8C%D1%82%D1%88%D1%83%D0%BB%D0%BB%D0%B5%D1%80,_%D0%93%D0%B5%D0%BD%D1%80%D0%B8%D1%85_%D0%A1%D0%B0%D1%83%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%87

                            Официальный сайт фонда Альтшуллера:
                            http://www.altshuller.ru/

                            Вот тут есть возможность скачать книгу «ВВЕДЕНИЕ В ТРИЗ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПОДХОДЫ»:
                            http://www.altshuller.ru/e-books/
                            (правда там неудобный формат в виде exe-файла только под Windows)
                            0
                            Стоило всё же хоть раз упомянуть имя автора ТРИЗ — Генрих Саулович Альтшуллер.
                            Не знаю, почему на Хабре недолюбливают ТРИЗ, но лично мне он помог в программировании и даже изобретении, планирую получить патент.

                            Как закрывать окна при дожде? Можно набирать воду, чтобы окна опускались от тяжести, но не подойдёт для мелкого дождя. Тогда можно задерживать самозакрывание окон механизмом с материалом, который при намокании расширяется и ослабевает замок.
                              0
                              Логично, причём там в комментарии написали почему недолюбливают: ТРИЗ описывает уже изобретённое. Впрочем, логично: описать в готовом виде ещё не изобретённое — это разрыв мозга вместе с логикой :)
                                0
                                Не знаю, как там на Хабре, лично у меня всё, прочитанное про этот «ТРИЗ», вызывает ощущение «много шума из ничего». Сколько будет два плюс два? Ну взяли бы, да сложили два и два, получили четыре и занялись решением следующей задачи. Нет, давайте применим ТРИЗ, переосмыслим, разложим по осям и долго будем изрыгать фразы вроде «распознавание опознавания выработки вектора осмысления формирования когнитивной конвергентности». Тфу… «He Who Talks Loud, Saying Nothing».

                                Надо отметить, правда, что читал я исключительно популистские статейки вроде этой, поэтому получается почти что «не читал, но осуждаю». Но, с другой стороны, после таких вот первых впечатлений продолжать ознакомление как-то не хочется. И я этот комментарий написал не чтобы сказать «говно ваш ТРИЗ», а для примера, почему его можно «недолюбливать» — возможно, я в своих чувствах не одинок.
                                0
                                для программистов адаптации есть? А то я читаю его книжку, примеры далеки от меня как от луны

                                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                Самое читаемое