У открытых (нестандартных) задач есть множество решений и множество путей, ведущих к ним. Что бы помочь в процессе решения задачи, предлагаем вашему вниманию вопросник, описывающий большинство возможных направлений поиска новых идей с примерами. Фактически, это инструмент анализа задачи с предварительным поиском идей. Для множества не слишком сложных задач этого инструмента бывает достаточно. 

Помните:

• Ваша творческая работа началась, как только вы открыли этот вопросник. На каждом шаге думайте – как данный вопрос изменяет Ваше видение и понимание системы, как в его свете можно систему улучшить.
• Никому не нужны формальные ответы на вопросы. Не следуйте в точности вопросам, следуйте их общему направлению, «духу». Не тратьте слишком много времени на каждый вопрос, не превращайте творческую работу в диссертацию…
• Не бойтесь отвлекаться, если «потянуло поштурмовать». Но, «вычерпав» отвлечение, возвращайтесь к методике.
• Обязательно записывайте все идеи, не надейтесь, что «такую идею забыть невозможно». Непременно забудете! И записывайте идеи, даже если они покажутся «дурацкими». Позже вы начнёте объединять идеи между собой, иногда сочетание двух-трех «глупых идей» даёт идею блестящую.
• Творческая работа не терпит звериной серьёзности! Развлекайтесь работая и работайте развлекаясь!

1. Подготовка к проекту

1.1. Проектные цели

Назовите Главную цель (или цели) вашего проекта и/или системы, процесса, который Вы анализируете.

Думайте тщательно – это не всегда так просто, как может показаться. Например, главная цель автомобиля – "транспортировать людей и грузы", а не «ремонтироваться». Но в каких-то случаях главная цель автомобиля будет «создание имиджа».

Рассмотрите подробнее цели и средства их достижения:

1. Реальны ли поставленные перед Вами цели?
2. Когда эти цели были поставлены? Нужно ли их откорректировать или изменить с учётом современных условий?
3. Почему именно эти цели были поставлены?
4. Кто установил цели, которые Вы пытаетесь достичь?
   • Насколько реальны Ваши ожидания?
   • Не переоцениваете ли Вы свои возможности?
   • Не переоцениваете ли Вы возможности других?
5. Если Ваши цели или одна из целей недостижимы, какие другие цели нужно преследовать?
6. Какая система способна обеспечить достижение установленных целей, и нельзя ли их достичь с помощью других систем или их комбинаций?
7. Какие функции должна выполнять система, чтобы обеспечить достижение установленных целей, и нельзя ли их достичь путём выполнения других функций?

 1.2. Важность ситуации

Удостоверьтесь, что Вы понимаете бизнес и организационные проблемы, связанные со сложившейся ситуацией. Проанализируйте следующее:

1. Кто заинтересован в появлении новых возможностей или преодолении существующих трудностей?
2. Почему именно эта проблема была выбрана для анализа и улучшения?
3. Что произойдёт, если эта ситуация не будет улучшена? Существует ли другой путь, чтобы избежать нежелательных последствий?
4. Действительно ли ситуация требует улучшения?
5. Как только Вы определили свою цель, проанализируйте следующее:
   • Не перегружены ли Вы избыточной или ненужной информацией?
   • Не пропустили ли Вы что-нибудь важное?
   • Правильно ли Вы оценили интересы других людей, связанных с этой проблемой? Учли ли их мнение?
6. Имеет ли смысл улучшать ситуацию? Чтобы оценить это, проанализируйте как эти изменения могут повлиять (полезно или вредно) на следующее:
   • Вас, Вашу семью или Ваших близких (друзей)
   • Вашего начальника
   • Ваше подразделение
   • Вашу компанию
7. Общество в целом

На кого ещё могут повлиять (полезно или вредно) предлагаемые изменения?

1.3. Краткое описание ситуации

Опишите свою ситуацию, используя простые фразы. Избегайте использования профессиональной терминологии – вместо этого используйте простой и понятный язык, который Вы использовали бы, чтобы объяснить проблему школьнику. Описание ситуации в непрофессиональных терминах делает её более общей, снижает психологическую инерцию и расширяет богатство ассоциаций при поиске решений.

После краткого описания всегда имеет смысл подумать, «поштурмовать» в одиночку или с группой задачу, опираясь на «ТРИЗ в подсознании». Вероятно, появятся некоторые решения – но это не очень важно. Главное, что такой «штурм» – наилучшее средство изучения системы и задачи:

• А если сделать так… Нельзя, потому что…
• А так… Может получиться, надо бы проверить…
• А так – слишком сложно…

Как результат – система становится понятнее, «ближе», как будто бы её «пощупали руками». И это обеспечивает успешность работы на следующих шагах.  При применении софтвера для решения изобретательских задач на этом шаге подключается специальный блок операторов – рекомендаций по «быстрому поиску».

1.4. Критерии оценки и выбора решений

У любой системы должен существовать параметр или набор параметров, позволяющий оценить её эффективность. Некоторые критерии настолько очевидны, что даже нет смысла их обсуждать, но иногда анализ критериев успеха вызывает существенные изменения в понимании проблемы, что, в свою очередь, может быть очень полезно для нахождения решения.

Типичные критерии для технических проблем - желаемые параметры по сравнению с существующими, включая:

• Основные технические характеристики.
• Основные экономические характеристики. В частности, приемлемая стоимость возможных изменений, приемлемый объём инвестиций и срок их возврата и т.п.
• Желаемые сроки для каждой стадии работы, то есть на принятие концепции решения, оценку потенциальных решений, тестирование и внедрение решения (или решений).
• Ожидаемая степень новизны решений (например, желательно ли иметь патентуемые решения?).
• Дополнительные критерии, такие как:
• Появление нового продукта или линии продуктов
• Возможность диверсификации решений
• Удобство и низкая цена обслуживания и сервиса и т.п.

Чтобы избежать напрасной траты времени и сил на развитие бесполезных концепций, целесообразно определить критерии "эффективности" заранее, рассмотрев следующие вопросы:

• Не являются ли выбранные критерии слишком высокими или даже чрезмерными, что может помешать решению проблемы?
• Достаточно ли понятны принятые критерии, не воспрепятствует ли их нечёткая формулировка поиску и оценке решений?
• Не отсутствуют ли какие-то значимые критерии?
• Не должны ли принятые критерии быть строже, чтобы удовлетворить долгосрочные требования?

2. Детальное описание ситуации

Мы начинаем предварительный анализ проблемы, применяя системный подход, чтобы рассмотреть проблему, разбив её на несколько разных подпроблем.

Большинство неподготовленных людей пытается решить проблему, сосредотачиваясь именно на самой проблеме. Но опытные решатели действуют иначе, рассматривая проблему одновременно с учётом разных факторов, с учётом связей системы с другими системами, в том числе анализируются:

• Система, её подсистемы и надсистемы, в которых работает данная система.
• Прошлое и возможное будущее, как самой системы, так и её подсистем и надсистем.
• Причина возникновения проблемы, нежелательного эффекта, возникающих при функционировании системы.
• Входы и выходы системы и их связь с проблемой.

2.1. Надсистемы - Система - Подсистемы

Каждое новое направление анализа (взгляд с особой точки зрения) при системном подходе даёт нам возможность использовать альтернативные способы для формулирования задачи. Данный подход (подсистемы – система – надсистемы) предназначен для того, чтобы мы рассмотрели:

• Какие изменения в надсистеме (надсистемах) разрешили бы ситуацию?
• Какие изменения в одной или нескольких подсистемах данной системы разрешили бы ситуацию?

2.1.1. Название системы

Назовите техническую систему, которая соответствует целям, сформулированным Вами выше. Для выбора воспользуетесь таблицей, приведённой ниже:

Пример из работы по совершенствованию электрического стартера.

Тип термина	Имя системы	Название функции
Специальный	Стартер	Раскрутка мотора
Типичный для некоторой области техники	Электрический мотор	Создание вращающего момента
Функциональный	Источник вращения	Вращение
Универсальный	Двигатель	Движение

Это может показаться тривиальным, но, как показывает практика, это – один из самых важных ходов в решении, потому что, выбирая название, мы фактически определяем системный уровень, на котором будет решаться проблема.

Пример. Однажды мы решали очень важную проблему с группой из 10 экспертов. Работа началась с того, что я попросил каждого в отдельности написать цель работы и название системы. Передо мною оказалось 10 разных записей. Все видели работу по-разному. 4 часа потребовалось для обсуждения всех вариантов и формирования единого понимания цели работы и системы. Это и оказалось залогом успеха работы. С тех пор мы всегда используем такую процедуру в проектах.

2.1.2. Структура системы

Опишите структуру системы в статическом положении (то есть, когда система не работает). Вы должны указать все подсистемы, основные элементы и связи между ними.

Пример. Легко сказать – перечислите. Если это небольшой нагреватель, в котором десяток элементов, – нет проблем. А если это подъёмный кран, в котором больше 10 000 деталей?

Во время ФСА по подъёмному крану я попросил участников нарисовать на большом листе бумаги кран. Вышел Главный Конструктор и цветными фломастерами изобразил очень симпатичную машину.

– А теперь перечислите только то, что есть на рисунке.

При перечислении оказалось, что кое-что Главный забыл. Ну, дорисовали. Потом в процессе работы мы постоянно возвращались к этому рисунку, правда пришлось ещё пару раз подправлять. Дело в том, что люди интуитивно прекрасно чувствуют – что важно, что неважно и всегда включают важное в рисунок.

Структура системы – важный ресурс для процесса решения проблемы. Подумайте, как можно, изменяя структуру системы, влиять на проблему, которую Вы пытаетесь решить? Возможно, одно или несколько простых структурных изменений устранили бы проблему в целом или, по крайней мере, существенно уменьшили бы её.

Пример.  Важной и очень тяжелой деталью крана был многоступенчатый редуктор и устройство защиты от падения груза (тормозное устройство) при остановке двигателя, вращающего редуктор. На этом шаге было найдено два предложения:

• Использование в редукторе вместо двух шестерёнчатых ступеней червячной пары, обладающей свойством самоторможения – это исключало необходимость тормозного устройства
• Использование вместо громоздкого многоступенчатого зубчатого редуктора более лёгкогоодноступенчатого прецессионного редуктора, обладающего свойством самоторможения

 2.1.3. Надсистемы и окружающая среда

Опишите окружение системы, включая:

• Другие системы в окружении рассматриваемой
• Другие системы, которые взаимодействуют с системой, особенно источники энергии, вещества, отходы и т.д.
• Условия вокруг системы, как искусственные, так и природные (температура, влажность, окружающая среда и т.д.)
• Требования к функционированию системы и взаимодействию между системой и внешней средой.

Внешняя среда системы – важный ресурс для решения проблемы. Может ли быть проблема устранена (или сделана менее серьёзной) при использовании одного или нескольких элементов, полей, функций или информационных ресурсов, имеющихся в окружении системы?

Пример. Одно из важных решений по подъёмному крану возникло на этом этапе. Краном управляет крановщик, ему не всегда хорошо видно, что происходит. Стропальщик, закрепляющий деталь к крюку, сигнализирует ему жестами или по радио. Но ошибки, причём иногда очень опасные не исключены. Было предложено на это время передавать управление (в ограниченных пределах) на пульт, который находится у стропальщика. Когда описанная работа проходила, это было совершенно ново и неожиданно, сегодня же таких систем полно.

2.1.4. Системы с подобными проблемами

Найдите систему, в которой существовала подобная проблема. Опишите её и ответьте на вопросы:

• Была ли эта проблема решена? Если да, то как?
• Применимо ли это решение к Вашей проблеме? Если нет, то почему?
• Какие новые задачи должны быть решены, чтобы можно было применить это решение для решения Вашей проблемы?

Пример. При проведении работы по совершенствованию машинки для стрижки волос было с помощью
  диверсионки высказано предположение, что машинку держать неудобно, и это может приводить к болезням рук. Клиенты над этим посмеялись, но небольшое исследование выявило, что множество парикмахеров после 10-12 лет меняют работу из-за проблем с лучезапястным (кистевым) суставом.  Был найден аналог – пистолет. И сформулировано неожиданное для к лиентов, но вполне реальное решение.  

   Между прочим, похожая проблема с лучезапястными суставами обоих рук возникла у одного из авторов из-за использования компьютерной клавиатуры. Врачи предлагали операцию, но не давали гарантию успеха. Переход к «физиологической» изогнутой клавиатуре, на которую руки ложатся без поворота в суставах, эту проблему снял  полностью.  

2.2. Вход - Процесс - Выход

Этот подход предполагает, что мы рассмотрим:

• Какие входы (полезные и/или вредные) ответственны за возникновение проблемы? Как они могут быть изменены, чтобы предотвратить возникновение проблемы?
• Как входы системы преобразованы в выходы? Возможно ли решить проблему, влияя на процесс преобразования?
• Что производит система на выходе (полезное и/или вредное)? Возможно ли избежать вредного эффекта, изменяя один или несколько выходных продуктов?

2.2.1. Функционирование системы

Опишите то, для чего была разработана система – то есть, её Главную Полезную Функцию¹. Опишите шаг за шагом функционирование системы, то есть, её поведение в динамическом состоянии, как это должно быть по замыслу создателей системы.

Возможно ли устранить проблему (или сделать её менее серьёзной), изменяя функционирование системы? 

Пример. Мы проводили работу по снижению стоимости контактов электрического выключателя. На каждом контакте закреплялся кубик с гранью 9.6 мм из магнитной стали для улучшения гашения электрической дуги при выключении тока. Технолог пожаловался, что раньше кубики фрезеровали из квадратного прутка с гранью 10 мм, потом, для удешевления производства, перешли на протяжку – и пошёл большой брак.

Исследователь, входивший в состав группы, пояснил, что функция кубика – создание магнитного поля, «сталкивающего» дугу на отогнутый «рог» корпуса контакта, в результате чего дуга растягивается и быстро рвётся. Между прочим, он сказал, что чем кубик больше – тем лучше действует. Немедленно последовал вопрос – а зачем же с 10 мм его уменьшают до 9.6? Места там явно достаточно… Все призадумались. Как выяснилось потом, 9.6 был минимально допустимый по расчётам размер – конструкторы и поставили его в чертеже… Отмена обработки прутка сразу сэкономила кучу денег. Но мы решили проверить все расчёты – и оказалось, что этот расчёт проводился очень давно, когда контактная пластина была из меди, а не из серебра, а скорость разведения контактов была ниже, и поэтому разрыв дуги происходил медленнее. После внедрения нового механизма, ускоряющего размыкание контактов и серебряной контактной пластины, никто не проверял, нужен ли теперь сердечник. Проведённые по нашему предложению испытания показали, что большинство выпускаемых контакторов вообще не нуждается в этом кубике. Это позволило ещё дополнительно существенно удешевить производство.

 2.2.2. Входы системы

Входы системы включают: вещества, части, энергию, информацию и т.д. Любой вход может быть или полезен (помогать функционированию системы) или вреден (вредить системе, например, пыль, вредные магнитные поля и т.д.).

Возможно ли устранить или решить проблему, изменяя один или несколько входов системы?

Пример. Мы проводили работу по снижению брака в процессе производства полировального порошка для микрочипов. Порошок получали в пламени сжигаемого в воздухе водорода. Нам удалось доказать, что брак связан с присутствием в воздухе углекислого газа. Раньше на это просто не обращали внимания, в воздухе всего-то 0.04% этого газа… Оказалось, что достаточно немного обогатить воздух кислородом, чтобы брак исчез. 

2.2.3. Выходы системы

Под продуктами системы понимают всё, что возникает в системе в результате её функционирования: вещества, энергию, информацию и т.д. Любой продукт может быть полезным (помогающим системе достигать цель) или вредным (наносящим вред другим системам или внешней среде, например, выхлопные газы, отходы, шум и т.д.).

Возможно ли устранить или решить проблему, изменяя один или несколько выходов системы?

Пример. Технологическая установка периодически выбрасывала некоторое количество пара с капельками кислоты. Для предотвращения попадания кислоты в среду использовался барботёр – ёмкость с водой, в нижней части которой подаётся пар. Проходя через воду, пар конденсируется, и кислота остаётся в воде. Но мощность установки увеличили, и барботёр перестал справляться – при выбросах часть пара не успевала сконденсироваться и уходила в среду вместе с кислотой. 

 Рассматривая выход системы, мы пришли к выводу, что нужно замедлить прохождение пара при выбросе воды, улучшить контакт пара с водой. Для этого следует внутри барботёра разместить колпак с множеством небольших отверстий.  При залповом выбросе пара колпак заполняется, и пар постепенно уходит через отверстия в стенках, а между выбросами остаток пара в колпаке конденсируется – и всё готово для следующего залпа. 

 2.3. Причина - Проблема - Результат

Этот подход предполагает, что мы рассмотрим:

• Какова непосредственная причина возникновения проблемы? Какой нежеланный эффект происходит в результате?
• Как причина порождает результат, то есть, каков механизм возникновения проблемы? Какие условия необходимы для возникновения проблемы?
• Существует ли способ изменить систему так, чтобы причина исчезла или не порождала нежелательного результата?

2.3.1. Проблема, которую надо решить

На базе краткого описания проблемы сформулируйте одну или, если нужно, несколько мини-задач по схеме:

Всё в системе (перечислить только основные части системы) остаётся как было или становится менее сложным, но появляется желательный результат или исчезает вредный эффект.

Пример. Массово выпускавшиеся контакты целиком покрывали серебром – просто большую партию загружали в сетку и опускали в серебросодержащий раствор. А в действительности нужно было серебрить только нижнюю часть. Зря расходовалось 80% серебра.  Для экономии серебра было придумано приспособление вроде решётки, в которую контакты укладывались так, чтобы их концы торчали вниз. Приспособление устанавливалось на края ванны серебрения, и лепестки погружались в раствор. Однако при этом пришлось придумывать сложные системы поддержания постоянного уровня раствора, которые работали из рук вон плохо, несмотря на постоянные попытки их улучшить.

Задача была сформулирована так: «Ванна с раствором остаётся та же, контакты остаются те же, решётка остается той же, а глубина погружения контактов в раствор всегда остаётся постоянной». После этого как-то сразу стало понятно простейшее решение – поставить эту решётку на поплавки, чтобы она плавала на поверхности раствора. 

2.3.2. Идеальный Конечный Результат (ИКР)

Сформулируйте для выбранной мини-задачи ИКР по схеме:

«Икс-элемент, не усложняя систему и не вызывая никаких вредных явлений, устраняет (указать вредное действие), сохраняя способность системы совершать (указать полезное действие)».

Или

«Икс-элемент, не усложняя систему и не вызывая никаких вредных явлений, обеспечивает выполнение (указать полезное действие) обеспечивая отсутствие (указать вредное действие)».

Здесь Икс- элемент – нечто неизвестное, но вполне материальное – какое-то вещество или поле, скорее всего из имеющихся в системе или её окружении ресурсов, которое нужно найти для решения задачи.

В некоторых случаях очень хорошо работает простейший вариант ИКР:

«Система САМА делает то, что нужно, и не делает ничего плохого»

Прикиньте возможность реализации ИКР. Представьте, что в Вашем распоряжении есть волшебник, который может сделать всё, что Вы хотите. Что бы Вы попросили его сделать, чтобы проблема решилась?

Пример. Для очистки литых деталей от остатков литейной земли на нашем заводе использовалась установка электрогидравлического удара. Деталь весом в несколько тонн опускают в ванну с водой, затем следует серия электрических разрядов, создающих мощные ударные волны в воде, – деталь очищена. Но каждый разряд – как удар грома. Чтобы не оглушать людей, необходимо ванну закрывать крышкой. Обработка длится лишь около минуты, а процесс опускания детали в ванну, снятия стропов крана, закрывания крышки, потом открывания и новой строповки занимает около получаса. Можно было бы очень быстро обрабатывать деталь, непосредственно висящую на кране, – кабы не шум…

При анализе был сформулирован ИКР: «Икс-элемент, не усложняя систему и не вызывая никаких вредных явлений, обеспечивает возможность обработки висящей на кране детали, обеспечивая отсутствие шума.

Стало понятно, что нужна крышка, непроницаемая для шума, но зато проницаемая для больших деталей. И сразу нашлась идея использования пены. У нас есть два ресурса – вода и волны в воде после разрядов, способные прекрасно сбить пену, – нужно лишь добавить в воду пару вёдер жидкого мыла. Ванна закрыта толстым слоем пены, который не мешает опускать в неё детали и прекрасно глушит звук. 

2.3.3. Механизм, вызывающий проблему

У каждого отказа, недостатка или вредного действия есть по крайней мере одна главная причина. Установите известные гипотезы или предположения относительно причины и опишите механизм этой проблемы. Если механизм проблемы неизвестен или неясен, то:

1. Попытайтесь описать максимально точно, что неизвестно или требует более подробного объяснения. Какие-нибудь события или условия, которые, так или иначе (особенно, если есть совпадения, повторяемость), связаны с проблемой? Опишите их.
2. Используйте алгоритм «диверсионки» для обнаружения механизма проблемы.

Помните, что:

• Если механизм известен, но устранить вредный эффект не получается, есть большая вероятность, что это – неправильный механизм
• В реальных системах может быть более чем один механизм вредного эффекта

Пример.  На заводе шёл большой брак из-за недостаточной электрической прочности пластмассовых коробов для высоковольтного оборудования. Считалось, что это связано с плохим качеством пластмассы. Но принимавшиеся меры особого эффекта не давали. При «диверсионке» была сформулирована задача: «Снизить электрическое сопротивление устройства, не меняя электропроводность пластмассы». И сразу появилась простая идея – сделать слой пластмассы тоньше. Для этого достаточно просто погрузить закладные гайки слишком глубоко в пластмассу. Немедленная проверка показала – рабочие нередко так и делали для ускорения работы, и это никак не отслеживалось. Проблема была снята.

2.3.4. Нежелательные последствия в случае, если проблема не решена

Опишите нежелательные последствия, которые возникнут, если проблема остаётся нерешённой. Предотвращение этих нежелательных последствий и является основной целью процесса анализа и решения задачи.

Если невозможно устранить или уменьшить вредный эффект, проанализируйте, может ли быть достигнут положительный эффект, который хотя бы частично компенсирует потери. Может быть этого будет достаточно, чтобы ситуация стала приемлемой.

Пример.  В крупной автомобильной компании перед нами поставили весьма головоломную проблему. Мы начали заполнять вопросник с клиентами, но когда дошли до этого пункта, они просто не смогли сказать – какие будут последствия, если её не решить… Да никаких! Зачем же её решать? Оказалось, что задача была вписана в планы каким-то, давно уже не работающим в этом отделении менеджером, её решением занимались 3 человека, но они даже не задумывались – а зачем её нужно решать. За проект был заплачен немаленький аванс, поэтому мы тут же с группой нашли другую задачу, действительно полезную для заказчика, – и работа пошла.

2.3.5. Другие проблемы, которые имеет смысл учитывать

В любой реальной системе всегда есть несколько проблем разного типа и «калибра», и они часто связаны друг с другом. То есть, решая одну из проблем, иногда можно устранить и некоторые другие, но бывает и наоборот – когда решение одной проблемы усиливает другие. Поэтому полезно заранее иметь представление о всех проблемах в системе.

Пример.  Для крупной химической компании, производившей терифталиковую кислоту, мы решали проблему периодических остановок в работе центрифуг (их было несколько сотен) из-за возникновения пробок в трубах. Эту проблему решить удалось, но занимаясь ею, мы подробно ознакомились с другими проблемами, связанными с центрифугами – и пришли в ужас – это же не рабочие машины, а высокоэффективные генераторы проблем! Огромные потери энергии, шум и вибрации, быстрый износ, частые аварии, низкое качество продукта…  Когда-то, в пятидесятых-шестидесятых годах другого способа отделения кристаллов продукта от раствора не удалось найти. Но прошло более 40 лет, появились новые ресурсы – вещества, технологии, знания… Нам удалось найти способ обойтись вообще без центрифуг, что снимало все их специфические проблемы. Разумеется, компания никогда не остановила бы работающее производство для внедрения таких новаций. Но повезло – как раз в это время начиналась разработка проекта нового завода большой производительности. 

2.4. Прошлое - Настоящее - Будущее

Этот подход предполагает, что мы рассмотрим:

• Какова была прежняя генерация системы или её предшествующее состояние, в котором, возможно, данной проблемы не было или она была неактуальна. Что изменилось?
• Когда и почему возникла проблема? Каковы вредные последствия, если проблема останется нерешённой?
• Может ли проблема быть предотвращена, или есть ли хотя бы способ уменьшить вредные результаты?
• Как система могла бы измениться в будущем? Как будут выполняться функции при эволюции системы? Как они могут измениться в будущем? Какие новые функции могут появиться?
• Возможно ли, что существующая проблема исчезнет при развитии системы?

 2.4.1. История системы

Изучение истории техники показывает, что на ранних стадиях развития системы часто появляются изобретения, которые становятся нужными через десятилетия. Также часто встречается ситуация, когда решённая на одном этапе развития проблема снова возникает на других этапах и может быть решена тем же путём, только про это новое поколение разработчиков даже не знает. Поэтому всегда полезно ознакомиться с прошлым той системы, над которой работаешь и посмотреть, не было ли аналогичных задач в предыдущих поколениях системы и если были, то как их решали.

Пример. В 1994 году мы проводили работу для Форда по конструкции электромобиля. Клиенты былинастроены очень оптимистично и утверждали, что «через 5 лет ни в одном городе США в городской черте не будет ни одного автомобиля с дымящим и вредным двигателем на бензине». Мы попытались заикнуться, что так не бывает, что правильный путь внедрения крупных новшеств – «буксирный», когда новая система интегрируется (гибридизируются) со старой и под её защитой развивается, а потом вытесняет «старушку». Так паровая машина «проникала» на парусники, заложив основы пароходов, а турбокомпрессор – на самолёты, проложив дорогу для реактивных двигателей. И мы предложили идею гибридного автомобиля. Над нами посмеялись.

Мы не поленились и нашли патент 1911 года на гибридный автомобиль, от нас отмахнулись. А в 1997 году на рынке появилась первая гибридная машина Toyota Prius. Только за первый год компания продала более 20 тысяч таких автомобилей. Форд потерял огромные деньги.

2.4.2. История проблемы

• Опишите эволюцию Вашей проблемы совместно с эволюцией системы. Было ли время, когда этой проблемы не было, или она была не важна? Почему она стала важна теперь, после каких событий в развитии системы?
• Возможно ли "вернуться в прошлое", чтобы изменить события, породившие проблему?
• Опишите все известные попытки устранить, уменьшить или предотвратить проблему, в том числе и неудачные попытки. Установите причины, по которым эти попытки оказались неудачными или неприменимыми.

Пример. На одной из моделей автомобиля возникал страшный визг при сильном торможении. При разговоре с заказчиком – начальником отдела – мы сказали:

– Нам нужно ознакомиться с историей проблемы…

Ответ был неожиданным:

– Проект закончен… – он пояснил, что вот эти двадцать забитых шкафов – история проблемы, и нам понадобится год на изучение.

– Нет, нам понадобится пара часов на беседу с вашими экспертами…

Потребовалось даже меньше времени. Мы выяснили, что такие же точно тормоза в других машинах не визжат. В тот же день эксперты по нашему предложению провели эксперимент – оснастили датчиками вибрации два автомобиля – «визгливый» и «молчаливый», расположив датчики прямо на тормозе. Оказалось, что оба датчика регистрируют примерно одинаковый уровень вибраций. Значит, визг зависит не от тормозов, а от чего-то другого. Возникло два варианта ответа:

• Разная звукопроводность конструкций – но это выглядело спорным, конструкции были очень похожими, использовали те же материалы
• Наличие в «визгливом авто» какого-то усилителя звука, например, резонансной полости (как в музыкальных инструментах). Сразу стало очевидно, что такой полостью может быть пространство вокруг колеса. После этого провели еще один эксперимент – часть этого пространства закрыли, напылив пластиковую пену. Машина смолкла.

2.4.3. Прогноз развития проблемы

Рассмотрите основные законы развития технических систем в приложении к развитию Вашей проблемы

• Повышение идеальности систем
• Появление и разрешение противоречий в развитии систем
• Эволюции в направлении повышения адаптивности систем, включая:
• Повышение изменяемости и динамичности
• Повышение управляемости
• Повышение внутреннего разнообразия
• Последовательное согласование-рассогласование
• Развёртывание и свёртывание систем в процессе эволюции
• Вытеснение человека из системы
• Расширение использования ресурсов системы и её окружения

Сама по себе работа по прогнозированию весьма объёмна, и её не нужно проводить для решения конкретной проблемы. Более подробно об этой работе мы расскажем в разделе «Директед Эволюшен», техники и примеры её использования. А в данном разделе просто прикиньте – как это относится к проблеме.

Пример. Завод выпускал микропровод диаметром 50-100 микрометров из разных металлов, покрытых слоем стеклянной изоляции. Эксперт (прошедший обучение ТРИЗ) нашёл идею создания на базе микропровода сверхъёмких высоковольтных конденсаторов. 

Вот только для этого нужно очень аккуратно разложить провод, который тоньше и мягче человеческого волоса, так, чтобы половина проводников была припаяна к одному электроду, а другая половина – к другому и чтобы проводники регулярно чередовались – это оказалось практически невозможным.

При довольно поверхностном рассмотрении законов развития стало ясно, что проблема в том, что проводники слишком согласованы друг с другом, нет никакой возможности обеспечить их сдвиг в пространстве. А возможно ли рассогласовать другие параметры? Например, материал?

Запросто. 

Можно выполнить один длинный микропровод из меди, второй из железа или никеля, потом  намотать их на цилиндр в много слоёв, аккуратно разрезать намотанную катушку – получим набор чередующихся проводников одинаковой длины. А потом протравить с одной стороны травителем на никель, а с другой стороны – травителем на медь. И припаять с каждой стороны электрод. Один будет контактировать только с никелем, другой – только с медью… Конденсатор готов!

3. Ресурсы и ограничения

3.1. Ресурсы технических систем

Ресурс – это нечто, что находится в системе или около неё, и в принципе может быть использовано для усовершенствования системы или решения проблемы, даже если вы пока не знаете, как это использовать.

Ресурсы могут быть получены из самой системы и её подсистем или из окружения – различных надсистем или окружающей среды.

Ресурсы могут быть готовыми для использования или «производными», то есть такими, что их надо как-то изменить, чтобы использовать. Рассмотрите основные типы ресурсов:

3.1.1. Вещественные ресурсы

Вещественные ресурсы – любое вещество, которое есть в системе и окружающей её среде. Подумайте, как можно было бы использовать:

• Элементы системы и/или её окружения
• Сырье, используемое в системе и/или её окружающей среде
• Продукты, произведённые системой и/или её окружающей средой
• Отходы материалов, получаемые в системе и/или окружающей её среде
• Недорогие вещества, такие как вода, воздух, песок, снег и т.д.

3.1.2. Полевые ресурсы

Под полем понимается любой тип влияния, которое один объект может проявить на другой. Проанализируйте, присутствует ли в системе или около неё:

• Механическая энергия (действия, взаимодействия и т.д.)
• Звук, колебания
• Тепловые действия и взаимодействия
• Химические реакции
• Электрическая энергия (действия, взаимодействия и т.д.)
• Магнитные поля, действия и взаимодействия
• Электромагнитные действия и взаимодействия
• Свет и другие типы радиационных полей

Проанализируйте, как можно было бы их использовать для решения проблемы

Пример. На месячном семинаре по ТРИЗ один из слушателей решал задачу защиты золоуловителей – стандартного оборудования тепловых электростанций. В них поток горячих топочных газов, включающий также золу и песок, смешивается с водой, и эта смесь с температурой около 80° проходит со скоростью до 100 м в секунду через трубку Вентури (специальная труба с сужением в середине), благодаря чему мелкие частицы сажи и песка скатываются в крупные хлопья, которые потом легко отделить от газа. При этом стенки трубы очень страдают от абразивного износа. Неоднократно предпринимались попытки как-то защитить стенки, но это оказывалось слишком дорого.

В то время (1981 год) в ТРИЗ ещё не было понятия «ресурс», но мы знали, что для реализации ИКР необходимо использовать те вещества и поля, которые имеются в системе или вокруг неё. Был сформулирован ИКР: «Икс элемент, не усложняя систему, устраняет износ стенок, не мешая им пропускать поток газов». Ресурсов оказалось немного – составляющие потока, скорость потока да тепловое поле.

Рассмотрение составляющих потока привело к мысли, что если поднять температуру немного выше 100 градусов, на её поверхности начнёт высаживаться накипь (как в чайнике), которая могла бы защитить стенки… Тут слушатель начал хохотать… Я испугался – ещё помешательства нам на занятиях не хватает… Отсмеявшись, он сказал – «иногда оператор не выдерживает режим и накипь появляется… После исправления режима её сдирает потоком. Нужно просто подогревать трубу, благо тепла у нас навалом. Вот только не забьёт ли тогда всю трубу накипью?».

На следующий день его не было на занятиях, а через день он принёс стальную пластинку, покрытую гладким слоем чего-то вроде лака, но очень твердым. Он был в своей лаборатории и провёл эксперимент – вставил в поток нагреваемую пластину. Как только слой становился толще, температура пластины падала, и высаживание накипи превращалось – самоуправление!

Оказалось, что если увеличить нагрев пластины – может нарасти толстый слой с очень красивой структурой, как у агата. Новое изобретение – способ искусственного изготовления полудрагоценных камней!

3.1.3. Ресурсы времени

Ресурсы времени включают временные интервалы, которые доступны для использования. Проанализируйте:

• Время перед началом процесса – могут некоторые необходимые для системы функции быть выполнены заранее, поможет ли это решить проблему?
• Время во время процесса, такое как
• Паузы
• Холостые движения
• Возможность одновременного (параллельного) выполнения нескольких операций

Могут ли некоторые необходимые для системы функции быть выполнены в паузах или одновременно с рабочим процессом? Нельзя ли исключить холостые ходы? Поможет ли это решить проблему?

• Время после процесса – могут некоторые необходимые для системы функции быть выполнены после окончания основного процесса, поможет ли это решить проблему?

Пример. В самом конце прошлого века мы работали для автомобильной компании, решая набор задач для системы «STARS» (стоп-старт), останавливающей работу мотора во время остановок на светофорах или в пробках и быстро запускающей его при нажиме на газ. Одна из проблем – после нажима на газ ещё порядка секунды-полутора секунд ничего не происходило, и пользователи жали сильнее, в результате чего мотор глох или машина буквально «прыгала» вперед. Вместе с клиентами мы нашли ресурс времени – мотор включается, когда давление на тормоз быстро падает. Отпускание тормоза и нажим на педаль газа занимает 1 – 3 секунды, и к этому времени мотор успевает выйти на рабочий режим.  

3.1.4. Ресурсы пространства

Пространственные ресурсы – место в системе и около неё, которое может использоваться для того, чтобы разместить новые объекты (элементы системы), или с целью получения свободного места или преодоления пространственных ограничений.  Ищите свободное место, такое как:

• Свободное пространство между элементами
• Пустоты в элементах
• Незанятые поверхности элементов
• Пространство, занятое ненужным объектом (элемент системы)
• Пространство, доступное в других измерениях (направлениях) 

 Пример.  В 1994 году на семинаре в компании Форд мы показали использование законов развития (п. 2.4.2.) на примере эволюции автомобильных педалей. Автомобиль 1910 года имел 5 педалей:

• Тормоз обычный
• Сцепление
• Газ
• Тормоз стояночный
• Педаль подкачки бензина при пуске мотора

Автомобиль 1920 года с ручной трансмиссией имел 3 педали:

• Тормоз
• Сцепление
• Газ

Автомобиль 1990 года с автоматической трансмиссией имел 2 педали:

• Тормоз
• Газ

А что дальше?

Было сформулировано противоречие:

Согласно тенденции упрощения управления, должна быть одна педаль для ускорения (газа) и торможения. Но она должна выполнять две несовместимые функции.

Для разрешения противоречия предложено решение, использующее дополнительные ресурсы времени и пространства:

• Разделение во времени – ускорение и торможение никогда не осуществляется одновременно (кроме голливудских трюков)
• Разделение в пространстве путём использования двух разных движений – нажима для торможения (как и в обычных тормозах) и сдвига вправо или влево для управления газом

Слушателям решение понравилось, но нам сразу объяснили, что это ничего не значит – решения принимают высшие менеджеры, которых мнение инженеров просто не интересует². А в 1999 году Вольво запатентовала «одиночную педаль» (патент US5957811) и провела испытания, которые показали, что безопасность автомобиля при такой педали существенно возрастает за счёт ускорения торможения – не нужно переносить ногу с газа на тормоз. Но сама патентованная конструкция была настолько плоха, что дальше испытаний не пошло. В 2010 году японец Масуюки Нарусе предложил педаль, похожую на нашу. Была публикация о том, что Тойота ею заинтересовалась.

3.1.5. Информационные ресурсы

Информационные ресурсы включают любой вид информации о текущем состоянии системы или её окружающей среды, а также информацию об изменениях объектов и процессов в системе и её окружающей среде.  Проанализируйте возможные источники информации, в частности:

• Поля, создаваемые системой и/или её элементами
• Продукцию и отходы системы
• Изменения в потоках вещества или энергии, проходящей через систему и/или её элементы
• Свойства системы и/или её элементов (такие как температура, прозрачность, естественная частота и т.д.)

Пример. При проведении ФСА (работы по снижению стоимости) стабилизатора электрического напряжения выяснилось, что существенную долю в его стоимости составляет индикаторная лампочка, сигнализирующая о работе стабилизатора – для неё приходится делать дополнительную обмотку трансформатора и отдельный вывод напряжения от этой обмотки. Дорого стоит также сама лампочка, нужен патрон для лампочки, красное стекло... К тому же лампочка иногда перегорает, а при солнечном свете почти не видна.

Было сформулировано простейшее ИКР: Стабилизатор САМ показывает – работает он или нет.

Нужен информационный ресурс – какое-то отличие работающего стабилизатора от не работающего. При работе были выявлены типовые «ресурсы отличия»: 

• Шум трансформатора (вообще-то очень слабый)
• Наличие электрического тока в устройстве
• Наличие довольно сильного магнитного поля в трансформаторе

Нам сразу понравился ресурс магнитного поля – оно хорошо действует на расстоянии и легко может перемещать кусочек железа. На рисунке приведен один из возможных вариантов. Железная пластинка при включении стабилизатора перемещается в специальном окне корпуса, показывая, что стабилизатор работает. Стоимость устройства индикации снизилась почти в 100 раз. 

3.1.6. Функциональные ресурсы

Функциональные ресурсы включают способность системы или её окружения выполнять некоторые действия. Рассмотрите:

• Возможность дополнительного использования имеющихся у системы функций
• Дополнительные полезные функции, которые могут выполнить система и/или её окружение
• Вредные функции, имеющие место в системе и/или её окружении, которые могут быть так или иначе полезно использованы.

Пример. При изготовлении слоистых пластиков из исходных веществ, мономеров, варят промежуточный продукт - олигомер. Варят его в огромном автоклаве, при этом выделяется большое количество водяных паров. Выпускать их в атмосферу нельзя, так как они содержат много ядовитых веществ. Поэтому пары пропускают через змеевик – холодильник, вода конденсируется и отводится. Но на стенках трубок быстро нарастает слой полимера, который ухудшает охлаждение. Приходится останавливать работу и прочищать холодильник от осадка полимера.

Было найдено неплохое решение – использовать воду как защитный ресурс, охладив трубки ниже нуля. Тогда стенки покроются тонким слоем льда из сконденсированной воды, и полимер не будет садиться на металл. Решение понравилось, но смущала необходимость приобретения специальной холодильной машины – это не очень-то идеально.

А еще через несколько дней мы вернулись к этому автоклаву в связи с другой задачей.  На доске снова возникли автоклав, змеевик холодильника, но на этот раз рядом с котлом появилась ещё какая-то цистерна.

– Это запас спирта, несколько тонн, – объяснил эксперт. После варки олигомер получается слишком густым, и для лучшей пропитки материала его разбавляют спиртом, который потом испаряется.

– А как он в автоклав попадает? – заинтересовались сразу несколько участников.

– Через специальный трубопровод.

– А нельзя ли спирт заливать через змеевик холодильника? Заодно и прочистит его!

Оказалось, что никаких препятствий здесь нет, просто раньше не догадались. Психологическая инерция помешала. Почему же мы в первый раз до такой простой идеи не додумались? По-видимому, потому что тогда в ТРИЗ ещё не было понятия «ресурсы надсистемы». Сегодня, решая такую задачу, мы были бы обязаны выяснить, какими ресурсами мы располагаем, и задача была бы тут же решена. 

3.2. Нетехнические ресурсы

3.2.1. Финансовые ресурсы

1. Действительно ли Вы готовы нести затраты на реализацию решения, учитывая, что они могут составить 10-15 % ожидаемой прибыли, а может быть и больше? Каков Ваш предел затрат?

2. Действительно ли Вы в состоянии использовать или получить:

• Инвестиции
• Наличные деньги
• Ссуды
• Бартер
• Другие финансовые инструменты

3.2.2. Человеческие ресурсы

• На каком уровне в иерархии находятся люди, сформулировавшие цель проекта?
• На каком уровне в иерархии находятся люди, от которых будет зависеть реализация проекта?
• Каков Ваш уровень?
• Есть ли у Вас союзники, которые поддержали бы Вас при необходимости? Каков их уровень?
• Если возникнет необходимость, способны ли Вы связаться с экспертами по данной проблеме (внутренними или внешними), которые могли бы помочь Вам?
• Есть ли у Вас в настоящее время люди, способные к тому, чтобы придумывать творческие решения?
• Действительно ли доступны люди, которые могут обеспечить какую-нибудь необходимую проверку и внедрить решение?
• Есть ли способ стимулировать людей улучшать ситуацию?

3.2.3. Другие деловые активы как ресурсы

Могут другие деловые активы использоваться, чтобы реализовать новые возможности? Подумайте о следующем:

• Оборудование
• Условия
• Материально-технические ресурсы
• Информация
• Другое

3.3. Допустимые изменения в системе

3.3.1. Допустимые изменения в системе:

• Позволено полное изменение системы
• Позволены существенные изменения в системе
• Допустимы незначительные изменения
• Допустимы только минимальные изменения
• Позволено изменять (полностью, сильно или слабо) только следующие (перечислить) подсистемы и/или детали

3.3.2. Ограничения на изменения системы

• Укажите какие технические, экономические или другие параметры должны:
• Оставаться постоянными
• Не уменьшаться
• Не увеличиваться
• Объясните причины для введённых ограничений, удостоверьтесь, что ограничения разумны. Попытайтесь избежать критериев, которые "толкают" процесс решения проблемы в узкое специфическое направление (например, объявляя заранее, что решение должно быть на базе гидравлики и т.п.)
• Если возможно, укажите условия, при которых те или иные ограничения могут быть сняты
• Рассмотрите возможность обхода ограничений
• Поищите возможность решить задачу, не снимая ограничения или снимая только часть из них

 Пример. Наш ученик был очень расстроен – его пожилой сосед каждый день выпускал здоровущего пса побегать, и тот справлял свои нужды прямо у него под окном. Сказать что-то старику или написать ему письмо он стеснялся и знал, что это бесполезно – старик очень упрям. Жаловаться полиции, судиться или писать в газету он не решался… 

При решении по ТРИЗ было сформулировано противоречие: соседу надо дать понять, что это не может продолжаться, но при этом с соседом не надо говорить, не надо ему писать и т.п. Противоречие было разрешено с использованием принципа «замена объекта его имитацией». Когда собака в очередной раз «справляла свои дела», наш ученик вышел с фотоаппаратом и сделал несколько снимков так, чтобы на них были видны его дом, собака и сосед. Сосед, не говоря ни слова, позвал собаку и ушёл. Что он подумал – неизвестно, но больше ситуация никогда не повторялась.

 

Один из первых читателей, человек умный, но с ТРИЗ незнакомый, дочитав материал до этого места растерянно спросил:
– Так этот вопросник и есть ТРИЗ?
– Нет, конечно, это всего лишь подготовка к решению задачи, «разведка боем», при которой слегка используются некоторые элементы ТРИЗ. Дальше будут применяться более мощные инструменты, с ними мы ознакомимся в следующих разделах.

 

 

 

---

1 Функция - действие, выполняемое системой для других систем.

2 Когда-то мы питали иллюзии – «в Америке рынок, там все хорошие идеи сразу находят применение…». Ага… По сравнению с бюрократией в крупных американских компаниях даже насквозь забюрокраченная «Электросила» семидесятых годов показалась бы раем свободного предпринимательства…