Хоменко Н.Н. Об ИМ-А и переходе от ФП к его разрешению

конспект научно-практической конференции
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ОБУЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОМУ ТВОРЧЕСТВУ
Миасс, 23-27 мая 1988 г

Вы уже слышали о проекте "Изобретающая машина", я расскажу об одной из ее подсистем, называется она "ИМ-А" и построена на основе АРИЗ-85-В.

Некоторые причины появления такой работы. Прежде всего, необходимость массового обучения. Для массового обучения необходимо большое количество пособий. Но любому пособию присуще противоречие: большое пособие хорошо, потому что излагается подробно, но с большим пособием тяжело работать. Яркой иллюстрацией здесь служит опыт врача Наумова. Его работы показали, что хотя в книгах по медицине описана масса болезней со всеми их признаками, врачи ими не пользуются, они ставят диагнозы не те, которые есть по факту, а те, с которыми чаще приходиться сталкиваться. ИКР - пособие само должно предоставлять нужную информацию по требуемому вопросу.

Еще одна причина, так уже сложилось, что у нас в школе мне длительное время приходилось преподавать те разделы, которые связаны с АРИЗом. Видимо, не я один пришел к выводу, что одна из сложностей освоения АРИЗа - непоследовательность мышления слушателей. Выполняется шаг 1.1, затем выполняют шаг 1.2, причем так, как будто шаг 1.1 вообще не выполнялся. Какое-то время требуется на то, чтобы слушатели научились, выполняя последующий шаг, обращали внимание на все предыдущие шаги, чтобы цепочка мышления не прерывалась. ИКР - пособие само не дает возможности уклониться в сторону от основной линии анализа.

Сформулированные ИКРы можно сравнительно легко достичь с помощью современных ЭВМ и методов искусственного интеллекта.

Основная идея подсистемы ИМ-А: она должна работать за тризовца, решающего задачу в паре со специалистом, хорошо знающим свою область, с задачедателем. Нередко приходится слышать, да и самому мне приходилось не однажды быть участником историй, когда люди, совершенно не разбирающиеся в той области, где возникла задача, работая в паре со специалистом, выходили на интересное решение, причем специалисты обвиняли тризовца в том, что тот заранее знал решение и тянул к нему задачедателя. Эти факты подтверждают правильность выбранного направления.

Работа началась в мае прошлого года, с сентября последовал большой перерыв. Сейчас есть уже более - менее нормальная версия, есть примеры построения моделей задач, как учебных, так и производственных.

Работа с ЭВМ дает бесплатные конфеты. Пользователь работает в нормальной психологической обстановке, в присущем ему темпе. Еще одно качество. На занятиях много времени уходит на то, чтобы найти термин, устраивающий хотя бы большинство слушателей, под одним и тем же словом люди понимают совершенно разные вещи и получается, что суть уже всем давно ясна, а копья по поводу терминов могут ломаться очень долго. При работе с ЭВМ каждый пользователь представляет, что стоит за тем или иным термином, подчас очень непривычным, но пользователь знает, какой смысл он вкладывает в то или иное слово, хотя иногда ему трудно найти слова для объяснения. При всем этом задача оказывается проанализированной, а модель построенной.

Таким образом, использование компьютера вносит элементы индивидуального подхода к слушателю, кроме того у преподавателя появляется время на индивидуальную работу со слушателем прямо на занятиях, обращая больше внимания на те моменты, которые машине пока недоступны. ЭВМ не заменяет, но облегчает работу преподавателя.

То, что сейчас делается и сделано, это "разведка боем" - надо зафиксировать то, что уже наработано, ведь много информации передается на уровне подсознания в процессе решения задач, не всегда четко сформулировано. Необходимо выяснить те белые пятна, которые каждый преодолевает какими-то своими методами. Эти пятна не очень заметны, особенно у опытных тризовцев, но когда на занятиях слушатели начинают вытаскивать из преподавателя "почему?" да "отчего?", это приходится делать.

Завершая первую часть доклада, о том, что уже есть на сегодня. Есть костяк программы, ведущей в процессе диалога с пользователем построение модели задачи. Бывают иногда сбои. Надо наращивать "мясо" - обеспечивать работу пользователя при наличии различных нюансов в задаче. С помощью этой программы в комплексе с другими подсистемами уже была решена одна производственная задача.

Для того, чтобы все это сделать, нужна гораздо большая детализация выполнения шагов, чем это есть в АРИЗ. Чтобы построить ТП1 и ТП2, надо сначала построить просто ТП, задаются вопросы, и из ответов пользователя по крупицам формулируется модель задачи.

По поводу детализации шагов. Сейчас начата работа по созданию аналогичной программы для последующих частей АРИЗ, которая будет вести пользователя до формулировки ФП и, возможно, вплоть до его разрешения. Такие наметки уже есть. Хочется еще раз подчеркнуть, что система не решает задачу, но дает подсказки, поддерживает слушателя и ведет его к интересным решениям, в зависимости от того, как и что отвечает пользователь.

Несколько слов по поводу разрешения противоречий. Возможно эта информация кому-то пригодится, если это действительно случится, хотелось бы узнать об этом опыте, мой адрес есть в краткой справке ТРИЗ-88.

Несколько исходных положений

Есть проблема перехода от ФП к его разрешению, вчера здесь даже пропасть была нарисована. Если сформулировать это в терминах ТРИЗ, то получается, что есть два объекта, плохо взаимодействующих между собой. Для решения этой задачи необходимо ввести между этими объектами третий, являющийся видоизменением первых двух.

Следующий момент. Нередко бывает так, что задача решается, а ФП слушатели сформулировать не могут. Происходит это потому, что разрешение ФП происходит в процессе его формулирования. Показательна в этом плане задача о нанесении химического покрытия из раствора на металлическую деталь. Когда раствор горячий, производительность высока, но раствор быстро разрушается; когда раствор холодный, то он хорошо сохраняется, но снижается производительность. При формулировке ФП получается, что раствор должен быть горячий возле детали и холодный во всех других местах ванны. Противоречие не получается, потому что оно разрешилось в процессе формулирования.

Еще одна посылка. Мне приходилось использовать ТРИЗ для решения задач из области электроники, схемотехники. В этих задачах есть одно отличие от обычных технических задач - много оперативных зон. Есть ОЗ на принципиальной схеме, на физическом объекте, на характеристиках того или иного прибора, каскада и т.д. Получается, что в технических задачах конфликт протекает, как правило, в пространстве и во времени. Как и любое другое событие. Задачи по электронике натолкнули на мысль, что есть еще и другие оси, например, частоты, амплитуды напряжения, тока или другой величины и т.д. Это говорит о том, что конфликт протекает в некотором n-мерном параметрическом пространстве. Таким образом, в каждом конкретном случае помимо пространства и времени могут понадобиться какие-то дополнительные характеристики, индивидуальные для конкретной задачи, конкретной области.

Все это навело на мысль, что когда мы формулируем противоречие мы имеем дело с задачей - путанкой, что у нас есть не одно противоречие, а несколько противоречий, которые мы пытаемся втиснуть в одну формулировку: "Некоторый элемент в течение оперативного времени, в оперативной зоне...", - здесь как минимум два противоречия во времени и в пространстве. Для электронных задач конфликт протекает в пространстве другой размерности, оперативное пространство там описывается в иных терминах.

Возникла идея - распутать эту путанку, а для этого при формулировании противоречия использовать одновременно и один из способов разрешения противоречий. Т.е., использовать смесь формулировок противоречия и возможного способа его разрешения - это типовое решение задачи, о котором уже говорилось ранее. Для каждой задачи надо формулировать минимум пять таких видоизмененных противоречий-разрешений. Если противоречие не получается или формулируется нечетко, то это означает, что для решения задачи может быть использован данный способ разрешения противоречий. Как правило, противоречие не решается только одним из способов в чистом виде. Решение представляет собой синтез решений, полученных с помощью нескольких способов разрешения противоречий.

Поскольку пространство многомерно, то мы имеем дело с проекциями конфликта на соответствующие оси и плоскости: пространственные, временные, частотные (если параметры, участвующие в конфликте, зависят от частоты) и т.д. В такой трактовке разрешение в пространстве аналогично разрешению во времени или по любому другому параметру - слева от некоторой границы должно обеспечиваться свойство А, а справа от этой границы обеспечивается свойство не-А. Задача сводится к нахождению этой границы и, обычно, не вызывает трудностей. Поэтому по каждой оси в отдельности надо формулировать противоречие. Причем типовая формулировка должна быть примерно следующей: "В такой-то части параметрического пространства элемент должен обладать свойством А, чтобы обеспечить положительный эффект, но в другой части параметрического пространства должно обеспечиваться свойство не-А". И так далее по каждому из известных способов разрешения противоречий. При этом использование системных переходов означает переход к противоречию на микроуровне, так как возникает необходимость сильного дробления вещества и перестройки структуры участников конфликта. Макро- противоречие подразумевает дробление оперативного пространства только на две части с разделением противоположных свойств между этими частями.

Выводы

Конфликт протекает в некотором n-мерном пространстве.

Противоречие - это система противоречий, каждое из которых надо разрешить в соответствии с известными способами разрешения противоречий и получить частичные решения.

Из полученных частичных решений синтезировать решение задачи.

Таким образом мы получим общую схему решения заданной задачи, а затем, используя ВПР, конкретизируем для каждого конкретного случая.

Из ответов на вопросы

Какие еще, кроме пространства и времени, параметры могут понадобиться для решения задачи, выясняется в процессе анализа по АРИЗ. Например, если у вас свойство, вызывающее конфликт, зависит от частоты сигнала, то вам необходимо включить в пространство конфликта ось частоты.

Полнота параметрического пространства конфликта определяется задачей. Абсолютно полное пространство только затруднит анализ, нужно использовать только те параметры, в зависимости от которых меняется свойство, вызывающее конфликт.

Литвин:

Здесь упоминалось о задачах - путанках, несколько лет назад появился этот термин. Сегодня ясно после стыковочных работ между ТРИЗ и ФСА, что те задачи, которые приводились в качестве примеров задач-путанок, на самом деле ни какие не путанки, а технологический процесс. Если его нормально проанализировать, то четко выходишь на одну задачу. Анализ с этих позиций для интеллектуальных систем представляется более плодотворным.

Ответ:

Анализ данной проблемы проводился именно с этих позиций.