7. Задачи, решая которые, развиваются ТРИЗ и ОТСМ

7.1. Как без проб и ошибок решать задачу, не имеющую типовых решений?

Всякая техническая система, созданная человеком, помогает ему решить некоторую проблему. Точно так же и различные нематериальные системы,  методы и теории, призваны помочь человеку в решении некоторого круга проблем.

В решении каких же проблем должны помочь ТРИЗ и ОТСМ?

Цель классической ТРИЗ –  помогать человеку решать сложные проблемы, те, для которых не существует известных типовых решений, а следовательно, они решаются методом перебора различных вариантов. Для простых задач достаточно перебрать несоклько вариантов или несколько десятков. Сложные же нетиповые пробелмы для своего решения требуют перебора большого количества всевозможных вариантов, отброса неподходящий идей и сохранения всего, что как-то помогает в решении проблемы.

Обычно человек, приступая к решению проблемы, перебирает все возможные варианты из знакомых ему областей. Убедившись, что готовых решений нет, он начинает постепенно расширять поле поиска все больше и больше, все дальше и дальше уходя от первоначальной области поиска решения.

В конце концов решатель проблемы отходит от стереотипов и начинает пробовать «дикие», «сумасшедшие» решения, противоречащие здравому смыслу. В современных условиях этот процесс перебора вариантов можно существенно ускорить за счет применения компьютерного моделирования, мысленных экспериментов.... Но суть механизма решения задач остается все той же – метод проб и ошибок. Скорость совершения проб и генерация новых потенциально полезных проб зависит от опыта специалиста и технологий, которые используются для проверки того или иного варианта.

Неутомимость в переборе вариантов и «муки творчества» сегодня стали символом кропотливой творческой работы, направленной на поиски решения неординарной проблемы.

Казалось бы, в этом есть своя логика. Как же иначе найти и отобрать самые лучшие идеи? Как быть уверенным в том что хорошие идеи не упущены в суматохе непрерывных проб и ошибок?

До появления, в конце сороковых годов, основополагающих идей ТРИЗ, психологическая инерция разработчиков методик решения проблем была направлена на решение вопроса о том, как за минимальное время сгенерировать максимальное количество разнообразных идей. Многие психологи и сегодня считают это признаком неординарного мышления. Безусловно не каждый человек способен генерировать много разнообразных идей. И видимо, это может быть полезно при решении задач. Но вряд ли метод проб и ошибок можно назвать эффективной технологией решения проблем. Например, эпидемия гриппа в начале ХХ века унесла около 20 миллионов жизней людей. Спасти их помешал метод проб и ошибок. Все необходимое для создания лекарства уже имелось в наличии. Но это выяснилось лишь тогда, когда лекарство было создано, а люди умерли... 

Представьте, что мосты и здания строили бы методом проб и ошибок. Сколько бы времени понадобилось для строительства Собора Парижской Богоматери?. Построили стену, а она развалилась под собственным весом. Построили более толстую стену и она выдержала, но когда начали возводить перекрытие, стена опять развалилась.... Построили новые стены, которые выдержали и перекрытие, но когда на перекрытии возвели башенку, крыша провалилась... Казалось бы, это нелепо. Но именно так ищутся идеи решения новых проблем, для которых еще не найдены типовые варианты. Чем труднее и новее проблема, тем больше проб и ошибок надо совершить чтобы выйти на решение. Причем это достаточно случайный, плохо контролируемый процесс.

Такой метод работы над нетиповыми проблемами был приемлем долгие столетия. Но в ХХ веке технический прогресс значительно ускорился за счет развития науки. Вместе с тем, возросло и количество технических, проблем которые приходится решать инженерам и ученым. Поэтому не случайно в середине ХХ века в мире стали появляется технологии решения проблем. Бум в создании методов решения нетиповых проблем не прошел и до сих пор. Но новые методы решения, как правило создавались методом проб и ошибок, да еще в рамках существующих стереотипов о творчестве, один из которых сводится к тому, что для решения проблемы необходимо придумать множество всевозможных идей, а затем отобрать лучшие. На разделении этих двух фаз ([генерации и отбора идей]) базируется и наиболее известный и популярный метод – Мозговой штурм.

Для того, чтобы лучше понять, почему нас не устраивают многие методы решения проблем основанные на этих подходах, воспользуемся правилом ТРИЗ «интенсификация проблемы». Это правило очень хорошо помогает при постановке задачи: позволяет одолеть психологическую инерцию и увидеть корни проблемы. Определившись с корнями, мы сможем более четко поставить задачу, а затем найти эффективное решение.

Эта простая идея лежит  не только в основе ТРИЗ и ОТСМ, но и любого другого научного подхода: сначала надо понять корни, порождающие проблему,  а потом найти способ их устранения.

Итак, применим правило обострения исходной ситуации и допустим на мгновение, что изобретен метод, позволяющий одному человеку за несколько часов получить не 5-10, а несколько десятков тысяч вариантов решения.

Если мы сможем качественно оттестировать по одной идее в час, то для отбора из этого массива чего-либо подходящего, нам понадобится несколько лет непрерывной работы. Выигрывая в скорости генерации решений, мы проигрываем в скорости тестирования наработанных вариантов решения. В итоге суммарная эффективность не возрастает.

Чтобы еще более четко поставить вопрос о технологии решения проблем, давайте еще раз воспользуемся правилом интенсификации.

Операция оценки наработанных решений должна протекать очень быстро и эффективно. В идеале ее вообще не должно быть. Но тогда как же быть с тем массивом потенциальных решений, которые позволяют наработать методы, активизирующие генерацию большего числа вариантов?

Сам собой напрашивается вывод, что если мы хотим отказаться от операции оценки, то нам нужен другой метод производства идей. Выходит, что наиболее эффективный метод решения проблем вовсе не должен производить множество разнообразных вариантов решения. Эффективный метод должен производить одно-единственное решение, которое будет наилучшим в сложившейся конкретной ситуации.

На первый взгляд это невозможно. Но как известно, именно невероятные, «дикие» идеи приносят наиболее интересные творческие результаты и находки. Так случилось и с ТРИЗ. В постановке Альтшуллера ТРИЗ должна была решать задачу о том, как находить эффективные решения проблемы без сплошного перебора вариантов, в то же время не теряя эффективных решений и не тратя времени на оценку полученной идеи.

Но такая постановка задачи означает, что оценка полученных идей должна проводится уже в процессе поиска решения. Идеи должны проходить отбор как бы автоматически без генерации вариантов, их оценки и отбрасывания. Поначалу это трудно себе представить, поскольку эта идея противоречит сложившимся стереотипам мышления: сначала надо предложить варианты, а затем оценить их.

Генрих Альтшуллер не только поставил задачу об эффективном методе решения проблем в таком нетривиальном, «диком» виде, но за 52 года работы над этой задачей он смог существенно продвинутся на пути ее решения. Все это время ТРИЗ развивалась, пытаясь достичь сформулированный Альтшуллером идеальный конечный результат (это еще один из инструментов классической ТРИЗ): эффективная технология решения проблем должна приводить нас к наиболее сильному решению проблемы без перебора вариантов, без необходимости генерировать множество вариантов решения, а затем оценивать их.

Людям, впервые столкнувшимся с такой постановкой проблемы, она кажется неразрешимой. Хотя прототипы решения подобных задач им уже известны. Тут мы еще раз сталкиваемся с самым серьезным и сильным противником любых  изобретений и инноваций – психологической инерцией. Давайте попробуем преодолеть свою психологическую инерцию и подумаем, какие аналоги-прототипы мы можем использовать в решении задачи, поставленной Альтушллером?

Например, когда нам надо найти нужную книгу мы идем в библиотеку. Но там мы не ходим случайным образом вдоль полок надеясь натолкнуться на книгу, которую ищем. Мы обращаемся к помощи каталога и четко определяем где взять нужную нам книгу. Сотрудники библиотеки предварительно поработали и организовали информацию в систему. Но кто организует в систему информацию,  необходимую для решения сложной нетиповой задачи? Тем более, что никто не знает, какого рода информация нам нужна для ее решения? Как быть? Так примерно поставл Генрих Альтшуллер задачу, которую должна была решить ТРИЗ.

7.2. Базовые идеи классической ТРИЗ, которые помогают решать задачу о сокращении проб и ошибок при решении сложных проблем

Итак как же можно преодолевать психологическую инерцию, выходить на область поиска эффективных решений проблемы без перебора вариантов,  не теряя при этом в качестве полученного решения?

Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо понять, что такое хорошее решение проблемы. Наверно можно приводить множество критериев. Но Альтшуллер остановился на одном: хорошее решение переводит систему на новый этап эволюции. Вряд ли кто-то станет возражать что технические системы непрерывно совершенствуются, развиваются и улучшаются инженерами. Вот тут-то и была главная загвоздка. Первоначально Альтшуллер пытался выяснить, как работают инженеры, как они находят новые идеи, развивающие систему и переводящие ее на новую ступень эволюции? Очень быстро он выяснил, что ни один изобретатель не мог предложить ничего такого, что можно было бы передать новым поколениям изобретателей. Разве что отдельные приемы,  у каждого свои.

В результате внимание переключилось на сами изобретения и технические системы. Коль скоро изобретения переводят систему с одной ступени эволюции на другую, значит должны быть и законы эволюции технических систем.

Хорошие инженерные решения должны не только соответствовать законам физики, математики, химии, но и законам эволюции систем. Зная эти законы, мы можем управлять эволюцией техники и более целенаправленно выходить на решения инженерных проблем.

Эта идея и стала основополагающей в развитии ТРИЗ. Началось изучение фонда патентов и истории эволюции различных технических систем. Например, анализ 40 тысяч патентов позволил выявить 40 типовых приемов, обобщающих опыт многих поколений изобретателей. В середине семидесятых годов удалось выстроить достаточно стройную систему законов развития систем. Поэтому постепенно система типовых решений из 40 приемов была вытеснена новой системой типовых решений – Альтшуллер назвал ее cистема изобретательских cтандартов (76 типовых моделей проблем и их решений). Эта система стала основным инструментом для работы с типовыми проблемами. Типовыми с точки зрения ТРИЗ, но очень творческими с точки зрения людей, не знакомых с ТРИЗ. А Система из 40 приемов отошла на второй план и сегодня, как правило, используется людьми, только начинающими знакомиться с ТРИЗ. Современный инструментарий ТРИЗ гораздо эффективнее, но на его освоение требуется время, т.к. необходимо преодолеть сложившиеся стереотипы мышления, а 40 приемов можно освоить и самостоятельно по литературе[1].

Вторая базовая идея классической ТРИЗ, позволяющая сужать поле поиска решения, состоит в том что эволюция технических систем идет через обострение и разрешение противоречий. Хорошее решение должно разрешать противоречие, порождающее проблему. В глубине всякой проблемы лежит противоречие, и для решения задачи надо выявить и разрешить это противоречие..

Эта идея привела к созданию Алгоритма решения изобретательских задач – АРИЗ, - основного инструмента классической ТРИЗ для работы с нетиповыми проблемами. По мере эволюции этого инструмента выявились разные классы противоречий и их роль в работе над проблемой. Пример использования АРИЗ для решения сложной проблемы приведен в следующем разделе.

Когда задача сформулирована в виде противоречия, тем самым она достаточно четко поставлена и четко обрисовано направление решения задачи для получения необходимого результата. С помощью противоречия можно четко выделить элементы системы, создающие проблемы, а это резко сужает поле поиска возможных решений, так как нет необходимости перебирать множество вариантов, не имеющих отношения к проблеме. Система противоречий, заложенная в АРИЗ, служит компасом, позволяющим понять глубинные причины проблемы  и то, почему ее нельзя решить в существующих условиях.

Ведь задача должна решаться именно в конкретных условиях с использованием тех ресурсов которые дает конкретная проблемная ситуация. Это еще один фактор, помогающий сократить перебор вариантов и направленно решать задачу на тех ресурсах которые имеются в распоряжении в конкретной проблемной ситуации.

Это и есть третья базовая идея ТРИЗ: задача должна решаться в конкретных условиях конкретной проблемной ситуации.

В книгах и статьях Альтшуллера о классической ТРИЗ вы не найдете описания этой идеи. Альтшуллер считал это само собой разумеющимся. Но как показала практика, эта очевидная истина оказалась очевидной далеко не всем, стремящимся освоить современную ТРИЗ и ОТСМ. Именно в процессе исследований, проводимых при разработке ОТСМ, эта идея была четко сформулирован и одобрена автором ТРИЗ. Впоследствии, при разработке ОТСМ, три базовые идеи ТРИЗ были переосмыслены в свете проведенных исследований и вошли в ОТСМ как основополагающие компоненты.

Кроме системы стандартных решений изобретательских задач и АРИЗ в классической ТРИЗ существуют еще указатели научных эффектов, помогающие найти конкретные решения на основе ресурсов, имеющихся в конкретной ситуации. Указатели физических, химических и геометрических эффектов организованы таким образом, чтобы облегчить изобретателю поиск эффектов, необходимых для решения сложной проблемы.

АРИЗ Альтшуллера (ARIZ-85-В) является основным инструментом классической ТРИЗ в работе над сложными проблемами. В АРИЗ интегрированы все инструменты современной ТРИЗ, кроме 40 приемов, которые Альтшуллер считал не соответствующими уровню развития современной ТРИЗ. АРИЗ гармонически сочетает в себе, так же все три базовые принципа классической ТРИЗ: принцип объективных законов, принцип противоречия и принцип конкретной ситуации. Это мощный инструмент работы над проблемой, но для его успешного применения надо освоить как множество различных методов и инструментов ТРИЗ, так и ее теоретическую базу.

1. В середине восьмидесятых годов инструментарий ТРИЗ все чаще начали применять для решения нетехнических проблем. Но далеко не все кто обучился ТРИЗ, могли использовать ее за пределами техники. Поэтому Альтшуллер предложил в качестве нового направления развития ТРИЗ исследования, призванные ответить на два вопроса: Как наиболее эффективно применять основные идеи ТРИЗ для работы над неинженерными проблемами?
2. Как людей, не имеющих инженерного образования, учить эффективному применению ТРИЗ для решения проблем из их областей.

Другими словами, речь шла о перерастании ТРИЗ в общую теорию сильного мышления (ОТСМ). По замыслу Альтшуллера, ОТСМ должна была стать базой для универсальной технологией решения проблем. Для разработки ОТСМ было необходимо выявить противоречие, которое препятствует созданию универсального инструмента для анализа и решения проблем.

7.3. Проблема, которую необходимо разрешить при создании универсального инструмента решения проблем.

В рамках подходов на базе ТРИЗ и ОТСМ задача считается четко поставленной тогда, когда ее удается описать в виде противоречия или системы противоречий. Это позволяет лучше понять суть проблемы, резко сузить поле поиска и заложить фундамент для строительства решения. Поэтому прежде, чем начинать наш краткий рассказ о современном состоянии ОТСМ, мы должны показать хотя бы одно из сети противоречий, которое стремятся разрешать исследователи и разработчики любого универсального инструмента для решения разнородных проблем:

Модели, используемые в универсальном инструменте должны быть максимально обобщенными, не связанными со спецификой проблемы, чтобы быть универсальными. Но обобщенные правила дают лишь обобщенные решения, а нам как правило нужны четкие конкретные решения конкретных проблем. Поэтому, чтобы решать конкретные специфические проблемы, эти модели должны быть специальными, привязанными к специфике конкретной проблемы или комплекса проблем. Но тогда эти модели не будут универсальными.

Или в краткой форме:

Модели должны быть обобщенными, не привязанными к специфике проблемы, чтобы быть универсальными и должны быть специфическими, привязанными к проблеме, чтобы решать конкретные проблемы.

Современная система подготовки профессионалов не разрешает это противоречие. Поэтому профессионалы, как правило, беспомощны при работе с проблемами из других областей. Поэтому так трудно работать в группах узких специалистов, организуемых для решения комплексных междисциплинарных проблем. Каждая дисциплина имеет свой язык, свои модели для описания и решения проблем. В результате порой работа таких групп напоминает ситуацию со строительством Вавилонской башни....

Чтобы разрешить приведенное выше противоречие, мы применили одно из типовых решений классической ТРИЗ: Одним свойством из несовместимых требований отвечает часть или несколько частей системы, а второму требованию соответствует вся система в целом.

Например, браслет от часов или гусеница от танка или трактора. Каждый из элементов (звенья браслета или гусеницы) жесткий, а вся система в целом (браслет или гусеница) гибкая.

Это и есть общее направление разрешения противоречия, лежащего в основе развития ОТСМ подхода: каждое правило или модель должны быть предельно обобщенными, чтобы быть максимально универсальными, применимыми к любым проблемам, но используемые в системе, эти предельно общие правила позволяют решать конкретные проблемы из  разнообразных областей человеческой деятельности.

Отсюда вытекает необходимость в некотором наборе обобщенных моделей, описывающих самые разные проблемы, и правил оперирования этими моделями, обеспечивающих решение конкретных задач с помощью обобщенных моделей и методов.

7.4. Некоторые базовые идеи и компоненты ОТСМ

Чтобы понять, какого рода модели и правила должны входить в состав набора универсальных инструментов для решения проблем, нам необходимо понять, из каких компонент состоит проблема и откуда они возникает.

Прежде всего, проблема всегда возникает в связи с какими то системами, предметами, объектами. Как материальными (машины, приборы, здания, сельское хозяйство и т.д.), так и нематериальными (теории разного, рода методы работы со знаниями и т.д.). Что же есть общего между всеми возможными участниками проблемных ситуаций?

Для того чтобы, оперировать этими столь разными объектами в процессе анализа проблемной ситуации и ее решения нам необходимо их как-то описывать.

Сами по себе эти объекты, предметы, элементы нашего мира  не создают проблемы. Проблема возникает в результате взаимодействия их между собой. Значит, помимо моделей описания элементов нашего мира нам надо как-то описывать их взаимодействие и те изменения, которые происходят в результате этих взаимодействий.

Но и этого мало. Чтобы возникла проблема надо, чтобы результат взаимодействия элементов был оценен кем-то как негативный, причем этот негативный результат невозможно было бы устранить известными типовыми решениями, поскольку применение этих типовых решений привело бы к возникновению других нежелательных результатов. Иными словами, нужна возможно описать проблему в виде противоречия.

В процессе анализа и решения проблемы нашем мышление оперирует всеми этими моделями, и мы выходим на модель описания решения, независимо от того, в какой области деятельности лежит проблема. Чтобы повысить эффективность этой работы и появились модели и правила ОТСМ.

Но даже если человек свободно владеет всем арсеналом абстрактных моделей и знает, как выстраивать решение проблемы с их помощью, он не сможет решать проблемы, если не владеет знаниями из узкой предметной области. Обобщенные модели и правила манипулирования ими – это своего рода общие правила построения языка. Чтобы на этом языке обсуждать какие-то конкретные темы, нам необходимо иметь некоторые знания из той или иной области деятельности человека.

Поэтому при работе над проблемой специалистам по ТРИЗ и ОТСМ необходимо работать в тесной кооперации с профессионалами из узких областей. Тогда в процессе совместной работы абстрактные модели ТРИЗ и ОТСМ наполняются конкретными знаниями, а правила оперирования этими моделями помогают выстроить образ или описание решения.

ТРИЗ и ОТСМ имеют целый арсенал различных моделей, помогающих выстраивать образ решения. Инструментарий классической ТРИЗ строится на базе модели процесса решения проблем, предложенной Альтшуллером. Этот инструментарий достаточно универсальный и часть этого инструментария используется и в ОТСМ в том или ином виде. Но для работы со сложными комплексами проблем в рамках ОТСМ пришлось разработать более сложную фрактальную модель процесса решения, более адекватно отражающую процесс перехода от нечеткой, размытой проблемной ситуации к конкретному четкому результату. Одним из компонентов этой модели является и модель, разработанная Альтшуллером.

На основе этой модели развиваются четыре базовых технологии ОТСМ:

1. Технология «Новая Проблема» появилась в ОТСМ и развивается для того, чтобы обеспечить переход от размытой ситуации к четко поставленной проблеме или комплексу проблем.

2. Технология «Типовое Решение». Уточненная задача часто может быть решена типовыми решениями.

3. Технология «Противоречие». Если задача не решается типовыми решениями, то необходимо использовать механизмы уточнения и преодоления единичных противоречий.

4. Технология «Поток Проблем»  появилась в ОТСМ и развивается для того чтобы обеспечить эффективную работу со сложными проблемами, представляющими собой комплексы противоречий.

Перечисленные только что технологии, по сути скорее являются наборами моделей правил и методик, конкретные комбинации из которых, в каждом конкретном случае помогают получить достаточно конкретный результат, требуемый от той или иной технологии. Надо добавить также, что все эти технологии взаимно переплетаются при работе над конкретной проблемной ситуацией, а одни и те же правила, модели и методики могут одновременно входить в набор инструментов каждой из этих технологий.

Процесс освоение свободного обращения со всем арсеналом инструментов, который предоставляют ТРИЗ и ОТСМ, сродни процессу изучения иностранного языка и не входит в задачи этой брошюры. Ее целью является краткое знакомство с логикой построения ТРИЗ и ОТСМ. Но чтобы дать читателю представление о том, как действуют в системе хотя бы некоторые из них, мы хотим предложить его вниманию пример работы с задачей по АРИЗ Альтшуллера с применением некоторых элементов ОТСМ.

Наш выбор обусловлен тем, что во-первых, АРИЗ –  это основной инструмент классической ТРИЗ, во-вторых, он лежит в основе технологии «Противоречие» из ОТСМ и, наконец, компоненты АРИЗ и технологии «Противоречие» пронизывают всю систему работы над проблемой как в классической ТРИЗ, так и в ОТСМ.

В следующем разделе мы покажем развернутый пример применения АРИЗ с достаточно подробными комментариями. Примером является реальная проблема, решенная одним из специалистов по ТРИЗ. Полученное решение было внедрено в практику и позволило устранить проблему.