Необходимо разъедать поверх-
ность кубиков, не разъедая стенку сосуда.
(Решение: стенки сосуда изготавливают из испытываемых образцов)
Общим свойством инструмента здесь является "агрессивность"
жидкости. В приведенном примере объекты ПФ и ВФ различны. В дру-
гих случаях они могут совпадать [3].
б) полная пара сопряженных функций: выполняется и ВФ, и ПФ,
но объект полезной функции является субъектом вредной
функции, и наоборот. Поэтому функции в паре связаны объ-
ектами.
ПРИМЕР (Транспортировка стальных шариков). Даны изгиб трубопрово-
да и стальные шарики. Изгиб трубопровода направляет стальные ша-
рики, но шарики разрушают изгиб. Необходимо направлять шарики, не
разрушая трубопровод.
(Решение: в местах изгибов делают накопители шариков, и запас не-
подвижных шариков предотвращает разрушение изгиба).
Видно, что объект полезной функции (стальные шарики) выпол-
няет вредную функцию, т.е. является ее субъектом, и наоборот, что
и делает функции сопряженными.
в) вырожденная пара сопряженных функций: ПФ отсутствует, ин-
струмент выполняет только ВФ.
ПРИМЕР. (Разрушение подводного крыла). Даны кавитационные пузырь-
ки и поверхность подводного крыла. Кавитационные пузырьки разру-
шают поверхность подводного крыла, что недопустимо. Необходимо
устранить способность пузырьков разрушать поверхность крыла.
(Решение: на поверхности подводного крыла намораживают тонкий
слой льда).
Очевидно, что кавитационные пузырьки не выполняют никаких
полезных функций в рассматриваемой ТС, и поэтому сопряженная пара
функций является вырожденной.
Логика анализа ВФНЭ может быть представлена следующей после-
довательностью (см. шаг 7 Алгоритма):
ВФНЭ-->ВФ-->Э-->ВС-->набор ПФ-->анти-ВС-->сопряженная ПФ,
где Э - элемент, выполняющий ВФ;
ВС - "вредное свойство" Э;
анти-ВС - свойство, противоположное ВС.
Кроме того, подшаги 7.6-7.8 предназначены для выявления мо-
делей задач типа б) и в) (см. выше). Шаги 7.11 и 7.12 введены для
определения ПФ надсистемы, что понадобится для выбора схемы конф-
ликта на шаге 1.4 АРИЗ и переформулирования задачи.
Таким образом, логика анализа ВФНЭ исходит из предположения
о том, что причиной этого типа НЭ является наличие у одного из
элементов ТС "вредного свойства", приводящего к выполнению им ВФ.
В задаче об испытании кубических образцов (см.выше) вредным
свойством является "агрессивность" жидкости, в задаче о транспор-
тировке стальных шариков - их твердость и скорость, в задаче о
разрушении подводного крыла - способность пузырьков создавать
гидродинамический удар. При этом следует обратить внимание на от-
носительный характер понятия "вредное свойство": свойство, вред-
ное в одном отношении, может одновременно быть полезным в другом,
как в задаче об испытании кубических образцов. Мы будем понимать
под ВС свойство элемента, необходимое для выполнения им ВФ, неза-
висимо от того, необходимо ли оно для выполнения каких-либо ПФ,
или нет.
Причина возникновения ПФНЭ существенно иная. Поскольку ВФ в
этом случае не выполняется, то нельзя говорить о наличии ка-
ких-либо ВС. Действительной причиной ПФНЭ является невозможность
выполнения требуемого действия известным способом. Под способом
здесь понимается любая функция, необходимая для выполнения требу-
емого действия в существующей ТС.
ПРИМЕР (Измерение высоты пещеры). Необходимо измерить высоту пе-
щеры, которая настолько велика, что свет фонаря не позволяет уви-
деть ее потолок.
Возможный способ измерения высоты пещеры - влезть наверх по
стене и спустить сверху измерительный шнур. "Влезть наверх" -
значит "поднять человека со шнуром". Эта функция, с одной сторо-
ны, необходима для измерения высоты пещеры указанным способом, а,
с другой стороны, невозможность ее эффективного выполнения оче-
видна. Противоречие в подобных случаях возникает, если предъявить
к системе требование выполнения функции - следствия без выполне-
ния функции - причины, т.е. для данного случая - измерить высоту
пещеры, не поднимая человека со шнуром.
Аналогичный подход позволил П.Н.Яблочкову изящно решить за-
дачу об обгорании электродов дуговой лампы: следовало только пос-
тавить задачу по выполнению функции-следствия (поддерживать горе-
ние дуги) без выполнения функции-причины (сближать электроды).
Проведенные мной в последнее время исследования показали
возможность существенного продвижения к решению с помощью уточне-
ния формулировки задачи путем достройки причинно-следственной це-
почки функций промежуточной полезной функцией. Тогда противоречие
строится путем предъявления к системе требований выполнения про-
межуточной функции без выполнения функции-причины. В задаче об
измерении высоты пещеры (знак --> используется вместо слов "необ-
ходимо для того, чтобы", и обозначает причинно-следственную
связь):
поднимать человека со шнуром --> поднимать шнур --> измерять
высоту пещеры.
В задаче Яблочкова:
сближать электроды --> поддерживать постоянное расстояние
между электродами --> поддерживать горение дуги.
В первом случае промежуточная функция - "поднимать шнур", во
втором - "поддерживать постоянное расстояние между электродами".
Задачи, соответственно, формулируются следующим обрвзом: "подни-
мать шнур, не поднимая человека со шнуром" и "поддерживать посто-
янное расстояние между электродами, не сближая их", что сущест-
венно облегчает переход к решениям - поднимать шнур воздушным ша-
ром, расположить электроды параллельно.
В соответствии с этими представлениями построена логика ана-
лиза ПФНЭ (шаг 8 Алгоритма), которую можно представить следующей
последовательностью:
Ф-у --> СУ Ф-у --> Э Ф-у --> Ф-н --> ППФ, где
Ф-у - функция, которую по условиям задачи необходимо выпол-
нить или улучшить,
СУ Ф-у - известный способ, которым можно выполнить или улуч-
шить Ф-у,
Э Ф-у - элемент ТС, выполняющий или улучшающий выполнение
Ф-у в рамках СУ Ф-у,
Ф-н - функция, выполнение которой необходимо в рамках СУ
Ф-у,
ППФ - промежуточная полезная функция.
Нетрудно заметить, что такая логика анализа также позволяет
получить сопряженную пару функций, в которой роль полезной функ-
ции играет ППФ, а роль вредной - Ф-н. Однако теперь "сопряжен-
ность" функций определяется не свойством инструмента и не объек-
тами функций, а причинно-следственной связью. Строго говоря, и в
случае анализа ВФНЭ ставится задача по разрушению причинно-следс-
твенной связи (в исходной ТС существует такая связь между ПФ и
ВФ).
1 2 3 4 5 6 7
ность кубиков, не разъедая стенку сосуда.
(Решение: стенки сосуда изготавливают из испытываемых образцов)
Общим свойством инструмента здесь является "агрессивность"
жидкости. В приведенном примере объекты ПФ и ВФ различны. В дру-
гих случаях они могут совпадать [3].
б) полная пара сопряженных функций: выполняется и ВФ, и ПФ,
но объект полезной функции является субъектом вредной
функции, и наоборот. Поэтому функции в паре связаны объ-
ектами.
ПРИМЕР (Транспортировка стальных шариков). Даны изгиб трубопрово-
да и стальные шарики. Изгиб трубопровода направляет стальные ша-
рики, но шарики разрушают изгиб. Необходимо направлять шарики, не
разрушая трубопровод.
(Решение: в местах изгибов делают накопители шариков, и запас не-
подвижных шариков предотвращает разрушение изгиба).
Видно, что объект полезной функции (стальные шарики) выпол-
няет вредную функцию, т.е. является ее субъектом, и наоборот, что
и делает функции сопряженными.
в) вырожденная пара сопряженных функций: ПФ отсутствует, ин-
струмент выполняет только ВФ.
ПРИМЕР. (Разрушение подводного крыла). Даны кавитационные пузырь-
ки и поверхность подводного крыла. Кавитационные пузырьки разру-
шают поверхность подводного крыла, что недопустимо. Необходимо
устранить способность пузырьков разрушать поверхность крыла.
(Решение: на поверхности подводного крыла намораживают тонкий
слой льда).
Очевидно, что кавитационные пузырьки не выполняют никаких
полезных функций в рассматриваемой ТС, и поэтому сопряженная пара
функций является вырожденной.
Логика анализа ВФНЭ может быть представлена следующей после-
довательностью (см. шаг 7 Алгоритма):
ВФНЭ-->ВФ-->Э-->ВС-->набор ПФ-->анти-ВС-->сопряженная ПФ,
где Э - элемент, выполняющий ВФ;
ВС - "вредное свойство" Э;
анти-ВС - свойство, противоположное ВС.
Кроме того, подшаги 7.6-7.8 предназначены для выявления мо-
делей задач типа б) и в) (см. выше). Шаги 7.11 и 7.12 введены для
определения ПФ надсистемы, что понадобится для выбора схемы конф-
ликта на шаге 1.4 АРИЗ и переформулирования задачи.
Таким образом, логика анализа ВФНЭ исходит из предположения
о том, что причиной этого типа НЭ является наличие у одного из
элементов ТС "вредного свойства", приводящего к выполнению им ВФ.
В задаче об испытании кубических образцов (см.выше) вредным
свойством является "агрессивность" жидкости, в задаче о транспор-
тировке стальных шариков - их твердость и скорость, в задаче о
разрушении подводного крыла - способность пузырьков создавать
гидродинамический удар. При этом следует обратить внимание на от-
носительный характер понятия "вредное свойство": свойство, вред-
ное в одном отношении, может одновременно быть полезным в другом,
как в задаче об испытании кубических образцов. Мы будем понимать
под ВС свойство элемента, необходимое для выполнения им ВФ, неза-
висимо от того, необходимо ли оно для выполнения каких-либо ПФ,
или нет.
Причина возникновения ПФНЭ существенно иная. Поскольку ВФ в
этом случае не выполняется, то нельзя говорить о наличии ка-
ких-либо ВС. Действительной причиной ПФНЭ является невозможность
выполнения требуемого действия известным способом. Под способом
здесь понимается любая функция, необходимая для выполнения требу-
емого действия в существующей ТС.
ПРИМЕР (Измерение высоты пещеры). Необходимо измерить высоту пе-
щеры, которая настолько велика, что свет фонаря не позволяет уви-
деть ее потолок.
Возможный способ измерения высоты пещеры - влезть наверх по
стене и спустить сверху измерительный шнур. "Влезть наверх" -
значит "поднять человека со шнуром". Эта функция, с одной сторо-
ны, необходима для измерения высоты пещеры указанным способом, а,
с другой стороны, невозможность ее эффективного выполнения оче-
видна. Противоречие в подобных случаях возникает, если предъявить
к системе требование выполнения функции - следствия без выполне-
ния функции - причины, т.е. для данного случая - измерить высоту
пещеры, не поднимая человека со шнуром.
Аналогичный подход позволил П.Н.Яблочкову изящно решить за-
дачу об обгорании электродов дуговой лампы: следовало только пос-
тавить задачу по выполнению функции-следствия (поддерживать горе-
ние дуги) без выполнения функции-причины (сближать электроды).
Проведенные мной в последнее время исследования показали
возможность существенного продвижения к решению с помощью уточне-
ния формулировки задачи путем достройки причинно-следственной це-
почки функций промежуточной полезной функцией. Тогда противоречие
строится путем предъявления к системе требований выполнения про-
межуточной функции без выполнения функции-причины. В задаче об
измерении высоты пещеры (знак --> используется вместо слов "необ-
ходимо для того, чтобы", и обозначает причинно-следственную
связь):
поднимать человека со шнуром --> поднимать шнур --> измерять
высоту пещеры.
В задаче Яблочкова:
сближать электроды --> поддерживать постоянное расстояние
между электродами --> поддерживать горение дуги.
В первом случае промежуточная функция - "поднимать шнур", во
втором - "поддерживать постоянное расстояние между электродами".
Задачи, соответственно, формулируются следующим обрвзом: "подни-
мать шнур, не поднимая человека со шнуром" и "поддерживать посто-
янное расстояние между электродами, не сближая их", что сущест-
венно облегчает переход к решениям - поднимать шнур воздушным ша-
ром, расположить электроды параллельно.
В соответствии с этими представлениями построена логика ана-
лиза ПФНЭ (шаг 8 Алгоритма), которую можно представить следующей
последовательностью:
Ф-у --> СУ Ф-у --> Э Ф-у --> Ф-н --> ППФ, где
Ф-у - функция, которую по условиям задачи необходимо выпол-
нить или улучшить,
СУ Ф-у - известный способ, которым можно выполнить или улуч-
шить Ф-у,
Э Ф-у - элемент ТС, выполняющий или улучшающий выполнение
Ф-у в рамках СУ Ф-у,
Ф-н - функция, выполнение которой необходимо в рамках СУ
Ф-у,
ППФ - промежуточная полезная функция.
Нетрудно заметить, что такая логика анализа также позволяет
получить сопряженную пару функций, в которой роль полезной функ-
ции играет ППФ, а роль вредной - Ф-н. Однако теперь "сопряжен-
ность" функций определяется не свойством инструмента и не объек-
тами функций, а причинно-следственной связью. Строго говоря, и в
случае анализа ВФНЭ ставится задача по разрушению причинно-следс-
твенной связи (в исходной ТС существует такая связь между ПФ и
ВФ).
1 2 3 4 5 6 7