Алгоритм изобретения - Генрих Альтшуллер

Рис. 43. Метаморфозы экскаватора

Тенденции развития техники неодолимы; объект должен прийти к логическому завершению, круша и обходя всяческие «невозможно». Зато потом развитие словно прекращается. Здесь-то и возникают особенно интересные изобретательские задачи.

Главнейший признак этого «предпереворотного» состояния заключается в том, что начиная с некоторого момента технический объект растет только количественно, новый эффект достигается за счет увеличения размеров объекта или числа одновременно работающих объектов, а качественные изменения отсутствуют.

Взять хотя бы турбобур. Возможности, заложенные в конструкции, использованы почти до предела. Отсюда — совершенство турбобура. Но этим же объясняется и принципиальная невозможность резко увеличить мощность единичного агрегата. В результате пришлось громоздить турбобур на турбобур; появились двухсекционные турбобуры, состоящие из двух последовательно соединенных машин. Сейчас уже используют пятисекционные турбобуры...

Совершенство конструкции турбобуров не должно вводить изобретателя в заблуждение или нагонять на него страх. Для проходки скважин нужен агрегат, основанный на иных принципах.

Полезным инструментом при поиске новых изобретательских задач может служить «Общая схема развития технических систем» (приложение 2). Да и сам процесс решения задачи по АРИЗ позволяет корректировать исходную формулировку задачи. Изобретатель может начать и с неверно поставленной задачи: точное применение алгоритма выведет к правильной формулировке, даже если по ходу решения придется заменить одну задачу другой.

Рациональная система решения задач была достаточно подробно изложена в предыдущих главах. Здесь хочется подчеркнуть: новые пути чаще всего обходные.

Рассмотрим, например, задачу о машине для мытья заводских окон. Вот как обычно пишут об этой задаче: «Мировая техническая мысль, уверенно овладевая высотами кибернетики, пасует перед такими «пустячными» проблемами, как создание механизмов для мытья высоченных окон и стеклянных фонарей цехов...»[64]. Представим себе на минуту, что «мировая техническая мысль», так сказать, «не спасовала». Моечная машина создана. И что же? Потребуется колоссальное количество машин. Скорее всего они «съедят» больше энергии, чем сэкономят: ведь в заводских условиях многие стекла надо чистить почти непрерывно...

Допустим на минуту, что создана почти волшебная моечная машина: она ничего не стоит, работает, не затрачивая энергии и не требуя ухода. Хорошо? Нет! Достаточно солнцу зайти за облачко, как освещенность рабочего поля резко изменится, глаз, только-только приспособившийся к одной освещенности, вынужден сразу приспосабливаться к другой... На какую-то часть рабочего поля попадает прямой солнечный свет, а рядом (возможно, именно там, где нужен свет!) ляжет густая тень... Освещенность будет меняться в зависимости от времени года и суток, просто от изменений погоды...

Это звучит парадоксально, но грязные стекла играют в какой-то мере положительную роль, сглаживая колебания проходящего сквозь них светового потока!

«Мировая техническая мысль» не случайно «пасует» перед этой задачей: ее вообще не надо решать. Экономия электроэнергии и улучшение условий труда (освещенности рабочего места) должны быть достигнуты другими путями.

Приступая к решению задачи, надо обязательно искать обходные пути (шаги 1—2 и 1—3 в АРИЗ-71).

Одна из причин, по которой изобретатели избегают «обходных путей», заключается в нежелании или боязни выходить за привычные рамки узкой специальности. Все знают, что новое чаще всего возникает на стыках наук, но почему-то побаиваются этих стыков. Инженер-механик опасается рассматривать «химические решения», химик отмахивается от «электрических приемов»...

Решения высших уровней (четвертого-пятого) почти всегда связаны с выходом за пределы своей специальности.

Приступая к решению задачи, изобретатель еще не знает — в какую именно область техники выведет его логика анализа. Поэтому изобретатель должен уметь быстро осваивать плацдармы за пределами своей специальности. Степень этого освоения, конечно, не будет слишком большой — ворвавшись в чужую область техники, изобретатель на первых порах остается дилетантом. При поисках решения это не опасно. Иное дело, когда начинается детальная разработка конструкции. Здесь уже нужны профессиональные знания. Изобретателю необходимо основательно прочувствовать новую для него область техники и, кроме того, работать коллективно — это во многих отношениях эффективнее.

Проблемы, связанные с внедрением технических новшеств, чаще всего сводят к конфликту между новатором и консерватором. Действительно, в некоторых случаях консерватизм оказывается единственной преградой на пути к реализации изобретения. Однако в большинстве случаев внедрение тормозится иными причинами.

Советский изобретатель имеет все, чтобы преодолеть трудности, возникающие на пути новшества в цех, но он не должен рассчитывать, что внедрение произойдет «само собой».

Судьба предложения во многом определяется еще в процессе решения задачи. Надо так решать задачу, чтобы новая техническая идея оказалась легковнедряемой или даже самовнедряемой. Прежде всего решение должно быть возможно более простым.

Внедрение подчас затрудняется тем, что правильная идея конструктивно оформлена нерационально или даже просто неграмотно.

Существует наука о конструировании машин и механизмов. Хорошо, если изобретатель имеет навыки конструктора. Но если таких навыков нет, ни в коем случае не следует заниматься «самодеятельностью». Изобретатель всегда может найти — сам или при содействии организации ВОИР — квалифицированную помощь в конструкторской разработке своей идеи.

Теория изобретательства — не случайная находка, а закономерный этап в развитии науки.

В мае 1967 года в Тополчиянке (Чехословакия) собрался первый международный коллоквиум по методологии творческого труда. В его программе было записано: «Мы исходим из общепризнанного факта, что современное количественное и качественное развитие научно-технической революции делает необходимыми для творческого научно-технического, инженерно-технического работника и изобретателя знания методологии науки и методики творческой работы». Проблема повышения продуктивности творческого мышления постепенно становится одной из главных проблем современной науки. Разработка изобретательских алгоритмов — лишь один из участков наступления, ведущегося наукой. Продвижение вперед идет здесь очень быстрыми темпами. С каждым годом алгоритмы становятся эффективнее и надежнее. Отчетливо видны пути дальнейшего их совершенствования, возможности тут далеко не исчерпаны.

Является ли АРИЗ единственно возможным алгоритмом изобретения?

Думаю, что нет. Создание других алгоритмов не исключено.

Намечаются два главных направления развития алгоритма. Можно развивать АРИЗ как программу решения задач человеком. Можно превратить АРИЗ в алгоритм для машины.

Первый путь ведет к созданию специализированных алгоритмов, прежде всего для задач в области химии и электротехники. Такие отраслевые алгоритмы должны быть — в пределах своего круга задач — эффективнее общетехнического АРИЗ, хотя внешне, вероятно, будут похожи на него.

Второй путь — выделение из АРИЗ таблицы, переход к системе таблиц и табличному способу решения, что в конечном счете позволит использовать электронные машины. Речь идет, конечно, не о простом увеличении числа строк и рядов в таблицах. Чтобы создать «изобретательские машины», необходимо изменить принцип построения таблиц.

Применение ЭВМ для решения изобретательских задач не отменяет творчества. Представьте себе человека, который роет землю руками — это модель изобретения с помощью «проб и ошибок». Дадим теперь человеку инструменты — кирку, лопату, быть может, и отбойный молоток. Такова модель изобретения при использовании АРИЗ. Затем смоделируем процесс изобретения с применением ЭВМ — пересадим человека на экскаватор. Во всех случаях работает человек. И прогресс состоит в том, что мы лучше вооружаем человека: в одном случае — его руки, в другом — его мозг.

Сегодня большинство изобретателей еще работает методом «проб и ошибок», перебирая всевозможные «а если сделать так...» Грунт становится все тверже, а изобретатели скребут его голыми руками. Драматизм ситуации усугубляется тем, что многие исследователи изучают психологию человека, скребущего землю, и надеются открыть, так сказать, секреты удачного копания. Между тем уже сегодня можно дать землекопу эффективные инструменты, а завтра — посадить землекопа за пульт экскаватора.