Стандарты изобретательства

где

# — структура;

В — вещество;

ТЭ — технологический эффект (физический, химический и т. д.);

КПМ# — КПМ со структурированными капиллярами;

µКПМ# — µКПМ со структурированными капиллярами.

Закон перехода на микроуровень, Альтшуллер описывает как замену системы или ее части веществом, способным при взаимодействии с полем выполнять требуемое действие.

Закон перехода в надсистему — это объединением системы с другими системами с помощью тенденции: МОНО-БИ-ПОЛИ-Свертывание.

Объединения в би- и полисистему может включать следующие виды элементов.

1. Однородные

— Одинаковые.

— Однородные элементы со сдвинутыми характеристиками.

2. Неоднородные

— Альтернативные.

— Антагонистические — инверсные (элементы с противоположными свойствами или функциями).

— Дополнительные.

Полностью схема закона перехода системы в надсистему представлена на рис. 1.9.

Рис. 1.9. Общая схема объединения систем

1.2. Представления о вепольном анализе

Структурный вещественно-полевой (вепо́льный) анализ — раздел ТРИЗ, изучающий и преобразующий структуру систем. Вепо́льный анализ разработан Г. С. Альтшуллером.

Вепо́льный анализ — это язык схем, позволяющий представить исходную систему в виде определенной (структурной) модели. С помощью специальных правил выявляются свойства этой системы. Затем по конкретным закономерностям преобразовывают исходную модель задачи и получают структуру решения, которое устраняет недостатки исходной системы.

Статистический анализ решений показал, что для повышения эффективности систем их структура должна быть определенной. Модель такой структуры называется веполем.

Вепо́ль — модель минимально управляемой системы, состоящей из двух взаимодействующих объектов и их взаимодействия.

Взаимодействующие объекты условно названы веществами и обозначаются В₁ и В₂, а само взаимодействие называется полем и обозначается П.

Под «веществом» будем понимать любой объект, начиная с материала, его структуры, молекул, атомов, до самых сложных систем, например космическая станция. В информационных системах это может быть элемент или данные.

Поле может представлять собой любое действие или взаимодействие, например энергию, силу или информацию. В информационных системах это может быть алгоритм.

Веполь изображается схемой (1.1).

Термин ВеПоль произошел от слов «Вещество» и «Поле».

Вепольный анализ включает в себя определенные правила и тенденции. Эти тенденции подчиняются закону увеличения степени вепольности, который будет описан ниже.

Общая тенденция представлена на рис. 1.10 — 1.15.

Рис. 1.10. Общая тенденция развития веполей

Рис. 1.11. Тенденция развития структуры веполя

Рис. 1.12. Тенденция развития комплексного веполя

Рис. 1.13. Тенденция развития сложного веполя

Рис. 1.14. Тенденция развития форсированного веполя

Форсирование вещества подчинается закономерности увеличения степени управляемости веществом, а форсирование поля — закономерности увеличения степени управляемости энергией и информацией.

Детальная схема закона увеличения степени вепольности представлена на рис. 1.15.

Подробно с вепольным анализом можно ознакомиться в учебнике4.

Рис. 1.15. Общая схема закона увеличения степени вепольности

Глава 2. Обзор стандартов

Стандарт на решение изобретательских задач — это правило (или совокупность правил), позволяющее на высоком уровне однозначно решать достаточно широкий класс изобретательских задач.

Таким образом, стандарт должен удовлетворять трем условиям:

1) он должен относиться к широкому классу задач;

2) эти задачи должны решаться совершенно одинаково и

3) решения должны быть обязательно высокого уровня. 5

Г. С. Альтшуллер

Известные типы изобретательских задач решаются использованием информационного фонда (рис. 2.1) и, прежде всего, типовых решений — стандартов на решение изобретательских задач, которые разработаны Г. С. Альтшуллером в 1975 году. Они представляют собой взаимосвязанный комплекс приемов, физических или других эффектов, имеющих определенную вепольную структуру. Это своего рода формулы, по которым решаются задачи.

Классификация стандартов основана на законах эволюции систем и, прежде всего, на законе увеличения степени вепольности и законах увеличения степени управляемости и динамичности, законах перехода в надсистему и на микроуровне, законе согласования.

Система стандартов, разработанная Г. С. Альтшуллером, содержит 76 стандартов6. Она состоит из классов, подклассов и конкретных стандартов. Эта система включает 5 классов. Структура системы 76 стандартов показана на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Структура системы 76 стандартов на решение изобретательских задач

С помощью этой системы можно не только решать, но выявлять новые задачи и прогнозировать развитие технических систем. Общее направление изложения системы стандартов 1-го, 2-го и 4-го классов описывается законом увеличения степени вепольности, поэтому отдельные из стандартов этих классов были представлены ранее при описании вепольного анализа в учебнике третьего уровня.

Пятый класс стандартов помогает идеализировать решение.

Для решения задач можно использовать алгоритм применения стандартов (глава 8).

Опишем стандарты в следующих главах.

Глава 3. Класс 1. Построение и разрушение вепольных систем

3.1. Подкласс 1.1. Синтез веполей

Стандарты подкласса 1.1 включает 8 стандартов.

Главная идея этого подкласса четко отражена в стандарте 1.1.1: для синтеза работоспособной технической системы необходимо — в простейшем случае — перейти от невеполя к веполю. Нередко построение веполя наталкивается на трудности, обусловленные различными ограничениями на введение веществ и полей.

Стандарты 1.1.2 — 1.1.8 показывают типичные обходные пути в таких случаях.

Стандарт 1.1.1. Постройка веполя

Если дан объект, плохо поддающийся нужным изменениям, и условия задачи не содержат ограничений на введение веществ и полей, задачу решают синтезом веполя, вводя недостающие элементы.

Данный стандарт соответствует основному правилу вепольного анализа — переходу от невепольных систем к вепольным (простому веполю) и соответствует схеме (3.1).

Задача 3.1. Снятие коры с древесины

Условия задачи

Обычно кору древесины отделяют механически в специальных корообдирочных барабанах или механическими инструментами, например топором. При этом повреждается и сама древесина.

Необходимо предложить способ отделения коры от древесины, который бы не портил древесину.

Разбор задачи

Система невепольная.

Систему необходимо достроить до вепольной. Достройка веполя заключается во введении поля, воздействующего только на кору в направлении ее отрыва от древесины.

Необходимо подобрать поле, которое может осуществить такое действие.

Решение

Между корой и древесиной находится слой клеток (камбий), содержащий большое количество влаги, вскипание которой может оторвать кору. Вскипание можно осуществить с помощью вакуума или нагрева, например токами высокой частоты. Таким образом, рекомендует использовать тепловое поле.

Задача 3.2. Крепеж винта

Условия задачи

Как завернуть винт в труднодоступном месте?

Разбор задачи

Имеется винт и инструмент (отвертка или гаечный ключ).

Система невепольная, ее необходимо достроить до вепольной. Достройка веполя заключается во введении поля, соединяющего винт и инструмент.

Необходимо подобрать поле, которое может осуществить их жесткое соединение.

Решение

Это могут быть магнитное или вакуумное поля или поле механических сил.