Пример 8.2. Принцип сборки автомобилей на конвейере — это принцип разделения процесса работы на множество этапов и подготовки людей, инструментов под конкретную операцию. Это приводит к специализации рабочих мест, инструментов, рабочих, а значит, в массовом производстве дает экономию. Удивить кого-нибудь этим принципом в машиностроении невозможно. Но спустя много лет после машиностроителей его открыли для себя банки, создав систему, в которой каждый сотрудник специализируется на одной операции. Открыли, изобрели, внедрили и обеспечили при этом огромную экономию. И опять принцип ждет, когда кто-то его изобретет в совершенно новой области деятельности.
На такое «переоткрытие» расходуются значительные ресурсы. В двадцатых годах инженер Шухов, строя «радиобашню» в Москве (сейчас Шуховская башня на Шаболовке) решал вопрос, как поднять верхнюю секцию башни без внешних лесов и подъемного крана. Он решил эту проблему и поднял верхнюю секцию изнутри, используя в качестве подъемного крана уже построенные секции башни. Верхняя секция прошла внутри башни и встала на свое место. При этом Шухов устранил определенное противоречие: верхняя секция должна быть того же диаметра, что и верхняя часть предыдущих секций, для стыковки, и она должна быть меньшего диаметра, чтобы пройти сквозь уже построенные секции. Шухов верхнюю секцию слегка надрезал и диаметр ее на время подъема уменьшил, а подняв, диаметр вернул в норму и секции состыковал (рис. 8.1).
Рис. 8.1
Через шестьдесят пять лет группа разработчиков предлагает способ строительства высотных труб и иных сооружений, имеющих внутренние пустоты. Способ до деталей повторяет то, что придумал Шухов. Этот пример показывает негативные стороны отсутствия планомерной работы по выявлению и серийному, широкому использованию принципов, заложенных в сильных изобретениях.
8.2. Заготовки, используемые опытными изобретателями
Как накапливать опытОпыт решения проблем накапливался людьми во все времена. Достаточно в этой связи вспомнить о пословицах. Общепризнанно, что в них аккумулирован огромный опыт народов относительно правил общежития, поведения. «Собором и черта поборем» — о важности объединения целей и усилий; «Утро вечера мудренее», «Одна голова хорошо, а две лучше» — о необходимости рассмотрения проблем комплексно и непредвзято. В быту пословицы долгое время играли роль своеобразной системы «мягких» правил.
Но пословицы создавались стихийно, а профессионально люди занимались обобщением опыта в областях, имеющих приоритетное значение для социума. Несомненно, что такой областью всегда было военное искусство. В военном деле так же, как и в изобретательской практике есть талантливые и удачливые изобретатели. Их изобретения внедряются прямо на поле боя. И конечно, для каждой страны важно такой опыт распространять среди остальных военачальников. Поэтому уже накопленный опыт обобщался во все времена.
Мы сегодня знаем о стратегемах, то есть о приемах ведения войны, созданных в Римской империи, о аналогичных списках стратегий, имевших хождение в древнем Китае и средневековой Японии. Создавали списки рекомендаций Суворов, Клаузевиц и многие другие. Обобщенным правилам в области руководства государством посвящена работа Макиавелли «Государь». В наше время перечни рекомендаций, советов предлагают многие удачливые инженеры и управленцы. Достаточно вспомнить в этой связи книгу Генри Форда «Моя жизнь, мои достижения».
Но как возникает личный опыт многих тысяч реально работающих новаторов, изобретателей, разработчиков новой техники? Происходит это по большей части через постоянное просеивание фактов, через тотальный интерес ко всему окружающему, через любопытство «про запас».
Изобретатель не знает, когда ему потребуется тот или иной факт. Но он постоянно набирает эти факты, эти особенности техники, надеясь, что в момент решения задачи память поможет и подсказка прошлого опыта даст возможность найти идею нового решения. (Именно поэтому считалось, что опытный изобретатель не может быть молодым, что на накопление опыта, позволяющего чувствовать себя уверенно в различных ситуациях, требуются долгие годы). Такой опыт не суммировался, не накапливался централизованно.
Возникает вопрос: обязательно ли для всех изобретателей проходить весь путь, пройденный человечеством самостоятельно и каждый раз заново? Нельзя ли создать списки рекомендаций, советов, применимых для изобретателей, работающих в различных областях техники? Ранее предполагалось что нельзя, ведь чтобы помочь в большом числе случаев такие рекомендации должны быть очень обобщенными, а потому несущими мало конкретной информации и, соответственно, бесполезными в конкретной деятельности. Для того, чтобы такие приемы появились, потребовалось найти новый подход к сворачиванию информации, к представлению изобретательских задач.
Такой подход появился в рамках ТРИЗ. Изобретательские задачи в ТРИЗ стали представляться как выявленные противоречия. И обобщенные рекомендации стали уже не просто советами, построенными по принципу «попробуй сделать так», а подходами к устранению противоречий, найденными в изобретательском опыте средствами борьбы с противоречиями. При этом выяснилось, что несмотря на огромное количество разнообразных задач, все они могут быть сведены к достаточно ограниченному количеству обобщенных противоречий. Как это может быть, мы увидим из примеров. Рассмотрим несколько случаев реального решения задач.
8.3. Примеры решений, в основе которых лежит один принцип. Выявление этого принципа
Ситуация А. На месторождении «Нефтяные Камни» в Каспийском море широко применялась добыча нефти с отдельно стоящих платформ. Платформы устанавливались на сваях — стальных трубах, вбитых в морское дно. В зоне, в которую попадали вода и воздух, сваи покрывались как коркой слоем полипов. Первоначально считалось, что полипы ничему не мешают, ведь свая — не корабль. Но оказалось, что под коркой образовывалась кислотная среда, которая разъедала трубу. Несущая способность свай при этом уменьшалась.
Для борьбы с вредным явлением был придуман кольцевой поплавок, охватывающий трубу (рис. 8.2). Внутри поплавка размещалась щетка из мягкого металла. Колебания уровня моря обеспечивали постоянную работу поплавка. Эта конструкция монтировалась на свае сразу же после ее установки, пока полипы не успели прижиться на ее поверхности.
Рис. 8.2
Проблема полипов была решена, ведь корка полипов теперь попросту не могла образоваться.
Ситуация Б. В одном среднерусском городе постоянно зарастала водорослями решетка водозабора. Два раза в год, во время сезонного снижения уровня воды в водохранилище, сотрудники водозабора проводили ее очистку. Радикальное решение задачи было найдено в тот момент, когда догадались установить на решетке специальные ножи, соединенные с поплавком. При изменении уровня воды в водохранилище ножи очищали водоросли с решетки (рис. 8.3).
Рис. 8.3
Эти два решения были найдены различными людьми при различных обстоятельствах, в разное время. В обоих случаях были выданы авторские свидетельства, свидетельствующие в числе прочего и об уникальности, неповторимости этих решений. Но при всем этом они очень похожи. Эта похожесть основывается на сходстве заложенных в решениях принципов действия. Используя эти два частных решения, сформулируем обобщенный принцип решения задачи или, иначе говоря, прием.
Можно сделать вывод, что в обоих случаях выполнялась работа, а энергия для этой работы бралась из окружающей среды. В систему вводился специальный элемент (поплавок), взаимодействующий с этой средой и меняющий свое состояние (у нас это было вертикальное перемещение) при изменении состояния окружающей среды. В обоих случаях к поплавку были присоединены рабочие органы, очищающие поверхность от загрязнений.
Рассмотрим еще одну похожую изобретательскую ситуацию и попытаемся решить ее с помощью только что найденного нами принципа.
На нефтеперерабатывающем заводе поступающую сырую нефть хранят в специальных резервуарах — нефтяных танках. Эти сооружения имеют высоту пятиэтажного дома, диаметр может составлять от 12 до 24 м. Для определения уровня жидкости в таких резервуарах используют поплавковые уровнемеры. В центре резервуара вертикально установлена труба с размещенными внутри датчиками магнитного поля (например, герконами — герметизированными контактами). Снаружи укреплен кольцевой поплавок со спрятанными в нем магнитами. Перемещение поплавка вызывает срабатывание конкретного датчика, передающего информацию на пульт. Система проста и достаточно надежна. Но в связи с тем, что на комбинат начала поступать нефть с большим количеством парафинов и иных тяжелых составляющих, система стала давать сбои. Труба и поплавок начали загрязняться настолько, что это стало мешать перемещению поплавка. Теперь он мог просто зависнуть на трубе и даже после того, как нефть в резервуаре кончалась, продолжал показывать какой — то уровень (рис. 8.4).
