АРИЗ-85-В

12.1. Условия задач

Задача 8. Укол

Для вакцинации и многих других медицинских манипуляций делают подкожные и внутримышечные уколы. Многие люди боятся уколов, которые причиняют боль и травмируют кожу.

Как сделать, чтобы человек не чувствовал боли при уколе и чтобы кожа не травмировалась?

Задача 9. Бензобак боевого самолета

В результате попадания пули в бензобак самолета образуется отверстие, из которого выливается и растекается по фюзеляжу бензин. При этом пожаром охватывается весь самолет.

Бензобаки стали бронировать, но это привело к утяжелению самолета и недопустимому ухудшению его маневренности.

Как быть?

Задача 10. Горбач

Горбатый кит, или горбач, в основном питается стайными рыбами типа сайры. Желудок горбатого кита способен вместить до 500‒600 кг пищи, поэтому каждому из горбачей необходимо много рыбы. При охоте кит раскрывает пасть и движется на стаю рыб, но при его приближении стая рассыпается в разные стороны.

Как горбачу удается поймать большое количество рыб?

Задача 11. Резка лука

Резка репчатого лука связана с трудностью его удержания. Лук выскальзывает из руки, а кроме того можно поранить пальцы.

Как быть?

Задача 12. Самолет «Сталь-6»

При создании самолета «Сталь-6» Роберто Бартини решил объединить в одной сварной конструкции лучшие свойства разных сталей — прочность, пластичность, стойкость против коррозии. Наилучшую комбинацию свойств давали нержавеющая и хромомолибденовая стали, но режимы их сварки оказались противоположными.

Нержавеющую сталь нужно варить короткими мощными импульсами тока, так как более длинные импульсы тока перегревают сталь, и она теряет важные элементы, делающие ее нержавеющей. Шов может поржаветь.

Хромомолибденовую же сталь нужно варить медленно, слабым током, дающим относительно низкую температуру, иначе перегретая точка, быстро охлаждаясь на воздухе, перекалится, станет хрупкой, и шов порвется.

Как обеспечить сварку с такими противоположными требованиями?

Задача 13. Стул

Когда человек работает на каком-то одном рабочем месте в одной позиции, например за письменным столом, то сидение подбирается и подгоняется под данный стол.

Если же человек вынужден перемещаться от одного места работы к другому и рабочее место каждый раз на новой высоте, то, конечно, можно у каждого рабочего места поставить соответствующее сидение, но это достаточно сложно, может мешать перемещению и т. д.

Кроме того, при наладке или исследовании больших объектов, например двигателей самолетов, приходится работать в разных положениях: на корточках, с полусогнутыми ногами и даже стоя. В таком положении человек не может находиться долго. Как быть?

Задача 14. Оса

Оса дисцелия (Discoelius zonalis) строит свое гнездо в древесине, в буровых ходах личинок жуков. Она охотится на гусениц ярко-красных молей или личинок пилильщиков, укладывает гусеницу в гнездо, откладывает в нее яйцо и делает перегородку из кусочков листьев растений, скрепленных пастообразной массой, приготовленной из этих же листьев, а затем летит за следующей гусеницей. Далее, в следующие ячейки вновь закладываются гусеницы и откладывается яйцо. Так до тех пор, пока ход в древесине не заполнится7.

Оса-паразит хризис игната из рода блестянок (Chrysis ignita) во время отсутствия осы дисцелия делает в перегородке тонкое отверстие и откладывает свое яйцо8 в ячейку с уже отложенным яйцом осы дисцелия. Такое малое отверстие в перегородке оса-хозяйка не замечает и не подозревает угрозы своему потомству.

Личинки осы-паразита вылупляются раньше личинок осы-хозяйки и поедают последних.

Некоторые виды ос научились спасать свои личинки от личинок ос-паразитов.

Каким образом?

Задача 15. Сигарета

При курении сигареты большая часть причиняемого ей вреда здоровью возникает из-за вдыхания канцерогенных веществ, которые образуются при горении табака. При этом в процессе нагрева табака вблизи зоны горения происходит возгонка никотина и ароматических веществ, ради вдыхания которых курильщик и курит сигарету.

Проблему пытаются решить путем нагревания табака в специальных устройствах для курения, в которых горения табака не происходит. В таких устройствах табак нагревается с помощью электрических нагревателей до температуры, при которой происходит возгонка никотина и ароматических веществ, но не происходит пиролиз табака и его компонентов, который и приводит к образованию канцерогенных веществ. Примером могут служить устройство glo, разработанное компанией British American Tobacco9 (см. патенты США 9 414 629 и 9 609 894) и iQOS, разработанное компанией Philip Morris10.

Эти устройства существенно менее опасны для здоровья курильщика, чем обычные сигареты, но при их использовании ритуал курения полностью меняется: курильщик не зажигает табак, не видит зону горения, которой просто нет, и не наблюдает, как огонек на кончике сигареты вспыхивает и перемещается при затяжке. Кроме того, внешне такие устройства не похожи на обычную сигарету. Эти обстоятельства настолько важны для многих курильщиков, что они продолжают курить обычные сигареты, несмотря на риск для собственного здоровья.

Как быть? Как не допустить вдыхания канцерогенных веществ при курении сигарет, полностью сохранив ритуал курения (зажигание сигареты, наблюдение за тем, как зона горения активируется и перемещается вдоль сигареты при затяжке и т.д.) и обеспечив вдыхание курильщиком никотина и ароматических веществ?

Задача 16. Кормежка рыб

Необходимо кормить рыб, когда дома не будет никого несколько дней. Можно запустить в аквариум циклопов11 — это великолепный корм для рыб, но нетерпеливые рыбы их быстро съедят и на все оставшееся время, пока хозяин отсутствует, останутся голодными12.

Как быть?

Задача 17. Поставка пшеницы

Компания, выращивающая и поставляющая пшеницу, заключает заранее контракт13 на ее поставку. Однако пшеница еще не выросла, и компания рискует сорвать контракт в случае неурожая, вызванного, например, плохими погодными условиями или другими, не зависящими от нее факторами.

Чтобы не сорвать контракт, в случае неурожая продавец будет вынужден докупить недостающее зерно у других производителей и поставить его покупателю по оговоренной в контракте цене. При этом в случае неурожая рыночная цена зерна возрастает и может значительно превысить его отпускную цену, оговоренную в контракте. В этом случае продавец потерпит убыток и даже может разориться.

Как быть?

12.2. Разбор задач

Задача 8. Укол

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме:

Техническая система:

ТС для внесения лекарства под кожу.

Для данной задачи следует выбрать другую функцию — обеспечить безболезненный и нетравмирующий кожу укол.

ТС включает: кожу, иглу, лекарство и пациента.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если игла большого диаметра и длины, то лекарство легко и быстро вводится под кожу, но травмирует ее, вызывает боль и страх у пациентов.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если игла очень малого диаметра и длины (трудно различимая глазом), то пациент ее не замечает, она не вызывает у него страха и боли, кожа не травмируется, так как игла проходит сквозь поры, но лекарство вводится очень медленно и трудно.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить, чтобы игла не травмировала кожу, не вызывала боли и страха у пациента и чтобы лекарство вводилось просто и быстро.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — игла и лекарство.

Изделие — кожа и пациент.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — игла большого диаметра и длины.

Состояние 2 — игла малого диаметра и длины.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (игла большого диаметра и длины).

ТП-2 (игла малого диаметра и длины).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — обеспечить безболезненный, не вызывающий травму кожи и страха пациента укол.

Выбираем ТП-2 — игла малого диаметра и длины.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Игла очень малого диаметра и длины (микроны, нанометры).

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Игла очень малого диаметра, лекарство и пациент.

2. Усиленная формулировка конфликта

Игла очень малого диаметра не вызывает травму кожи, боль и страх у пациента, но лекарство вводится трудно.

3. Икс-элемент

Икс-элемент позволяет вводить лекарство легко через иглу очень малого диаметра и размеров, не вызывая травмы кожи и страха у пациента.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

Исходная ситуация (17):

где

В₁ — пациент;

В₂ — кожа;

В₃ — игла;

В₄ — лекарство;

П — давление.

В случае иглы большого диаметра и длины.

Лекарство (В₄) посредством иглы (В₃) легко вводится в кожу (В₂) пациента (В₁) — прямая стрелка.

Игла (В₃) травмирует в кожу (В₂) пациента (В₁) и вызывает у него боль и страх — волнистая стрелка.

В случае иглы малого диаметра и длины.

Игла (В₃) не травмирует кожу (В₂) пациента (В₁) и не вызывает у него боль и страх — прямая стрелка.

Лекарство (В₄) посредством иглы (В₃) трудно вводится в кожу (В₂) пациента (В₁) — волнистая стрелка.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1. Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона контакта иглы и кожи, включая кожу, и зона зрительного контакта пациента с иглой.

ШАГ 2.2. Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время укола.

Т2 — время до укола.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Металл иглы, лекарство — жидкость.

б) ВПР изделия.

Кожа, ее структура (поры), психологическое воздействие вида иглы на пациента.

2. Внесистемные:

а) ВПР среды.

Воздух.

б) ВПР общие.

Воздух.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Одноразовые игла и шприц.

б) дешевые.

Воздух.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет облегчить ввод лекарства в течение ОВ (во время укола) в пределах ОЗ (контакта кожи и иглы, зрительного контакта пациента с иглой), не мешая очень тонкой и короткой игле не травмировать кожу и не вызывать боль и страх у пациента.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Материалы иглы и лекарства, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют легко вводить лекарство в кожу в течение ОВ (во время и после укола) в пределах ОЗ (контакта иглы с кожей и самой кожи, зрительного контакта пациента с иглой), не травмировать кожу и не вызывать боль и страх у пациента.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП):

Внутренний диаметр иглы должен быть большой, чтобы было легко вводить лекарство, и должен быть маленький, чтобы не травмировать кожу и не вызывать боль и страх у пациента.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Данный шаг не актуален для данной задачи.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

Зона между иглой и кожей во время и после укола должна сама обеспечить легкое введение лекарства.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

Пока еще не достаточно информации для применения стандартов.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1 Применение ММЧ.

Как маленькие человечки должны увеличить диаметр канала в игле, не увеличивая его?

ШАГИ 4.2—4.7 — не актуальны для данной задачи.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

Можно применить стандарт 3.1.1. Переход к бисистемам и полисистемам.

Иголочек делается очень много. Каждая иголочка маленькая и диаметр внутреннего канала очень мал, а все вместе образуют широкий канал.

ШАГ 5.2.Применение задач-аналогов.

Задачи-аналоги не выявлены.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств в пространстве

Раздробить иглу на множество очень маленьких игл.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Данный шаг не актуален для данной задачи.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Разработали пластырь с большим количеством иголочек размером от десятков нанометров до сотен микрометров. В пластыре имеются капсулы с лекарством14. Имеются разные варианты каналов, по которым поступает лекарство. На рис. 37 отверстия расположены рядом с микроиглой, а на рис. 38 — внутри иглы.

Рис. 37. Пластырь для введения лекарств. Патент EP 2 327 419

1 — покрытие микроиглы; 5 — устройство микроигл; 6 — микроигла; 7 — отверстия для вытекания лекарства; 8 — основание.

Рис. 38. Полая микроигла. Патент США 6 503 231

Игла проходит эпителий (роговой слой кожи) и лекарство вводится в эпидермис (рис. 39).

Рис. 39. Микроиглы, нанесенные на кожу

Пациент не ощущает боли, не боится вида пластыря, и иглы не травмируют кожу.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Описанное решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1. Пациент не ощущает боли, не боится вида пластыря, и иглы не травмируют кожу.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Устранено ФП: диаметр отверстия иглы должен быть большой и маленький. Суммарный диаметр отверстий всех игл большой, а диаметр каждой иглы маленький.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Полученная система содержит управляемый элемент — микроиглы.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Данное решение может быть использовано многократно в разных условиях и для разных целей.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Получены патенты.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи — изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Решение внедрено, пластырь создан и испытан (рис. 40).

Рис. 40. Внешний вид пластыря с микроиглами15

В некоторых случаях неудобно, когда лекарство содержится в специальных капсулах.

С точки зрения ТРИЗ идеальная капсула — отсутствующая капсула. Таким образом, капсула должна быть свернута, а ее функция передана другим частям, лучше всего самой игле.

Возникает новая задача. Как в микроигле поместить достаточное количество лекарства? Значит, игла должна быть сделана из лекарства, но лекарство не сможет проколоть роговой слой кожи (эпидермис).

Создали иглы, в которые вводят наночастицы лекарства, а сами иглы растворимые (рис. 41)16.

Рис. 41. Пластырь с микроиглами17

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема изменена — выпускается новое изделие.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Подобным способом можно брать микропробы, например, крови.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач

См. п. 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

Задача 9. Бензобак боевого самолета

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме:

Техническая система:

ТС для безопасного хранения бензина в бензобаке самолета.

ТС включает: самолет, бензобак и пулю.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если бензобак бронировать, то пуля не пробивает бензобак, бензин не выливается и не будет пожара, но самолет будет тяжелым.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если бензобак не бронировать, то пуля пробивает бензобак, бензин выливается и будет пожар, но самолет не будет тяжелым.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить отсутствие выливания бензина из бензобака при попадании в него пули, не утяжеляя самолета.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — пуля.

Изделие — самолет и бензобак.

Примечание.

В данной задаче имеются два состояния у изделия — бензобака.

Состояния изделия:

Состояние 1 — бензобак бронированный.

Состояние 2 — бензобак не бронированный.

Или можно задачу представить иначе: пуля пробивает бензобак или нет, что равнозначно бронированию и небронированию бензобака.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — пуля не пробивает бензобак, так как он бронированный.

Состояние 2 — пуля пробивает бензобак, так как он небронированный.

В связи с постановкой задачи и в качестве разнообразия выберем вариант, когда изделие имеет два состояния.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (бронированный бензобак).

ТП-2 (бензобак небронированный).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

В соответствии с ГПП, указанным на шаге 1.1 (безопасное хранение бензина) следовало бы выбрать бронированный бензобак, но такой самолет становится очень плохо управляемым, практически не способным вести бой. В связи с этим переформулируем ГПП.

ГПП — маневренный самолет.

Выбираем ТП-2 — бензобак небронированный.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

В небронированный бензобак попадает пуля и это приводит к выливанию бензина из бензобака и к пожару, но самолет не утяжеляется.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Пуля, самолет и бензобак.

2. Усиленная формулировка конфликта

В небронированный бензобак попадает пуля и это приводит к выливанию бензина из бензобака и пожару, но самолет не утяжеляется.

3. Икс-элемент

Икс-элемент создает условия, чтобы бензин не выливался из бензобака, не утяжеляя самолет.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

Исходная ситуация (18):

где

В₁ — бензобак с бензином;

В₂ — пуля;

П — движение пули.

Пуля (В₂), попадая в бензобак (В₁) приводит к выливанию бензина и пожару — волнистая стрелка.

Применение стандарта 1.2.1 (подкласс 1.2. Разрушение веполей), где для разрушения вредного действия между веществами необходимо добавить вещество (В₃), которое предотвращает разлив бензина (В₁), т. е. возникновение пожара. Схема (19):

В качестве В₃ должен быть какой-то материал, не позволяющий вытекать бензину.

Где

В₁ — бензобак с бензином;

В₂ — пуля;

В₃ — икс-элемент;

П — движение пули.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона попадания пули.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время попадания пули;

Т2 — время изготовления бензобака;

Т3 — время после попадания пули (после образования отверстия).

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Металл пули, движение пули.

б) ВПР изделия.

Бензобак и его конструкция.

2. Внесистемные

а) ВПР среды.

Поток воздуха.

б) ВПР общие.

Поток воздуха.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Потоки воздуха от винтов.

б) дешевые.

Потоки воздуха.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, создает условия, чтобы бензин не выливался в течение ОВ (во время и после попадания пули) в пределах ОЗ (из отверстия), не утяжеляя самолет.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы системы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, создают условия, чтобы бензин не выливался в течение ОВ (во время и после попадания пули) в пределах ОЗ (из отверстия), не утяжеляя самолет.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП):

Отверстие в бензобаке должно быть, так как пуля пробивает его стенку, что приводит к вытеканию бензина и пожару, и его не должно быть, чтобы бензин не выливался, но это не должно утяжелять самолет.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частички икс-элемента (бензобака) должны быть соединены, чтобы не было отверстия (не выливался бензин), и недолжны быть соединены, так как пуля пробила отверстие.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ в течение ОВ должна быть сплошной стенкой и не должна быть сплошной (должна иметь пробитое пулей отверстие).

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

См. шаг 1.7.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1 Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны соединять руки до попадания пули

(рис. 42), должны разъединить руки в момент прохождения пули (рис. 43) и снова соединять руки, как только пуля прошла стенку бака (рис. 44).

Рис. 42. До попадания пули

Рис. 43. В момент попадания пули

Рис. 44. После попадания пули

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

Шаг практически был выполнен на шаге 4.1.

Что-то заделывает отверстие после попадания пули.

ШАГИ 4.2 — 4.7 — не актуальны для данной задачи.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

См. шаг 1.7.

ШАГ 5.2.Применение задач-аналогов.

Самозаклеивающиеся шины автомобилей.

Технология ContiSeal позволяет проколам в шинах затягиваться самостоятельно. Вязкий защитный слой на внутренней стороне протектора покрышки немедленно герметизирует отверстие (рис. 45).

Такая шина появилась в 21 веке.

Рис. 45. Самозаклеивающаяся шина по технологии ContiSeal18

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств в пространстве

Заделка отверстия должна проходить в районе отверстия.

Разделение свойств во времени

Заделка отверстия должна проходить сразу после попадания пули.

Разделение свойств в пространстве

Заделка отверстия должна осуществляться материалом, находящимся в бензобаке.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Химический эффект — набухание резины в нефтепродуктах.

Чем меньше в молекулах каучука, содержащихся в резине нитрила акриловой кислоты (НАК), тем больше резина набухает. Так, степень набухания резины на основе нитрильного каучука СКН-18 в нефтепродуктах 100%19.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

В конце 1937 г. был разработан и принят на вооружение специальный протектор для защиты бензобаков, который при попадании на него бензина набухал и затягивал отверстие. Он представлял собой резиновую оболочку, состоящую из отдельных слоев резины и корда: первый слой, наклеенный на поверхность металла, — бензостойкая резина, второй слой — набухающая резина; третий и четвертый слои — прорезиненный корд, пятый слой — бензостойкая резина. В сумме толщина оболочки составляла 8 мм. Протектор накладывался на бензобак при помощи горячей вулканизации. Вес одного квадратного метра протектора толщиной 8 мм составлял 8 кг, что было вполне приемлемо для использования в авиации. Обеспечивалась полная защита от вытекания бензина через входное отверстие и частично — через выходное отверстие (в зависимости от размера входного отверстия) при поражении обычными пулями калибра 7,62 мм20.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена, но оказалось, что возникла вторичная задача — неполная защита бензобака на выходном отверстии.

Эта задача была решена в 1940 г., в НИИРП (Научно-исследовательский институт резиновой промышленности) создали комбинированный протектор, который можно было накладывать на бензобак холодным способом или при помощи горячей вулканизации. Этот протектор состоял из трех частей. Его основная часть (6,8 кг/м² при толщине 14,5 мм) защищала от вытекания на входном и выходном отверстиях от пуль нормального калибра.

В развитие этого варианта в НИИРП разработали комбинированный протектор (образца 1941 г.) для металлических бензобаков, который предохранял их от вытекания топлива при попадании пуль калибра 12,7 мм. При толщине 20 мм вес протектора достигал 16 кг/м². Он защищал от вытекания топлива на входном и выходном отверстиях (всего до 5—8 пробоин)21.

Оказалась, что возникла третичная задача.

Многочисленные эксперименты показали, что во всех случаях поражения металлического бензобака выходное отверстие в баке имело рваные и развороченные наружу края, не позволяющие протектору затянуться22.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Перейдем сразу к шагу 6.4.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Необходимо полностью защитить выходное отверстие бензобаки от вытекания бензина.

Первоначально пытались устанавливать различные стенки для того, чтобы пуля меняла направление движения в бензине и теряла кинетическую энергию, но эти опыты не дали результатов, так как при попадании в стенки пуля действительно меняла направление своего движения, но пробивала бак в другом месте23.

ТП. Металлический бензобак хорошо держит форму, но при попадании в него пуля создает выходное отверстие с рваными и развороченными наружу краями, не позволяющими протектору затянуться.

ФП. Бак должен быть из металла, чтобы хорошо держать форму, и не из металла, чтобы в выходном отверстии не создавались рваные и развороченные наружу края.

Сделать бак из другого материала. Стали делать бензобак из фибры (пропитанной специальным составом бумаги или целлюлозы, спрессованной в листы под нагревом).

Для фибровых бензобаков в ВИАМ (Всесоюзный научно-исследовательский институт авиационных материалов) предложили специальный протектор (образца 1941 г.), который обеспечивал защиту от вытекания топлива на входных и выходных отверстиях при попадании пуль калибра 12,7 мм (всего до 5—8 пробоин). Вес протектора составлял 14,5 кг/м² при толщине 17,5 мм24.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

— Рассмотреть вводимые вещества и поля.

Введены вещества: резина, фибра. Введенные поля: химическое поле — набухание резины в нефтепродуктах.

— Можно ли не вводить новые вещества и поля, использовав ВПР — имеющиеся и производные?

В данной задаче была необходимость введения этих веществ и химического поля.

— Можно ли использовать саморегулируемые вещества?

Резина в нефтепродуктах — саморегулируемое вещество, она в нефтепродуктах набухает.

— Ввести соответствующие поправки в технический ответ.

Поправок вводить не нужно.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1. Бензин не выливается из бака и пожар не происходит.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Устранены два ФП.

Частички икс-элемента (бензобака) должны быть соединены, чтобы не было отверстия (не выливался бензин), и недолжны быть соединены, так как пуля пробила отверстие.

Бак должен быть из металла, чтобы хорошо держать форму, и не из металла, чтобы в выходном отверстии не создавались рваные и развороченные наружу края.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Полученная система содержит управляемый элемент — резину, она разбухает в нефтепродуктах.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Данное решение может быть использовано не только для всех самолетов, но и в других транспортных средствах, имеющих бензобак, например машинах, катерах и т. д.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Решения внедрены и испытаны во время Великой Отечественной войны.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

См. шаг 6.4.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема (самолет) не изменилась.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Подобные решения могут быть использованы, например, в шинах. См. шаг 5.2.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач

См. п. 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ имеется задача-аналог, описанная на шаге 5.2.

Задача 10. Горбач

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме:

Система:

Система для поимки стайных рыб горбатым китом.

Система включает: кит и стая рыб.

По правилу 1. Если инструмент по условиям задачи может иметь два состояния, надо указать оба состояния.

Встречаются случаи, когда у инструмента нет двух состояний, тогда задача решается с одним состоянием инструмента и формулируется только одно ТП.

Техническое противоречие (ТП):

Кит приближается к стае рыб с открытой пастью, чтобы поглотить большую ее часть, но стая рассыпается в разные стороны на отдельные особи и кит практически остается без добычи.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить попадание всей стаи рыб в пасть кита.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — кит.

Изделие — стая рыб.

ШАГ 1.3.Составить графическую схему ТП.

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Выбор не нужен, так как ТП только одно.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Стая полностью рассыпается, и кит не успевает поймать ни одной рыбы.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара.

Кит и стая рыб.

2. Усиленная формулировка конфликта.

Стая полностью рассыпается, и кит не успевает поймать ни одной рыбы.

3. Икс-элемент

Х-элемент удерживает стаю вместе, и кит успевает проглотить всю стаю.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

В вепольном анализе схемы, когда объект воздействует сам на себя, не рассматривались. Схему можно представить так (20):

где

В₁ — стая рыб;

В₂ — кит;

П — движение кита.

Кит (В₂) способен проглотить стаю рыб (В₁) — прямая стрелка.

Стая рыб (В₁) при приближении кита (В₂) рассыпается — волнистая стрелка.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона между стаей и китом.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время ловли китом стаи.

Т2 — время до ловли.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Движение кита, раскрытая пасть, его тело, плавники и хвост.

б) ВПР изделия.

Стая, отдельные рыбешки.

2. Внесистемные

а) ВПР среды.

Вода, другие обитатели моря и растительность.

б) ВПР общие.

Вода.

3. Надсистемные:

а) надсистема.

Другие киты.

б) дешевые.

Вода, движение кита.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, удерживает стаю вместе в течение ОВ (вовремя ловли) в пределах ОЗ (контакта кита с стаей), чтобы кит успел проглотить всю стаю.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы (сам кит, другие киты, вода), абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, удерживают стаю вместе в течение ОВ (вовремя ловли) в пределах ОЗ (контакта кита со стаей), чтобы кит успел проглотить всю стаю.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП):

Икс-элемент в течение ОВ (вовремя ловли) в пределах ОЗ (контакта кита с стаей) должен удерживать стаю рыб вместе, чтобы она полностью попала киту в пасть, и не должен удерживать стаю рыб вместе, так как инстинкт заставляет рыб рассыпаться в стороны при приближении опасности (кита).

Кит в течение ОВ (во время ловли) в пределах ОЗ (контакта кита со стаей) должен удерживать стаю рыб вместе, чтобы она полностью попала киту в пасть, и не должен удерживать стаю рыб вместе, так как инстинкт заставляет рыб рассыпаться в стороны при приближении опасности (кита).

Стая рыб в течение ОВ (вовремя ловли) в пределах ОЗ (контакта кита с стаей) должна сама себяудерживать вместе, чтобы полностью попасть киту в пасть, и не должна себя удерживать вместе, так как инстинкт заставляет рыб рассыпаться в стороны при приближении опасности (кита).

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Отдельные рыбы должны быть рядом друг с другом, чтобы быть вместе (образовывать стаю — косяк), и не должны быть рядом друг с другом, чтобы рассыпаться при встрече с опасностью (китом).

В оперативной зоне должны быть частицы воды, способные удерживать стаю рыб вместе, и не должно быть таких частиц, так как инстинкт заставляет рыб рассыпаться в стороны при приближении опасности (кита).

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

Кит создает силы, чтобы удержать рыб в стае.

Вода создает силы, чтобы удержать рыб в стае.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

Можно применить стандарты 3.1.1. Переход к бисистемам и полисистемам, 3.1.2. Развитие связей в бисистемах и полисистемах и 3.1.3. Увеличение различия между элементами бисистем и полисистем.

Охотиться должны несколько китов вместе.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1 Применение ММЧ.

Человечки вокруг стаи не дают стае рассыпаться.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР.

Создаются силы вокруг стаи, не позволяющие ей рассыпаться.

2. Шаг назад от ИКР.

Расстояние между отдельными рыбами увеличилось.

3. Как теперь достичь ИКР.

Внешние силы создают силы, сжимающие стаю к центру.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Киты вместе с водой создают такие силы, сжимающие стаю к центру.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Киты создают пузыри вокруг стаи.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Киты создают силы, перемещающие созданные ими пузыри к центру стаи.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Задача может быть решена, если киты позовут себе на помощь электрических скатов. Но они справляются сами.

ШАГ4.7. Введение пары «поле — добавка вещества, отзывающегося на поле».

Частицы воды, пузырьки воздуха и силы, создаваемые китами.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

Мы уже применили стандарты 3.1.1. Переход к бисистемам и полисистемам, 3.1.2. Развитие связей в бисистемах и полисистемах и 3.1.3. Увеличение различия между элементами бисистем и полисистем.

По стандарту 3.1.1 — киты должны объединяться для совместной охоты, по стандарту 3.1.2 — каждый кит должен быть динамически связан с другими, по стандарту 3.1.3 — каждый из китов должен выполнять свою функцию.

ШАГ 5.2.Применение задач-аналогов.

Задача—аналог — большинство технических систем — каждая подсистема выполняет свою функцию.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств в пространстве, во времени и структуре

Непосредственно перед ловлей рыбы киты создают такие силы.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Киты создают центростремительные силы, совершая круги вокруг стаи.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Группа китов плавает вокруг косяка рыбы, хвостами и плавниками взбивая воду и создавая вокруг стаи «кольцо пены», за которое рыба не может вырваться. Движение китов вокруг стаи создает центростремительные силы, которые гонят эти пузыри к центру. Часть китов криками отгоняет рыбу от созданного «барьера». Кроме того, удары хвостом глушат рыбу. Затем киты по очереди подныривают под кольцо с разинутыми пастями, заглатывая рыбу. Кит, находящийся под водой внизу, выдыхая воздух, создает облако пузырьков. Кит постепенно поднимается на поверхность. Пузырьки, видимо, сбивают добычу с толку и помогают киту маскироваться. Таким образом киты могут охотиться как в одиночку, так и группами, окружая добычу кругом или полукругом и по спирали поднимаясь на поверхность.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Описанное решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1. Киты сами все создают.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Устранено ФП.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Полученная система содержит управляемые элементы — пузыри воздуха и центростремительные силы.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Данное решение используется всеми горбатыми китами.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

«Патент» природы.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Никаких.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема не изменяется, а используется. Киты охотятся вместе.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Подобный принцип может использоваться, когда нужно что-то удержать в центре. Такие задачи-аналоги имеются в фонде ТРИЗ, например создание искусственной шаровой молнии П. Капицей.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

См. п. 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

См. п. 8.2.

Задача 11. Резка лука

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме:

Техническая система:

ТС для безопасной резки репчатого лука.

ТС включает: репчатый лук, нож, разделочная доска и пальцы кисти руки, удерживающие лук.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если лук держать крепко, то будет удобно его резать, он не будет выскальзывать из пальцев, но можно порезать пальцы.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если лук держать некрепко, то будет неудобно его резать, он будет выскальзывать, но пальцы останутся целы.

Необходимо при минимальных изменениях в системе предотвратить порез пальцев, крепко держа лук, чтобы было удобно его резать.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — нож и пальцы.

Изделие — лук.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — пальцы держат лук крепко.

Состояние 2 — пальцы держат лук некрепко.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (лук держат крепко).

ТП-2 (лук держат некрепко).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — безопасная резка лука.

Выбираем ТП-2 — лук держат некрепко.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Лук держат с очень малой силой (совсем не держат), что создает неудобство для резания лука, но нет и порезов пальцев.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Пальцы, не держащие лук и нож.

2. Усиленная формулировка конфликта

Пальцы, не держащие лук, создают неудобство для резания лука, но нет и порезов пальцев.

3. Икс-элемент

Х-элемент крепко удерживает лук, позволяя ножу удобно резать его, не травмируя пальцы.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

В случае, когда лук держат крепко (21).

где

В₁ — лук;

В₂ — пальцы;

В₃ — нож;

П — сила резания.

Пальцы (В₂) крепко держат лук (В₁) — прямая стрелка.

Нож (В₃) удобно режет лук (В₁) — прямая стрелка.

Нож (В₃) режет пальцы (В₂) — волнистая стрелка.

В случае, когда лук держат некрепко (22).

где

В₁ — лук;

В₂ — пальцы;

В₃ — нож;

П — сила резания.

Пальцы (В₂) некрепко держат лук (В₁) — штрихпунктирная стрелка (если пальцы совсем не держат лук, то этой стрелки не должно быть).

Нож (В₃) неудобно режет лук (В₁) — волнистая стрелка.

Нож (В₃) не режет пальцы (В₂) — прямая стрелка.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона между пальцами и луком, а также между пальцами и ножом.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время резания лука.

Т2 — время до резания лука.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Ресурсы пальцев — ногти.

Ресурсы ножа — его форма.

б) ВПР изделия.

Свойства лука?

2. Внесистемные

а) ВПР среды.

Форма разделочной доски.

б) ВПР общие.

Кухонный стол.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Кожура лука.

б) дешевые.

Воздух, кожура лука.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет удерживать лук в течение ОВ (во время резания) в пределах ОЗ (контакт пальцев и лука, контакт ножа и пальцев), не мешая удобно резать лук.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы (ногти, форма ножа, форма разделочной доски, кухонный стол), абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют удерживать лук в течение ОВ (во время резания) в пределах ОЗ (контакт пальцев и лука), не мешая удобно резать лук.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП):

Пальцы должны находиться вплотную с луком, чтобы удержать его для удобного резания, и не должны находиться вплотную с луком, чтобы не порезать их.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

В ОЗ (между пальцами и луком) должны быть частицы, чтобы пальцы не касались лука (предотвращение пореза пальцев), и частиц не должно быть, чтобы лук было удобно резать.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ в течении ОВ должна сама обеспечивать удержание лука и не мешать его резанию.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

Можно применить стандарты 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества и 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ.

По стандарту 1.2.1 необходимо иметь какой-то предмет, который может удерживать лук и предохранять пальцы от пореза.

По стандарту 1.2.1 между пальцами и луком или между пальцами и ножом должны быть пальцы, нож или их видоизменение.

Видоизменение пальцев — это ногти, видоизменение ножа — это может быть нож специальной формы или нож, удерживающий лук.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1 Применение ММЧ.

Маленькие человечки находятся между пальцами и луком, и между пальцами и ножом. Те, которые находятся между пальцами и луком, должны удерживать лук, а те, которые находятся между ножом и пальцами, — предохранять пальцы от порезов.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР.

Лук хорошо удерживается, и пальцы не режутся.

2. Шаг назад от ИКР.

Пальцы находятся на каком-то расстоянии от лука и от ножа.

3. Как теперь достичь ИКР.

Это расстояние имеет что-то такое, что хорошо удерживает лук и предохраняет пальцы от пореза.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Что-то типа ножа удерживает лук.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Нож, удерживающий лук, будет мешать резать лук, поэтому нож должен быть смешан с пустотой — что-то вроде вилки, но с большим количеством зубьев (рис. 46).

Рис. 46. Инструмент для резки лука

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

См. шаг 4.4.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Задача не решается.

ШАГ4.7. Введение пары «поле — добавка вещества, отзывающегося на поле».

См. шаг 4.4.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

Мы уже применили стандарты 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества и 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ.

По стандарту 1.2.1 можно на пальцы надевать металлический наконечник, который хорошо удерживает лук и предохраняет от пореза (рис. 47).

ШАГ 5.2.Применение задач-аналогов.

Задачей—аналогом может быть вилка.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств в пространстве и структуре

Между частями, удерживающими лук, имеется пространство, в которое помещается нож (рис. 46).

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Нет необходимости

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Устройство, показанное на (рис. 47), выпускается массовым производством и продается.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Описанное решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение (устройство удержания лука) выполняет главное требование ИКР-1.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Устранено ФП. Пальцы должны находиться вплотную с луком, чтобы удерживать его для удобного резания, и не должны находиться вплотную с луком, чтобы не порезать их.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Держатель лука.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Данное решение используется массовым потребителем. Его можно использовать и для резки других овощей, не только лука.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Решение внедрено.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Можно еще больше механизировать процесс резки лука. Например, выпускаются специальные устройства для резки. Они содержат систему ножей, расположенных параллельно и перпендикулярно друг другу. Лук нарезается кубиками (рис. 48).

Рис. 48. Резка лука кубиками26

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Для резки продуктов могут использоваться устройства и механизмы, описанные ранее. Могут быть использованы полуавтоматические и полностью автоматические машины.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Можно подобным способом резать или разделять различные объекты.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

См. п. 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

Задача 12. Самолет «Сталь-6»

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме:

Техническая система:

ТС для сварки нержавеющей стали с хромомолибденовой сталью.

ТС включает: два вида сталей и способ сварки.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если сварка проводится короткими импульсами большой силы тока, то этот режим хорош для нержавеющей стали, но плох для хромомолибденовой стали.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если сварка проводится медленно, слабым током, то этот режим хорош для хромомолибденовой стали, но плох для нержавеющей стали.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить хорошие режимы сварки для двух видов сталей.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — способ сварки.

Изделие — нержавеющая и хромомолибденовая стали.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — ток большой силы, короткие импульсы (быстро).

Состояние 2 — ток малой силы медленно.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (ток большой, быстро).

ТП-2 (ток малый, медленно).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — сварка двух видов сталей.

Выбор ТП: ТП-1 и ТП-2 — равнозначны.

Например, мы выбираем ТП-1.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Очень большой ток и очень быстро (сверхкороткие импульсы тока).

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Нержавеющая и хромомолибденовая стали, большой ток и быстрый процесс сварки.

2. Усиленная формулировка конфликта

Нержавеющая и хромомолибденовая стали, очень большой ток и очень быстрый процесс сварки.

3. Икс-элемент

Икс-элемент создает условия для хорошей сварки нержавеющей стали с хромомолибденовой сталью.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

Исходная ситуация (23):

где

В₁ — нержавеющая сталь;

В₂ — хромомолибденовая сталь;

П — ток.

Очень сильный и короткий импульс тока (П) через электрод (В₃) хорошо сваривает нержавеющую сталь (В₁) — прямая стрелка.

Очень сильный и короткий импульс тока (П) через электрод (В₃) плохо сваривает хромомолибденовую сталь (В₁) — волнистая стрелка.

Пока трудно сказать, какой именно стандарт может быть применен. Возможно, стандарты 1.2.3. Оттягивание вредного действия поля и 1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона сварочного шва.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время сварки;

Т2 — время до сварки;

Т3 — время после сварки.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Сварочный ток, его сила и продолжительность воздействия.

б) ВПР изделия.

Два вида сталей.

2. Внесистемные

а) ВПР среды.

Газы и порошки, подаваемые при сварке, температура, воздух.

б) ВПР общие.

Воздух.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Испорченная в результате сварки сталь.

б) дешевые.

Воздух.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет сваривать хромомолибденовую сталь в течение ОВ в пределах ОЗ, не мешая сварке нержавеющей стали.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют сваривать хромомолибденовую сталь в течение ОВ в пределах ОЗ, не мешая сварке нержавеющей стали.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП):

Ток должен быть в виде сильного и короткого импульса, чтобы хорошоварить нержавеющую сталь, и ток должен быть слабый и длительный, чтобы хорошоварить хромомолибденовую сталь.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Этот шаг не актуален для данной задачи.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

В ОЗ должны проходить оба процесса.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

См. шаг 1.7.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

Данная часть не актуальна для данной задачи.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

См. шаг 1.7.

ШАГ 5.2.Применение задач-аналогов.

Задач-аналогов не обнаружено

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств во времени

Сначала проводится один процесс, а потом другой.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Этот шаг не актуален для данной задачи.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Роберто Бартини и инженер Сергей Михайлович Попов разработали свою технологию: сначала давали сильный, но очень короткий импульс тока, не давая хромомолибденовой стали перегреться, затем через реостат снижали его до уровня, при котором из нержавеющей стали вещества не выпадали. Регулирование процесса поручили автоматике27.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

— Рассмотреть вводимые вещества и поля.

Новых веществ и полей не вводилось, а использовалось только чередование применяемых ранее полей.

— Можно ли не вводить новые вещества и поля, использовав ВПР — имеющиеся и производные?

Так оно и было.

— Можно ли использовать саморегулируемые вещества?

Такие вещества для решения данной задачи не нужны.

— Ввести соответствующие поправки в технический ответ.

Поправок вводить не нужно.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1, лишние ресурсы не тратятся.

См. шаг 7.1.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Устранено ФП. Ток должен быть в виде сильного короткого импульса, чтобы хорошоварить нержавеющую сталь, и ток должен быть слабый и длительный, чтобы хорошоварить хромомолибденовую сталь.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

См. шаг 7.1.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Годится.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Решение было внедрено при постройке самолета «Сталь-6» под руководством генерального конструктора Роберто Бартини.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные. Решение внедрено.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема не изменяется.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Подобные решения могут быть использованы для решения подобных задач в других технических системах.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач

См. п. 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не имеет задачи-аналога.

Задача 13. Стул

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме:

Техническая система:

ТС для фиксации человеческого тела в разных положениях.

ТС включает: человек, рабочее место, фиксирующий элемент.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если фиксирующий элемент один, то он удобен в эксплуатации и не занимает лишнего места, но не фиксирует тело на любом рабочем месте в любом положении.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если фиксирующих элементов много, то можно фиксировать тело в различных положениях, но иметь много фиксирующих элементов неудобно в эксплуатации и эти элементы занимают лишнее место.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить фиксацию тела на рабочем месте в любом положении, при этом обеспечить удобство эксплуатации и не занимать много места.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — фиксирующий элемент.

Изделие — человек и занимаемое место.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — много фиксирующих элементов.

Состояние 2 — один фиксирующий элемент.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (один фиксирующий элемент).

ТП-2 (много фиксирующих элементов).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

Уточним ГПП, описанную на шаге 1.1.

ГПП — фиксация человеческого тела в разных положениях удобная в эксплуатации.

Выбираем ТП-1 — фиксирующий элемент один.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Выбран и так только один фиксирующий элемент. Дальнейшее усиление — отсутствующий фиксирующий элемент.

Отсутствующий фиксирующий элемент не фиксирует человека, но не занимает место.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Фиксирующий элемент, человек и занимаемое место.

2. Усиленная формулировка конфликта

Отсутствующий фиксирующий элемент не фиксирует человека, но и не занимает место.

3. Икс-элемент

Х-элемент фиксирует человека в любом положении, не занимая лишнего места.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

В случае одного или отсутствующего фиксирующего элемента (24).

где

В₁ — человек;

В₂ — занимаемое место;

В₃ — фиксирующий элемент;

П — сила опоры (фиксации).

Отсутствующий (или один) фиксирующий элемент (В₃) не занимает лишнего места (В₂) — прямая стрелка.

Отсутствующий (или один) фиксирующий элемент (В₃) не фиксирует человека (В₁) в любом положении — волнистая стрелка.

В случае многих фиксирующих элементов (25).

Где

В₁ — человек;

В₂ — занимаемое место;

В₃ — фиксирующий элемент;

П — сила опоры (фиксации).

Много фиксирующих элементов (В₃) фиксируют человека в любом положении (В₁) — прямая стрелка.

Много фиксирующих элементов (В₃) занимают лишнее место (В₂) — волнистая стрелка.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона контакта фиксирующего элемента с задней стороной человека (затылок, шея, спина, ягодицы, задняя сторона ног и стопы).

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время фиксирования.

Т2 — время до фиксирования.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Способность принимать нужную форму, создавая опору для тела человека в разных положениях.

б) ВПР изделия.

Мышцы человека, место, занимаемое фиксирующим элементом.

2. Внесистемные

а) ВПР среды.

Воздух, вода окружающая среда, где находится человек.

б) ВПР общие.

Воздух, вода окружающая среда, где находится человек.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Нет.

б) дешевые.

Воздух, вода, окружающая среда, где находится человек.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет фиксировать тело человека в нужном положении в течение ОВ (во время работы) в пределах ОЗ (задняя часть человека), не занимая лишнего места.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют фиксировать тело человека в нужном положении в течение ОВ (во время работы) в пределах ОЗ (задняя часть человека), не занимая лишнего места.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП):

Фиксирующий элемент должен быть жестким, чтобы фиксировать тело, и должен быть не жестким, чтобы изменять форму фиксации при изменении позы человеком.

Фиксирующий элемент должен быть монолитным, чтобы фиксировать тело, и должен состоять из многих частей, чтобы изменять форму фиксации при изменении позы человеком.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частички фиксирующего элемента должны быть жестко связаны между собой, чтобы обеспечить жесткость фиксирующего элемента, и должны быть не жестко связаны между собой, чтобы изменять форму фиксации при изменении позы человеком.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ в течение ОВ должна быть жесткой и не жесткой, частички ОЗ должны быть жестко связаны между собой и не жестко связаны между собой.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

Можно применить стандарт 2.2.4. Динамизация веполя.

Необходимо сделать фиксирующий элемент, меняющий свою жесткость и форму.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1 Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны поддерживать человека с задней стороны и быть крепко связаны друг с другом во время фиксации, и должны не быть связаны или быть не жестко связаны при изменении человеком позы.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР.

Фиксирующий элемент жесткий, когда фиксирует человека, и мягкий при изменении позы

2. Шаг назад от ИКР.

Фиксирующий элемент не совсем жесткий.

3. Как теперь достичь ИКР.

Фиксирующий элемент начинает быть не жестким, когда человек начинает менять позу, а когда человек принял позу, то он становится жестким.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Пока не понятно, как.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Например, мешок с воздухом удерживает человека.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Пока не понятно, как.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Задача не решается.

ШАГ4.7. Введение пары «поле — добавка вещества, отзывающегося на поле».

Частицы фиксирующего элемента способны изменять связи между собой.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

Мы уже применили стандарт 2.2.4. Динамизация веполя.

ШАГ 5.2.Применение задач-аналогов.

В начале 70-х годов прошлого века автор подал заявку на изобретение устройства фиксации тела человека в любом положении. Оно представляло собой оболочку, заполненную микросферами. Такая оболочка принимает точную форму соприкасающейся с ней поверхности, например задней части человека. Затем откачивают воздух. Микросферы плотно прижимаются друг к другу, и поверхность оболочки становится твердой, точно описывающей соприкасающуюся поверхность, и фиксирует ее.

Когда меняется форма, то кран открывается. В оболочку поступает воздух, и она снова становится мягкой. Так поступают при каждом изменении формы.

Заявка на изобретение была подана на медицинскую кровать, обычную кровать, кресло для космонавтов и летчиков, летающих на сверхзвуковых самолетах, устройство фиксации конечностей при переломах и т. д.

В то время заявку отклонили.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств в пространстве, во времени и структуре

Частички фиксатора должны менять связи между собой в зависимости от того, нужно ли в данный момент фиксировать тело или оно меняет свое положение. При фиксации тела частички фиксирующего элемента должны иметь жесткие связи между собой (фиксатор жесткий), а при изменении положения тела в пространстве частички фиксирующего элемента не должны быть жестко связаны между собой (фиксатор мягкий).

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

См. шаг 5.2.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Запатентовано решение в виде экзоскелета28. Это устройство поддерживает человека в стоячем, полусидячем, сидячем положениях и на корточках (рис. 49).

Рис. 49. Стул. Патент США 4 138 156

Швейцарская стартап-компания Noonee разработала стул без стула29 для снятия напряжения в ногах и спине (рис. 50). Он представляет собой мобильное сиденье, своеобразный экзоскелет для поддержки человека в описанных ранее положениях.

В отличие от других экзоскелетов такого типа, он не совершает работу по перемещению человека, поэтому ему не нужны мощные двигатели и большие затраты электроэнергии. Устройство использует малогабаритные двигатели малой мощности, которые работают только во время изменения позы. В остальное время амортизатор блокируется. Устройство прикрепляется с помощью ремней на бедре, коленях и лодыжках. Кроме того, энергия не тратится на поддержание веса человека, так как устройство опирается на пол.

Все это позволило сделать устройство очень легким и простым.

Для сравнения, разработанные ранее экзоскелеты такого типа весят не менее 20 кг и работают всего несколько часов. Устройство компании Noonee весит несколько килограммов и может работать несколько дней.

Прототипы были изготовлены из титана, но в будущем они могут быть изготовлены из углеродного волокна, что сделает их еще более легкими.

Рис. 50. Стул без стула30

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Описанное решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Устранено ФП. Частички фиксирующего элемента должны быть жестко связаны между собой, чтобы обеспечить жесткость фиксирующего элемента, и должны быть не жестко связаны между собой, чтобы изменять форму фиксации при изменении позы человеком.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

В решении, описанном на шаге 5.2, управляемый элемент — это микросферы, которые управляются создание вакуума или атмосферного давления в оболочке.

В решении, описанном на шаге 6.1, управляемые элементы — это электродвигатель и амортизатор, который блокируется или разблокируется.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

По решению, описанному на шаге 6.1, сделаны и испытаны опытные изделия. Они показали хорошие результаты и, видимо, могут быть подготовлены для массового производства.

По решению, описанному на шаге 5.2, не был изготовлен макет, поэтому пока трудно говорить о его судьбе.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Получен патент на решение, описанное на шаге 6.1.

По решению, описанному на шаге 5.2, патентная заявка не подавалась.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

По решению, описанному на шаге 5.2, могут возникнуть конструкторские и технологические проблемы, требующие решения.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

По решению, описанному на шаге 6.1, надсистема не изменится.

По решению, описанному на шаге 5.2, пока трудно судить, изменится ли надсистема.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Решение, описанное на шаге 5.2, может иметь самые различные применения, некоторые из них были описаны на шаге 5.2.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

См. п. 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

Задача 14. Оса

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме:

Система:

Система для размножения осы дисцелия (в дальнейшем будем ее называть оса-хозяин).

Система включает: осу-хозяина, гусеницу, гнездо, яйцо осы-хозяина, осу-паразита и ее яйцо.

Техническое противоречие (ТП):

Оса-хозяин откладывает яйцо в гусеницу для получения потомства (личинки) и запечатывает ее в гнезде, но оса-паразит откладывает в гнездо свое яйцо, из которого личинка вылупляется раньше личинки осы-хозяина и съедает ее.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить, чтобы личинка осы-паразита не могла съесть личинку осы-хозяина.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — личинка осы-паразита.

Изделие — личинка осы-хозяина.

ШАГ 1.3.Составить графическую схему ТП.

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Выбор не нужен, так как ТП только одно.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Усиливать конфликт не нужно.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Личинка осы-хозяйки и личинка осы-паразита.

2. Усиленная формулировка конфликта

Личинка осы-паразита съедает всех личинок осы-хозяйки.

3. Икс-элемент

Х-элемент не допускает, чтобы личинка осы-паразита съела личинку осы-хозяйки.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

Вепольную модель можно изобразить схемой (26)

где

В₁ — личинка осы-хозяйки;

В₂ — личинка осы-паразита.

Личинка осы-паразита съедает личинку осы-хозяйки — волнистая стрелка.

Применение стандарта 1.1.1. Синтез веполя — добавить поле (П).

Если Х-элемент будет полем, то необходимо подобрать поле, которое будет осуществлять действия, описанные на шаге 1.6.

Вепольную модель можно представить и другой схемой (27)

где

В₁ — личинка осы-хозяйки;

В₂ — личинка осы-паразита;

П — перемещение личинки осы-паразита.

Применение стандарта 1.2.1 (подкласс 1.2. Разрушение веполей), где для разрушения вредного действия между веществами необходимо добавить вещество (В₃), которое предохранит (В₁) от вредного действия (В₁).

Если Х-элемент будет веществом, то необходимо подобрать вещество, которое будет осуществлять действия, описанные на шаге 1.6 (предотвращать съедание личинки осы-хозяйки), как показано на схеме (28):

где

В₁ — личинка осы-хозяйки;

В₂ — личинка осы-паразита;

В₃ — икс-элемент;

П — перемещение личинки осы-паразита.

В качестве В₃ лучше всего использовать имеющиеся вещества или вещества, получаемые в процессе укладки яиц.

Стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ. Схема (29):

где

В₁ — личинка осы-хозяйки;

В₂ — личинка осы-паразита;

В₃ — икс-элемент;

В^«₁ — видоизмененные личинки осы-хозяйки;

В^«₂ — видоизмененные личинки осы-паразита;

П — перемещение личинки осы-паразита.

Стандарт 1.2.3. Оттягивание вредного действия поля. Схема (30):

где

В₁ — личинка осы-хозяйки;

В₂ — личинка осы-паразита;

В₃ — икс-элемент;

П — перемещение личинки осы-паразита.

Стандарт 1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля.

Схема (31):

где

В₁ — личинка осы-хозяйки;

В₂ — личинка осы-паразита;

П₁ — перемещение личинки осы-паразита

П₂ — икс-элемент.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона контакта личинки осы-паразита с личинкой осы-хозяйки.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время контакта.

Т2 — время до контакта (до появления личинки осы-паразита).

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Личинка осы-паразита, пространство вокруг нее, условия ее существования.

б) ВПР изделия.

Личинка осы-хозяйки, пространство вокруг ее.

2. Внесистемные

а) ВПР среды.

Материал гнезда и перегородки, гусеница.

б) ВПР общие.

Воздух.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Остатки гусеницы.

б) дешевые

Воздух.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, не позволяет личинке осы-паразита в течение ОВ (во время контакта) в пределах ОЗ (контакта) съесть личинку осы-хозяйки.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, не позволяют личинке осы-паразита в течение ОВ (во время контакта) в пределах ОЗ (контакта) съесть личинку осы-хозяйки.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП):

Контакт между личинкой осы-паразита и личинкой осы-хозяйки должен быть, так как они находятся в одном гнезде, и его не должно быть, чтобы личинка осы-паразита не съела личинку осы-хозяйки.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частички, окружающие личинку осы-хозяйки, должны не допускать личинку осы-паразита к личинке осы-хозяйки и должны допускать личинку осы-паразита к личинке осы-хозяйки, так как эти частички представляют собой воздух.

Частички, окружающие личинку осы-хозяйки, должны быть из воздуха, чтобы она могла дышать, и не из воздуха, чтобы личинка осы-паразита не смогла контактировать с личинкойосы-хозяйки.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

Указанные на шаге 3.2 ресурсы должны сами выполнить условия ИКР-1.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

См. шаг 1.7. Осталось только подобрать икс-элемент, который может быть веществом или полем, которые желательно выбрать из ресурсов.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1 Применение ММЧ.

Маленькие человечки (человечки икс-элемента) должны не допустить контакта личинки осы-паразита с личинкой осы-хозяйки.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР.

Контакта между личинками нет.

2. Шаг назад от ИКР.

Личинки очень близко друг к другу.

3. Как теперь достичь ИКР.

Поставить преграду между личинками.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Преграда первоначально существует в виде перегородки, которую делает оса-хозяйка, однако оса-паразит делает дырку в этой преграде и откладывает свое яйцо в то же гнездо.

Следовательно, необходимо сделать дополнительную преграду.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Между первой и второй (дополнительной) преградой нужно ввести пустоту, т. е. сделать вторую перегородку на каком-то расстоянии.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

См. шаг 4.3.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Не дает решения. В природе электричество вырабатывает только электрический скат.

ШАГ 4.7. Введение пары «поле — добавка вещества, отзывающегося на поле».

Не дает решения.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

См. шаг 1.7. В качестве В₃ используем материал, который вырабатывает оса-хозяйка.

ШАГ 5.2.Применение задач-аналогов.

Задач-аналогов не обнаружено.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств в пространстве

Делается дополнительная пустая ячейка с еще одной перегородкой.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Эффектов не найдено.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Некоторые осы-эвмениды, сооружающие линейные гнезда, начали строить сложные двойные перегородки: одну настоящую, вторую — ложную. Первая запечатывает колыбель молоди, а другая, поставленная на некотором расстоянии от первой, образует пустую «буферную» ячейку, где потомство блестянки обречено на голодную смерть31.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена природой.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Использованы ресурсы: дополнительная перегородка.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1. Все выполняется само.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

ФП разрешено полученным решением.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Управляемые элемент — дополнительная перегородка, формирующая пустую ячейку.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Данное решение годится для любых ос.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Новизна принадлежит природе.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при разработке полученной идеи?

Все подзадачи природа решила.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистему не нужно изменять. Все сделано идеально.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Подобное решение может быть использовано в других системах.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач

а) Сформулировать в обобщенном виде полученный принцип решения.

Полученный принцип решения состоит в том, что если вреден контакт межу веществами, то на каком-то расстоянии делается преграда между ними.

б) Рассмотреть возможность прямого применения полученного принципа при решении других задач.

Данный принцип может быть использован в самых различных сферах, в том числе и в общественной жизни.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ данные для сравнения отсутствуют.

Задача 15. Сигарета

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме:

Техническая система:

ТС для курения табака.

ТС включает: человек, сигарета, табак, процесс горения.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если табак в сигарете горит, то прилегающий к зоне горения слой табака нагревается до слишком высокой температуры, при которой возгоняются никотин и ароматические вещества, но выделяются и канцерогены, попадающие в легкие курильщика с воздухом, втягиваемым при затяжке через зону горения.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если табак в сигарете не горит, то канцерогены не выделяются, но температура табака не достаточна для возгонки никотина и ароматических веществ.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить отсутствие выделения канцерогенов и возгонку никотина и ароматических веществ при сохранении ритуала курения.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — температура горения табака.

Изделие — легкие человека.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — высокая температура.

Состояние 2 — низкая температура.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (высокая температура).

ТП-2 (низкая температура).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — доставить никотин и ароматические вещества в легкие человека.

Выбираем ТП-1 — температура горения табака высокая.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Выбираем очень высокую температуру.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Очень высокая температура и легкие человека.

2. Усиленная формулировка конфликта

Очень высокая температура обеспечивает возгонку никотина и ароматических веществ, но выделяются канцерогены.

3. Икс-элемент

Х-элемент не позволяет канцерогенным веществам проникать в легкие человека, не мешая проникновению в них никотина и ароматических веществ.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

В случае высокой температуры (32).

где

В₁ — легкие человека;

В₂ — табак;

П — температура (тепловое поле).

Высокая температура (П) воздействует на табак (В₂) и возгоняет никотин и ароматические вещества, попадающие в легкие человека (В₁) — прямая стрелка.

Высокая температура (П) воздействует на табак (В₂) и выделяет канцерогенные вещества, попадающие в легкие человека (В₁) — волнистая стрелка.

В случае низкой температуры (33).

где

В₁ — легкие человека;

В₂ — табак;

П — температура.

Низкая температура (П) воздействует на табак (В₂) и не выделяет канцерогенных веществ — прямая стрелка.

Низкая температура (П) воздействует на табак (В₂), не возгоняет никотин и ароматические вещества — прямая волнистая стрелка.

Воспользуемся стандартами подкласса 1.2. Разрушение веполей.

Стандарт 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества. Схема (34):

где

В₁ — легкие человека;

В₂ — табак;

В₃ — икс-элемент;

П — температура.

Стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ. Схема (35):

где

В₁ — легкие человека;

В₂ — табак;

В₃ — икс-элемент;

В^«₁ — видоизмененные легкие человека;

В^«₂ — видоизмененный табак или сигарета;

П — температура.

Стандарт 1.2.3. Оттягивание вредного действия поля. Схема (36).

где

В₁ — легкие человека;

В₂ — табак;

В₃ — икс-элемент;

П — температура.

Стандарт 1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля. Схема (37):

где

В₁ — легкие человека;

В₂ — табак;

П₁ — температура.

П₂ — икс-элемент.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

Имеются две ОЗ

ОЗ1 — это зона контакта температуры (зоны горения) и прилежащего к зоне горения слоя табака.

ОЗ2 — это зона контакта никотина и канцерогенных веществ со ртом или легкими.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Имеются два ОВ.

ОВ1: Т1₁ — время контакта высокой температуры (зоны горения) и прилежащего к зоне горения слоя табака.

ОВ2: Т1₂ — время контакта никотина и канцерогенных веществ со ртом или легкими.

Т2 — время до этих контактов.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Температура, легкие, раздувающие огонь, т. е. прокачка воздуха через табак (затяжка).

б) ВПР изделия.

Табак, сигарета, губы, зубы язык, гортань, легкие.

2. Внесистемные

а) ВПР среды.

Воздух, зажигалка.

б) ВПР общие.

Воздух.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Пепел, оставшаяся часть сигареты.

б) дешевые.

Воздух.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет не допустить образование канцерогенных веществ в течение ОВ (во время контакта температуры и прилегающего к зоне горения табака) в пределах ОЗ (в области контакта температуры и прилегающего к зоне горения табака), не мешая образованию никотина и ароматических веществ.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют не допустить образование канцерогенных веществ в течение ОВ (во время контакта температуры и прилегающего к зоне горения табака) в пределах ОЗ (в области контакта температуры и прилегающего к зоне горения табака), не мешая образованию никотина и ароматических веществ.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП):

Температура должна быть высокой, чтобы возгонять никотин и ароматические вещества, и должна быть низкой, чтобы не образовывать канцерогенные вещества.

Примечание.

Температура возгонки никотина и ароматических веществ — до 200 ^оС. Температура образования канцерогенных веществ — более 200 ^оС.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частички табака должны быть нагреты до высокой температуры, чтобы возгонять никотин и ароматические вещества, и не должны быть нагреты до высокой температуры, чтобы не образовать канцерогенные вещества.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ1 в течение ОВ1 должна выделять никотин и ароматические вещества, и не выделять канцерогенные вещества.

ОЗ2 в течение ОВ2 должна пропускать никотин и ароматические вещества и не пропускать канцерогенные вещества.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

В дополнении к использованию стандартов, описанных на шаге 1.7, можно использовать стандарты 1.1.7 Максимальный режим действия на вещество и 1.1.8. Избирательно-максимальный режим (точнее, 1.1.8.1. Избирательно-максимальный режим: поле максимальное).

Стандарты 1.1.7. Максимальный режим действия на вещество. Схема (38):

где

В₁ — легкие человека;

В₂ — табак;

П₁ — температура.

П₂ — икс-элемент.

Можно сделать болеедетальную вепольную схему (39):

где

В₁ — легкие человека;

В₂ — табак;

В₃ — икс-элемент;

П — температура.

П₁ — поток никотина и ароматических веществ.

П₂ — поток канцерогенных веществ.

В качестве В₃ могут использоваться в соответствии со стандартом1.1.1 — дополнительное вещество, а в соответствии со стандартом 1.1.2 —имеющиеся вещества: табак, материал сигареты и ее части и их видоизменения.

Может быть и другой вариант вепольной схемы (40):

где

В₁ — легкие человека;

В₂ — табак;

В₃ — икс-элемент;

П — температура.

П₁ — поток никотина и ароматических веществ.

П₂ — поток канцерогенных веществ.

Это менее идеальный вариант: канцерогенные веществавыделяются, но их поток не попадает в легкие. Он может по стандарту 1.2.3 оттягиваться в безопасное место или, в крайнем случае, в воздух.

Стандарты 1.1.8.1. Избирательно-максимальныйрежим: поле максимальное.

По этому стандарту в необходимое место вводят экзотермическуюсмесь, а нагрев осуществляют с минимальной температурой, и в необходимом местеза счет экзотермической смеси создается повышенная температура. Это, однако, неприменимо к данной задаче, так как не позволяет сохранить ритуал курения.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1.Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны или не допускать высокую температуру в прилегающем к зоне горения слое табака, или отводить канцерогенные вещества ото рта (легких).

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР.

а) Никотин и ароматические вещества выделяются, а канцерогенные вещества не образуются.

б) Образовавшиеся канцерогенные вещества не поступают в организм (легкие).

2. Шаг назад от ИКР.

а) Небольшое количество канцерогенных веществ все-таки образуется.

б) Небольшое количество этих веществ поступает в организм.

3. Как теперь достичь ИКР.

Небольшое количество канцерогенных веществ отводится в сторону или фильтруется (остается на фильтре).

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Задача решается использованием части табака и конструкции сигареты.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Пустота в виде разницы давлений (условно — вакуум), создаваемой легкими человека при затяжке. За счет этого отводятся канцерогенные вещества. Разность давлений может создаваться за счет эжекции, потоком воздуха, создаваемым курильщиком.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

См. шаг 4.4.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Электронная сигарета, нагревающая натуральный табак. Температура задается строго та, которая нужна для возгонки никотина и ароматических веществ. Такое решение, однако, неприемлемо в данной задаче, так как требуется сохранить ритуал курения: табак должен именно гореть, и курильщик должен видеть, что зона горения при затяжке разгорается ярче и перемещается вдоль сигареты.

ШАГ4.7. Введение пары «поле — добавка вещества, отзывающегося на поле».

См. шаги 4.3—4.6.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

См. шаг 3.6. Может быть, можно применить стандарт 2.2.4. Динамизация веполя и стандарты класса 5, например 5.1.2. Разделение изделия на взаимодействующие части, 5.1.3. Самоустранение отработанных веществ, 5.2.1. Использование поля по совместительству, 5.2.2. Использование поля внешней среды, 5.2.3. Использование веществ-источников полей, 5.5.1. Получение частиц вещества разложением.

ШАГ 5.2.Применение задач-аналогов.

В качестве задачи аналога можно использовать задачу о растяжении арматуры в предварительно напряженном бетоне. Эта задача подсказывает нам направление решения, связанное с разделением табака в сигарете на две части: одна часть будет гореть и выделять тепло, а вторая будет только нагреваться этим теплом и генерировать никотин и ароматические вещества.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств

— в пространстве

Нагревается (горит) только внешняя часть, соприкасающаяся с табаком или, в крайнем случае, внешняя часть табака.

— во времени

Канцерогенные вещества отводятся во время затяжки, используя поток воздуха, создаваемого курильщиком.

— в структуре

Структура сигареты должна обеспечивать указанные выше требования.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Эжекция, экзотермические вещества.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Имеются два патента32 на решение этой задачи (два варианта конструкции сигареты). Представим здесь один из вариантов решения, показанный на рис. 51.

Рис. 51. Сигарета по патенту РФ 2 607 767

2 — курительная часть; 3 — мундштук; 4 — центральный стержень; 5 — теплоизоляционная оболочка; 6 — топливный слой; 7 — внешняя оболочка сигареты; 62 — центральный канал; 63 — кольцевой канал; 64 — упругая гибкая перегородка (положение до затяжки); 65 — замкнутая кольцевая область; 66 — положение гибкой перегородки в конце затяжки (пунктирная линия); 67 — отверстие; 68 — направление потока вдыхаемого аэрозоля; 69 — создаваемое разряжение.

Как видно из рис. 51, табак в новой сигарете разделен на две части газонепроницаемой цилиндрической теплоизоляционной оболочкой 5. При этом внешняя часть табака 6 играет роль топлива (здесь может использоваться не только табак, а любое твердое топливо), которое загорается при зажигании сигареты и горит, выделяя тепло. Это тепло через теплоизоляционную оболочку 5 нагревает табак во внутренней части оболочки 5 (на рис. 51 это центральный стержень 4). Теплопроводность оболочки 5 сделана такой, чтобы табак внутри оболочки нагревался только до температуры возгонки никотина и ароматических веществ, но не до температуры пиролиза, при которой образуются канцерогены.

При использовании такого курительного изделия во время затяжки курильщик вдыхает аэрозоль, выделяемый нагретым центральным стержнем 4 и свободно проходящий по центральному каналу 62. Направление потока вдыхаемого аэрозоля показано стрелкой 68. Одновременно с этим в кольцевом канале мундштука 63 сигареты, находящегося на месте обычного сигаретного фильтра, создается разрежение (показано стрелками 69), благодаря которому перегородка 64 начинает выгибаться в сторону оболочки 5 и в конце затяжки принимает положение, показанное пунктирной линией 66.

Такое перемещение перегородки 64 приводит к созданию разрежения внутри кольцевой области 65 и образованию воздушного потока, проходящего через слой топлива 6 между теплоизоляционной оболочкой 5 и внешней оболочкой сигареты 7. Этот воздушный поток интенсифицирует процесс горения топливного слоя 6 на кончике сигареты. При этом вследствие газонепроницаемости перегородки 64, продукты горения топлива, включая образующиеся канцерогенные вещества, не попадают в центральный канал 62 и не вдыхаются курильщиком.

После прекращения затяжки перегородка 64 за счет своих упругоэластичных свойств возвращается в исходное состояние.

Таким образом, достигается желаемый результат: во время затяжки обеспечивается интенсификация процесса горения топливного слоя 6 и исключается попадание продуктов его горения в дыхательные пути курильщика, тогда как выделяемые табаком в центральном стержне 4 никотин и ароматические вещества беспрепятственно вдыхаются курильщиком.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Описанное решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1. Устройство сигареты отводит канцерогенные вещества и не дает им проникать в легкие человека при затяжке.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением? Частички табака должны быть нагреты до высокой температуры, чтобы выделять никотин и ароматические вещества, и не должны нагреваться до высокой температуры, чтобы не образовывать канцерогенные вещества.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Структура сигареты, не пропускающая канцерогенные вещества в легкие.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Годится.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Имеются патенты.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Необходимо правильно выбрать материал и рассчитать толщину слоя теплоизоляции между зоной горения внешнего слоя табака (топлива) и внутренним слоем табака. Теплоизоляция не должна допускать перегрева внутреннего слоя табака до температуры образования канцерогенов.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема не изменится.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Неизвестно.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

Авторы предоставляет читателю проделать этот шаг.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.

Задача 16. Кормежка рыб

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме:

Система:

Система для кормления рыб.

Система включает: рыб, аквариум с водой и циклопов.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если циклопов поместить в аквариум, то они могут перемещаться в аквариуме, но рыбы съедают их всех сразу и в остальное время будут голодные.

Примечание.

Как сделать, чтобы рыбы не съели циклопов?

1. Можно их совсем не помещать в аквариум.

2. Поместить их в аквариум за сплошную перегородку, например прозрачную.

Выберем второй вариант и сформулируем ТП-2.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если циклопов поместить за прозрачную перегородку, то рыбы не съедают их всех сразу, но циклопы не смогут перемещаться в аквариум, чтобы рыбы смогли их съесть («видит око, да зуб неймет»).

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить, чтобы циклопы смогли перемещаться из-за перегородки в аквариум, а рыбы не могли перемещаться в загороженную часть, чтобы они не съели циклопов всех сразу.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — рыбы.

Изделие — циклопы и аквариум.

Состояния изделия:

Состояние 1 — циклопы в аквариуме.

Состояние 2 — циклопы за перегородкой.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (циклопы в аквариуме).

ТП-2 (циклопы за перегородкой).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — кормление рыб.

Выбираем ТП-2 — имеется потенциальная возможность накормить рыб.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Шаг не применим.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Рыбы и циклопы.

2. Усиленная формулировка конфликта

Циклопы за перегородкой могут служить потенциальным кормом, но рыбы не могут их достать.

3. Икс-элемент

Х-элемент помогает циклопам постепенно переходить в аквариум.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

Отсутствие перегородки в аквариуме. Схема (41):

где

В₁ — циклопы;

В₂ — рыбы;

П₁ — движение рыб.

Рыбы (В₂) могут есть циклопов (В₁) — прямая стрелка.

Рыбы (В₂) съедают циклопов (В₁) сразу всех и остаются голодны оставшееся время — волнистая стрелка.

Имеется перегородка в аквариуме. Схема (42):

где

В₁ — циклопы;

В₂ — рыбы;

В₃ — перегородка;

П₁ — движение циклопов.

Рыбы (В₂) не могут попасть за перегородку (В₃) — прямая стрелка.

Циклопы (В₁) не могут попасть за перегородку (В₃) — волнистая стрелка.

Пока не понятно, какой стандарт применить.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона контакта рыбы и циклопа (от перегородки до аквариума).

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время контакта.

Т2 — время до контакта.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Рыбы и возможность их передвигаться.

б) ВПР изделия.

Циклопы, их возможность передвигаться и перегородка.

2. Внесистемные

а) ВПР среды.

Вода.

б) ВПР общие.

Вода.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Отходы рыб и циклопов.

б) дешевые

Вода.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет циклопам в течение ОВ (время контакта — кормления) в пределах ОЗ (от перегородки до аквариума) переходить из огороженной зоны в аквариум.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют циклопам в течение ОВ (время контакта — кормления) в пределах ОЗ (от перегородки до аквариума) переходить из огороженной зоны в аквариум.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП):

Перегородка должна быть, чтобы рыбы не могли проникнуть за перегородку и сразу съесть всех циклопов, и не должна быть, чтобы циклопы могли перемещаться в аквариум.

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Частички перегородки должны располагаться вплотную друг к другу, чтобы рыбы не смогли проникнуть за перегородку, и недолжны находиться вплотную друг к другу, чтобы циклопы могли проникнуть в аквариум.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

Указанные на шаге 3.2 ресурсы должны сами выполнить условия

ИКР-1.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

Можно попробовать применить стандарт 3.2.1. Переход на микроуровень.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1 Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны пропускать циклопов в аквариум по одному и не пропускать рыб за перегородку, чтобы они не съели сразу всех циклопов.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР.

Рыбы не проходят через перегородку, а циклопы проходят.

2. Шаг назад от ИКР.

Маленькие человечки что-то немного пропускают.

3. Как теперь достичь ИКР.

Маленькие человечки пропускают только что-то очень маленькое (циклопов) и не пропускают большое (рыб).

Шаги 4.3‒4.7 для данной задачи не применимы.

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

Применили стандарт 3.2.1. Переход на микроуровень. Перегородка на микроуровне пропускает циклопов и не пропускает рыб.

ШАГ 5.2.Применение задач-аналогов.

1. Осмос.

Полупроницаемая мембрана имеет высокую проницаемость лишь для некоторых веществ.

2. Клетка в зоопарке.

Небольшие птицы могут залетать в клетку к зверю, а он не может выйти из нее.

3. Дуршлаг

Вода проходит сквозь дырочки, а макароны остаются.

4. Москитная сетка

Воздух проходит сквозь сетку, а комары и мошкара — нет.

Выводы:

Можно установить преграду для рыб, но не для циклопов. Это может быть, например, сеть с маленькими ячейками. Но ячеек должно быть мало, чтобы циклопы не все сразу проникли в зону рыб.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств в пространстве

В перегородке имеются проходы, но только для циклопов (очень маленькие и редкие).

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Скорее всего, должны использоваться геометрические эффекты — отверстия в перегородке или лабиринт, который затруднит циклопам проникновение в зону рыб.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

В аквариуме отгораживают небольшую часть, например, оргстеклом с отверстиями, достаточно мелкими, чтобы сквозь них не могли проходить рыбки, но могли по одному просачиваться циклопы. Отверстия делаются редко, чтобы циклопы проходили не слишком часто. Таким образом, циклопов хватит на время отсутствия хозяев.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Использованы ресурсы — отверстия в оргстекле малого размера.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1. Все выполняется само. Отверстия пропускают циклопов и не пропускают рыб.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Устранено ФП. Частички перегородки должны располагаться вплотную друг к другу, чтобы рыбы не смогли проникнуть за перегородку, и недолжны находиться вплотную друг к другу, чтобы циклопы могли проникнуть в аквариум.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Отверстия в перегородке.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Данное решение годится для любого аквариума.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Заявка на изобретение не подавалась.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при разработке полученной идеи?

Подогнать оргстекло к аквариуму так, чтобы между стенкой аквариума и перегородкой не было зазора, или местами сделать между ними проходы для циклопов; предварительно рассчитать размер и требуемое количество проходов для циклопов и проделать соответствующие отверстия в перегородке.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистему не нужно изменять. Все сделано идеально.

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

Подобное решение может быть использовано в других системах (см. шаг 5.2).

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач

а) Сформулировать в обобщенном виде полученный принцип решения.

Полученный принцип решения состоит в том, что какой-то объект пропускается только в одну сторону, если только он определенного размера.

б) Рассмотреть возможность прямого применения полученного принципа при решении других задач.

Данный принцип использован в осмосе.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения неидеален и отличается от теоретического.

При этом не стандартны:

1. Формулировка ТП2 (шаг 1.1). Его практически не было, и мы его ввели искусственно.

2. Графические схемы ТП1 и ТП2 (шаг 1.2).

Зная полученное решение (введение в аквариум перегородки), ниже частично приведем повторный разбор задачи, который лучше соответствует идеальному теоретическому ходу решения по АРИЗ-85-В.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ данные для сравнения отсутствуют.

В условия задачи сразу вводим перегородку.

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме:

Система:

Система для кормления рыб.

Система включает: рыб, циклопов, аквариум с водой и перегородкой, отделяющей рыб от циклопов.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если нет перегородки, то циклопы могут свободно перемещаться в аквариуме, но рыбы тоже могут перемещаться в зону, где есть циклопы, съедают их всех сразу и в остальное время будут голодные.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если имеется перегородка, то рыбы не могут пойти через перегородку и съесть всех циклопов сразу, но и циклопы не могут перемещаться в аквариум, чтобы рыбы могли их съесть.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить, чтобы циклопы смогли перемещаться из-за загородки в аквариум, а рыбы не смогли перемещаться в загороженную часть, чтобы они не могли съесть циклопов всех сразу.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — перегородка.

Изделие — рыбы и циклопы.

Состояния изделия:

Состояние 1 — перегородка отсутствует.

Состояние 2 — перегородка имеется.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (нет перегородки).

ТП-2 (перегородка есть).

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

Шаг аналогичен тому, что сделано в приведенном выше разборе этой задачи.

Выбираем ТП-2 — имеется потенциальная возможность накормить рыб.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Перегородка абсолютно непроницаема для рыб.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Перегородка, рыбы и циклопы.

2. Усиленная формулировка конфликта

Рыбы не могут перемещаться через перегородку в зону циклопов, но и циклопы не могут перебираться через перегородку в зону рыб.

3. Икс-элемент

Х-элемент помогает циклопам постепенно переходить в зону рыб.

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

Имеется перегородка в аквариуме. Схема (43):

где

В₁ — циклопы;

В₂ — рыбы;

В₃ — перегородка;

П₁ — движение циклопов.

Рыбы (В₂) не могут попасть за перегородку (В₃) — прямая стрелка.

Циклопы (В₁) не могут попасть за перегородку (В₃) — волнистая стрелка.

Пока не понятно, какой стандарт применить.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

ОЗ — это зона от перегородки до зоны, где находятся рыбы.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время, когда циклоп переходит в зону рыб.

Т2 — время до перехода циклопа в зону рыб.

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Материал перегородки и видоизменение перегородки.

б) ВПР изделия.

Циклопы и рыбы; их возможность передвигаться.

2. Внесистемные

а) ВПР среды.

Вода.

б) ВПР общие.

Вода.

3. Надсистемные:

а) отходы системы.

Отходы рыб и циклопов.

б) дешевые

Вода.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет циклопам в течение ОВ в пределах ОЗ переходить из огороженной зоны в зону рыб.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют циклопам в течение ОВ в пределах ОЗ переходить из огороженной зоны в зону рыб.

Остальные шаги решения аналогичны тем, которые представлены в приведенном выше разборе этой задачи.

Задача 17. Поставка пшеницы

Часть I. Анализ задачи

ШАГ 1.1.Условие мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме:

Система:

Система для сокращения рисков при продаже зерна.

Система включает: зерно, покупателя, контракт.

Техническое противоречие 1 (ТП-1):

Если урожай хороший и его реальная рыночная цена меньше, чем указано в контракте, то продавец имеет сверхприбыль.

Техническое противоречие 2 (ТП-2):

Если урожай плохой, и его реальная рыночная цена выше, чем указано в контракте, то продавец недополучает прибыль или вообще может разориться.

Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить минимальный риск в любых случаях, независимо от того, хороший урожай или плохой.

ШАГ 1.2.Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.

Инструмент — реальная рыночная цена зерна (далее — просто реальная цена).

Изделие — прибыль продавца.

Состояния инструмента:

Состояние 1 — цена меньше, чем в контракте.

Состояние 2 — цена выше, чем в контракте.

ШАГ 1.3.Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

ТП-1 (реальная цена меньше, чем в контракте).

Комментарий: Следуя формально логике АРИЗ, мы получили схему ТП-1, которая не содержит ни нежелательного эффекта, ни конфликта, что вообще-то не типично. Это связано с тем, что в ситуации, которую описывает эта схема, никакой проблемы нет, и продавец благополучно получает свою прибыль. Поэтому никаких усовершенствований здесь не требуется.

ТП-2 (реальная цена выше, чем в контракте).

Комментарий: На этой схеме ТП-2 содержит нежелательный эффект (волнистая стрелка), который требуется устранить по условиям задачи, но не содержит в явном виде конфликта (нет ни одной прямой стрелки), что тоже не часто встречается при разборе задач по АРИЗ.

ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).

Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).

ГПП — сокращение рисков продажи.

По правилу выбора между ТП-1 и ТП-2 мы должны были бы выбрать ТП-1, так как оно обеспечивает минимальный риск (его просто нет в ситуации, описываемой ТП-1). Однако поскольку ТП-1 не содержит ни конфликта, ни нежелательного эффекта, который нужно устранить, выбор ТП-1 никак не поможет нам решить задачу. Поэтому мы выберем вариант ТП-2, который хоть и описывает ситуацию с максимальным риском, но включает нежелательный эффект, который можно попытаться устранить.

Итак, выбираем ТП-2 — реальная цена продажи выше, чем указана в контракте.

ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.

Реальная цена продажи значительно выше указанной в контракте, что разоряет продавца.

ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.

1. Конфликтующая пара

Реальная цена продажи зерна и прибыль.

2. Усиленная формулировка конфликта

Реальная цена продажи значительно выше, указанной в контракте, что разоряет продавца.

3. Икс-элемент

Х-элемент помогает продавцу не разориться даже если реальная цена сверхвысокая, а продавцу нечего продавать (нет урожая).

ШАГ 1.7. Применение стандартов.

В случае высокой реальной цены. Схема (44):

где

В₁ — прибыль;

В₂ — товар (зерно);

П₁ — реальная цена.

Высокая реальная цена (П) товара (В₂) приносит убыток (В₁) и может привести к разорению продавца — волнистая стрелка.

Воспользуемся стандартами подкласса 1.2. Разрушение веполей.

Стандарт 1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества. Схема (45):

где

В₁ — прибыль;

В₃ — икс-элемент;

В₂ — товар (зерно);

П₁ — реальная цена.

Стандарт 1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ. Схема (46):

где

В₁ — прибыль;

В₂ — товар (зерно);

В₃ — икс-элемент;

В^«₁ — видоизмененная прибыль;

В^«₂ — видоизмененный товар;

П₁ — реальная цена.

Стандарт 1.2.3. Оттягивание вредного действия поля. Схема (47):

где

В₁ — прибыль;

В₂ — товар (зерно);

В₃ — икс-элемент;

П₁ — реальная цена.

Стандарт 1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля.

Схема (48):

где

В₁ — прибыль;

В₂ — товар (зерно);

П₁ — реальная цена;

П₂ — икс-элемент.

Пока трудно определить, какой из стандартов может подойти для решения такой задачи.

Нужно продолжить анализ задачи.

Часть 2. Анализ модели задачи

ШАГ 2.1.Определить оперативную зону ОЗ.

Имеются две ОЗ

ОЗ — это зона товара и его реальной цены. В данной задаче ОЗ — это условное понятие, так как зона товара и зона цены не имеют четкой пространственной локализации. Мы используем здесь термин ОЗ, чтобы подчеркнуть отличие этого параметра от ОВ.

ШАГ 2.2.Определить оперативное время ОВ.

Т1 — время реальной продажи товара (фактической его отгрузки).

Т2 — время до реальной продажи (до заключения фьючерсной сделки и во время ее заключения).

ШАГ 2.3.Определение и учет ВПР.

1. Внутрисистемные

а) ВПР инструмента.

Реальная цена товара, цена, указанная в контракте.

б) ВПР изделия.

Товар, его наличие и качество.

2. Внесистемные

а) ВПР среды.

Рынок, условия и технология производства и доставки товара.

б) ВПР общие.

Рынок

3. Надсистемные:

а) надсистемы

Другие продавцы и другие покупатели на этом и смежных рынках

б) отходы системы.

Некачественный товар (зерно).

в) дешевые.

Нет.

Часть 3. Определение ИКР и ФП

ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.

Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет снизить риск продажи и разорения в течение ОВ (во время реальной продажи) в пределах ОЗ (товар и его реальная цена), не мешая процессу продажи.

ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.

Ресурсы, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют снизить риск продажи и разорения в течение ОВ (во время реальной продажи) в пределах ОЗ (товар и его реальная цена), не мешая процессу продажи.

ШАГ 3.3.Формулировка ФП на макроуровне.

Физическое противоречие (ФП):

Реальная цена должна быть выше указанной в контракте, чтобы получить сверхприбыль и не разориться, и должна быть ниже указанной в контракте вследствие сложившейся реальности (например, из-за неурожая).

ШАГ 3.4.Формулировка ФП на микроуровне.

Этот шаг не актуален для данной задачи.

ШАГ 3.5.Формулировка ИКР-2.

ОЗ в течение ОВ должна снизить риск разорения.

ШАГ 3.6.Применение стандартов.

В дополнении к использованию стандартов, описанных на шаге 1.7, можно использовать стандарты 1.1.7. Максимальный режим действия на вещество и 1.1.8. Избирательно-максимальный режим (1.1.8.1. Избирательно-максимальный режим: поле максимальное и 1.1.8.2. Избирательно-максимальный режим: поле минимальное).

Стандарты 1.1.7. Максимальный режим действия на вещество.

Схема (49):

где

В₁ — прибыль;

В₂ — товар (зерно);

В₃ — икс-элемент;

П — реальная цена.

П_max —максимальная реальная цена

В качестве В₃ могут использоваться:

— в соответствии со стандартом 1.1.1 — дополнительное вещество;

— в соответствии со стандартом 1.1.2 — имеющиеся вещества и их видоизменения.

Стандарт 1.1.8.1. Избирательно-максимальный режим: поле максимальное.

Где необходимо минимальное воздействие, вводят защитное вещество.

Стандарт 1.1.8.2. Избирательно-максимальный режим: поле минимальное

В места, где необходимо максимальное воздействие, вводят вещество, дающее локальное поле.

Часть 4. Мобилизация и применение ВПР

ШАГ 4.1.Применение ММЧ.

Маленькие человечки должны снижать риск сделки — компенсировать потери.

ШАГ 4.2.Шаг назад от ИКР.

1. ИКР.

Риск сделки снижается или сводится к нулю.

2. Шаг назад от ИКР.

Потери имеются, но незначительные, не приводящие к разорению.

3. Как теперь достичь ИКР.

Чем-то другим компенсировать риск потери, возможно, другим контрактом.

ШАГ 4.3.Применение смеси ресурсных веществ.

Использовать другие рынки, другие контракты, которые могут компенсировать потери.

ШАГ4.4.Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.

Пустоту в таких «финансовых задачах» можно представить, например, в виде чего-то бесплатного.

ШАГ4.5.Применение веществ, производных от ресурсных (или применение смеси этих производных веществ с «пустотой»).

Бесплатные товары, услуги, рынки, где раздаются товары и услуги

и т. д.

ШАГ4.6.Введение электрического поля или взаимодействия двух электрических полей.

Данный шаг для данной задачи не пригоден.

ШАГ4.7.Введение пары «поле — добавка вещества, отзывающегося на поле».

Цена (поле) отзывчивая на товар (вещество).

Часть 5. Применение информфонда

ШАГ 5.1.Применение стандартов.

См. шаг 3.6. Может быть, можно применить стандарт 2.2.4. Динамизация веполя и стандарты класса 5, например, 5.1.2. Разделение изделия на взаимодействующие части, 5.1.3. Самоустранение отработанных веществ, 5.2.1. Использование поля по совместительству, 5.2.2. Использование поля внешней среды, 5.2.3. Использование веществ-источников полей, 5.5.1. Получение частиц вещества разложением.

ШАГ 5.2.Применение задач-аналогов.

Напрямую задач-аналогов в информационном фонде ТРИЗ не обнаружено.

В какой-то мере задачами-аналогами в данном случае могут быть задачи на компенсацию, например создание искусственной шаровой молнии П. Капицей или розлив стали из ковша с донным отверстием.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств

— во времени

До реальной продажи заключить контракт, который может компенсировать потери.

— в структуре

Заключить контракт, противоположный имеющемуся, то есть контракт не на продажу, а на покупку товара.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

Шаг не применим для данной задачи.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Для минимизации рисков заключают контракт на покупку (поставку) аналогичной партии товара (зерна пшеницы в тех же количествах) с другим продавцом. В профессиональных кругах это называется покупка опциона. При этом покупается опцион на поставку аналогичной партии пшеницы по аналогичной цене. Эта операция называется хеджирование (от англ. hedging).

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

Описанное решение удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1. Снижается риск разорения.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Реальная цена должна быть выше указанной в контракте, чтобы получить сверхприбыль и не разориться, и должна быть ниже указанной в контракте вследствие сложившейся реальности.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Дополнительный контракт.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Это распространенная операция, которая используется в различных видах сделок.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Решение не новое.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Дополнительных задач не возникает.

Часть 8. Применение полученного ответа

ШАГ8.1.Как должна быть изменена надсистема?

Надсистема не изменится

ШАГ8.2.Новое применение системы (надсистемы).

В любых видах сделок.

ШАГ 8.3.Использование полученного ответа при решении других задач.

См. шаг 8.2.

Часть 9. Анализ хода решения

ШАГ9.1.Сравнение реального хода решения задачи с теоретическим.

Реальный ход решения полностью совпадает с теоретическим.

ШАГ9.2.Сравнение результата с данными информационного фонда ТРИЗ.

В информационном фонде ТРИЗ не найдено подобное решение.