Поиск идеи – это просто. ТРИЗ для всех

3.1. Общие понятия закона увеличения степени идеальности

Общее направление развития систем определяется законом увеличения степени идеальности. Это самый главный закон эволюции систем.

3.2. Идеальная система

3.2.1. Виды степеней идеализации системы

Условно можно выделить четыре степени идеализации системы:

1. Появляться в нужный момент в нужном месте.

2. Самоисполнение.

3. Идеальная система – функция.

4. Функция становится не нужной.

Система появляется в нужный момент в нужном месте

Идеальная система должна появляться в нужный момент в необходимом месте и нести полную (100%) расчетную нагрузку.

В остальное (не рабочее) время этой системы быть не должно (она должна исчезнуть) или выполнять другую полезную работу (функцию).

Нужное действие должно появляться в нужный момент в необходимом месте или при необходимом условии.

Приведем пример идеального воздействия (процесса), совершаемого в нужном месте в нужный момент, не причиняя вреда окружению.

Пример 3.1. Остановка крови

Внутренние кровотечения в полевых условиях практически невозможно остановить. Это часто приводит к смертельным исходам. Особенно это важно во время ведения боевых действий.

Американские ученые разработали технологию DBAC (Deep Bleeder Acoustic Coagulation), позволяющую быстро свертывать кровь путем нагрева до температуры свертывания (от 70 до 95° C) под воздействием ультразвука.

Обнаружение кровотечения осуществляется с помощью эффекта Доплера.

Для обнаружения кровотечения прибор подает ультразвуковые импульсы и в месте кровотечения наблюдает максимальное смещение частоты сигнала. Так локализуется место кровотечения.

Ультразвуковые волны воздействуют только на пораженный участок и совершенно не влияют на работу расположенных рядом органов.

Рис. 3.1. Остановка крови

Пример 3.2. Печать по требованию (Print-on-Demand)

Традиционно книги печатают офсетным способом. Это очень производительная и качественная печать. После этого продукцию необходимо доставить в необходимую страну на конкретный склад, где она хранится до тех пор, пока не будет вся распродана.

Идеально, чтобы печаталось только необходимое в данный момент количество экземпляров и в нужном месте.

С появлением цифровой печати стало возможным печатать продукцию по требованию, что получило название Print-on-Demand. Это высококачественная печать, позволяющая выпустить даже одну книгу. Продукция не хранится на складах, а сразу поступает к заказчику.

Предмет должен появиться только в нужный момент в необходимом месте или при необходимом условии.

Можно этого достичь, используя убирающиеся, складные, надувные, заменяемые и съемные предметы или их части. Они не занимают лишнее место и «появляются» в тот момент, когда они нужны.

Идеальная информация появляется в нужный момент в нужном месте, без затрат времени и усилий на ее поиск.

Самоисполнение

Идеальная система должна выполнять все процессы (действия) самостоятельно (САМА) без участия человека.

Пример 3.3. Каменщики в Петербурге

Для строительства Петербурга не хватало каменщиков. Они не хотели ехать в далекую новую столицу.

Царь Петр I издал указ об освобождении петербургских каменщиков от податей, но эта мера не помогла.

Каменщики сами по собственному желанию должны прибыть на строительство Петербурга.

Петр I издал другой указ, запрещающий возводить во всей России «всякое каменное строение какого бы имени не было, под страхом разорения всего имения и ссылки». Каменные здания стали возводиться только в Петербурге, что и вызвало приток каменщиков.8

Достаточно много систем, в названии которых есть слово «САМ» – без непосредственного участия человека. Уменьшение участия человека в работе системы осуществляется с помощью механизации, автоматизации и кибернетизации, в частности компьютеризации.

Механизация

Механизация труда позволяет облегчить выполнение отдельных операций, повысить их производительность и точность изготовления. Создаются специализированные инструменты, приспособления и механизмы.

Пример 3.4. Надевание автомобильных шин на конвейере

Одна из операций при сборке автомобилей – одевание колес. Конвейер находится на определенной высоте, для удобства сборки. При одевании колеса на вал его нужно поднимать вручную или иметь специальное устройство для его поддержания.

Колесо должно подниматься САМО.

Колесо размещают на тележке сверху (рис. 3.2а). Когда необходимо надевать колесо, рабочий нажимает педаль, тележка наклоняется, колесо падает вниз (рис. 3.2б), ударяется о пол, подскакивает (САМО поднимается). Когда колесо оказывается на уровне оси, рабочий направляет колесо на ось.

Рис. 3.2. Надевание автомобильных шин

Автоматизация

Автоматизация труда избавляет человека от выполнения физического труда. Все операции выполняются самостоятельно. Человек контролирует только функции управления или вообще не касается этого процесса.

Пример 3.5. Стиральная машина

Стиральная машина САМА (по программе) выполняет необходимую работу.

Более высокий уровень автоматизации – использование эффектов.

Пример 3.6. Самомоющееся стекло

В английской компании Pilkington создали первое в мире оконное стекло, которое само себя очищает от грязи, разрушая органическую грязь с помощью солнечного света и дождевой воды. Его назвали Pilkington Activ (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Самоочищающееся стекло

Уничтожение грязи ведется непрерывно, а ее смыв происходит тогда, когда идет дождь, или при омовении стекла водой из шланга.

В наружной поверхности стекла вмонтирована тонкая прозрачная пленка из окиси титана (диоксида титана – TiO₂). Под действием света происходит фотокаталитический процесс который разрушает грязь. TiO₂ – белый порошок, поэтому чтобы пленка была прозрачной, её изготовили толщиной 15 микрон, а чтобы грязь не приставала к стеклу, его поверхность сделали гидрофобной. Использован физический эффект.

Стекло имеет эффект зеркала и синеватый отлив.

Наиболее дешевый способ идеализации – использование ресурсов.

Пример 3.7. Капсульная эндоскопия

Эндоскопия – способ осмотра некоторых внутренних органов при помощи эндоскопа. Эндоскоп представляет собой прибор, имеющий камеру, которая с помощью волоконной оптики передает изображение на экран телевизора. Продвижение камеры осуществляет врач.

Выпускается капсула (рис. 3.4), позволяющая исследовать весь желудочно-кишечный тракт. Такую капсулу проглатывают, и она САМА посредством перистальтики передвигается по желудочно-кишечному тракту и передает фотографии тонкого кишечника на датчики.

Рис. 3.4. Видео капсула

1 – оптическое окно; 2 – крепление объектива; 3 – объективы; 4 – светодиодное освещение; 5 – камера; 6 – батареи; 7 – передатчик; 7 – антенна.

Информация записывается на специальном приборе, который вешается на пояс пациента с помощью специальной сумки. Пациент не ощущает никаких неудобств и неприятных ощущений, которые происходят при традиционной эндоскопии.

Кибернетизация

Кибернетизация труда избавляет человека от управления процессом. Более высокие степени кибернетизации – автоматизация (компьютеризация) мыслительной деятельности.

В качестве примеров можно привести шахматные компьютерные программы, программы-переводчики текстов на различные языки, экспертные системы, системы искусственного интеллекта и т. д.

Идеальная информация должна появляться САМА, без затрат времени и усилий на ее поиск.

Идеальная система – функция

Идеальной системы быть не должно, а ее работа должна выполняться как бы сама собой, по мановению волшебной палочки.

Функция должна выполняться без средств

Идеальная система – это система, которой не существует, ее нет, а ее функции выполняются в нужный момент времени, по необходимому условию, в необходимом месте (причем в это время система несет 100% расчетную нагрузку), не затрачивая на это вещества, энергии, времени и финансов.

Таким образом, идеальная система должна выполнять полезные функции в нужный момент времени, в необходимом месте, по необходимому условию, иметь нулевые затраты и не иметь нежелательных эффектов.

Использование информации, если она не требует финансовых затрат, не относится к затратам. Система тем идеальнее, чем больше она использует бесплатной информации.

Тенденция: материальная система заменяется виртуальной или программным обеспечением.

Пример 3.8. DVD ROM

Сегодня в квартирах часто имеется несколько компьютеров, которые объединяют в единую местную сеть. Тогда встает вопрос, как сэкономить на отдельных частях компьютеров, например не покупать для каждого компьютера DVD ROM.

Идеальный DVD ROM – это отсутствующий DVD ROM, который выполняет его функцию.

Использование виртуального DVD ROM за счет программного обеспечения, которое имеется в операционной системе, например, в Windows эта операция называется «подключение сетевого диска». Таким же образом можно подключать дополнительный жесткий диск с другого компьютера, принтер, сканер и т. д., находящиеся в местной сети.

Пример 3.9. Идеальная клавиатура компьютера

Клавиатуры быть не должно, а ее функция должна осуществляться. Клавиатуру проектируют на ровную поверхность, например на письменный стол (рис. 3.5). Нажатие клавиши определяется по пересечению пальцем определенного луча, проецирующего изображение.

Виртуальная клавиатура имеется и, планшетах и смартфонах.

Рис. 3.5. Идеальная клавиатура

Другое решение – подавать голосом все команды, которые потом распознаются с помощью компьютерной программы (voice recognition).

Еще один проект (Project Soli) представляет собой чип, помогающий управлять любыми устройствами, не касаясь их. Трехмерное движение кисти и пальцев воспринимается с помощью радара. Размеры чипа небольшие (5х5 мм), что позволит встраивать его даже в небольшие гаджеты, браслеты или смарт-часы.

Пример 3.10. Идеальный экран

Идеальный экран для прожектора – это его отсутствие (его быть не должно), а функция должна выполняться.

Можно использовать стену (лучше белого цвета) или доску, на которой пишут фломастерами. Тогда появляется еще дополнительный эффект – на изображение можно наносить изображения фломастерами.

Идеальная информация – нет информации, а выполняется только ее функция – действие, процесс, которые должны происходить с использованием данной информации. Например, принято решение, для которого собиралась данная информация.

Предельная степень идеализации – отказ от функции

Предельная степень идеализации – функция становится не нужной

Пример 3.11. Процесс мытья посуды

Раньше посуду мыли вручную (рис. 3.6а). Особо грязные места приходилось долго оттирать щеткой. При этом полированная посуда царапалась.

Затем развитие этого процесса осуществлялось в нескольких направлениях. Например, появились различные моющие средства (рис. 3.6б), убыстряющие и улучшающие процесс мытья. После нанесения таких средств нужно только смыть грязь.

Создали посудомоечную машину (рис. 3.6в). Она САМА моет посуду (самоисполнение).

Появилась одноразовая посуда (рис. 3.6г). Стал не нужен ни процесс мытья, ни сама функция – очистка посуды. Таким образом, процесс мытья стал идеальным – он перестал существовать.

Но необходимо собрать грязную одноразовую посуду и выбросить ее. Идеальнее не делать и этого— избавиться и от этой функции. Можно посуду сделать съедобной, например положить еду в питу (рис. 3.6д), багет, капустный лист и т. п. Имеется и другая съедобная посуда, например тарелки, вилки и ложки, чашки и т. д.

Рис. 3.6. Процесс идеализации мытья посуды

Пример 3.12. Общение

Швейцарские дизайнеры из компании Iconspeak9 создали футболку, с помощью которой можно разговаривать на всех языках мира (рис. 3.7).

На футболке напечатаны около 42 значков, которыми путешественник может пользоваться, чтобы попытаться обозначить свой вопрос, желание или эмоцию.

Рис. 3.7. Футболка для общения

Идеальная информация – нет потребности в данной информации. Например, нет потребности в принятии решения, для которого собиралась данная информация.

3.3. Идеальный конечный результат (ИКР)

Решение математических задач и задач «на сообразительность» часто выполняют методом «от противного». Суть метода заключается в том, что решать задачу начинают с конца. Определяют конечный результат – ответ. Уяснив его, «прокладывают» дорогу к началу, то есть решают задачу.

Заманчиво было бы и решение изобретательских задач осуществлять аналогичным образом. Но как же узнать ответ?

Действительно, при решении изобретательских задач ответ неизвестен, но можно пойти дальше… Можно представить идеал разрабатываемого устройства – идеальное устройство – идеальный конечный результат (ИКР).

Понятие об идеальной системе было дано в п. 2.1. Напомним, что идеальная система – это система, которой нет, а ее функции выполняются, т. е. цели достигаются без средств.

ИКР – маяк, к которому следует стремиться при решении задачи. Близость полученного решения к идеальному определяет уровень и качество решения.

ИКР – решение, которое мы хотели бы видеть в своих мечтах, выполняемое фантастическими существами или средствами (волшебная палочка). Например, дорога существует только там, где с ней соприкасаются колеса транспорта.