Этап 2. Решение выделенной задачи

Наиболее адекватно процесс решения изобретательской задачи иллюстрирует холмообразная схема. Основная её идея – трансформация реальной задачи в модель, изменение этой модели на обобщённом (абстрактном) уровне и получение реального решения.

Применением единственной модели могут быть решены сравнительно простые задачи. Для решения сложных задач необходимо использовать несколько моделей.

В результате схема приобретает вид, похожий на несколько «холмиков», расположенных друг над другом. Траектория перехода от проблемы к решению повторяется несколько раз, с всё большей степенью обобщения применяемых моделей.

В нашем алгоритме предполагаются итерации решения с четырьмя различными моделями задачи.

Модель "Условия в оперативной зоне (ОЗ)"

Шаг 2.1. Построить модель задачи "Условия в ОЗ"

Вход: гипотеза или сформулированное условие задачи.

Действие: выделение из гипотезы или условия задачи значимой информации.

Выход: формализованная модель задачи.

Формализованная модель задачи описывает условия, которые нужно создать, чтобы устранить причину конфликта. Нужно определить оперативное время и оперативную зону конфликта. Также требуется составить список доступных ресурсов.

Шаг 2.1.1. Преобразовать модель задачи в абстрактную модель решения

Вход: формализованная модель задачи.

Действие: преобразование модели задачи в модель решения.

Выход: абстрактная модель решения.

Перейти от модели задачи к модели решения на этой итерации можно самыми различными путями. Наиболее очевидные – использование инженерного опыта и проблем-аналогов с применением различных методов активизации творческого мышления. Также можно применить стандартные решения задач, разработанные в ТРИЗ.

Шаг 2.1.2. Построить «портрет» ресурса, необходимого для решения задачи

Вход: абстрактная модель решения.

Действие: определение требований к ресурсу.

Выход: список требований к ресурсу.

Список требований к ресурсу – это тщательное описание, портрет ресурса. Список требований к ресурсу строится на первой итерации, а затем дополняется на каждой последующей.

Шаг 2.1.3. Найти ресурс и сгенерировать идею решения

Вход: абстрактная модель решения + список требований к ресурсу.

Действие: генерация идей.

Выход: 

• если есть устраивающая концепция (концепции) предварительного решения, то переход к шагу 2.6 (построить финальное решение);
• если нет устраивающей концепции предварительного решения, то переход к шагу 2.2 (построить другую модель задачи).

Абстрактная модель решения, описывающая преобразование элементов системы в предельно обобщённом виде, конкретизируется, наполняется объектным содержанием. В текст описания абстрактной модели вводятся выбираемые ресурсы. Для анализа и выбора ресурса используется «портрет» ресурса. Если ресурс невозможно применить в исходном виде, то для его преобразования можно использовать различные эффекты: физические, химические, геометрические и т.п.

Модель задачи "Техническое противоречие"

Шаг 2.2. Построить модель задачи "Техническое противоречие"

Если решения, полученные после первой итерации, не удовлетворили нас полностью, переходим к следующей модели задачи, в данном случае – параметрической. В ТРИЗ эта модель называется техническое противоречие (противоречие между параметрами).

Вход: гипотезы, условие задачи, концепции предварительного решения предыдущих итераций.

Действие: выявление противоречия между параметрами системы.

Выход: параметрическая модель задачи (техническое противоречие).

Шаг 2.2.1. Преобразовать модель задачи в абстрактную модель решения

Преобразовать модель задачи в модель решения на этой итерации можно приёмами разрешения технических противоречий, разработанными в ТРИЗ. Для упрощения их выбора используются специальные таблицы, например, таблица, разработанная Г. С. Альтшуллером.

Вход: параметрическая модель задачи.

Действие: преобразование модели задачи в модель решения.

Выход: абстрактная модель решения.

Шаг 2.2.2. Построить портрет ресурса, необходимого для решения задачи

Аналогично первой итерации (с учётом информации, уже накопленной в списке требований к ресурсу).

Шаг 2.2.3. Найти ресурс и сгенерировать идею решения

Аналогично первой итерации, за исключением выхода.

Выход:

• если есть устраивающая концепция (концепции) предварительного решения, то переход к шагу 2.6 (построить финальное решение);
• если нет устраивающей концепции предварительного решения, то переход к шагу 2.3 (построить другую модель задачи).

Модель задачи "Действие в оперативной зоне (ОЗ)"

Шаг 2.3. Построить модель задачи "Действие в ОЗ"

Вход: гипотезы, условие задачи, концепции предварительного решения предыдущих итераций.

Действие: преобразование модели задачи в модель решения.

Выход: структурная модель задачи.

На этом шаге мы стараемся более точно описать оперативную зону. Это можно сделать различными способами: построением вепольной модели, SAO-модели (субъект - действие - объект), модели из маленьких человечков, компонентной модели и т.п.

Шаг 2.3.1. Преобразовать модель задачи в абстрактную модель решения

Вход: структурная модель задачи.

Действие: преобразование модели задачи в модель решения.

Выход: абстрактная модель решения.

Для каждого вида модели есть свои инструменты преобразований: для вепольной модели лучше применить 76 стандартных решений [36], для SAO-модели – преобразования по линиям развития, для преобразования компонентной модели хорошо подходит метод структурной аналогии и т.п.

Шаг 2.3.2. Построить портрет ресурса, необходимого для решения задачи

Аналогично первой итерации (с учётом информации, уже накопленной в списке требований к ресурсу).

Шаг 2.3.3. Найти ресурс и сгенерировать идею решения

Аналогично первой итерации, за исключением выхода.

Выход: 

• если есть устраивающая концепция (концепции) предварительного решения, то переход к шагу 2.6 (построить финальное решение);
• если нет устраивающей концепции предварительного решения, то переход к шагу 2.4 (построить модель задачи «физическое противоречие»).

Модель задачи «Физическое противоречие»

Шаг 2.4. Построить модель задачи «физическое противоречие»

Вход: концепции предварительного решения предыдущих итераций + формализованная модель задачи.

Действие: выявление и формулирование физического противоречия.

Выход: модель задачи в виде физического противоречия.

Физическое противоречие строится после уточнения зоны конфликта в пределах одного компонента системы. Суть физического противоречия заключается в том, что к одному компоненту системы или к его части предъявляются противоречивые (взаимоисключающие) требования.

Шаг 2.4.1. Преобразовать модель задачи «физическое противоречие» в абстрактную модель решения

Вход: модель задачи в виде физического противоречия.

Действие: преобразование модели задачи в модель решения.

Выход: абстрактная модель решения.

Чтобы получить модель решения физического противоречия, необходимо воспользоваться приёмами устранения физических противоречий, разработанными в ТРИЗ.

Шаг 2.4.2. Построить портрет ресурса, необходимого для решения задачи

Аналогично первой итерации (с учётом информации, уже накопленной в списке требований к ресурсу).

Шаг 2.4.3. Найти ресурс и сгенерировать идею решения

Аналогично первой итерации, за исключением выхода.

Выход: 

• если есть устраивающая концепция (концепции) предварительного решения, то переход к шагу 2.6 (построить финальное решение);
• если нет устраивающей концепции предварительного решения, то переход к шагу 2.5 (исчислить недостающие концепции предварительных решений).

Шаг 2.5. Исчислить недостающие концепции предварительных решений

Вход: концепции предварительных решений, полученные на шагах 2.1-2.4.

Действие: расширение спектра предварительных решений.

Выход: 

• если есть устраивающая концепция (концепции) предварительного решения, то переход к шагу 2.6 (построить финальное решение);
• если нет устраивающей концепции предварительного решения, то переход к шагу 1.3 (выдвинуть гипотезы по устранению конфликта).

Если при решении задачи пройдены все итерации, то накапливается большое количество предварительных решений. Для анализа всей совокупности решений, расширения поля поиска и генерации новых идей применяются линии развития технических систем и деревья эволюции.

Шаг 2.6. Построить финальное решение

Вход: все концепции предварительных решений.

Действие: построение финального решения.

Выход: финальное решение.

Концепции предварительных решений – это рабочий материал для построения финального решения. Вначале нужно выбрать наиболее перспективные концепции. Финальное решение строится путём объединения всех или некоторых предварительных решений или их положительных свойств в единое органичное целое. Для этого может быть применена методика объединения альтернативных систем.

Как работать с моделями задач

В версии АИПС-2015 предусмотрен оператор обработки гипотез, поэтому войти в решательную часть алгоритма можно, начиная с любой модели. В этом случае главный вектор движения по алгоритму – вверх, к физическому противоречию (однопараметрической модели) – сохраняется, но есть определённые особенности применения моделей. С какой бы модели вы не вошли в решательный этап алгоритма, мы получаем предварительное решение, которое призвано улучшить определённый параметр полезной системы. Если улучшенный параметр устраивает решателя и не проявляется никаких вредных явлений, то можно строить финальное решение. Если же решение не устраивает, то нужно стремиться к выявлению и устранению физического противоречия с использованием однопараметрической модели. То есть надо пытаться перейти к этой модели после выполнения любой итерации, поскольку именно разрешение физического противоречия даёт хорошие идеи решения.

Может получиться так, что идея решения улучшает требуемый параметр системы, но приводит к ухудшению одного или нескольких других её параметров. Возникает ситуация, именуемая в ТРИЗ техническим противоречием. Исходя из этого, целесообразно проверять, содержит ли решение, полученное на любой итерации, техническое противоречие. Если это так, то следует переходить к параметрической модели задачи и разрешать это противоречие.

Таким образом, на решательной части алгоритма есть две важные итерации, где концентрируются ментальные усилия решателя: однопараметрическая модель задачи, где устраняется построенное физическое противоречие, и двухпараметрическая модель, где можно применить инструменты для разрешения технического противоречия. Решатель может идти последовательно снизу вверх от модели к модели, а может постоянно обращаться к итерациям, предусматривающим разрешение технического и физического противоречий.