Теория решения изобретательских задач

креативный идея управление изобретательский Теорию решения изобретательских задач (ТВВЗ) разработал Генрих Альтшуллер. Первая работа по ТВВЗ была опубликована в 1956 г. [4], а период работ над данной теорией фактически составлял целую его жизнь (1946;1998 гг.). ТВВЗ относится к аналитическим теориям. Рассмотренный в предыдущем вопросе структурно-функциональный метод системного анализа является основной составной частью ТВВЗ. Основная суть ТВВЗ — выявление и использование законов, закономерностей и тенденций развития технических систем. На рис. показаны основные функции теории, которая убедительно свидетельствует об уникальности данного инструмента для поиска нетривиальных идей, выявления и решения многих творческих проблем, выбора перспективных направлений развития техники, технологии и снижения расходов на их разработку и производство, развития творческого мышления, формирования творческой личности и групп.

ТВВЗ — это система приемов, методов и алгоритмов целеустремленного управления процессом поиска решения заданий. Приемы — это операторы превращения исходной технической системы (устройства) или начального технического процесса (способа), достаточно «сильные», чтобы решить противоречие. Прием должен быть одинарной (элементарной) операцией. Метод — это система операций, которая предусматривает определенный порядок их применения. Метод основывается на одном принципе, постулате и остается в рамках этих исходных принципов. В состав ТВВЗ входят:

Законы развития технических систем (ТС).

Информационный фонд ТС.

Вепольний анализ (структурный материально-полевой анализ).

Алгоритм решения изобретательских заданий (АВВЗ).

Методы развития творческого воображения.

Информационный фонд складывается с:

системы стандартов на решение изобретательских задач (типичные решения определенного класса задач);

технологических эффектов (физических, химических, биологических, математических, в частности, наиболее разработанных из них в настоящее время — геометрических) и таблицы их использования;

приемов устранения противоречий и таблицы их применения;

ресурсов природы и техники и способов их использования.

АВВЗ — достаточно четкая программа действий (для прямой задачи), которая являет собой программу (последовательность действий) из выявления и разрешения противоречий. АВВЗ включает: собственно программу, информационное обеспечение, что питается из информационного фонда (на рис. 5 показан стрелкой), и методы управления психологическими факторами, которые входят составной частью в методы развития творческого воображения. Кроме того, в АВВЗ предусмотренные части, предназначенные для выбора задания и оценки полученного решения.

Вепольний анализ позволяет представить структурную модель исходной системы, обнаружить ее свойства, с помощью специальных правил превратить модель задачи, получив тем самым структуру решения, которое устраняет недостатки исходной задачи.

Классификация системы стандартов на решения изобретательских задач и сами стандарты построена на основе вепольного анализа технических систем. Кроме того, он включен в программу АВВЗ (это показано стрелками на рис. 5).

Методы развития творческого воображения позволяют уменьшить психологическую инерцию при решении творческих заданий. В последнее время начали развиваться теории развития творческой личности и творческих коллективов. Целью ТВВЗ является формализация репродуктивного компонента творческого процесса, выбор наиболее эффективной тактики поиска решений вместо тактики попыток и ошибок. ТВВЗ — это попытка создать инструмент для воспитания «системного» мышления: «…даты правила организации мышления за многоэкранной схемой» [12].

АВВЗ являет собой один из сценариев решения изобретательских заданий, что содержит такие этапы:

анализ задачи и ее модели (два этапа);

определение идеального конечного результата и физического противоречия;

анализ оптимального использования ресурсов;

поиск аналогов в базе знаний;

коррекция задания;

анализ качеств полученного решения;

проверка фактического сценария решения на новизну. Данный алгоритм мало отличается от перечня этапов процесса принятие сложных решений.

На первом этапе рассматриваются ограничения и целые задания с выявлением технического противоречия. В итоге получают модель задачи, анализ которой позволяет обнаружить оперативную зону конфликта (второй этап). На третьем этапе формируется образ идеального решения и «физического противоречия», что мешает его достижению. На четвертом выполняются планомерные операции из увеличения ресурсов и их оптимального использования. То есть этапы 3 и 4 являют собой итеративный структурно-функциональный анализ-синтез с ориентацией на прямую задачу, или поиск оптимального варианта решения.

Практическим прогрессом в отрасли ТВВЗ является использование банков знаний (информационного фонда), что позволяет более успешно решать проблемы во взаимосвязи с экологическими, социальными требованиями и требованиями технологии изготовления технических объектов. В информационный фонд входят:

приемы устранения технических и физических противоречий;

банк закономерностей и тенденций развития технических объектов;

банк методов инженерного творчества;

банк методов активизации инженерного творчества;

банк открытий и физических эффектов (выбор принципа функционирования технического решения);

банк негативных эффектов (следствий);

банк приемов превращения технических объектов;

банк методов оценки технико-экономических параметров объектов, их работоспособности и эффективности (выявление базового объекта лучшего мирового образца).

Информационный фонд строится на принципах классификации и систематизации. Особенную актуальность получил банк негативных эффектов, потому что за последние десятилетия оказалось много «отдаленных» следствий загрязнения окружающей среды и информационной составляющей, что создает потенциальную угрозу существованию жизни на Земле.

Таким образом, новое у ТВВЗ — это интерпретация известных системных понятий к технике и введению нового термина «веполь». Понятия технического и физического противоречия отображают общий закон развития (единство и борьба противоположностей), за которым решение находится методом циклического повторяемого структурно-функционального синтеза-анализа, то есть так, как это происходит и в самой жизни.

С помощью ТВВЗ разрешаются известные и неизвестные типы заданий. Известные (стандартные) типы изобретательских заданий разрешаются с использованием информационного фонда, а неизвестные (нестандартные) — применением АВВЗ. С накоплением опыта класс известных типов заданий пополняется решениями и структурируется. Сегодня разработанные компьютерные программы, основанные на ТВВЗ, которые обеспечивают интеллектуальную помощь инженерам и изобретателям при решении технических заданий, а также выявления и прогнозирования аварийных ситуаций и нежелательных явлений.

Рассмотрим детальнее отдельные разделы ТВВЗ для функции решения задач (табл. 2), обозначив цифрами очередность (меру важности) элемента для данной функции. Знаком «-» помеченные элементы, которые для данной функции не выполняются.

В настоящее время на основе статистических данных начали развиваться методы активизации мышления, типичные направления поиска решений (типичные приемы) и средства разработки технических решений. Тематика литературы с ТВВЗ охватывает буквально все отрасли знаний: от общих законов природы к мышлению человека. Особенности заданий обеспечивают возможности для раскрытия разных стратегий творческой деятельности. Стратегия интуитивного поиска — это последовательное выдвигание и проверка идей, гипотез без доведения корректности каждой выдвинутой идеи. Стратегия систематизированного поиска предусматривает формулировку, определение всех возможностей в рамках заданной ситуации, проверку и отсеивание ошибочных вариантов. Стратегия упорядоченного направленного поиска означает логический анализ причин негативного явления. Обычно при развязывании определенных проблем используются комбинации разных стратегий или их составных частей. При недостаточности информации на начальном этапе больше полагаются на интуитивные методы, большее количество входной информации позволяет привлекать логическую компоненту.

В процессе решения творческих заданий проявляется диалектическая взаимосвязь логического и иррационального. Логическим путем формулируются предвидения, замыслы, программы решений, в то же время накапливается необходимый входной материал и промежуточные результаты для решения творческого задания. В данном случае решающим является собственное сочетание творчества с научными достижениями, гибкое адекватное представление о творчестве.