Теория решения изобретательских задач - Анатолий Гин

• ИКР-3: стенка квартиры сама очищает воздух от пыли.

Упражнение 8

1. Мытьё окон — утомительная работа, которой приходится заниматься постоянно, иначе оседающая на стекле пыль очень скоро сделает окно непрозрачным. В высотных зданиях мытьё окон к тому же просто опасно. Придумайте, как повысить идеальность этой операции.

2. Длительность моментов, когда человек переживает острые ощущения, очень мала. Нужно сделать много снимков, чтобы «поймать» нужный момент и получить фотографию человека в таком состоянии. Как, не делая большого количества снимков, сфотографировать человеческое лицо в нужный момент, например при катании на экстремальных аттракционах? Сформулируйте ИКР.

3. Весной, когда разливается река, может возникнуть необходимость быстро возвести дамбу. Завозить для этого специальные строительные материалы (бетон, камень, металлические листы) долго и дорого. А подручные материалы (песок, почва), к сожалению, очень быстро размываются потоками воды. Как повысить скорость и эффективность строительства такой временной дамбы?

8. Ресурсы

Ресурсы для решения задач

Чтобы получить высокоидеальное решение, то есть обеспечить выполнение функции с минимальными затратами, необходимо найти соответствующие ресурсы в само́й проблемной системе или в её окружении.

В предыдущей главе рассматривалась задача об удалении вбитых в дно реки свай. Какие же ресурсы можно было найти, чтобы убрать сваи?

Можно было тянуть сваи с берега, используя людей или конные упряжки. Для этого требуются рабочие, лошади, длинные прочные канаты, лодки, чтобы крепить канаты на сваях, и т. д. Можно было соединить несколько плотов вокруг сваи, раскачать её с этих плотов и потом рычагом вытянуть из грунта. Плоты нужны большие и прочные, чтобы при вытягивании свай они не ушли под воду, не развалились. И нужны люди — сильные и в достаточном количестве. Предлагались и экзотические решения: спустить в колоколе на дно людей с пилами или поместить сваю в трубу и растворить её кислотой.

В действительности был использован идеальный ресурс, самый мощный источник энергии — сама река. Сила её течения превосходит силы всех рабочих, вместе взятых, к тому же этот ресурс совершенно бесплатный и практически неисчерпаемый. Реку можно использовать для удаления свай разными способами. Например, затопить вокруг сваи несколько бочек, привязав к ним мешки с камнями, а затем, прикрепив бочки верёвками к свае, обрезать «якоря». Всплывающие бочки, если они достаточно велики, выдернут сваю. В этом случае работу выполнит подъёмная сила воды. Можно использовать и кинетическую энергию течения воды — сделать «водяной парус». Для этого придётся опустить в воду полотнище, привязав его к сваям, и позволить течению реки, наполняющему этот «парус», выворотить сваи из дна. А можно, как и было сделано, закрепить к сваям брёвна и, дождавшись ледохода, наблюдать с бережка, как движущийся лёд вырвет и унесёт сваи.

Итак, решение любой проблемы, как в приведённом выше примере, во многом зависит от нахождения и грамотного использования ресурсов.

Ресурс это пространство, время, вещество, энергия, информация, которые могут быть использованы для решения задачи.

Высокоидеальные решения получаются с использованием тех ресурсов, которые уже есть в системе. Если нужного ресурса нет, его зачастую можно получить, изменяя существующие. Например, если для решения задачи нужно использовать жидкость, а в наличии есть только твёрдые вещества, жидкость можно получить расплавлением. Находить, «вычислять» и задействовать ресурсы — это одна из важных составляющих умения решателя.

Виды ресурсов

Классификацию ресурсов полезно знать, чтобы вести их поиск не случайным образом, а системно. Различают энергетические и вещественные, пространственные и временны́е, информационные ресурсы.

Энергетические ресурсы. Практически в каждой ТС существуют источники энергии и силы — как явные, так и скрытые. Даже в такой простой ТС, как свая, можно обнаружить продольную и поперечную силы упругости материала, сопротивляющиеся давлению, вес сваи, энергию горения древесины. В надсистеме «река» есть кинетическая энергия движения воды, вес воды, сила Архимеда… При взаимодействии разных систем тоже могут порождаться определённые силы: давление потока на сваю, сила трения и нагрев соприкасающихся тел.

Вещественными ресурсами могут являться все вещества, которые есть в системе или её надсистемах. В задаче об удалении свай вещественным ресурсом можно считать воду в реке, канаты, тягловых лошадей, камни и песок на берегу и дне.

Пространственные ресурсы — это пространство, которое может быть использовано для решения задачи. «Пустота», особенности формы объектов, которые можно применить для изменения исходной системы или для повышения эффективности её эксплуатации. Примером использования пространственных ресурсов может служить предложение полностью забивать сваи в дно. Ресурс здесь — пространство под дном, которое обычно не принимается в расчёт при решении.

Временны́е ресурсы — это промежутки времени, которые могут быть использованы для улучшения функционирования системы, для выполнения дополнительных операций. Классическим примером этого вида ресурсов является объединение времени выполнения двух различных операций, скажем, обработка объекта во время его транспортировки.

Отдельно нужно сказать об информационных ресурсах. Все перечисленные выше ресурсы могут считаться информационными, если они несут важную для человека информацию. Так, информационным ресурсом для опытного моряка служит завихрение воды над погружённым в воду предметом.

В реальных ситуациях далеко не всегда есть именно то, что необходимо для решения задачи. Изменение, модификация исходного ресурса с целью приведения его к нужному виду — важная часть работы решателя. Такого рода изменённые ресурсы называются производными. Например, целлюлоза, которая входит в состав свай, не может быть использована как ресурс, но после пропитки целлюлозы определёнными химикатами образуется состав, который может гореть под водой. При наличии такого производного ресурса сваи могут быть просто сожжены.

Системный подход к поиску ресурсов

В какой последовательности надо вести поиск ресурсов? Прежде всего составляется «портрет» необходимого ресурса. Начинать поиск целесообразно с анализа самого объекта, подвергаемого обработке, затем используемой для выполнения работы системы, прежде всего, её рабочего органа. После этого исследуются возможности ближайших надсистем.

Например, нужно найти нечто, позволяющее убрать сваю из реки. Сначала рассматриваем ресурсы обрабатываемого объекта. Свая — это древесина, а значит, её можно сжечь, если пропитать специальным веществом. Свая имеет определённую частоту собственных колебаний, а значит, может быть разрушена при помощи резонанса. Затем идёт поиск ресурсов той системы, которую уже пытались использовать для выдёргивания свай. Предположим, что это подъёмные механизмы на лодках. Изыщем возможности повышения эффективности их работы. Для этого можно рассмотреть возможность использования более мощных подъёмных механизмов, а можно подумать об увеличении подъёмной силы лодки или плота путём их облегчения. Такой ресурс лодок, как площадь боковой поверхности, соединившись с напором течения, может обеспечить силу, выламывающую сваю из дна. После этого переходим к ресурсам надсистем. Сваи находятся в реке, поэтому рассматриваем прежде всего ресурсы реки… Это не только сила и давление потока воды. Поиск пространственных ресурсов, в том числе на дне и под дном реки, может привести к новому решению — не вытаскивать сваю, а вбить её как можно глубже в дно, чтобы не мешала.

При поиске ресурсов важно преждевременно не вводить каких-либо ограничений. Иногда фантазийные на первый взгляд идеи приводят к самым интересным, неочевидным решениям.

Системный подход повышает надёжность поиска и позволяет планомерно рассматривать входящие в систему и надсистемы ресурсы и связи между ними.

Упражнение 9

Найдите ресурсы, которые можно использовать для решения поставленных ниже задач.

1. Для комфортного обитания в жилых помещениях требуется поддерживать определённую влажность. Как можно добиться этого без использования специальных устройств — увлажнителей воздуха?

2. Проколотая шина велосипеда — это проблема во время дальней поездки, если с собой нет велосипедной «аптечки». С помощью каких ресурсов на камеру велосипедного колеса можно поставить заплатку?

3. Использование стиральных порошков упрощает стирку белья, но слив сточной воды загрязняет окружающую среду. Какие ресурсы белья, воды, стиральной машины и её надсистем могут быть использованы для стирки без стиральных порошков?