Генрих Альтшуллер - Алгоритм изобретения

Были разработаны (мною совместно с инженером Р. Шапиро) два варианта комплексного холодильно-дыхательного аппарата. Оба проекта получили на конкурсе высшие премии — первую и вторую. Основной принцип — объединение холодильного и дыхательного аппаратов — лег в основу современных газотеплозащитных костюмов, впервые в мире созданных в Советском Союзе.

«Аппарат для индивидуальной газотепловой защиты, — сказано в авторском свидетельстве № 111144, — состоящий из герметизированного комбинезона, шлема, соединительного кольца, дыхательного мешка, маски и размещенного в подкостюмном пространстве резервуара жидкого кислорода, отличающийся тем, что для устранения необходимости в специальных респираторах отработанный в холодильной системе газ используется для дыхания».

На рис. 6 видно, как устроен газотеплозащитный костюм. Жидкий кислород размещен в ранцевом резервуаре 1. Испаряясь, кислород поступает в инжектор 2, расположенный по оси сквозного канала 3. Вытекая из инжектора, кислород смешивается с теплым воздухом подкостюмного пространства и охлаждает его.

В резервуар может быть залито 15—16 кг жидкого кислорода; это обеспечивает 2000—2200 ккал теплоотвода. Начальный вес скафандра при этом составляет 20—22 кг. Если же повысить начальный вес до 30—35 кг, запас кислорода можно увеличить в полтора раза. В таком скафандре не страшно войти и в раскаленную печь...

Рис. 6. Газотеплозащитный костюм для горноспасателей, впервые созданный в Советском Союзе.

Познакомимся теперь с новым вариантом алгоритма.

1—1. Первый шаг. Определить конечную цель решения задачи.

а) Какова техническая цель решения задачи («Какую характеристику объекта надо изменить?»).

б) Какие характеристики объекта заведомо нельзя менять при решении задачи?

в) Какова экономическая цель решения задачи («Какие расходы снизятся, если задача будет решена?»).

г) Каковы (примерно) допустимые затраты?

д) Какой главный технико-экономический показатель надо улучшить?

1—2. Второй шаг. Проверить обходной путь. Допустим, задача принципиально нерешима; какую другую — более общую — задачу надо решить, чтобы получить требуемый конечный результат?

1—3. Третий шаг. Определить, решение какой задачи целесообразнее — первоначальной или обходной.

а) Сравнить первоначальную задачу с тенденциями развития данной отрасли техники.

б) Сравнить первоначальную задачу с тенденциями развития ведущей отрасли техники.

в) Сравнить обходную задачу с тенденциями развития данной отрасли техники.

г) Сравнить обходную задачу с тенденциями развития ведущей отрасли техники.

д) Сопоставить первоначальную задачу с обходной. Произвести выбор.

1—4. Четвертый шаг. Определить требуемые количественные показатели.

1—5. Пятый шаг. Внести в требуемые количественные показатели «поправку на время».

1—6. Шестой шаг. Уточнить требования, вызванные конкретными условиями, в которых предполагается реализация изобретения.

а) Учесть особенности внедрения. В частности, допускаемую степень сложности решения.

б) Учесть предполагаемые масштабы применения.

2—1. Первый шаг. Уточнить задачу, используя патентную литературу.

а) Как (по патентным данным) решаются задачи, близкие к данной?

б) Как решаются задачи, похожие на данную, в ведущей отрасли техники?

в) Как решаются задачи, обратные данной?

2—2. Второй шаг. Применить оператор РВС.

а) Мысленно меняем размеры объекта от заданной величины до нуля (Р→0). Как теперь решается задача?

б) Мысленно меняем размеры объекта от заданной величины до бесконечности (Р→∞). Как теперь решается задача?

в) Мысленно меняем время процесса (или скорость движения объекта) от заданной величины до нуля (В→0). Как теперь решается задача?

г) Мысленно меняем время процесса (или скорость движения объекта) от заданной величины до бесконечности (В→∞). Как теперь решается задача?

д) Мысленно меняем стоимость (допустимые затраты) объекта или процесса от заданной величины до нуля (С→0). Как теперь решается задача?

е) Мысленно меняем стоимость (допустимые затраты) объекта или процесса от заданной величины до бесконечности (С→∞). Как теперь решается задача?

2—3. Третий шаг. Изложить условия задачи (не используя специальные термины и не указывая, что именно нужно придумать, найти, создать) в двух фразах по следующей форме:

а) Дана система из (указать элементы).

б) Элемент (указать) при условии (указать) дает нежелательный эффект (указать).

Пример. Дан трубопровод с задвижкой; по трубопроводу движется вода с частицами железной руды. Частицы руды при движении истирают задвижку.

2—4. Четвертый шаг. Переписать элементы из 2—За в виде следующей таблицы:

Пример. Трубопровод и задвижка — «а»; вода и частицы руды — «б».

2—5. Пятый шаг. Выбрать из 2—4а такой элемент, который в наибольшей степени поддается изменениям, переделке, переналадке.

Примечания: а) Если все элементы в 2—4а равноценны по степени допускаемых изменений, начните выбор с неподвижного элемента (обычно его легче менять, чем подвижный). б) Если в 2—4а есть элемент, непосредственно связанный с нежелательным эффектом (обычно этот элемент указывают в 2—3б), выберите его в последнюю очередь, в) Если в системе есть только элементы 2—4б, возьмите в качестве элемента внешнюю среду.

Пример. Выбрать надо трубопровод, так как задвижка связана с нежелательным явлением (истирается).

3—1. Первый шаг. Составить формулировку ИКР (идеального конечного результата) по следующей форме:

а) Объект (взять элемент, выбранный в 2—5).

б) Что делает.

в) Как делает (на этот вопрос всегда следует ответить словами «сам», «сама», «само»).

г) Когда делает.

д) При каких обязательных условиях (ограничениях, требованиях и т. п.).

Пример. Трубопровод... меняет свое сечение... сам... когда надо регулировать поток... не истираясь.

3—2. Второй шаг. Сделать два рисунка: «Было» (до ИКР) и «Стало» (ИКР).

Примечания: а) Рисунки могут быть условные — лишь бы они отражали суть «Было» и «Стало», б) Рисунок «Стало» должен совпадать со словесной формулировкой ИКР.

Проверка. На рисунках должны быть все элементы, перечисленные в 2—За. Если при шаге 2—5 выбрана внешняя среда, ее надо указать на рисунке «Стало».

3—3. Третий шаг. На рисунке «Стало» найти элемент, указанный в 3—1а, и выделить ту его часть, которая не может совершить требуемого действия при требуемых условиях. Отметить эту часть (штриховкой, другим цветом, обводкой контуров и т. п.).

Пример. В рассматриваемой задаче такой частью будет внутренняя поверхность трубопровода.

3—4. Четвертый шаг. Почему эта часть сама не может осуществить требуемое действие?

Вспомогательные вопросы

а) Чего мы хотим от выделенной части объекта?

б) Что мешает выделенной части самой осуществить требуемое действие?

в) В чем несоответствие между «а» и «б»?

Пример: а) Внутренняя поверхность трубы должна сама менять сечение потока, б) Она неподвижна, не может оторваться от стенок трубы, в) Она должна быть неподвижной (как элемент жесткой трубы) и подвижной (как сжимающийся и разжимающийся элемент регулятора).

3—5. Пятый шаг. При каких условиях эта часть сможет осуществить требуемое действие (какими свойствами она должна обладать)?

Примечание. Не надо пока думать — осуществимо ли практически желательное свойство. Назовите это свойство, не беспокоясь о том, как оно будет достигнуто.

Пример. На внутренней поверхности трубы появляется какой-то слой вещества, тем самым внутренняя поверхность переносится ближе к оси трубы. При необходимости этот слой исчезает, и внутренняя поверхность отдаляется от оси трубы.

3—6. Шестой шаг. Что надо сделать, чтобы выделенная часть объекта приобрела свойства, отмеченные в 3—5?

Вспомогательные вопросы