Последовательность мыслительных операций — «шагов» — по анализу проблемной ситуации с целью выявления и устранения противоречий, создающих проблему, и получения идеального конечного результата составляет алгоритм решения проблемной ситуации (АРПС)7.

Основной базой для создания АРПС был и остается АРИЗ-85В (алгоритм решения изобретательских задач, модель В, 1985 г.)8 Г.С. Альтшуллера. Однако практическая работа с алгоритмом показала, что ряд шагов частей 1–3, основных рабочих частей алгоритма, нуждается в дальнейшем уточнении и переработке. Так, шаги 1–2 АРПС разработаны М.И. Мееровичем в 1988 г. на основе работы В.А. Королева «Первая часть». Шаги 3–10 были проработаны авторами в 1990–1995 гг. и проходили «испытание на работоспособность» на целой серии семинаров в течение десяти лет. Без всяких изменений остались остальные шесть частей АРИЗ-85В (с 4 по 9), которые используются при решении сложных технических задач и поэтому в данной книге не рассматриваются.

Название алгоритма изменено в связи с тем, что разработка АРИЗ долгое время велась лично Г.С. Альтшуллером и по его просьбе все новые редакции АРИЗ, в которые вносятся изменения другими разработчиками, должны носить другое обозначение.

Чтобы успешно решать технические задачи с помощью ТРИЗ, нужно выработать особый стиль мышления — ТРИЗный: представлять себе объект в прошлом и в будущем, расчленять его на части и определять, частью чего он сам является, уменьшать его размеры до нуля и увеличивать до бесконечности, заставлять его одновременно «быть и не быть», видеть «антиобъект», т.е. объект с противоположными свойствами, и многое другое.

Для этого нужен труд. Мышление среднего взрослого человека бывает порой сформировавшимся привычными стереотипами до такой степени, что сломать их рамки и втиснуть в них ТРИЗное мышление уже невозможно. По мнению специалистов-психологов, формировать такое мышление лучше всего до 15 лет. А еще лучше — до 11. И начинать пораньше, прямо с детского сада.

В предыдущей главе на примере анализа проблемных ситуаций и поиска идеального конечного результата при решении четырех задач была обоснована и построена цепочка шагов алгоритма решения проблемных ситуаций (АРПС). В этой и последующих главах на примерах решения целого ряда учебных задач будут разобраны возможности алгоритма, наиболее типичные затруднения, с которыми приходится сталкиваться при его использовании, и методы их преодоления.

Учебные задачи, которые вы будете решать, — это в недавнем прошлом реальные производственные проблемы достаточно высокого уровня. Над большинством из них в поисках решения, перебирая методом проб и ошибок вариант за вариантом, в ожидании «озарения» порой годами бились многие талантливые изобретатели. А пути к «озарению» неисповедимы: ни один из них после того, как найдено решение, был не в состоянии проследить от начала до конца ход своей мысли. В лучшем случае они выдавали желаемое за действительное... Так что при решении новой задачи использовать опыт мыслительных действий практически не удавалось.

Алгоритм — это инструмент для анализа и поиска решения проблем. Но инструмент очень своеобразный. Его цель — заменить суету мыслей изобретателя на четкую по структуре и однозначную по результативности цепочку мыслительных операций, выводящую в зону сильных вариантов решения. Сильных для учебных задач — значит, не хуже, чем предложенных изобретателем, а порой и лучше. АРИЗ (и на его базе АРПС) — это первая в мировой практике действенная методика решения изобретательских задач, построенная на основе объективных законов. Инструмент очень сложный: осваивая его, приходится ломать многие привычные представления о том, что может быть, а чего быть не может. Кроме того, это инструмент «с обратной связью»: не только вы поработаете с ним, но и он поработает с вами.

И если только хватит у вас характера перейти с ним на «ты», то обязательно наступит день и миг, когда вы, подобно одному великому поэту, дописавшему гениальную поэму, выскочите из-за стола и, потирая руки, с восторгом воскликнете: «Ай да Пушкин! Ай да сукин сын!» Что может быть сильнее наслаждения от победы Разума!

Так что не откладывайте в сторону книгу, увидев очередную проблему с «металлургическим уклоном». Она вам вполне по силам. Вот только лень-матушка родилась раньше нас... Но тогда не завидуйте тем, кто очень скоро вас обойдет. Повезло... Удалось... В любом деле победа, или миг удачи, достается только тем, кто долго и упорно готовился этот миг ухватить. И тогда те счастливые мгновения торжества разума, которые сегодня доступны только «творцам», станут достоянием и нормой вашей жизни. Включайтесь! Цель того стоит!

Один из способов получения стали — варка ее в конверторе (большом ковше). В конце процесса плавки, чтобы получить расплав стали однородного состава и вывести на поверхность шлак (его температура плавления порядка 1000 °С, удельный вес — примерно в три раза меньше веса расплавленной стали), в жидкую сталь с температурой 1600 °С опускают мешалку — длинный толстый стальной стержень — и перемешивают ее (рис. 5.1). К сожалению, в процессе работы мешалка под действием теплового поля расплава быстро нагревается, размягчается и при температуре 1100 °С теряет свою прочность и перестает перемешивать расплав. Приходится часто менять мешалки, что усложняет работу и обходится дорого. Пробовали охлаждать мешалку, например, водой, но это оказалось слишком сложно и опасно: попадание воды в расплав стали приводит к взрыву. Решили изготовить мешалку из жаростойких металлов (вольфрама, молибдена и т.п.), но расчеты показали, что такая мешалка будет стоить слишком дорого. Как быть?

Для решения задачи используем АРПС.

Прежде всего определим основную функцию системы. Эта система создана для получения однородного состава расплава стали путем его механического перемешивания. Проанализируем ситуацию по шагам.

Шаг 1. Техническая система для получения однородного состава расплавленной стали путем ее механического перемешивания состоит из ковша, в котором варится сталь, расплава стали, шлака, мешалки и механизма, который держит мешалку, опускает ее в расплав и там перемещает. В процессе перемешивания в результате контакта мешалки с расплавом с температурой 1600 °С возникает нежелательный эффект (НЭ1) — нагрев и разрушение мешалки. Чтобы мешалка не разрушалась, можно использовать различные средства устранения (СУ). Рассмотрим эти средства и их возможные последствия — новые нежелательные эффекты (НЭ2).

Возможные средства устранения:

СУ1 — убрать мешалку вообще. При этом возникает НЭ2 — не будет перемешивания, т.е. не будет выполняться основная функция, что недопустимо. Следовательно, нужно будет изменить принцип действия системы — вводить другой способ перемешивания, например электромагнитным полем. (Иногда предлагают вращать ковш вокруг мешалки…)