Технология АРИЗ — поэтапная методика постановки цепи проблем и вопросов, отвечая на которые, аналитик приходит к решению проблемы. В настоящее время методика дополнена фондом приемов решения проблем, наиболее часто встречающихся в практике, и фондом физических эффектов.
Фонд эвристических приемов (эвристик) содержит до 200 типовых приемов. Основная идея — устранение физических противоречий путем их обхода; нахождение аналогий в прошлом опыте человечества. Примеры: заранее подложить противодействие (введение противоядия до укуса, прививка); обратить недостаток в достоинство усилением силы недостатка (вредная обычно вибрация полезна для разрушения твердых пород); использование посредника; использование симметрии и т. д. См. также статью «Межотраслевой фонд эвристических приемов преобразования объекта» из электронного учебника «Модели и методы искусственного интеллекта».
Методики поиска решений: вепольный анализ, морфологический анализ, функционально-стоимостной анализ, метод маленьких человечков. См. также АРИЗ-71.
Справочник физических эффектов (эффект Ома, Черенкова, Джоуля-Ленца, «эффект хамелеона», и т. д.). См. также Фонд физико-технических эффектов (ФТЭ).
Полезным для данной технологии является определение уровня сложности задачи.
По статистике, задач 1 уровня — 32%. Это задачи, решение которых находится в пределах профессии. Обычно решение достигается за перебор от 1 до 10 вариантов. Требует небольшого изменения свойств объекта (например, смена материала на более дешевый дала замечательные изобретения — одноразовая бритва, одноразовая посуда, одноразовый подгузник).
Задач 2 уровня — 45%. Решение задач 2 уровня находится в пределах одной отрасли. Обычно решение достигается перебором от 10 до 100 вариантов. Требует выбора одного объекта из нескольких (например, выбор компоновки двигателя).
Задач 3 уровня — 19%. Решение находится в пределах одной науки. Обычно решение достигается перебором от 100 до 1000 вариантов. Требует частичного изменения выбранного объекта (например, использование взрыва в жидкости для перекрытия луча света между пластинами).
Задач 4 уровня — 4%. Решение находится в смежных науках. Обычно решение достигается перебором от 1000 до 10 000 вариантов. Требует создания нового объекта (например, запаховый метод контроля сварки).
Задач 5 уровня — 0.3%. Решение находится за пределами современной науки. Обычно решение достигается перебором от 10 000 до 1 000 000 вариантов. Требует создания нового комплекса объектов (например, ракетостроение, электроискровая обработка металлов).
Решите самостоятельно следующие задачи различных уровней.
Задание 1 уровня. Требуется изготовить стеклянный (инертный в химическом отношении) куб со стороной 1 метр со множеством вертикальных каналов (капилляров) для пропускания жидкости. Противоречие: хрупкость, размеры отверстия, толщина стенок, длина канала, множественность каналов.
Задание 2 уровня. Предложите, в чем хранить универсальный растворитель. Противоречие: растворитель растворяет все. Но хранить его в чем-то надо.
Задание 3 уровня. Требуется наладить производство окрашенных деревянных досок. Противоречие: краска проникает неглубоко в древесину и трескается, требует ручной работы, неравномерно ложится.
Теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) и всему тому, что с этим связано, посвящен целый сайт в Интернете: www.trizminsk.org.
82 Формализация поиска
Применение определенного языка (графического, геометрического, таблиц, деревьев) для описания проблемы и автоматическое оперирование описанием для нахождения решений. К данному разделу относятся методики информационного моделирования (объектно-ориентированного, функционального). См. также лекцию «Внутреннее представление данных и проблема проектирования» из учебника «Модели и методы искусственного интеллекта».
При генерации идей следует осознавать помехи, оказывающие отрицательное влияние на продуктивность работы, для того, чтобы далее компенсировать их. Перечислим некоторые из них: привычки, лень, излишняя напряженность, боязнь показаться смешным или подвергнуться критике в глазах других людей, слабая целеустремленность, боязнь начала («синдром понедельника»), отсутствие ресурсов, излишняя серьезность.
При реализации вышеизложенных процедур следует иметь в виду, что есть определенные правила формирования коллектива. Коллектив должен быть неоднороден, в нем должен быть лидер, генератор идей, фиксатор идей, критик, исполнитель, библиотекарь. В коллективе должны быть сформулированы мотивы. При стимулировании коллектива следует иметь в виду закономерности, которые наблюдаются между результатом и силой стимула, для того, чтобы управлять ими (см. рис. 35.2).
Рис. 35.2. Зависимость результатов индивидуальной деятельности человека от степени ее мотивации (зависимость снята коллективом психологов под руководством Леонтьева)
Рост стимулов, мотивированность деятельности (зона А на рис. 35.2) ведет к росту результатов. Дальнейшее стимулирование (зона Б) не ведет к росту результатов в силу естественных ограничений возможностей человека. Дальнейшее наращивание мощности стимула (зона В) сковывает возможности человека; человек, которому поставлены слишком сильные стимулы, может наоборот вести себя скованно и в результате не сумеет достичь даже тех результатов, которые бы он мог достигнуть в нормальной обстановке. И, наконец, в условиях стресса (зона Г) происходит резкое возрастание результатов деятельности человека. Стресс вызывает мобилизацию всех человеческих сил (в том числе и подсознательных) для решения проблемы. Следует иметь в виду, что возвращение организма (восстановление) к нормальному функционированию после стресса — процесс достаточно медленный. Цепь быстро чередующихся стрессов может вызвать необратимые последствия в организме человека, так как возможен переход через критический порог истощения ресурсов, и даже смерть
35. Лекция 36. Экспертиза
В процессе неформального синтеза после выдвижения множества идей необходимо окончательно принять к реализации какую-то одну из них, поскольку исследовать до конца детально все идеи довольно сложно. Чтобы отобрать лучшую (лучшие) из них, проводят их экспертизу.
Для этого коллектив экспертов анализирует идеи, и каждый эксперт выставляет каждой идее свою собственную оценку. Условиями проведения экспертизы является коллектив экспертов и перечень оцениваемых идей. Результатом первого этапа экспертизы является матрица оценок. Далее с помощью определенного выбранного метода учитывают совместно все эти оценки и выбирают лучшую идею.
К экспертизе прибегают, когда необходимо сделать выбор из множества возможных идей, решений, проектов. Экспертиза — целесообразный отбор одного решения из множества возможных, полученных на предыдущем этапе «Генерация идей» (см. лекцию 35. Неформальный синтез).
Существует много методов проведения экспертизы: голосование, ранжирование, попарное сравнение, разбиение на классы. Рассмотрим некоторые из них.
