Но в самом кране нас интересуют не колеса, не рама, не кабина, даже не стрела и двигатель. Нас интересует только основная функция крана — его способность создавать подъемную силу. Вот эту способность крана — создавать подъемную силу — мы на острове оставим, а все остальные части, чтобы не усложнять систему, уберем. На острове останется основная функция ОТСУТСТВУЮЩЕГО крана. Идеальный кран — его нет, а функция выполняется!
Система, которой нет, но функция которой выполняется, в ТРИЗ называется идеальной.
Рассмотрим это понятие на еще одном примере — калькуляторе. Его основная функция — то, для чего был создан калькулятор, — быстрый счет, т.е. быстрые действия с числами. Потребность в таких действиях возникла давно, и первыми устройствами (если не считать палочки и камешки), которые эти действия выполняли, были счеты, потом арифмометр и логарифмическая линейка, а затем уже им на смену пришел калькулятор.
Какие же основные параметры менялись при смене каждого предыдущего устройства на новое? Прежде всего, росла скорость счета — лучше выполнялась основная функция. При этом уменьшались затраты энергии на выполнение одной операции (одного действия с числами) и габариты всего устройства. Так что можно сказать, что каждая последующая система была более идеальной по сравнению с предыдущей.
Доведем теперь эти параметры до предела. Предельная скорость счета — в идеале огромная, бесконечно большая. Затраты энергии в идеале — нулевые, т.е. устройство работает без всяких затрат энергии. И габариты такого устройства в идеале тоже сводятся к нулю. И тогда мы получаем идеальный калькулятор — его нет, но вычисления производятся с бесконечно большой скоростью!
Применение понятия «идеальная система» позволяет нам представить себе модель, к которой нужно стремиться при изменении любой системы.
А теперь применим понятие «идеальная система» для решения проблемы Робинзона. Если крана нет, а его функция — создание подъемной силы — должна выполняться, то очевидно, что такую силу нужно искать только внутри самой системы. Иными словами, лодка должна сама себя поднять, т.е. выступать одновременно в двух ролях: в качестве объекта, который нужно поднять, и в качестве силы, которая поднимает.
Единственная сила, которая есть внутри системы, — это вес лодки, который направлен вниз и прижимает ее к земле. Эту силу как раз и необходимо преодолеть. Получается новая — очень неожиданная! — задача: поднимать с помощью силы, направленной вниз! Существуют ли механизмы, которые работают таким образом? Да, это обычный рычаг, его простейший и всем известный вариант — детские качели. Второй механизм — блок: трос тянут вниз, а груз поднимается.
В нашей задаче ситуация осложняется тем, что лодка должна сама себя поднять, т.е. выступать одновременно в двух ролях: в качестве объекта, который нужно поднять, и в качестве силы, которая поднимает.
Оба варианта (рычаг и блок) можно реализовать, если мысленно разделить лодку на две части и рассматривать, например, корму — в качестве силы, а нос — в качестве объекта. Но, чтобы нос мог подняться, корма должна иметь возможность опуститься. А опускаться ей некуда — мешает земля. Новая задача, но значительно более простая: выкопаем яму под кормой. А чтобы много не копать, сместим центр тяжести лодки к корме, для этого можно использовать тот самый грунт, который мы из-под кормы вынимаем. Когда нос задерется, а корма опустится в яму, подставим катки, выбросим груз из лодки — и она сама на катки опустится. Теперь лодку можно катить к морю.
Для сопоставления эффективности методов мозгового штурма и ТРИЗ проанализируем этапы решения задачи. Если попросить автора каждой идеи, возникшей во время мозгового штурма, восстановить ход мысли, в результате которого его идея появилась на свет, то чаще всего отвечают: по ассоциации, по аналогии с чем-то уже известным, виденным, хорошо знакомым. Аналогизирование, как правило, прямое: необходимый признак или принцип переносятся без существенных изменений. Если предложить участникам мозгового штурма оценить методику с точки зрения наличия каких-либо закономерностей, то ответ чаще всего будет отрицательным. Поэтому цена опыта, приобретенного в результате участия в штурме, очень невелика.
Почему это так? Прежде всего потому, что в методике мозгового штурма отсутствует этап АНАЛИЗА ПРОБЛЕМЫ и участники сразу начинают решать ее, предлагая и развивая идеи. К тому же в этой методике нет критериев выбора направления поиска решения, нет критериев оценки идей, выдвигаемых непосредственно в ходе штурма. Основная красота штурма — в хаотичности выдвигаемых идей, поэтому часто очередная выдвинутая идея перебивает ход решения, ведущий к нужному ответу, и задача возвращается к началу. Ход штурма отображает рис. 2.1.
Идея 1, например, неприемлемая в принципе («Прорыть канал к лодке»), получает вполне логичное и технически обоснованное развитие в виде идей 2 и 3 — использовать дождевую воду для создания шлюзов. Но это развитие перебивается идеей 4 — все-таки тянуть лодку. Идеи 8–11 представляют собой постепенное развитие варианта, предлагающего уменьшить трение, и естественно подводят к идее 12 — катить лодку. Но попытка решить новую задачу — поднять лодку — опять уводит решение в сторону. В результате большинство выдвинутых идей (а иногда и все!) оказываются «пустыми», а время на их генерирование — затраченным зря.
Кроме того, методика не дает уверенности, что в числе выдвинутых идей действительно находится та, которая приведет к единственно верному результату.
ТРИЗ требует начинать решение с анализа проблемной ситуации и определения основной функции системы. Для проблемы Робинзона это — прежде всего надежность, поэтому дискуссии на тему «Зачем нужна большая лодка?» сразу отменяются.
Анализ причины, из-за которой возникла проблема — необходимость создания большой тяговой силы, нужной, чтобы тащить лодку, — приводит к выбору другого способа перемещения — катить лодку. И еще десяток выдвинутых идей, связанных с понятием «тащить», оказываются ненужными: запрягать коз, рубить деревья, смазывать поверхности жиром... Так возникает новая задача — поднять лодку, чтобы поставить ее на катки. НО (!) — вместо поисков вариантов «по аналогии» сразу выдвигается идеальное с точки зрения ситуации требование: лодка должна САМА СЕБЯ поднять. Тем самым отсекается возможность применения блоков, рычагов, растущих деревьев, воздушных шаров и других «пустых» вариантов идей. И остается только один, самый сильный и реальный.
Так методика ТРИЗ самой структурой своего построения устраняет недостатки, присущие мозговому штурму (и, как убедимся в дальнейшем, другим методам перебора вариантов). Изначальная нацеленность на идеальное решение отбрасывает саму возможность тратить время на генерирование и дальнейший анализ «пустых» идей, сужая в процессе решения поле поиска до той минимальной зоны, в которой существуют только сильные варианты.
Определим инструментарий, использованный при решении проблемы алгоритмическим методом. Прежде всего, это была четкая программа в виде некоторой универсальной последовательности шагов по анализу проблемы и преобразованию исходной ситуации до задачи и поиска ее решения. Эта программа называется алгоритмом решения проблемных ситуаций (АРПС).
По ходу решения мы неоднократно исследовали сущность физических процессов, создающих проблемы. Да и само решение в конце концов свелось к поиску физического (в данной задаче) эффекта, который обеспечивает реализацию идеального варианта. Объем знаний о законах природы, необходимый для реализации идеи, составляет необходимый информационный фонд (ИФ).