Статья на базе материалов из книги Льва Певзнера «ТРИЗ ДЛЯ ЧАЙНИКОВ-2. Ресурсы. Аварийный анализ. Исследовательские задачи», в легкой редакции Елены Гин

При решении технических задач обычно мы не только знаем, какой вид ресурса нам нужен, но и можем сформулировать основные признаки ресурса, который мы ищем.

Общий алгоритм поиска ресурсов:
1. Составьте «портрет» нужного ресурса, опишите требования к нему и известные вам характеристики
2. Постарайтесь найти данный ресурс среди ресурсов системы, близкой надсистемы или внешней среды.
3. В случае, если готовых ресурсов не оказалось, или они оказались дорогими и недоступными по иным причинам, ищем производные ресурсы. Для каждого готового ресурса проанализируйте все возможные его модификации, которые могут быть получены простыми преобразованиями.

Далее подробнее с примерами на каждый вид ресурса.

Направленный поиск вещественного ресурса

Если для решения задачи нам нужно вещество, то следует сформулировать основные требования к нему и целенаправленно искать такое вещество. Поиск ресурса в этом случае выполняется в три этапа:

Этап 1. Составление «портрета» нужного вещества (элемента), то есть определения основных требований к свойствам искомого вещества (элемента).

Опишите, какими физическими и химическими свойствами должно обладать вводимое в систему вещество (элемент). Определите требования к геометрии и структуре искомого вещества. Определите все остальные требования и ограничения.
Типовые физические характеристики: электропроводность, теплопроводность, физическое состояние, удельный вес, прочностные характеристики, точка плавления (кипения), пластичность и др.

Замечание: постарайтесь использовать термины, которые не сужают диапазон возможных ресурсных веществ. Например, негорючий не обозначает инертный – это просто газ без кислорода.

Также подлежат рассмотрению остальные свойства, которые присущи требуемому веществу.

К концу анализа у Вас сформируется образ нужного вещества.

Пример
Ил-2 (лучший самолет-штурмовик Второй Мировой войны) обязан своей репутацией множеству изобретений.

Среди них было и решение следующей задачи:
При сражении пули могут попадать и в бензобаки, что создает опасную ситуацию. Если бак был полон на момент попадания, то попадание в него пули обычно не вызывало пожар. Но в реальной ситуации боя часть горючего уже израсходована, и свободное место занимают пары бензина – и при попадании пули очень вероятен взрыв.

Таким образом, если не допустить заполнение свободного объема парами бензина, то можно свести к минимуму опасность взрыва. Значит, свободный объем надо чем-то заполнить, чтобы не допустить туда пары бензина и кислород. Составим портрет нужного нам вещества. Желательно, чтобы оно было легким (наиболее легкий материал – газы), оно должно быть негорючим и не содержать кислорода. Итак, искать надо инертный или негорючий газ.

      Рис.66. Штурмовик ИЛ-2

Этап 2. Постарайтесь найти данное вещество среди ресурсов системы, надсистемы или внешней среды.

Продолжение примера
Чтобы не допустить взрыва, можно заполнять освобождающееся пространство инертным газом, но где его взять? Его можно брать с собой в баллоне, но у этого решения есть ряд сильных недостатков. А конструктор Ильюшин нашел вещество с такими свойствами в самом самолете – это выхлопные газы. Ими заполнили пустое место в баках. В этих газах кислорода нет, а значит, и нет опасности возгорания горючего при попадании пули в бензобак.

Проверьте наличие вещества с нужными Вам свойствами среди готовых ресурсов в системе, внешней среде и надсистеме.
Начните с поиска этого вещества в системе и около нее. Затем последовательно расширьте зону поиска.

Этап 3. Поиск производных ресурсов.

Для каждого готового ресурса проанализируйте все возможные его модификации, которые могут быть получены простыми преобразованиями. В первую очередь, проверьте те преобразования вещества, которые можно выполнить средствами, имеющимися в системе, и которые подходят нам из информации о «портрете вещества-ресурса».

Если необходимый производный ресурс не удастся получить с помощью типовых приемов, можно увеличить глубину анализа (рассмотреть возможные более сложные преобразования).

Пример
Интересным примером поиска вещественных ресурсов может служить история о том, как прокладывали первые телефонные сети американские фермеры. Использовать телефонные провода было очень дорого для них. Необходимо было найти дешевый вещественный ресурс (проводник) большой длины. И они нашли такой ресурс – колючая проволока, которая использовалась для ограждения загонов. Эта проволока производилась массово и была гораздо дешевле телефонного кабеля.
В сухую погоду проблем не возникало, а вот в дождь столбы намокали, и сигнал уходил в землю. Нужно было устанавливать провода на изоляторы, которые в то время были достаточно дороги. И здесь «экономные» американские фермеры нашли выход. В качестве изоляторов они использовали сухие кукурузные початки и коровьи рога. Но самыми хорошими изоляторами были… горлышки бутылок от виски.

4.2. Направленный поиск энергетического ресурса
Поскольку при решении технических задач основные требования к искомому энергетическому ресурсу известны, рекомендуется следующая последовательность анализа:

1. Определите, какой из видов энергии, и в каком количестве желательно иметь. Составьте подробное описание требований к ресурсу, и ограничений, накладываемых на него (портрет ресурса). При этом указываются основные характеристики ресурса – тип энергии, необходимое количество энергии (экспертная оценка).
2. Выпишите все возможные источники энергии в системе, проходящие через нее потоки энергии, а также потоки энергии и источники энергии, имеющиеся рядом с системой и около нее. После этого проанализируйте, подходит ли Вам что-либо из перечисленного для получения ресурса, описанного в п.1. То есть, сначала попытайтесь воспользоваться готовыми ресурсами.
3. Если ни один из имеющихся ресурсов Вам не подходит, необходимо попытаться получить нужный ресурс, как производный имеющихся.

Пример
Во время Великой Отечественной Мировой войны советская подводная лодка Щ421 подорвалась на мине и потеряла ход. Течение гнало ее к вражескому берегу.
Капитан подводной лодки И.А Колышкин приказал натянуть на перископ брезентовые чехлы от двигателей. С помощью этого «паруса» и энергии ветра удалось вывести лодку из опасной зоны и спасти [23].

Пример
В 1941 году, после множества неудачных по¬пыток захватить хорошо вооруженный остров Осмуссаар на пути к Ленинграду, фашисты решили высадить десант на соседний остров Ворсми. Снаряды батарей, расположенных на Осмуссаар, лишь немного не доставали до вражеских десантных кораблей. Как увеличить дальность полета снарядов, как дать им до-полнительную энергию? На помощь пришла изобретательность одного из офицеров. Он предложил повысить температуру в погребе с боеприпасами. Рискованно? Да! Но другого выхода не было. Снаряды нагрели до 30 гра¬дусов. Увеличив начальную температуру по¬роха, наши воины повысили и удельную теп¬лоту его сгорания. Дальнобойность орудий увеличилась. Большинство из десантных кораб¬лей врага было потоплено, попытка захва¬тить остров была отбита [24].

4.3. Направленный поиск пространственных ресурсов

Если задача состоит в том, что для размещения какого-либо оборудования или подсистемы требуется место (площадь или объем), которого нет в системе, то рекомендуется последовательно проверить все основные источники пространственного ресурса, которые имеются в системе.

Направления поиска пространственных ресурсов:

- наличие свободного места в ТС;
- возможность уменьшения габаритов ТС, изменение структуры;
- возможность уйти в другое измерение;
- использование обратной стороны элемента;
- возможное получение производного ресурса;
- отказ от какой-то подсистемы за счет ресурсов надсистем.

Последовательно проверьте все варианты использования приемов, описанных выше, осуществив:
- поиск (или создание) пустот в системе;
- поиск свободного пространства над системой;
- поиск свободного пространства под системой;
- поиск свободного пространства рядом с системой.

Пример
При сооружении памятника Петру I в Петербурге от основного камня откололся огромный кусок, который надо было убрать с площадки. Предлагалось использовать в качестве подъемной силы сотни лошадей. Один крестьянин убрал камень, вырыв яму поблизости от монумента, свалив в нее камень и засыпав его [25].

Пример
Куда девать землю?
Да, именно такая задача встала передо мной в 2006 году, когда в компании, где я работал директором по производству, было принято решение строить большой цех длиной 120 метров и шириной 36 метров. Было необходимо вывезти более 3 000 кубометров земли. Отвал, который нам выделили, находился в 15 километрах от нас, а значит, расходы на транспорт могли встать в несколько сот тысяч рублей.
Но куда еще деть землю? Понятно – я начал целенаправленно искать пространственный ресурс. Говорят, что мысли материализуются. Возможно это так. Во всяком случае, когда я очередной раз подъезжал к производству, то увидел, что рядом с нами (точнее, в полукилометре от нас) самосвал разгружает в овраг землю. Выяснилось, что местный предприниматель купил землю с оврагом и теперь выравнивает площадку под строительство. Наш разговор я приведу почти дословно:
- Привет! Откуда землю возишь?
- Да копают здесь котлован в 4-х километрах, там и беру ее. Грузят они сами, а машины мои.
- А хочешь, я привезу тебе землю?
- Просто так? Бесплатно? С чего это?
- Да мне как раз надо вывозить землю, а тебе заполнять овраг. Так что – паритет – обоим выгодно!
- А земля без мусора?
- Да ты что, чистая уральская глина!
- Вези!

Мы сложили в этот овраг все 3 000 кубометров земли, снизив транспортные затраты на порядок. По объему ресурс был достаточный, хотя в конце предприниматель ворчал, что земли ему достаточно и больше не надо.
- Ничего, она еще осядет, успокаивал я его, вывозя последние кубометры!

4.4. Направленный поиск временного ресурса

Направленный поиск временного ресурса всегда связан с недостатком времени для выполнения технологического процесса, или перегруженностью процесса в отдельных зонах.
Если противоречие связано с необходимостью одновременного выполнения противоречивых требований, надо вести поиск пауз внутри процесса или за его пределами.
Если противоречие связано с перегруженностью отдельных элементов процесса – постараться часть операций вынести в другие временные интервалы.

Анализ возможности использования временного ресурса начинается с анализа технологического процесса. Составьте технологическую карту процесса с временным регламентом:

- разбейте процесс, который выполняет ТС, на отдельные операции;
- отметьте временные и пространственные зоны повышенной нагрузки, не имеющие резервов для развития;
- отметьте временные и пространственные зоны пониженной загрузки, имеющие большие резервы для выполнения операций;
- отметьте паузы в работе ТС;
- выделите транспортные операции для потоков и изделий.
После этого оцените возможность использования типовых приемов применения временного ресурса.

Типовые приемы использования временного ресурса за счет изменения структуры технологического процесса

Пример
Наши коллеги на соседнем заводе были крайне ограничены в площадях. Проблема, которая у них возникла, была связана с покраской вагон-домов. Красить их можно было в цеху, но растворитель так отравлял атмосферу, что на несколько часов приходилось останавливать все остальные работы в цехе. Падала производительность, владелец нес большие убытки. Он целенаправленно искал временной ресурс, который позволил бы ему нарастить производство. И нашел его!
Он предложил красить вагоны в вечернее время, после рабочей смены – с 19 до 24 часов. Тогда за 8 часов каркасы высыхали, а помещение проветривалось. А с 8-ми утра рабочие спокойно работали в цехе на остальных операциях.

4.5. Направленный поиск функционального ресурса

Если выясняется, что для решения задачи или совершенствования системы необходима новая функция, то не надо торопиться вводить дополнительную подсистему. Часто можно обойтись ресурсами.

Алгоритм поиска функционального ресурса состоит в следующем:
1. Определить все функции, выполнение которых следует обеспечить; проверить возможность передачи этих функций имеющимся элементам системы; если это возможно, то задача решена, если нет – перейти к п.2.
2. Разбить все функции на возможно более мелкие составляющие – «элементарные» функции; попытаться передать эти «элементарные» функции различным подсистемам в системе.

Пример
Часто важно увидеть проблему и четко сформулировать задачу, а главное, ресурс, который необходим.
Джон Хамес заметил, что объедки, которые его жена сбрасывает в мусорное ведро, начинают гнить, плохо пахнуть, привлекают тараканов и мышей. Как же от них избавиться сразу, не накапливая в мусорном ведре?
Нужен был ресурс для быстрого удаления из квартиры относительно мягких, но гниющих отходов. Такой функциональный ресурс был – система канализации, которая уже была в каждом доме, и предназначена именно для удаления отходов (правда из туалета!). Но тут возникла новая проблема – из кухни в туалет бегать, чтобы выбросить отходы, было неудобно. Слив из раковины в канализацию был и на кухне. Но трубы там были тонкие, и крупные куски могли забить их. То есть ресурс был, но использовать его было невозможно. Систему нужно было доработать. Чтобы пищевые отходы проходили через тонкую кухонную трубу мойки, их надо было преобразовать. И Джон придумал простое решение – измельчать и смывать их. Значит, нужно устройство с функцией измельчения крупных пищевых отходов до размера, при котором не засорялись бы трубы. А удобнее всего это делать прямо в кухонной мойке. Именно туда Джон и встроил свое устройство. Так в 1927 году появился первый измельчитель кухонных отходов, изобретенный американцем Джоном Хамесом.

  Рис.67. Кухонный измельчитель отходов и схема его установки

Комментарий: Если вы нашли нужный функциональный ресурс, то адаптация системы к его использованию – дело техники. Точнее, как всегда, дело решения вторичных задач, которые, как показывает практика, намного проще.

Краткие итоги

При решении практических задач с помощью приведенных алгоритмов можно составить «портрет» требуемого ресурса, и искать его в системе, надсистеме или внешней среде.

Если нужен какой-то элемент, или защита от нежелательного воздействия поля, то нужно искать вещество (предварительно определив его предполагаемые свойства или характеристики). Если необходимо выполнить какое-либо действие или воздействие на систему – ищем энергетический ресурс. Если мы не успеваем выполнить что-либо в рамках существующего цикла работы технической системы – искать надо временной ресурс. Если что-то не помещается в отведенном пространстве – ищем пространственный ресурс. Если необходимо, чтобы в системе появилась новая функция, необходимо поискать, какая подсистема или надсистема может выполнить эту функцию.