Теория и инструменты ТРИЗ

Исторический очерк создания и развития теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), алгоритма решения изобретательских задач (АРИЗ) и информационного фонда ТРИЗ — от первых работ Г. С. Альтшуллера и Р. Б. Шапиро до современного этапа.

4. Решение задачи "Термобиметалический расцепитель

Оглавление

Решение задачи "Термобиметалический расцепитель1

Условия задачи1

ЗАПИСЬ РЕШЕНИЯ Б.А. ЛЯРСКИМ (весна 1980 г.)4

Разбор задачи ведет Г.С. Альтшуллер. (реальная стенограмма)7

Альтшуллер. Разбор задачи о расцепителе (исследование)34

Заключение Б. Злотина – 2012 год58

Введение

БЗ. 2026. В начале второго дня семинара Генрих Саулович сделал небольшое вступление о проведении исследовательской работы и предложил провести очень интересный эксперимент. Суть эксперимента - он будет решать на доске, рассуждая вслух сложную реальную задачу, а все участники семинара име6ют право перебивая его в любой момент задавать вопросы, комментировать, предлагать идеи и т.п.

Для разбора он предложил реальную задачу, которую во время 140-часового семинара по ТРИЗ (раз в неделю 6 учебных часов с октября по май) решил под руководством и при участии Б. Злотина слушатель ИПК электротехнической промышленности Лярский Борис Александрович к.т.н., зав. лабораторией исследования электрических аппаратов. По нескольким из полученных решений были поданы заявки на изобретения. Одно из решений было немедленно внедрено и (редкий случай!) авторы всего через год получили очень приличное по тем временам вознаграждение.

Найденные решения Генриху Сауловичу не понравились. В работе по АРИЗ-77 были допущены (вполне осознанно) некоторые нарушения правил, и применение АРИЗ был "не чистым" - дополнительно использовался предложенный Б. Злотиным "Метод анализа процессов в технических системах" - попытка развития вепольного анализа на "не вепольные" задачи. Метод и в самом деле был недоработанным, и в общем не слишком нужным. Он оказался востребованным только через 20 лет, когда мы разработали софтвер для процесса "Директед Эволюшен" (управление развитием систем на…

Космический аппарат для дальних полётов за пределы Солнечной системы не несёт с собой топливо для полного изменения скорости. Он временно входит во взаимодействие с какой-либо планетой и использует её гравитационное поле для изменения траектории и скорости.

Соответствие:

• ресурсный объект — планета;

• поток или ресурс — гравитационное поле;

• преобразующий элемент — правильно выбранная траектория;

• получаемая функция — изменение скорости и направления.

Это особенно высокий уровень аналогии: физического соединения нет, связь осуществляется через гравитационное поле.

Ходит женщина по базару. Видит прилавок с сыром:

— Бабушка, а что это у вас сыр такой дорогой?

— Это не сыр дорогой, а это ты неудачно вышла замуж.

Судья обращается к присутствующим в зале:

— Тишина! Предупреждаю: если кто-то ещё раз скажет: «Долой судью!»,

тот отправится на улицу.

Через некоторое время раздаётся голос:

— Долой судью!

Судья:

— Обвиняемый, к вам это не относится.

- Ты же меня так любил!

- Да, любил, но это было 70 килограмм тому назад!

Два священника устанавливают на дорого щит с надписью

- Остановись, конец уже близок! Поверни, пока не поздно!

Мимо них на большой скорости проезжает фура, водитель кричит:

- Проклятые сектанты, достали вы уже!

Машина скрывается за поворотом, оттуда слышен грохот и громкий бульк.

Один священник говорит другому:

- Похоже ты был прав, надо было просто написать: «Мост разрушен».

Приходит мужик в бар и говорит:

— Дайте мне 10 стаканов вашего лучшего виски.

Бармен ему наливает. Мужик ставит их в ряд и начинает быстро пить

залпом один за другим.

Бармен спрашивает:

— Извините, пожалуйста, но почему вы так пьёте?

Мужик:

— Было бы у тебя столько денег, и ты бы так пил.

— А сколько у вас денег, если не секрет?

Мужик (допивая последний стакан):

— 50 центов…

Приехал из Японии Петька. Чапаев спрашивает:

— Ну и чем ты там занимался?

— Карате изучал.

— Покажи перед строем, чему ты там научился.

— Вынесите лом.

Принесли. Петька как огреет Чапаева ломом по спине и говорит:

— Это они там приблизительно рукой бьют.

Семен Маркович, вы знаете, что деньги – это грязь?!

- Конечно знаю, но это лечебная грязь!

(Материалы предоставлены мастером ТРИЗ Борисом Злотиным)

ПЕТРОЗАВОДСКИЙ СЕМИНАР 16-20 августа 1980 г. Второй день работы.

К сожалению, первый день не был записан из-за досадной аварии магнитофона.

Выступление Г.С. Альтшуллера о том, как вести исследовательскую работу в ТРИЗ.

Начало не записано (я обнаружил и исправлял аварию).

...Несколько дней назад Канер обратил мое внимание на такое интересное явление. Вот есть закон развития технических систем, направление развития систем к идеальности. С другой стороны, мы считаем отличным решение задачи о танковом полигоне. А там значительно увеличилась сложность решения. То есть закон увеличения степени идеальности вступает в открытый конфликт с законом о увеличении степени вепольности.

Что происходит? Исследователь ТРИЗ должен научиться применять правила и технику ТРИЗ при работе на развитие самого ТРИЗ. Что взволновало Канера в этом явлении, на что он правильно обратил внимание? Явное противоречие, столкновение законов. До этого мы рассматривали законы отдельно и ни у кого не было повода, никто не обратил внимания на столкновение законов между собой. Видимо, кроме законов развития технических систем существуют какие-то законы, которые отражают взаимодействие первой группы законов, законов развития технических систем. Ужасно интересное явление было обнаружено. Я бросил всю работу и дня два возился со всеми нашими задачами, перелопачивая - нет ли здесь какой-нибудь случайности, может задача о полигоне решена неверно...

То, что нашел Канер это действительно распространенное явление. Законы сталкиваются между собой и должны быть законы, которые регулируют действие первых законов. В данном случае это действует примерно так: иерархию технических систем можно представить в виде системы концентрических кругов. Простая система, более с…

Приехал Абрам в незнакомый маленький провинциальный городок.

Захотел он в публичный дом сходить, отдохнуть. А адрес спросить

стесняется. И вот подходит он на одной из улиц к случайному прохожему и

спрашивает:

— Извините, вы случайно не знаете, где живёт местный раввин?

— Солнечная, 12.

— Как?! Раввин живёт напротив борделя?!

— Что вы! Бордель расположен западнее на целых два квартала!

В Одессе

- Скажите, как пройти к больнице?

- О это так сложно объяснить, проще дать в морду и вызвать скорую.

- А что я вчера сильно напился?

- Да как сказать… Особенно интересно было, когда ты закричал

- Официант! Принеси дверь, мне выйти нужно!

Когда необходимо доставить крупную ажурную конструкцию через малое отверстие (или в компактной транспортной упаковке) к месту ее работы или установки возникает противоречие – конструкция большая, а пройти должна через маленькое отверстие, или храниться в малом объеме при транспортировке!

Это противоречие разрешается во времени: во время транспортировки конструкция находится в компактном состоянии, а после доставки расправляется и приобретает рабочую форму.

Эту задачу успешно решают материалы с эффектом памяти формы, например нитенолы, с помощью следующего микростандарта.

МКС. Если изделие сложной или объёмной формы необходимо доставить к месту использования через отверстие, транспортный канал или ёмкость меньшего размера, то изделие изготавливают из материала с памятью формы, на время транспортировки придают ему компактную форму, а после доставки восстанавливают рабочую форму.

Пример 1. Саморасширяющийся сосудистый стент.
Для поддержания просвета суженного кровеносного сосуда в него устанавливают стент. Саморасширяющийся нитиноловый стент представляет собой сетчатый цилиндр, который сжимают и помещают внутрь тонкого катетера.
Врач проводит катетер по кровеносному сосуду к месту сужения и отводит защитную оболочку. Освободившись, стент благодаря упругости и памяти формы самостоятельно расширяется, прижимается к стенкам сосуда и поддерживает его просвет открытым.

Пример 2. Раскрытие антенн и солнечных панелей спутника
Во время запуска антенны и солнечные панели малого спутника находятся в сложенном состоянии и прижаты к его корпусу, иначе аппарат не поместится под обтекателем ракеты или в транспортно-пусковом контейнере.
После выхода на орбиту элементы из сплава с памятью формы освобождают и разворачивают сложенные конструкции. В результате антенны и солнечные панели при…

С улицы. Мороз — это очень много тепла; просто оно плохого качества.

Минус восемнадцать — это тепло

Слово «холод» сбивает с толку, потому что в физике его нет. Есть только тепло и его отсутствие, а отсчитывается тепло не от нуля по Цельсию, а от абсолютного нуля — от минус двухсот семидесяти трёх.

Значит, воздух при минус восемнадцати имеет температуру 255 кельвинов. Это на девяносто с лишним процентов пути от абсолютного нуля до комнатной температуры. В кубометре такого воздуха, в промёрзшем грунте, в ледяной реке содержится колоссальное количество тепловой энергии.

Проблема не в её количестве, а в качестве: температура источника ниже, чем нужна нам. Тепло само собой течёт только от горячего к холодному, и из уличного воздуха оно в дом не пойдёт.

Задача, таким образом, формулируется не как «где взять тепло» — оно вокруг, бесплатно и в неограниченном количестве, — а как «как поднять его температуру».

Не произвести, а перенести

Обычный котёл или электрический обогреватель производят тепло, сжигая топливо или расходуя электричество на сопротивлении. Тепловой насос не производит ничего. Он переносит уже имеющееся тепло с улицы в дом, а электричество тратит на перекачку.

Аналогия, давшая устройству имя, точная: водяной насос не создаёт воду, он поднимает её. Затраты на подъём зависят не от количества воды, а от высоты.

Здесь и находится главный ход, и он относится к постановке задачи. Пока задача звучит как «получить тепло», решения ищутся среди источников: топливо, электричество, солнце. Стоит переформулировать её как «переместить тепло из места, где его много и оно не нужно», — и решение оказывается совсем в другой области.

«КПД четыреста процентов»

Отсюда цифра, которая всех смущает: современный тепловой насос отдаёт три-четыре единицы тепла на каждую единицу израсходов…

Подборка из 30 книг, которые помогут увлечь ребёнка историей изобретений, наукой и техникой. От красочных изданий для малышей до серьёзных книг для старшеклассников.

1. МакЛауд, Элизабет. История почти всего на свете. 180 событий, личностей и изобретений, которые изменили наш мир. — СПб.: Питер, 2019. — 120 с.

2. Мыцельска, Малгожата. Есть патент? История дерзких изобретений. — М: Самокат, 2018. — 128 с.

3. Ивич, А. Приключения изобретений: рассказы — Спб; М.: Речь, 2017. — 208 с.

4. Бейли, Д. Давным-давно — М.: Мнемозина, 2009. — 48 с.

5. Бейли, Д. Попробуем разобраться — М.: Мнемозина, 2009. — 48 с.

6. Бейли, Д. Эра новых идей — М.: Мнемозина, 2009. — 48 с.

7. Бейли, Д. История денег — М.: Мнемозина, 2012. — 48 с.

8. Платт, Р. Мир изобретений — СПб: Поляндрия, 2018. — 64 с.

9. Баюк Д., Виноградова Т., Кноп К. Алиса в стране наук — Казань: МИФ, 2016. — 94 с.

10. Скоренко Т. Изобретено в России: История русской изобретательской мысли от Петра I до Николая II — М.: Альпина нон-фикшн, 2023 — 535 с. (у этой книги есть продолжение «Изобретено в СССР»)

11. Норт Р. Как изобрести всё. Создай цивилизацию с нуля — М.: Эксмо, 2021 — 568 с.

12. Пострел В. Нить истории. Как прялка, веретено и ткацкий станок помогли построить цивилизацию — М.: Альпина нон-фикшн, 2023 — 406 с.

13. Леви Д. Большая книга аналогий. Антиучебник, который поможет влюбиться в науку — М.: МИФ, 2019 — 224 с.

14. Как работает наука. Наглядные факты об устройстве нашего мира — М.: МИФ, 2019 — 256 с.

15. Харфорд Т. 50 изобретений, которые создали современную экономику. От плуга и бумаги до паспорта и штрихкода — М.: МИФ, 2019 — 288 с.

16. Гордон Д. Конструкции. Почему они стоят и почему разваливаются — М., 2020, 480 с.

17. Арнольд Ник. Крутая механика для любознательных — М.: Лабиринт Пресс, 2012, 22 с.

18. Барановская Саша. Колпак, фреза, кринолин, или история костюма в комиксах — СПб.: Б…

Можно, если заставить вещество кипеть.

Шестьсот градусов против трёх

Возьмём медный пруток диаметром 6 мм и длиной 30 см. Медь — один из лучших проводников тепла в технике: около 400 Вт/(м·К). Подведём к одному концу 25 ватт — мощность небольшого паяльника — а другой будем охлаждать. Какая разница температур установится между концами?

Расчёт даёт около 600 °C. Лучший практический проводник тепла на такой длине и таком сечении работает откровенно плохо: чтобы протолкнуть через него жалкие 25 ватт, нужен раскалённый конец.

Теперь возьмём трубку тех же размеров. Внутри — вакуум, несколько граммов воды и тонкий пористый слой на стенках. Ни насоса, ни вентилятора, ни проводов, ни единой подвижной детали. Перепад температур при тех же 25 ваттах — около 3 °C.

Двести раз. Эффективная теплопроводность такой трубки — порядка 80 000 Вт/(м·К), а в отдельных конструкциях говорят и о 100 000. Пустая трубка с каплей воды проводит тепло в сотни раз лучше сплошной меди.

Это устройство называется тепловая труба. Оно стоит в вашем ноутбуке, в базовых станциях сотовой связи, на спутниках — и держит вечную мерзлоту под Трансаляскинским нефтепроводом.

Что внутри пустой трубки

Устройство обманчиво просто. Герметичный корпус, из которого откачан воздух. Немного жидкости — ровно столько, чтобы смочить стенки. И фитиль: спечённый порошок, сетка или канавки на внутренней стенке.

Дальше начинается цикл, который никто не запускает:

Горячий конец (испаритель) нагревается — жидкость испаряется, забирая теплоту парообразования.

В зоне испарения давление пара чуть выше, чем в холодной. Разница крошечная, но в вакууме пар летит по трубе почти без сопротивления.

На холодном конце (конденсаторе) пар конденсируется и отдаёт скрытую теплоту наружу.

Жидкость возвращается обратно — по фитилю, капиллярными си…

Можно. Сигналом будет струя воздуха, а памятью — то, к какой стенке она прилипла.

Струя, которая помнит

Возьмите плоскую камеру с соплом посередине и двумя выходными каналами. Пустите через сопло струю воздуха.

Струя не пойдёт посередине. Она прилипнет к одной из боковых стенок — к какой именно, решит случайность. Это эффект Коанда: струя увлекает воздух с боков, у ближней стенки давление падает, и струю прижимает к ней. Прижавшись, она остаётся там сколь угодно долго.

Теперь подайте сбоку слабый управляющий импульс. Струя оторвётся от стенки, перекинется на противоположную — и останется на ней после того, как управляющий сигнал исчезнет.

Вот и всё. Перед вами триггер: два устойчивых состояния, переключение слабым сигналом, сохранение состояния без питания управляющей цепи. Подвижных частей — ноль. Из деталей — только полости, отфрезерованные в пластине.

Память здесь хранится не в положении детали, а в состоянии процесса.

Из чего собирается вся логика

На этом принципе строится полный набор элементов.

Усилитель. Слабая управляющая струя отклоняет мощную силовую. Коэффициент усиления по мощности доходит до ста.

Логические элементы. Отклонение струи между выходами даёт «И», «ИЛИ», «НЕ» — в зависимости от того, как соединены каналы.

Триггер и счётчик. Бистабильный элемент, описанный выше, плюс цепочка таких же.

Генератор. Заведите часть выходного потока обратно на управляющий вход через канал определённой длины — струя начнёт перекидываться сама. Частота задаётся длиной канала обратной связи, то есть временем пробега сигнала.

Дальше — счётчики, регистры, аналоговые сумматоры, датчики. В 1960-е из этих кубиков собирали целые системы управления и всерьёз обсуждали струйные вычислительные машины.

Из мыла, линолеума и дерева

Начало положил Билли Хортон в 1957 году в Лаборатори…

Оригинал: Хабр, автор — Ричард Кэмпбелл (19 августа 2026).

Царство интеллекта

Человеческий мозг буквально устроен так, чтобы везде видеть интеллект. Когда‑то из этого получалось извлекать эволюционное преимущество: в первобытном дотехнологическом обществе где‑нибудь в африканской саванне умение приписывать добыче разум и предугадывать её поведение помогало в охоте.

Кэмпбелл затрагивает фундаментальный вопрос: наше восприятие интеллекта — это эволюционная адаптация или когнитивное искажение? Парадеидолия — склонность видеть лица и разум там, где их нет — помогала нашим предкам выживать, но сегодня она же делает нас уязвимыми перед маркетингом «искусственного интеллекта». Мы видим разум в ChatGPT не потому, что он там есть, а потому, что мозг запрограммирован его искать. ТРИЗ подходит к этому иначе: интеллект — это не способность «казаться умным», а способность разрешать противоречия. Пока LLM не умеет распознавать и разрешать противоречия, она остаётся sophisticated pattern matcher, а не интеллектом.

Творчество и ИИ

В зависимости от того, как считать, сейчас у нас четвёртая или пятая волна технологий, продаваемых под видом искусственного интеллекта. Текущую волну принято называть генеративным ИИ.

Генеративные нейросети используют процесс, по сути эквивалентный методу проб и ошибок: обучение на модели, генерация шума, обратная диффузия — пошаговое «вглядывание» в зашумлённые данные и отбор вариантов. Это работает, когда комбинаторика ограничена. Но рост числа элементов при случайном характере модификаций создаёт экспоненциальный рост возможных вариантов, делая отбор ненадёжным.

Творчество в ТРИЗ работает иначе: вместо случайного перебора используется направленная генерация через паттерны развития, выявленные анализом тысяч изобретений. За 70 лет ТРИЗ сформулировано неско…