книги из ГПНТБ / Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения
.pdfо
Г.С.АЛЬТШУЛЛЕР
Ç
н
Y
АЛГОРИТМ е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
J —! В —
■я
и
1
о - |
|
|
-О |
|
|
|
|
|
М О С К О В С К И Й Р А Б О Ч И Й |
||
|
1973 |
|
J |
|
|
|
|
(зН еп г |
V® "в в"и V о в1 ^ |
~0 |
era ~tr |
|
а* |
Е«а _®ѳ с р |
//• у / |
|
|
м ш и |
г ' |
ИЗДАНИЕ 2-е, ИСПРАВЛЕННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
|
Альтшуллер Г. С. |
|
|
|
' |
А 58 |
Алгоритм изобретения. |
«Моек, |
рабочий») |
|
|
|
1973. |
|
|
I: . |
|
|
296 с. |
|
• |
1 • ‘ |
|
|
Книга Г. С. Альтшуллера посвящена новой области |
|
X |
-, ‘ |
|
|
знания — ме->*2 |
;' |
|||
|
тоднке изобретательства. Первое ее издание, вышедшее в 1969 г., бы-тф, |
||||
|
стро разошлось. Судя по многочисленным |
отзывам, книга принесла ’ * |
|||
|
несомненную пользу широкому кругу изобретателей и рационализатор- " |
||||
|
ров, разработчиков новой техники, сотрудников НИИ и проектно-кон}'' |
|
|||
|
структорских организаций, активу ВОИР. Алгоритмы решения нзобре{ .. |
||||
|
тательских задач — АРИЗ, предлагаемые автором, доступны пониманиях |
|
|||
|
всех, кто интересуется техническим творчеством и обладает знаниям». |
|
|||
|
в пределах программы школы-десятилетки, |
|
|
і ' ' |
|
|
3-1-6 |
|
|
60t |
; |
© Издательство «Московский рабочий», 1973 г.
I ■' !•
F
<?
с
ТЕХНОЛОГИЯ
ТВОРЧЕСТВА.
Ь - |
ф - |
|
Одни идет по темному лабиринту ощупью — может быть, на что-нибудь полезное на ткнется, а может быть, поб разобьет. Дру гой возьмет хоть маленький фонарик и светит себе в темноте. И по мере того, как он идет, его фонарь разгорается все ярче, наконец, превращается в электрическое солнце,' которое ему все кругом освещает, все разъясняет. Так я вас спрашиваю, где ваш фонарь!
Д. И. М е н д е л е е в
ИГОЛКА В СТОГЕ СЕНА
Теория изобретательства изучает изобретательское творчество с целью создать эффективные методы реше'- ння изобретательских задач.
В этом определении присутствует мысль, которая мо жет показаться «еретической»: что же — существующие методы плохи и нуждаются в замене? Но ведь, пользуясь этими методами, люди сделали величайшие изобретения! На этих методах основана современная индустрия изо бретений, дающая ежегодно многие десятки тысяч новых технических идей. Чем же плохи существующие методы?
Не будем торопиться с ответом на этот вопрос, по смотрим сначала, как обычно решается изобретательская задача.
Вообще-то изобретатели не очень охотно и не часто рассказывают о путях, которыми они пришли к новой технической идее. Одно из счастливых исключений — книжка Б. С. Егорова «Секрет НСЕ» 1.
Борис Сергеевич Егоров, талантливый изобретатель, подробно и объективно описывает историю создания на моточного станка. Воспользуемся этим и проследим ход мыслей изобретателя.
Итак, прежде всего — задача.
«Представьте себе большую электронно-вычислитель ную машину, в глубине которой несколько тысяч мель чайших кольцевых трансформаторов. Каждый из них имеет отверстие всего лишь в 2 миллиметра. На каждом из таких колечек намотан тончайший, тоньше человече ского волоса, проводок, покрытый шелковой оболочкой. Это, разумеется, надо было производить вручную, не по вредив нежной изоляции. То был изнурительный труд...»
Задача ясна: есть маленькое колечко, сделанное из
1 См. Б. С. Е г о р о в . Секрет ИСЕ. М., Профиздат, 1961.
феррита; нужно быстро и ак куратно обмотать это колечко тонкой изолированной прово локой.
Несколькими годами рань ше Б. С. Егоров успешно peL шил подобную задачу — тогда требовалось механизировать намотку дросселей телефонных фильтров. Внешне обе задачи совершенно подобны: есть кольцо и есть провод, которым нужно обмотать это кольцо. Но крохотное ферритовое ко лечко значительно меньше, чем кольцо телефонного дросселя, и это принципиально меняло задачу.
«Должен сказать, что зада ча, которую предстояло раз решить, вначале не показалась мне очень трудной. Но когда я
вплотную подошел к ней, это мнение пришлось изменить. Трудность состояла прежде всего в том, что колечко, на которое следует наматывать провод, было размером
лишь в 2 миллиметра».
Действительно, в БЭСМ-2, например, используются ферритовые тороиды марки К-28, имеющие такие разме ры: внешний диаметр — 3,1 мм, внутренний диаметр — 2,0 мм, высота — 1,2 мм. В запоминающем устройстве той же БЭСМ-2 применяются еще более миниатюрные тороиды марки ВТ-1 с внутренним диаметром 1,31 мм.
Обмотку этих колечек вели вручную с помощью шпу ли. Шпуля представляет собой, в сущности, иглу, несу щую в себе запас провода. На рис. 1 изображены в уве личенном виде и колечко и шпуля. Поперечное сечение ко лечка (тороида) может быть квадратным, прямоуголь ным или круглым — это несущественно.
Разумеется, задача сильно упростилась бы, будь ко лечко составным. Но ферритовые тороиды изготовляют ся методами порошковой металлургии: материал прессу ется, а затем спекается. Никакая обмотка не выдержит применяемых при этом давлений и температур, поэтому
приходится наматывать провод на готовое неразъемное колечко.
«Какой же величины должна быть шпулька? Как игольное ушко? Сразу стало ясно, что от шпульки, с по мощью которой осуществлялась укладка провода иа моем первом станке, придется отказаться, она была бы слиш ком мала. Это усложняло решение вопроса. А нельзя ли обойтись без нее, заменить ее, использовать совершенно новый принцип намотки? Но каким должен быть этот принцип? Вопросы не давали мне покоя...
— А не применить ли здесь маятник?
Это мнение разделяли многие товарищи, с к'оторыми мне приходилось советоваться. И я задумал решить зада чу с помощью маятника. Принцип был прост: два маят ника, а между ними кольцо; на маятнике игла; правый маятник иглой продевает провод сквозь кольцо и подво дит иглу к левому. Кольцо при этом поднимается; игла идет обратно, и все повторяется сначала. Так и осущест вляется намотка провода на кольцо. Удивительно просто, и при этом все делается без шпульки».
Была построена модель станка. Ее испытания дали от рицательные результаты — провод натягивался Лишь тогда, когда игла находилась в крайнем положении, ког да же - она была в движении, провод провисал, поэтому витки ложились как попало.
«Я заново, с удвоенной энергией взялся за работу. Попробовал иначе разместить маятники, иначе располо жить кольца, и так и этак пытался изменить ход работы маятников, но нить все равно провисала. Я проделал свыше трехсот экспериментов. В конце концов пришел к заключению, что от маятников надо отказаться.
Стало ясно, что следует искать иной принцип работы машины. Но какой? Перебрал несколько разных вариан тов, но ни один из них не подходил. Тогда возникла мысль осуществить намотку провода с помощью сжатого воздуха, который выполнял бы роль маятников. Ту же самую иглу будет тоЛкать через кольцо не маятник, а сжатый воздух».
Егоров построил еще одну модель станка. Но сжатый воздух не помог: провод провисал, как и в маятниковом станке.
«И тут в голову пришла мысль, что сам принцип на мотки провода на кольцо не годится. Ведь во всех вари
антах принцип был один: игла прошивает кольцо. А она не дает возможности держать провод в натяжении. Сле довательно, надо отказаться от использования самой иглы и предложить взамен новый, совершенно новый принцип. Но что можно предложить взамен? На этот во прос не мог никто ответить».
Шло время. |
Егоров не переставал думать о задаче. |
И вот однажды |
появилась новая идея. Случилось это в |
электричке. |
|
«Я перевожу взгляд на моих соседей, и вдруг мой взор привлекает старушка, которая вяжет кружево. В руках у нее крючок. Она совершает движение рукой — и крючок делает колечко, еще движение рукой — и еще колечко. Я машинально смотрю, не отрывая глаз, на руки вязаль щицы. Колечко... Колечко... Мысленно повторяю движе ние крючка раз, еще раз и еще. Потом я уже представляю себе движение крючка не в руках старушки, а в моем станке...,
А что, если вместо шпульки и маятников применить в станке крючки? Крючок захватит провод, который прой дет через колечко. А специальной пружинкой можно бу
дет тогда |
поддержать провод в натянутом состоянии. |
Я достаю |
иглу с ниткой, делаю из иглы крючок, и пы |
таюсь повторить движения старушки. Раз... другой. Не ужели в этом обыкновенном крючке секрет намоточного станка, неужели найдена разгадка казавшейся неразре шимой задачи? Да, так и есть. Витки ложатся на кольцо ровно. Это и есть тот самый принцип, который я так долго искал. С помощью крючков можно осуществить крепкую, надежную намотку витков на кольцо».
Так появился принцип намоточного станка — знаме нитого HCÈ.
Что можно сказать о путях, которыми шел изобрета тель?
Некоторые особенности сразу бросаются в глаза. По иски велись, в сущности, наугад. Или, как говорят пси хологи, методом «проб и ошибок». Возникала идея: «А если сделать так?» Затем следовала ее теоретическая или практическая проверка. Одна идея оказывалась неудачной, выдвигалась вторая, третья...
Схематически этот метод изображен на рис. 2. От точ ки, которую мы назовем «Задача», изобретатель должен попасть в точку «Решение». Где именно находится эта
Рис. 2. Схема поиска методом «проб и ошибок».
точка, заранее, конечно, неизвестно. Изобретатель созда ет определенную поисковую концепцию ПК, т. е. выби рает направление поисков («Й я задумал решить задачу с помощью маятника»). Начинаются «броски» в выбран ном направлении (они условно обозначены стрелками): «А если попробовать так?» А потом становится ясно, что неправильна вся поисковая концепция — поиски идут не в том направлении («В конце концов пришел к заключе нию, что от маятников надо отказаться»). Изобретатель возвращается к задаче, выдвигает новую поисковую кон цепцию («Тогда возникла мысль осуществить намотку провода с помощью сжатого воздуха...») и начинает но вую серию «бросков».
В практике количество попыток обычно намного боль ше, чем изображено на схеме. Егоров говорит о трехстах модификациях одной только первой модели станка, вооб ще же при поисках решения методом «проб и ошибок»