Под изобретательской задачей будем понимать проблемную ситуацию, сформулированную на основе выявленного технического противоречия (причинно-следственной связи «Если — То — Но»), в которой необходимо, не вводя новую систему, устранить существующий нежелательный эффект.
Как же решать изобретательскую задачу? Чтобы не создавать новый нежелательный эффект НЭ2, в систему для устранения НЭ1 вводят в качестве СУ новую систему, но — идеальную, т.е. отсутствующую! (Под идеальной мы понимаем систему, которой нет, но основная функция которой выполняется.) Это идеальное СУ, выполняя свою основную функцию, устраняет НЭ1. Но, поскольку СУ все-таки отсутствует, оно не создает НЭ2. А чтобы чисто психологически облегчить восприятие идеального СУ, его функцию поручают выполнять некоему условному Х-элементу. В дальнейшем, чтобы Х-элемент смог максимально успешно реализовать идеальный конечный результат, потребуется очень четко определить свойства, которыми он должен обладать.
Под решением изобретательской задачи будем понимать способ устранения технического противоречия, в результате которого основная функция системы выполняется наилучшим образом за счет устранения НЭ1, а НЭ2 не возникает.
Ниже будет показано, что выбор средства устранения определяет весь дальнейший ход решения задачи и уровень изменений, которые необходимо будет осуществить для реализации ответа. Соответственно диапазон этих изменений колеблется от незначительных, которые можно осуществить в подсистеме так, что система их даже «не заметит», и до достаточно существенных, меняющих принцип действия всей системы.
Дальнейший анализ показывает, что в основе противоречия технического заложено противоречие физическое: противоположные физические требования к одному из элементов или параметров системы. Но, чтобы сформулировать ФП, необходимо выяснить, где возникает конфликт и когда он протекает.
Мы уже договорились называть зону, в которой возникает конфликт, оперативной зоной (ОЗ), а общее время, которое необходимо рассматривать и учитывать при поиске решения проблемы, оперативным временем (ОВ).
Оперативная зона и оперативное время — важнейшие элементы анализа проблемы, и для их определения требуется очень ясное представление о физической сущности процессов, протекающих в системе и создающих проблему. В проблеме хирургической иглы, например, ОЗ — это зона, в которой ушко иглы со сдвоенной нитью проходит через сшиваемые ткани; а ОВ — это время прохождения ушка через ткани. В проблеме о температуре химического раствора ОЗ — это зона контакта поверхности детали с раствором, а ОВ — это время протекания процесса покрытия. Более детально эти элементы будут рассмотрены ниже, на примерах поиска решения других проблем.
После того как точно локализовано место конфликта и определено время его протекания, можно четко формулировать физическое противоречие. Формула ФП должна быть построена так, чтобы одно состояние (или один параметр) системы устраняли тот нежелательный эффект НЭ1, который мешает системе выполнять свою основную функцию наилучшим образом, а второе состояние (или второй параметр) обеспечивало условие, при котором не будет возникать нежелательный эффект НЭ2. Вспомните, например, проблемы 3 и 4:
термостат должен быть, чтобы радиостанция не замерзала (устраняется НЭ1) и тем самым обеспечивалась устойчивая радиосвязь (основная функция системы), и термостата быть не должно, чтобы не приходилось носить лишний вес (чтобы не возникал НЭ2);
раствор соли должен быть всегда холодным во всем объеме ванны, чтобы соль не выпадала в осадок (чтобы не возникал НЭ1), и раствор соли должен быть горячим только у поверхности детали и только в то время, когда деталь находится в растворе, чтобы процесс покрытия шел быстро (устраняется НЭ2).
В кратчайшем варианте ФП формулируется так: состояние АВС должно быть, чтобы выполнялась ОФ, и состояния АВС не должно быть, чтобы не возникал нежелательный эффект.
Затем формулируется идеальный конечный результат (ИКР): система должна сама обеспечить возможность существования необходимых физически противоречивых состояний.
Для этого определяем свойства, при которых получается ИКР, и пытаемся обеспечить наличие этих свойств за счет существующих элементов системы.
Еще раз просмотрим цепочку шагов, из которых состоит алгоритм решения проблемной ситуации:
ситуация → основная функция (ОФ) → состав системы → существующий нежелательный эффект (НЭ1) → средство устранения (СУ) → новый нежелательный эффект (НЭ2) → формулирование технического противоречия (ТП) → постановка изобретательской задачи (ИЗ) → выявление оперативной зоны (ОЗ) → определение оперативного времени (ОВ) → формулирование физического противоречия (ФП) → формулирование идеального конечного результата (ИКР) → определение свойств, способных обеспечить ИКР → поиск нужных свойств внутри системы → реализация необходимых свойств собственными или другими ресурсами.