Понятие о противоречиях

«Противоречие есть критерий истины, отсутствие противоречия – критерий заблуждения». Гегель

Различные технические средства создавались и создаются для удовлетворения тех или иных потребностей человека. Потребности растут значительно быстрее возможностей их удовлетворения, что является своего рода источником технического прогресса. Проектирование новых объектов чаще всего подразумевает улучшение тех или иных технических параметров системы.

Сложные изобретательские задачи (неизвестных типов) требуют нетривиального подхода, так как улучшение одних параметров системы приводит к недопустимому ухудшению других параметров. Возникают противоречия.

Решение задач по АРИЗ представляет собой последовательность по выявлению и разрешению противоречий, причин, породивших данные противоречия и устранению их, использование информационного фонда. Так определяются причинно-следственные связи, суть которых – углубление и обострение противоречий.

Для этого в АРИЗ рассматриваются три вида противоречий: поверхностное, углубленное и обостренное.

ПОВЕРХНОСТНОЕ ПРОТИВОРЕЧЕНИЕ (ПП) – противоречие между потребностью и возможностью ее удовлетворения. Его достаточно легко выявить. Оно часто задается администрацией или заказчиком и формулируется в виде: «Надо выполнить то-то, а как не известно», «Какой-то параметр системы плохой, его нужно улучшить», «Необходимо устранить брак в производстве изделий, а причина его не известна».

Таким образом, ПП выражается в виде нежелательного эффекта (НЭ)- что-то плохо, или необходимо создать что-то новое неизвестно каким образом.

Пример 1. Перед конструкторским бюро А.Н.Туполева была поставлена задача создания к концу 50-х годов нового пассажирского самолета на 170 мест с большой дальностью полета. Для этого потребовались авиадвигатели на суммарную мощность 50 тыс.л.с. У самого мощного из имеющихся в СССР двигателей ТВ-« было всего: 6 тыс.л.с. Как быть? Это типичное ПП.

УГЛУБЛЕННОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ (УП) – это противоречие между определенными частями, качествами или параметрами системы. УП возникает при улучшении одних частей (качеств или параметров) системы за счет недопустимого ухудшения других. Оно представляет собой причину возникновения поверхностного противоречия, углубляя его. В глубине одного ПП, чаще всего, лежит несколько УП.

Как правило, улучшая одни характеристики объекта. Мы резко ухудшает другие. Обычно приходится искать компромисс, то есть чем-то жертвовать. При решении технических задач, изменяют, изменяют технические характеристики объекта, поэтому Г.Альтшуллер углубленное противоречие назвал техническим противоречием.

Техническое противоречие возникает в результате диспропорции развития различных частей (параметров) системы. При значительных количественных изменениях одной из частей возникает ситуация, когда количественные изменения одной из сторон системы вступают в противоречие с другими. Разрешение такого противоречия часто требует качественного изменения этой технической системы. В этом и проявляется закон перехода количественных изменений в качественные.

Пример 2 (продолжение). Чтобы получить требуемую суммарную мощность нужно использовать 8 двигателей. При этом самые крайние двигатели располагаются на расстоянии 25 м. от фюзеляжа, что недопустимо удлиняет крылья. Возникает углубленное противоречие между мощностьюсамолета и недопустимым увеличением длиныкрыла.

Имеется также и другое углубленное противоречие. Если перейти к спаренным двигателям на общую модность 12 тыс.л.с., то нужно использовать воздушный винт диаметром 9 м, что приводит к необходимости поднять самолет на землей на 5 м. Углубленное противоречие в этом случае между мощностьюдвигателя и большой высотойсамолета.

А.Н.Туполев разрешил описанное противоречие следующим образом. Он предложил спарить двигатели в единый блок, а на одном валу блока расположить сразу два черырехлопастных воздушных винта, которые вращаются в разные стороны. Самолет не нужно поднимать на большую высоту. В результате был создан самолет ТУ-114 с достаточно высокой скоростью полета до 870 км/час.

Рассмотрим еще один пример.

Пример 3. Обычно проводники в интегральных микросхемах (ИМС) делают из золота, имеющего самое малое удельное сопротивление току, но недопустимо плохую адгезию с материалом подложки. Как быть? Возникает углубленное противоречие между электропроводностью адгезией.

Прежде чем решить эту задачу рассмотрим еще один вид противоречий ОБОСТРЕННОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ (ОП), которое является противоречием диаметрально противоположных свойств (например, физических) в определенной части технической системы. Оно необходимо для определения причин, породивших углубленное противоречие, т.е. является дальнейшим его углублением. Уточнение (углубление) противоречий может продолжаться и дальше для выявления первопричины. Для человека, незнакомого с АРМЗ, формулировка ОП звучит непривычно – некоторая часть ТС должна находиться сразу в двух взаимоисключающих состояниях:быть холодным и горячим, подвижным и неподвижным, длинным и коротким, гибким и жестким, электропроводным и неэлектропроводным и т.д.

Изучение причин, породивших углубленное (техническое) противоречие в технических системах, как правило, приводит к необходимости выявления противоречивых физическихсвойств системы, поэтому Г.Альтшуллер назвал это физическими противоречием.

Пример 3 (продолжение). Сформулирует обостренное противоречие (ОП).

Чтобы проводник в ИМС имел маленькое сопротивление, он должен быть выполнен из золота, а чтобы проводник имел хорошую адгезию с подложной, он должен быть изготовлен из другого материала. Более коротко обостренное противоречие можно сформулировать: материал проводника должен быть из золотаи не из золота.Типичное разрешение такого обостренного противоречия - использование посредника. Для исключения ОП сначала наносят подслой, имеющий хорошую адгезию с подложкой и с золотом, а потом на него напыляют золото. В качестве подслоя берут никель или титан.

Следует подчеркнуть, что в отличие от углубленного (технического) противоречия, принадлежащего всей системе, обостренное(физическое) противоречие - относится только к определенной ее части.

Таким образом, рассмотренные три вида противоречий образуют цепочку: поверхностное противоречие (ПП) – углубленное противоречие (УП) - обостренное противоречие (ОП), которая определяет причинно-следственные связи в исследуемой технической системе. ПП УП ОП.

Рассмотрев различные противоречия, следует уяснить, что решить сложную техническую задачу – значит улучшить необходимые показатели технической системы, не ухудшая другие. Осуществить это возможно путем выявления углубленного (технического) противоречия, определения причин, породивших его, или даже причины причин обостренного противоречия, и устранения этих причин, то есть разрешения обостренного (физического( противоречия.