М.С.Рубин, О.М.Герасимов "О методах анализа проблемных ситуаций и выбора задач. Опыт обзора."

О методах анализа проблемных ситуаций и выбора задач.
Опыт обзора.

М.С.Рубин, О.М.Герасимов, Санкт-Петербург, 2007 г.

Введение.
Обзорные работы – важная часть организации исследовательской деятельности. В преддверии ТРИЗ Саммита 2007 было решено, что хорошо бы провести подобную работу по теме этого Саммита – анализ проблемных ситуаций и выбор задач. У нас не было цели привести информацию абсолютно о всех методах анализа – это, наверное, и невозможно. Мы написали только о некоторых наиболее известных нам методах. Мы благодарим Аксельрода Б.М., Кожевникову Л.А., Литвина С.С. и Соколова Е.Л., которые поддержали идею составления обзора и помогли в сборе информации. Список работ данной теме приведен в статье Л. Кожевниковой «ТРИЗ. Постановка задач. Список рукописных работ из Фонда материалов по ТРИЗ ЧОУНБ» (публикуется в настоящем сборнике).


1. Методы, использующие анализ возникших проблем
("Все хорошо, да что-то не хорошо".) .
Идеология ТРИЗ во многом построена на анализе проблемной ситуации: известно к чему нужно стремиться, и есть нежелательные эффекты ("административное противоречие"). Анализ проблемной ситуации позволяет выявить (уточнить) изобретательскую задачу и, опираясь на ее условия, продвигаться к ее решению. Важной составляющей постановки задачи в этом случае является выявление технического противоречия и формулировка конечного цели решения задачи.

1.1. Постановка задач в различных версиях алгоритма решения изобретательских задач (АРИЗ).
Шаги и части по уточнению и выбору задач имеются в 8 версиях АРИЗ: - АРИЗ-56, АРИЗ-61, АРИЗ-64, АРИЗ-65, АРИЗ-68, АРИЗ-71, АРИЗ-77, АРИЗ-82-Г. В версии АРИЗ-85-В эта часть отсутствует.
Основные понятия и вопросы, используемые в различных версиях АРИЗ:
- какое основное звено задачи
- какая конечная цель решения задачи (отличается от формулировок ИКР для решения задач)
- что мешает достижению идеального результата и почему
- прообраз из другой отрасли техники (поставить вопрос: как данное противоречие устраняется в других отраслях техники?).
- прообраз в природе (поставить вопрос: как данное противоречие устраняется в природе?).
- можно ли достичь той же цели "в обход" («обходная» задача)
- определить требуемые количественные показатели
- какова экономическая цель решения задачи («Какие расходы снизятся, если задача будет решена?»)
- какова техническая цель решения задачи («Какую характеристику объекта надо изменить?»)
- каковы (примерно) допустимые затраты?
- уточнить задачу, используя патентную литературу
- как (по патентным данным) решаются задачи, близкие к данной?
- сравнить задачу с тенденциями развития данной отрасли (а также ведущей отрасли) техники.
- применить оператор РВС для условий задачи
- какова более общая задача
- как решаются задачи, обратные данной?
- дана система, включающая элементы (перечислить)
- какие элементы трудно (легко) видоизменять в условиях данной задачи.
- перейти к надсистем (к подсистеме)
- Учесть предполагаемые масштабы применения.
(Тексты различных версий АРИЗ опубликованы в работах Г.С.Альтшуллера - http://www.altshuller.ru/triz/ariz.asp ).

1.2. Алгоритм выбора изобретательских задач (АВИЗ).
Назначение: Алгоритм предназначен для выявления и формулирования задач при нарушениях и сбоях в производственно-технологических процессах.
Основные идеи:
- Не решать проблему, а создавать условия, при которых она не возникает.
- Что порождает проблему, то и должно ее устранять.
- Формулировать задачи в зоне ее возникновения. Чем дальше от зоны первопричины будет формулироваться задача, тем сложнее потребуется решение.
- Текст идеально составленной задачи несет в себе... ответ
Основные инструменты АВИЗ перекликаются с основными инструментами АРИЗ.
(Г.И. Иванов, А.А. Быстрицкий, «Алгоритм Выбора Инженерных Задач – АВИЗ» - в настоящем сборнике, а также на сайтах http://www.metodolog.ru/00470/00470.html , http://matriz.karelia.ru/redirect.php?id=204334 )

1.3. "Технология Эффективных Решений"
"Технология Эффективных Решений" (ТЭР) - методика решения проблем, предусматривающая внедрение наилучших для данных конкретных условий решений, путем разрешения всех Технических Противоречий, встречающихся в процессе внедрения.
Анализ связей по схеме ТЭР приводит к резкому изменению точки зрения на проблему.
По схеме ТЭР можно моделировать практически любую жизненную ситуацию, проанализировать связи и возникшие в них незамеченные НЭ, устранить их решающими механизмами ТРИЗ, и в результате - резко поднять эффективность деятельности.
(Подкатилин А.В., "Система Развития", ТРИЗ-Саммит 2006, Санкт-Петербург, 2006 год, http://www.triz-summit.ru/redirect.php?id=203533 )

1.4. Анализ причинно-следственных цепочек нежелательных эффектов.
Метод предназначен для выявления ключевых недостатков, т.е. недостатков расположенных в начале цепочки нежелательных эффектов. Т.к. большинство недостатков связаны друг с другом причинно-следственным образом и если установить их причинно-следственные связи, то можно все недостатки выстроить в виде цепочек, в которых каждый недостаток может являться причиной одних недостатков и следствием других. При этом можно решить только задачи по устранению небольшого числа ключевых недостатков, порождающих все остальные, и тем самым коренным образом улучшить систему.
(Литвин С.С., Любомирский А.Л.. Методический справочник (Guide), ИМИцентр, 1998, 40 с.)


2. Методы анализа систем и выявления задач
(Все хорошо. Как сделать еще лучше?)

В этом разделе перечисляются методы анализа, позволяющие тем или иным способом выявить имеющиеся недостатки, несоответствия и сформулировать задачи. Задача может быть поставлена и иначе, например, добиться самых хороших показателей объединением свойств альтернативных технических систем. В некоторых случаях поставленные задачи требуют применения методов анализа и выявления противоречий, а в некоторых случаях решение находится и без них.

2.1. Функционально-Стоимостный Анализ (ФСА) - орга¬низаци¬онно-технический метод совершенствования техники, осно¬ванный на сис¬темном исследовании объекта или технологического процесса. Предназначен для снижения затрат на единицу полезного эффекта, достигаемое путем:
• повышения потребительских свойств объекта при одновременном сокращении затрат;
• повышения потребительских свойств объекта при сохранении или экономически оправданном увеличении затрат;
• сокращения затрат при сохранении или обоснованном снижении функциональных параметров объекта до необходимого уровня.
• повышение качества объекта в целом или его составных частей;.
• снижение затрат на производство; снижение материалоемкости, фондоемкости
• ликвидация «узких мест» в производстве;
• снижение эксплуатационных и транспортных расходов;
(Герасимов В.М.; Калиш В.С.; Карпунин М.Г., Кузьмин А.М., Литвин С.С. Основные положения методики проведения функционально-стоимостного анализа: Методические рекомендации. — М.: Информ— ФСА, 1991. —40 с.
Функционально - Стоимостный Анализ (ФСА) Краткая информация для руководителей производственных предприятий Самара 2004 г. Шарипов Р.Х. http://metodolog.ru/00940/00940.html )


2.2. Инверсный ФСА.
Инверсный ФСА - методика, предназначенная для поиска новых областей применения для существующего (или слегка модернизированного) объекта, при этом главная функция является не исходной точкой, а целью анализа. При проведении поиска анализируют по очереди все функции в форме "действие  обобщенный объект". Каждую такую функцию объявляют главной. После этого составляют списки областей, в которых можно искать реальные объекты, подпадающие под описание обобщенного объекта главной функции и нуждающиеся в выполнении этой функции. Если реальный объект найден, он подставляется в формулировку главной функции вместо обобщенного. После этого ставится задача по модернизации объекта анализа для оптимального выполнения новой главной функции. При этом объект может быть подвергнут обычному ФСА.
Выбор областей зависит от того, на какие сектора рынка ориентируется компания, от ожидаемого объема продаж и т.п.
(Литвин С.С. Методика инверсного ФСА: Методические рекомендации: НИЦ "Алгоритм", 1996. —41 с. )

2.3. Функционально-морфологический анализ.
Метод предназначен для создания потенциально новых продуктов. Идея метода состоит в формальном составлении сочетаний типовых функций некого элемента (или свойства) с объектами, окружающими человека, и последующем отборе осмысленных вариантов.
(Литвин С.С. Функционально-морфологический анализ: Методические рекомендации.: НИЦ "Gen 3 Partners", 2007. —7 с. )

2.4. Потоковый анализ
Предназначен для выявления негативных факторов, определяющих низкую эффективность технической системы, связанных с нарушение прохода через ТС потоков вещества, энергии, информации и т.п. При проведении потокового анализа рассматривают и анализируют пространственное распределение полей и веществ, перераспределение и преобразование потоков, а также изменения их параметров в пространстве и во времени.
Горяинов Л.Г. Анализ энергетических цепочек как метод совершенствования технических систем – Гомель: Интерцентр Веда, Журнал ТРИЗ. 1990, 1 (№2)
Матвиеноко Н.Н. Энергетический анализ/Возможности применения энергетических понятий при структурном обследовании систем. –– Гомель: Интерцентр Веда, Журнал ТРИЗ. 1990, 1 (№2)


2.5. MPV -анализ.
Анализ Main Parameters of Value (оценка главных параметров) предназначен для определения продуктов, перспективных для инноваций из выпускаемого продуктового ряда и определения потенциальной рыночной привлекательности разработанных продуктов. Разработанный алгоритм позволяет выбирать продукты наиболее перспективные для инноваций и показать направления по повышению их рыночной привлекательности. В частности, определяются и сравниваются функциональные и потребительские качества продуктов, их стоимость, текущий и прогнозный объем рынка.
J.Sims, S.Kogan "Bringing Innovation to the Innovation Process". Industry Week, USA, September 7, 2005.
.Treacy "Does the Voice of the Customer Matter?" Advertising Age, USA, 2005.
S.Litvin "Business to Technology - New Stage of TRIZ Development". TRIZ Future 2005 ETRIA Conference, Graz, Austria, November 2005.
S. Kogan "How IT Companies Can Stay Competitive in a Global Market". ZDNet Tech News, USA, October 10, 2006.
S.Kogan "The Rules of Disciplined Innovation". Fortune Business Innovation Insider, July 13, 2006.
L.Malinin "The Method for Transforming a Business Goal into a Set of engineering Problems". TRIZ Future 2006 ETRIA Conference, Kortrijk, Belgium, October 2006.

2.6. Функционально-ориентированный поиск (ФОП).
ФОП ориентирован на поиск аналогов по функции, в отличие от поиска аналогов противоречий, как предлагал в своих работах Г.С.Альтшуллер. Особое значение это направление получило с развитием информационных технологий. Создаются методики и инструменты автоматизации процесса ФОП. Одна из них - Проблемно-ориентированный поиск по действию (Action & Problem Oriented Search - APOS). APOS обеспечивает нахождение решений-аналогов различного типа, получивших название симбиогенных аналогов. APOS позволяет определять лидирующие области деятельности человека, выявляет конкурирующие системы с аналогичным назначением. Нахождение функционального аналога позволяет создать новую техническую систему переносом принципа действия одной системы на иную, функционирующую в другой области. При этом могут возникать вторичные задачи по переносу принципа действия.
(Кенгерли Т.А. Перенос технических решений в изобретательском творчестве. Баку: Общественная лаборатория методики изобретательства при ЦС ВОИР Материалы к семинару преподавателей методики изобретательства, 1973, (http://www.metodolog.ru/00635/00635.html)
М.Вербицкий. "Семантический ТРИЗ", 2005 г. (http://www.trizland.ru/trizba.php?id=186)
S.Litvin. «New TRIZ-based Tool – Function-Oriented Search». ETRIA Conference TRIZ Future 2004. November 2-5, 2004, Florence, Italy
Аксельрод Б.М. Проблемно-ориентированный поиск по действию с использованием патентных баз данных: новый поисково-решательный инструмент. МА ТРИЗ, Труды международной конференции "Три поколения ТРИЗ", Санкт-Петербург, 13-18 октября 2006 года.
С.А. Колчанов, М.С. Рубин, Е.Л. Соколов, «Концепция автоматизированной системы функционально-ориентированного поиска», МА ТРИЗ, Труды международной конференции "ТРИЗ Фест - 2007", Москва, 9-10 июля 2007 года.)

2.7. Объединение свойств альтернативных технических систем.
Альтернативные технические системы (АС) - это такие конкурирующие системы, которые имеют хотя бы одну пару противоположных достоинств и недостатков, т.е. то, что хорошо у одной из них, у другой плохо, и наоборот. АС как бы дополняют друг друга по какой-то паре характеристик.
(В.М. Герасимов, С.С. Литвин. «Зачем технике плюрализм» /– Журнал ТРИЗ. – 1990. – Т.1. – № 1. – С. 11-26.
Л.А. Кожевникова «Альтернативный подход к постановке задач. Обзор-эссе», статья в настоящем сборнике.)

2.8. Моделирование схемы обусловленности взаимодействий (СОВ)
СОВ - это универсальная методика анализа ситуаций и постановки задач. Первоначально она разрабатывалась как усовершенствованный ФСА с единым подходом к анализу конструкций и технологий. Основные достижения первой версии подхода:
- была разработана новая система ранжирования функций универсальная для всех типов ТС.
- разработаны обобщенные правила свертывания элементов модели и правила выбора элементов для свертывания.
В 2005-2006 гг. была опубликована другая версия СОВ, во многом упрощенная. Уточнена суть модели: речь идет не о функциональной модели, а о модели связей между действиями (взаимодействиями). В ней введены новые понятия и изменены правила строгого ранжирования. При этом сохранена общая идеология, обеспечивающая универсальность подхода к ТС различных типов.
(Аксельрод Б.М. Конструкции и технологии: единая методика ранжирования функций и свертывания элементов. Журнал ТРИЗ, 1995, n.1., с.58-62, Аксельрод Б.М. «Анализ обусловленности взаимодействий как системообразующий подход при исследовании ситуаций и систем» - публикация в настоящем сборнике.)

2.9. «Диверсионный» анализ.
Главная идея "диверсионного подхода": для нахождения возможных опасностей специалист "переворачивает" и вместо обычного вопроса:
- "Какие дефекты, виды брака, другие нежелательные эффекты возможны в данной конструкции или технологии?"
задается вопрос:
- "Как можно испортить данную конструкцию, технологию, как обеспечить получение дефектов?"
Теперь задача превратилась в обычную изобретательскую, решать которую можно с привлечением аппарата ТРИЗ. При этом особое внимание уделяется поиску вредных эффектов, которые могут быть произведены путем использования имеющихся в системе и ее окружении ресурсов. По сути дела речь идет о изобретении диверсий, отсюда и название подхода. Естественно, после того, как "диверсия" придумана, следует проверка - не реализована ли она на практике, есть ли вероятность ее реализации при каких-то стеченьях обстоятельств. И если такая возможность не исключается, решается следующая изобретательская задача, как этого не допустить.
(Злотин Б.Л., Зусман А.В., Решение исследовательских задач, Кишинев, 1991 г., с. 116 http://www.trizscientific.com/TRIZ_sci/history/history014_afd_r.htm )

2.10. ТРИЗ-анализ социально-технических систем.
Предназначен для анализа сложных объектов с большим количеством элементов и несколькими основными функциями. В отличие от ФСА основной акцент при анализе делается не на анализе функций, а на выявление противоречий.
(Рубин М.С., «Проблемы развития ТРИЗ – ТРТЛ» "Журнале ТРИЗ" № 1.2, 1991 г http://temm.ru/redirect.php?id=203708 , ТРИЗ-анализ Каскада Туломских ГЭС (краткая справка,) 1993г., http://temm.ru/redirect.php?id=203743, а также статья Рубин М.С «О выборе задач в социально-технических системах» в настоящем сборнике.)

2.11. Типовые контрольные вопросы на информационном этапе ТРИЗ - инжиниринга.
Список специальных контрольных вопросов рассчитан на получение максимального объема информации при проведении информационного этапа ТРИЗ-Инжиниринга. Вопросы разбиты по основным группам информации. Основные отличия настоящего вопросника от существующих списков контрольных вопросов связаны с тем, что он рассчитан на использование инструментария единой системы ТРИЗ-ФСА на последующих этапах работы.
(Литвин С.С. Типовые контрольные вопросы на информационном этапе ТРИЗ - инжиниринга. Журнал ТРИЗ 95,1, 1995, С.63-65.)

2.12. Многоуровневое идеальное прогнозирование как метод постановки и выбора задач.
Многоуровневое идеальное прогнозирование предназначено для разработки идеального будущего образа социально-технической системы. Проецируя этот образ на конкретную ситуацию можно формулировать задачи для развития социально-технической или технической системы.
(Рубин М.С., «Методы прогнозирования на основе ТРИЗ», 1999 г. "Вестник Академии Прогнозирования", гл. редактор Бестужев-Лада И.В., изд. «Нектар Науки», № 1 1999 г., стр. 19. http://temm.ru/redirect.php?id=203702 )



3. Методы анализа систем, не получившие широкое применение в ТРИЗ:
 Мозговой штурм - http://offline.business-magazine.ru/2004/51/35182/
 Синектика Гордон - http://www.advertology.ru/article28044.htm
 Метод контрольных вопросов - http://www.uprav.biz/materials/education/view/2971.html
 Список контрольных вопросов по А.Ф.Осборну - http://www.superidea.ru/tm/met/spiskonv.htm
 Морфологический анализ (Ф.Цвикки), - http://triz-chance.ru/morphological_analysis.html
 Метод Р.Коллера (функционально-физический метод поискового конструирования) - http://www.inventech.ru/pub/methods/coller/
 Метод Мэтчета (управление мышлением в процессе работы проектировщика) - http://rex.vniigim.ru/HTML/isu.doc
 Диаграмма или сетевой график ПЕРТ (PERT Chart от Program Evaluation and Review Technique) - специальный тип сетевой модели (диаграммы) проекта ( http://ait.ustu.ru/disciplines/discret/el_ucheb/graf/part512.html)
 График Гантта (Gantt Chart) - частная разновидность линейного графика, отображающая план работ во времени http://www.traectoria.ru/glossary/page.1/char.%C3/word.45/
 Метод направленного мышления. Середа Н.И. Рабочий - изобретатель. - Рига, Лиесма, 1961, - 83 с.
 Метод семикратного поиска. Буш Г.Я. Методологические основы научного управления изобретательством, - Рига: Лиесма, 1974, - 167 с.
 Метод использования библиотеки эвристических приемов. Методы поиска новых технических решений / под. Ред. д.т.н. проф. А.И.Половинкина, - Йошкор-Ола: Марийское книжное издательство, 1976 г., - 192 с.
 Метод десятичных матриц. Повилейко Р.П. Классификация методов решений конструкторско-изобретательских задач / Десятичные матрицы // в кн.: Информатика и ее проблемы. - Новосибирск, 1972 г., вып. 5, с. 1-37.

Список методов анализа ситуаций и выбора задач, безусловно, не исчерпывается перечисленными выше. Достаточно вспомнить о таких методах, как анализ систем на выполнение законов развития технических систем, параллельные линии эволюции (С.Литвин, М.Гершман), деревья эволюции (Н.Шпаковский), Комплексный метод (Голдовский Б.И., Вайнер М.И.), выбор задач с помощью оператора отрицания нежелательного действия (А.И. Пономаренко) и др.

4. Программные продукты для постановки и выбора задач.
4.1 TechOptimizer - http://www.invention-machine.com а, также
http://shpackovsky.narod.ru/soft_ru.html

4.2. Программные продукты компании "Ideation International Inc." - http://www.ideationtriz.com/

4.3. Поиск и решение обходных проблем в программе Новатор 4.01 – статья В.Н. Глазунова Методы поиска обходных проблем и задач в изобретательской программе «НОВАТОР 4.0» в настоящем сборнике, а также на сайте http://www.method.ru/index.phtml?str=novat .

Выводы
1. Методы поиска и постановки задач можно разделить на методы перебора вариантов и методы направленного (последовательного) анализа.
2. Методы направленного анализа можно разделить на два типа:
- методы анализа проблемных ситуаций
- методы, не основанные на анализе проблемных ситуаций.
3. Методы, не основанные на анализе проблемных ситуаций («непроблемные» методы), в последние годы развиваются активнее других. При этом они не имеют единого методологического подхода, не имеют общей терминологической системы. Общая теоретическая основа для этих методов могла бы стать базой для формирования теории развития технических систем (ТРТС).
4. Возникают и развиваются программные продукты, облегчающие процесс анализа систем и выявления задач для их развития. Повышается роль автоматизированных информационных систем при анализе ситуаций и постановке задач.
5. Методы анализа и постановки задач постепенно выходят за рамки только технических систем.