ББК 30у
М 67
УДК 501
Рекомендовано к изданию Ассоциацией ТРИЗ С.-Петербурга, научно-техническим советом АОЗТ Инжиниринг-центр “Изобретающая машина”, методическим советом Международного университета научно-технического творчества и развития.
Митрофанов В.В.
От технологического брака до научного открытия. –Ассоциация ТРИЗ Санкт-Петербурга, 1998. - 395 с.
Предложена оригинальная методология решения научно-технических проблем, позво-ляющая усовершенствовать как технологию изготовления изделий, так и их конструкцию, искать и устранять брак, рассматриваемый здесь в более широком, чем это принято, смысле. На основе анализа некоторых из рассмотренных принципов показана целесообразность и эффективность их использования в научной работе, венцом которой возможно научное от-крытие. Предложено применение методологии для объяснения элементов организации и функционирования представителей животного и растительного мира. Приведено множество примеров из литературных источников и практической деятельности автора, которые сопро-вождают теоретические постулаты.
Рекомендуется студентам, научным, инженерно-техническим работникам, а также всем, кто изучает теорию решения изобретательских задач (ТРИЗ).
© В.В.Митрофанов, 1997.
© В.Б.Богорад, рисунки в тексте перед началом глав.
© АОЗТ “ИМИЦентр”, оформление, 1998.
Об авторе
Митрофанов Волюслав Владимирович родился в 1928 году. С 1943 года – юнга Северного флота, матрос, а с 1950 года лаборант–механик в Ленинградском Государственном Университете. В период с 1953 года по 1960 работал лаборантом, младшим научным сотрудником в Радиевом институте им. В.Хлопина, а с 1960 года старшим инженером, ведущим инженером, начальником лаборатории и главным инженером СКТБ. Затем заместителем главного конструктора полупроводникового производства Объединения “Светлана”. В процессе работы окончил ЛИТМО.
В.В. Митрофанову присвоено звание “Заслуженный технолог РСФСР”.
В 1973 году он организовал школу изобретателя, а затем при Выборгском Дворце культуры и техники - Народный Университет научно–технического творчества, ректором которого является и сейчас. В основе университетского курса лежат научные труды Г.С. Альтшуллера – инженера, писателя-фантаста, автора знаменитой Теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). В.В. Митрофанов – один из немногих “апостолов”, т.е. прямых учеников и соратников Г.С. Альтшуллера – является основателем и руководителем крупнейшей в стране научной школы “практической ТРИЗ”. Из стен Университета вышли не только изобретатели, разработчики, но и блестящие преподаватели ТРИЗ. Среди них Герасимов В.М., Герасимов О.М., Злотин Б.Л., Крячко В.Б., Кислов А.В., Литвин С.С., Петров В.М. и многие другие.
В.В. Митрофанова отличают энциклопедичность, глубокие и разносторонние интересы, активное научное любопытство, умение взглянуть с неожиданной стороны на серьезнейшие проблемы в различных областях знаний, в том числе - далеких от его основной специальности, предложить оригинальные подходы к решению этих проблем, а в ряде случаев найти сами решения на уровне открытий. Все это нашло отражение в книге, однако, серьезность материала не помешала увлекательности его изложения.
Книга предназначена для слушателей школ и университетов научно-технического творчества, но может быть полезна научным сотрудникам, технологам, аспирантам, студентам Вузов и просто любителям – всем, кто хочет познакомиться с нетрадиционным подходом при поиске причин брака в технологических процессах, а также при решении научных задач.
Учителю и основателю ТРИЗ, писателю-фантасту Генриху Сауловичу Альтшуллеру и его неутомимой и прекрасной помощнице - жене, писателю фантасту Валентине Николаевне Журавлевой посвящается эта книга от всех выпускников Санкт-Петербургского Народного Университета научно-технического творчества, начиная с 1976 года.
“Узаконенная научным сообществом незыблемость принятых представлений, постулатов, понятий и методов предопределила безысходность сегодняшнего состояния науки, создала предпосылки не только драмы идей и людей, но и трагедии всего нашего времени.
Наука оказалась бессильной не только в объяснении массы новейших методов, явлений, технологий, но и в понимании простейших и давно известных фактов. Увы, вся история физики изобилует такими трагическими примерами. И это - трагедия не просто отдельных личностей, а всего человеческого сообщества. И в наше критическое время важно, чтобы пути в незнаемое не были закрыты для творчества тех, кто стремится к познанию реальностей и кому даны эти удивительные свойства человеческого сознания. И совсем не обязательно, чтобы физикой занимались только профессионалы, ибо история свидетельствует о том, что основы физики созданы отнюдь не физиками-профессионалами, а такими, как врач Майер, учитель Эрстед, теолог Ньютон, лаборант Фарадей, пивовар Джоуль и др., а если говорить о профессионалах, то это прежде всего те, чья деятельность не вписывается в общепринятый стиль мышления (Максвелл, Больцман, Гиббс).
После длительного подавления в нашем обществе творчества и самостоятельности в жизненных решениях время требует вернуться к анализу исходных положений, к осознанию тех законов Природы - ключей к познанию, которыми она нас наделила, и попытаться пойти по надежной и прямой дороге, развивая динамический подход к описанию явлений.
Поэтому весьма ценными для нас будут любые добросовестные попытки восстановления рациональной логики для описания явлений на базе существующих объективных законов, с неумолимой точностью и последовательностью выполняющихся на практике. Необходимо проследить цепь причинно-следственных связей, но отдавая должное и случаю, где это возможно и необходимо.”[1]
Лучше не скажешь. Мы старались придерживаться этих мыслей и руководствовались ими как компасом.
“Жизнь слишком коротка, чтобы мы могли извлекать пользу из своих ошибок”
Д. Гранин [147]
Это означает, что нам следует извлекать пользу из чужих ошибок
В.М.
Стою у открытой двери вагона метро и вижу проходящую по перрону молодую женщину. Идет прямо, грудь вперед, голова слегка откинута назад - легкая, гордая, свободная. И вдруг появилось желание выскочить из вагона, подойти к ней и сказать: "Сударыня, научите, как мне также красиво и свободно ходить". Но дверь закрылась, сударыня прошла, а я поехал дальше и начал вспоминать. Очевидно, многим хотелось бы научиться отлично, красиво ходить, говорить, бегать, играть в различные игры, например, в теннис, футбол, хотелось бы научиться писать стихи, рассказы, рисовать, исполнять музыку или даже сочинять самому. Возможно, кое-кому хотелось бы научиться решать технические задачи. Когда мне рассказывают отличное, красивое техническое решение, мне всегда хочется задать вопрос: "А как же Вы его получили?" Аналогично, когда читаешь какую-нибудь научную статью, в которой приводятся блестящие результаты, так и хочется спросить: "Ну а как же Вы получили эту идею, результат?" Очевидно, можно согласиться с Р. Фейнманом [2] и И.М. Гельфандом [3], которые утверждают, что для каждой научной задачи должен быть свой подход. Подобное же утверждалось и для решения технических задач. Однако за последние десятилетия, благодаря работам целого ряда инженеров и ученых, это утверждение частично сломлено. Так в работах Г.С. Альтшуллера не только показаны подходы к решению технических задач, но и приведены результаты по решенным задачам [4, 5, 6]. Его последователи создали компьютерную версию методики решения изобретательских задач, при помощи которой к началу 1995 года решены сотни задач. Естественно, существует разница в подходах при решении научных и технических задач, хотя бы уже потому, что для научных задач верное решение должно быть одно, а для технических задач, как правило, возможно несколько решений. Научные задачи окружают нас - это загадки Природы, человека, живого и растительного мира, космоса и т.д. Отгадать эти загадки представляет громадный интерес. Можно утверждать, что как многообразен мир, в котором мы живем, так же многообразны и методы решения научных задач. Каждый, кто решал научные задачи, знает, что когда ответ найден и рассматривается пройденный путь к нахождению ответа, то становится наиболее ярко видно, сколько было проделано лишней работы и сколько времени затрачено впустую. И из каждой работы можно почерпнуть некий опыт, который, возможно, пригодится при решении других задач.
За годы работы автору пришлось решать ряд научных задач. Это задачи, связанные с эффектом Тваймана, эффектом Рассела, образованием локальных выпрямляющих контактов при пробое термического окисла кремния, образованием сквозных пор в окисле, неравномерным травлением алюминия и т.д. Все эти исследования вытекали из поиска причин брака, который образовывался в технологическом процессе изготовления интегральных схем. Найдя причину брака и устранив ее, мы не ограничивались этим, а пытались выдвинуть гипотезу и подтвердить ее экспериментально. Как правило, на это требовалось много времени, но ответ мы все же находили. Полученный опыт с использованием элементов теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) излагается ниже.
Автор - технолог. Именно в различных технологиях переплетаются и идут одновременно физические, химические, биологические процессы. И иногда при отклонениях от заданных режимов, даже самых незначительных, образуются такие узлы, что распутывать их технологам достаточно сложно.
У автора нет сомнений в том, что такого рода публикации могут оказать помощь в работе инженерам-технологам, научным сотрудникам, аспирантам в их прекрасной деятельности.
И последнее, что мне хотелось бы сказать здесь - это выразить глубокую благодарность авторам книг, статей, журналов, список которых я привожу в конце работы. Особенно мне хотелось поблагодарить редакцию журнала «Химия и жизнь». Отрывки из статей этого журнала я часто привожу в тексте. Именно они, независимо от того, правильные или спорные выводы в них приводятся, помогали мне работать и жить. Именно они вдохновляли на исследовательскую работу. И я считаю своим долгом передать другим то малое, что мне удалось найти, связать, систематизировать обобщить.