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LIBROS Y ARTÍCULOS
CONSTRUYE UN MODELO DEL PROBLEMA
Libros y artículos / Y luego vino el inventor
Hace treinta años, se desarrolló el primer algoritmo para resolver problemas inventivos (abreviado como ARIZ). La palabra "algoritmo" significa un programa, una secuencia de acciones. En las clases de matemáticas, a menudo te encontrabas con algoritmos. Por ejemplo, las reglas para extraer una raíz cuadrada son un algoritmo, una secuencia de ciertas operaciones: debe escribir un número dado, dividir dígitos en pares, extraer la raíz del primer par de dígitos (o de un número), escriba esta raíz, etc. Los algoritmos se encuentran no solo en matemáticas. Aquí está la regla de cruce de calles: "Primero mire a la izquierda; si hay autos; avance; cuando llegue al centro de la calle, mire a la derecha; avance"; esto también es un algoritmo. En el primer capítulo dije: necesitamos un puente del problema a la respuesta. ARIZ sirve como tal puente. Hay siete partes en ARIZ, cada parte consta de varios pasos, hay alrededor de cincuenta de ellos, y la mayoría de los pasos incluyen varias operaciones. Hay reglas para ayudar a evitar errores al "caminar"; estas reglas, quizás, se pueden comparar con la baranda del puente. Hay listas de las principales técnicas y tablas del uso de efectos físicos... Una estructura compleja, en lugar de un simple "¿y si haces esto?". La primera parte de ARIZ es la formulación del problema. Ya sabe algo sobre esto: discutimos la cuestión de cuándo es necesario resolver este problema (es decir, mejorar el sistema técnico) y cuándo es necesario reemplazarlo (buscar algo fundamentalmente nuevo). Incluido en la primera parte del operador ARIZ y RVS. Pero aún no hemos hablado de un paso muy importante: el uso de los llamados estándares. Junto con las técnicas simples, también existen las complejas, entre ellas varias sencillas. Los trucos simples son universales, se pueden usar para resolver una variedad de problemas. Cuanto más complejos son los complejos de técnicas, más fuertemente están ligados a una cierta clase de tareas. Por otro lado, el poder de los complejos especializados es muy grande: para problemas pertenecientes a sus propias clases, los métodos complejos dan soluciones originales cercanas a las IFR. Dichos complejos (más precisamente, los más fuertes de ellos) se denominan estándares. Por cierto, nos familiarizamos con uno de ellos: si necesita mover una sustancia, comprimirla, estirarla, triturarla, en una palabra, si necesita controlar la sustancia y si esta sustancia no se deteriora por los aditivos, el problema se resuelve introduciendo en la sustancia partículas ferromagnéticas controladas por un campo magnético. La primera parte de ARIZ prevé la verificación del problema: ¿se puede resolver de inmediato de acuerdo con los estándares? Si la tarea es estándar, no tiene sentido ir más allá de ARIZ. Es más fácil aplicar estándares y obtener una respuesta lista. Se han desarrollado más de ochenta estándares. La primera parte de ARIZ elimina las tareas estándar y cambia y refina las no estándar. Una situación vaga e imprecisa se convierte en una tarea clara y bien definida. En la segunda parte de ARIZ, se hace otra transición: del modelo de tarea al modelo de tarea. Hay muchos "actores" en el problema, partes del sistema. Y en el modelo solo hay dos "actores"; el conflicto entre ellos es una contradicción técnica. Muy a menudo, el modelo del problema incluye el objeto y el entorno externo que rodea al objeto. Recordemos, por ejemplo, el problema de la escoria. El objeto es escoria caliente. Ambiente externo - aire frío en contacto con la superficie de la escoria. En la situación y la tarea estamos hablando de sistemas técnicos reales, y en el modelo de la tarea se distinguen mentalmente dos partes del sistema. La escoria fundida cuelga en el aire, y encima hay una columna de aire frío. Ese es todo el modelo! Altos hornos, plataformas ferroviarias, incluso baldes: todo esto no entra en el modelo. Solo quedan dos partes en conflicto, y esto ya es un gran paso adelante. Después de todo, junto con otras partes, descartamos muchas opciones "vacías" que habría que considerar. ARIZ tiene reglas sobre cómo construir un modelo de tarea. El modelo siempre debe incluir un producto. El segundo elemento del modelo es lo que procesa, cambia el producto: una herramienta o parte de ella que afecta directamente al producto. Elección correcta de conflictivo parejas a veces lleva inmediatamente a una solución. Veamos un problema simple. Problema 50. UNA PODA DE ORO En un pequeño laboratorio, se investigó el efecto del ácido caliente sobre las aleaciones. Se colocaron 15-20 cubos de diferentes aleaciones en una cámara con paredes gruesas de acero y se vertió ácido. A continuación, se cerró la cámara y se encendió el horno eléctrico. El experimento duró de una a dos semanas, luego se sacaron los cubos y se examinó su superficie bajo un microscopio. “Nuestro negocio es malo”, dijo una vez el jefe del laboratorio. - El ácido corroe las paredes de la cámara. - Para recubrirlos con algo, - sugirió un empleado. Tal vez oro... "O platino", dijo otro. "No funcionará", dijo el gerente. - Ganar en sostenibilidad, perder en valor. Ya calculé: necesitas un pud de oro... Y entonces apareció un inventor. ¿Por qué desperdiciar oro? - él dijo. - Veamos el modelo del problema y obtengamos automáticamente una solución diferente... ¿Cómo construir un modelo de tarea? ¿Cuál es la respuesta al problema? Averigüémoslo juntos. En el problema, se proporciona un sistema técnico que consta de tres partes: una cámara, ácido y cubos. Generalmente se cree que esta es una tarea para evitar la corrosión de las paredes por la acción del ácido. Es decir, consciente o inconscientemente, consideran el conflicto entre la cámara y el ácido, buscando medios para proteger la cámara del ácido. ¿Te imaginas lo que sucede? El modesto laboratorio que estudia las aleaciones debe dejar este trabajo y asumir la solución del problema más difícil, en el que miles de investigadores han trabajado y trabajan sin mucho éxito: cómo proteger el acero de la corrosión. Supongamos incluso que este problema puede resolverse eventualmente. Pero pasará mucho tiempo y las aleaciones deben probarse hoy, mañana ... Utilizamos la regla de construcción de modelos. El producto es un cubo. El ácido actúa sobre el cubo. Este es el modelo del problema: un cubo y un ácido. ¡La cámara simplemente no se ajusta al modelo! Solo se debe considerar el conflicto entre los cubos y el ácido. Aquí es donde las cosas se ponen interesantes. El ácido corroe las paredes de la cámara. Está claro cuál es el conflicto entre la cámara y el ácido. Pero nuestro modelo del problema incluye solo un cubo y un ácido. ¿Cuál es el conflicto entre ellos? ¿Cuál es la tarea ahora? ¿El ácido corroe las paredes del cubo? ¡Déjalo comer! Para eso están las pruebas. Entonces no hay conflicto... Para comprender la esencia del conflicto entre el cubo y el ácido, debemos recordar que no incluimos una cámara en el modelo. El ácido debe permanecer cerca del cubo sin cámara, pero el ácido por sí mismo no hará esto, se esparcirá... Este es el conflicto que tenemos que eliminar. Reemplazamos una tarea muy difícil (cómo prevenir la corrosión) por una muy fácil (cómo evitar que se derrame el ácido cerca del cubo). La respuesta es visible sin más análisis: es necesario ahuecar el cubo, como un vaso, y verter ácido en el cubo. También puede llegar a la respuesta con la ayuda del análisis de Su-Field. El campo gravitatorio Ptr (gravedad) cambia el estado del ácido B1 (lo hace derramar) y no cambia el estado del cubo B2:
No hay sufield, falta al menos una flecha. Aquí solo hay dos opciones:
La primera opción: el ácido transfiere su peso al cubo, presiona sobre el cubo. Para hacer esto, el ácido deberá verterse en el cubo. La segunda opción: el cubo y el ácido experimentan la misma acción del campo gravitatorio. Un ácido derramado cae libremente y un dado cae libremente. En este caso, el ácido no irá a ninguna parte del cubo. En teoría, la respuesta es adecuada, aunque en la práctica, para las condiciones de nuestro problema, es demasiado complicada. Preste atención: la conjetura dio una respuesta, el análisis "atrapó" a ambas. Sí, Sherlock Holmes rechazó la conjetura por una razón...
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