textarchive.ru

Главная > Документ


Международная Ассоциация ТРИЗ The International TRIZ Association

ФУНКЦИОНАЛЬНО ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК

А.Я. Химюк, Россия

В работе рассматриваются достоинства, узкие места и возможные пути усовершенствования методики функционально ориентированного информационного поиска.

Функционально ориентированный информационный поиск, перенос технических решений

Функционально ориентированный информационный поиск (ФОП) продолжает разрабатывать предложенную Г.С. Альтшуллером идею об использовании известных решений для близких задач из ведущих (других) отраслей техники (АРИЗ-56). Прототип процедуры ФОП описан в АРИЗ-68; на втором шаге алгоритма (Уточнение условий задачи) предлагается:

“Уточнить задачу, используя патентную литературу.

Как (по патентным данным) решаются задачи, близкие к данной?

Как решаются задачи, похожие на данную, в ведущей отрасли техники?

Как решаются задачи, обратные данной?”

Несмотря на не проработанность инструментальной составляющей предложенной процедуры, она без изменений переносилась в последующие версии АРИЗ вплоть до АРИЗ-82. Однако, в последних вариантах АРИЗ (АРИЗ-85В) данная процедура была отброшена. Дальнейшие разработки метода, вплоть до его нынешней модификации [1] велись в рамках консалтинговой деятельности фирмы GEN3 Partners.

Можно отметить, что в неявном виде сходные, предложенной Г.С. Альтшуллером, процедуры можно найти и у других исследователей. Так, Р. Коллер в своей книге “Метод конструирования машин, приборов и аппаратов” [2] для проектирования ТС предлагал определенную последовательность действий, каждому шагу которой соответствует некий вид деятельности. Так, после синтеза функций ТС, для определения структур основных операций необходимо “абстрагирование”, что аналогично определению обобщенной функции в ФОП, о чем будет говориться ниже, а дальнейшее “изменение эффекта” и “изменение эффекта носителя” суммарно аналогично нахождению технических решений в различных (ведущих) областях техники. Коллер также предлагал накапливать эффективные способы реализации отдельных “основных операций” (по Коллеру комплексные процессы в машинах, приборах и аппаратах могут быть сведены к 12 парам элементарных видов деятельности – основным операциям).

Вопросам переноса технических решений посвящена незаконченная работа Т.А. Кенгерли “Перенос технических решений в изобретательском творчестве” [3]. Автор предлагает использовать различные уровни классификации решений в технике и рассматривает возможности перехода между ними.

Определение и цели метода [1]

Функционально ориентированный информационный поиск – это метод поиска информации, при котором область поиска выбирается на основе сходства функций улучшаемой системы и систем в других областях.

Целью поиска является выявление наиболее эффективных существующих технических решений реализации данной функции, которые могут быть использованы для устранения ключевых недостатков технической системы.

Алгоритм функционально ориентированного информационного поиска в рамках методологии G3:ID (рис. 1)

  • От конкретной формулировки функции, эффективность выполнения которой необходимо повысить, переходят к обобщенной формулировке (если необходимо, указывают дополнительные требования к выполнению функции в обобщенном виде).

  • Производят поиск научно-технических областей, в которых выполнение подобных функций хорошо отработано, т.е. определяют лидирующие области. Обычно для этого используют научно-техническую литературу обзорного характера и помощь широко образованных экспертов.

  • В найденных областях производят поиск конкретных технических решений, направленных на выполнение похожих функций.

  • Найденные решения сортируют по степени применимости в данном проекте.

Р
ис. 1. Алгоритм функционально ориентированного информационного поиска в рамках методологии G3:ID [1].

При всей внешней простоте, предложенный метод оказывается весьма сложен в выполнении, как вследствие отсутствия специализированных баз данных, в которых информация была бы систематизирована на основе выполнения функций, так и из-за большого количества различных областей деятельности человека. Кроме того, в описанном методе можно выделить ряд недостатков, а именно:

  • Не определено понятие лидирующих областей. В случае экспертного определения лидирующих областей, успешность процедуры определяется квалификацией и разносторонностью эксперта.

  • Процедура поиска не алгоритмизирована; поиск имеет неопределенную степень полноты.

В результате успешность процедуры ФОП зависит от ряда плохо контролируемых факторов.

Для усовершенствования алгоритма и устранения вышеназванных недостатков был сделан ряд разработок:

  • Предлагалось определить лидирующие области как области, связанные с безопасностью жизнедеятельности и здоровья граждан [4]. Однако такое определение представляется целесообразным только в ограниченном круге проектов.

  • Предложена алгоритмизированная методика проведения функционально-ориентированного поиска по патентной литературе [5]. Суть предложения сводится к использованию статистических подходов анализа патентной активности в рамках условий поиска. А именно, распределение по подклассам и подгруппам и анализ динамики подачи заявок по годам внутри подгрупп (использование специальных патентных БД, например, Delphion).

В этом случае предлагается определить лидирующие области как области, в которых в течение длительного времени перманентно происходит процесс поиска и развития путей решения, соответствующих проблем, причем, вследствие достаточной длительности и/или интенсивности работы количество найденных решений обычно приобретает статистическую значимость и обеспечивает возможность выявления тенденций. Соответственно, отдаленные области выявляются по малой, но заметной заявительской активности. Последующий анализ информации проводится в следующем порядке: лидирующие области  отдаленные области  промежуточные области.

Плюсами предложенного подхода являются: появление алгоритмичной процедуры поиска; в рамках алгоритма определены основные понятия; следовательно, значительно сокращаются временные затраты.

Стоит отметить, что данный подход применим только при наличии специализированных патентных БД, также стоит учитывать специфику патентной литературы (вполне возможно, что решения заключенные в отдаленных областях могут быть, при всей их внешней привлекательности, не реализуемыми “здесь и сейчас”). Кроме того, использование статистических подходов приводит к подмене понятия “лидирующих областей” понятием “областей с наибольшей патентной активностью”, что представляется не совсем корректным.

В случае отсутствия специализированных баз данных, для ФОП используют открытые ресурсы (интернет, научно-техническая литература).

Ключевым моментом метода, позволяющим охватить большое количество вариантов решений, является переход от конкретной формулировки функции к обобщенной. Вообще, можно предложить два варианта обобщения функции: по безобъектному действию, например, “нагревать” или по объективированному действию, например, “нагревать жидкость” (данная классификация предложена Б.М. Аксельродом [5] и, в принципе, аналогична переходу от функции к операции у Р. Коллера [2]).

Глубина (степень) обобщения имеет важное значение для последующего поиска. Чем более обобщенную формулировку функции мы выберем, тем большое количество научно-технических областей мы сможем охватить. Однако, при этом значительно увеличатся временные затраты. Кроме того, не всегда обобщение функции сможет обеспечить полноту поиска. Часто в различных областях используют различные специализированные термины, поэтому стоит использовать для поиска возможные синонимы исходной функции. Например, в случае поиска решений для предотвращения намокания веществ, поверхностей и т.п. обобщенной функцией будет “гидрофобизовать”, однако эта формулировка остается специализированной и для обеспечения полноты поиска необходимо использовать определения, соответствующие данной функции, такие как “водонепроницаемый” и “водоотталкивающий”.

Немаловажным фактором является “неожиданность” найденного решения, т.е. в идеале предложенное решение должно быть неожиданным для заказчика, а не для исполнителя или привлеченных экспертов. Еще одним фактором является возможность переноса найденного технического решения в улучшаемую техническую систему, т.е. необходимо учитывать решение каких вторичных задач потребуется. Поясним сказанное на примерах:

  • В результате усовершенствования процесса конвекционной сушки окрашенной поверхности детали горячим воздухом были предложены различные альтернативные варианты: ИК-сушка, СВЧ-сушка и индукционный нагрев.

  • Для повышения вязкости жидкого пищевого продукта было предложено использовать белок, выделяемый миксинами (миксины – это рыбы, которые обитают преимущественно на морском дне, в случае опасности выделяет слизь, которая образует вокруг них кокон; если поместить миксин в ведро и напугать, то выделенной ими слизи будет достаточно, чтобы вода в ведре стала гелем).

В первом примере, найденные для функции “нагревать” решения могут оказаться неожиданными для заказчика, только в случае его сверх узкой специализации в своей области. При этом возможность переноса этих решений в изучаемую техническую систему высока. Во втором же случае (поиск по функции “загущать”), предложенное решения является неожиданным, но использовать его не представляется возможным, поскольку белок, выделяемый миксинами, который способен в очень маленьких количествах сильно загущать растворы, мало изучен, а значит, точно не разрешен для использования в качестве добавок в пищевых продуктах.

Эти примеры демонстрируют корреляцию между степенью обобщения функции, а, следовательно, удаленностью области поиска и возможностью переноса решения. В первом случае уровень обобщения функции не позволил найти неожиданные решения, но при этом обеспечил реализуемость найденных решений, а во втором случае уровень обобщения функции оказался избыточен – при всей оригинальности решения, его перенос неосуществим. Выбор “правильного” уровня обобщения – отдельная задача, которую приходится решать каждый раз заново при проведении поиска.

Также, значительное затруднение возникает при выявлении лидирующих областей. Без привлечения экспертов широкого профиля определить лидирующие области без уточнения способов реализации в них искомой функции практически не представляется возможным. Т.е. этот шаг процедуры приобретает исключительно формальный характер и его можно пропустить.

О
днако, при таком представлении метода могут значительного увеличиться временные затраты, поскольку для выявления лидеров необходимо просмотреть все найденные варианты реализации функции. Поэтому необходимо четко понимать уровень обобщения функции и, соответственно области, которые могут быть охвачены. Например, в простейшем случае можно выделить следующие уровни обобщения функции (рис. 2): техническое решение (ТР)  обобщенное техническое решение (ОТР)  функциональное решение (ФР). Сходную классификацию можно найти в работе Т.А. Кенгерли [3].

Рис. 2. Уровни обобщения функции.

ТР – это средства, которыми решается конкретная задача, например, для придания тканям водоотталкивающих свойств их поверхность покрывают наночастицами оксида кремния. ОТР – объединяет различные задачи, которые решаются одними и теми же средствами, например, для придания водоотталкивающих свойств различные поверхности (ткани, металлы, стекло и т.д.) покрывают наночастицами оксида кремния, т.е. фактически показывает, в каких областях присутствует одно и то же ТР. ФР – объединяет различные средства, которые решают различные задачи, при реализации одной и той же функции, например, для функции “гидрофобизовать” можно помимо наночастиц оксида кремния использовать наночастицы оксида титана, пленки из молекулярного фтора и смолы, различные лаки, краски и т.д.

На начальном этапе имеет смысл осуществлять поиск на уровне ОТР. Если искомая функция реализуется в неожиданной области, то в этой области можно найти нюансы существующего решения, которые могут позволить значительно улучшить изучаемую техническую систему или найти суперэффект. Например, использование наночастиц оксида титана вместо оксида кремния позволяет не только придать поверхности водоотталкивающие свойства, но и сделать поверхность самоочищающейся от загрязнений, т.е. достигнут суперэффект (оксид титана является фотокатализатором, под действием света он катализирует окислительные реакции, которые очищают поверхность от загрязнений). При поиске решений на уровне ФР, в первую очередь стоит рассматривать области, перспективные с точки зрения возможного переноса решений. Т.е. рассматривая возможную реализацию функции, необходимо помнить о вторичных задачах, которые нужно будет решить.

Вообще, процесс поиска стоит рассматривать динамически, проводя по его ходу уточнения, сужения или расширения областей поиска, используя соответствующие обобщенные формулировки функции или ее синонимы. Для такого динамического поиска может оказаться полезной программа Quintura SearchTM, которая позволяет визуализировать результаты поиска различных поисковых служб (Google, MSN Search и т.д.), отображая контекстные взаимосвязи между поисковой фразой и словами в найденных статьях. Результаты поиска можно сохранять, редактировать, удаляя или добавляя соответствующие статьи (например, руководствуясь контекстными словами), что в конечном итоге позволяет сократить временные затраты.

Дальнейшая структуризация и уточнение уровней обобщения функции позволит как контролировать полноту поиска, так и регулировать степень удаления области поиска от исходной области реализации функции. Что в результате позволит соблюсти баланс между неожиданностью и, в то же время, реализуемостью найденных решений. Перспективным также представляется осуществление мониторинга ФОП, с целью создания БД решений реализаций различных функций.

Литература.

  1. Литвин, С. С. Innovative Technology of Design™ Методический справочник / С. С. Литвин, А. В. Кислов // Pragmatic Vision, Inc., 1998

  2. Коллер, Р. Метод конструирования машин, приборов и аппаратов / Р. Колер // 1976 (OCR /00348/00348.html2006)

  3. Кенгерли, Т. А. Перенос технических решений в изобретательском творчестве / Т. А. Кенгерли // Баку : Рукопись, 1973 (OCR /00635/00635.html 2006)

  4. Соколов, Е. Л. Экспресс-Методика выхода на ведущие области техники при проведении функционально-ориентированного информационного поиска (ФОП) / Е. Л. Соколов // Материалы научно-практической конференции - Санкт-Петербург, Россия, 9 ноября 2004

  5. Axelrod, B. M. New Search and Problem Solving TRIZ-Tool: Methodology for Action & Problem Oriented Search (APOS) based on the Analysis of Patent Documents / B. M. Axelrod // ETRIA Conference TRIZfuture-2005 - Graz, Austria, November 16-18, 2005

Page 5

Образец оформления материалов



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Информационные технологии (10)

    Конспект
    ... специальным ключевым реквизитам. Методика поиска определяется организацией информационных массивов. Для минимизации времени ... ИТ делятся на следующие виды: Функционально-ориентированныеинформационные технологии. При их организации деятельность ...
  2. Информационные технологии (2)

    Учебное пособие
    ... на различные виды следующим образом: функционально-ориентированныеинформационные технологии, предназначенные для реализации ... хранения и поиска информации. Были заложены основы преодоления информационного кризиса. Четвертая информационная революция ...
  3. Информационные технологии (6)

    Учебное пособие
    ... на различные виды следующим образом: функционально-ориентированныеинформационные технологии, предназначенные для реализации ... хранения и поиска информации. Были заложены основы преодоления информационного кризиса. Четвертая информационная революция ...
  4. Информационные технологии (9)

    Учебное пособие
    ... на различные виды следующим образом: функционально-ориентированныеинформационные технологии, предназначенные для реализации ... хранения и поиска информации. Были заложены основы преодоления информационного кризиса. Четвертая информационная революция ...
  5. Информационные технологии (12)

    Учебное пособие
    ... на различные виды следующим образом: функционально-ориентированныеинформационные технологии, предназначенные для реализации ... хранения и поиска информации. Были заложены основы преодоления информационного кризиса. Четвертая информационная революция ...

Другие похожие документы..