регистрация / вход

Изобретать по правилам

О методике изобретений.

Виссарион Григорьевич Сибиряков

Задавали ли Вы себе когда-нибудь вопрос: "Бывают ли нетворческие профессии?" Какие? Фрезеровщик на заводе приделал несколько линз и зеркал к обычному станку. Теперь он, даже не поворачивая головы, видит все шкалы, не надо "нырять" к нониусам, терять время, сбиваться с темпа работы. Производительность выросла в 3 раза! Это творчество?

Ткачиха выбрала оптимальный путь от станка к станку, вовремя оказывается там, где кончается нить на бобине. Теперь она обслуживает вдвое больше станков. Это творчество?

Обыкновенный дворник изучает "повадки" своего участка, локальную "розу ветров", снежные заносы. Использует бесплатные ресурсы: летом ребятишки с удовольствием поливают газоны и чистят тротуары струей воды из шланга. А дворник сидит в сторонке и творчески покуривает...

По-моему, труднее всего "творить" диктору телевидения и суфлеру: все расписано по секундам! Но вот случай: на сцене должен раздаться выстрел, "но громыхальщик" за кулисами уснул. После третьей осечки растерянного артиста суфлер прошипел: "Да заколи ты его!" — Зрители и не заметили "накладку"...

Чем определяется "потенциал" страны в мировом сообществе? — Сырьевой базой, ресурсами, уровнем производства, армией... — Все это правильно, но лишь для сегодняшнего среза времени.

А раньше? Почему мы смогли победить в войне, хотя были лишены многих ресурсов — трудовых, сырьевых, производственных? Более того, наша техника за годы войны стала намного лучше, совершеннее, а немецкая — хуже, хотя у них-то с ресурсами было все в порядке... Какой танк был лучшим во Второй Мировой войне? Наш "Т-34", а не 200-тонный "Маус" Фердинанда Порше. А лучший самолет? — "ЛА-5", а не "Мессершмит".

Как же это удалось: получить в условиях очень жестких ограничений качественно новые технические решения? Часто говорят: "Голь на выдумки хитра!" Правильно! Жесткие ограничения приводили неявно к так называемым "идеальным решениями". После войны Черчилль сказал: "Потенциал страны определяется количеством новых идей в головах ее людей". Эту истину затем многократно переоткрывали.

Творчество есть везде, в любой профессии. Надо лишь отыскать, увидеть его место в профессии. Что мешает этому? Причин, наверное, много... Одна из них — традиционный способ поиска новых решений — метод проб и ошибок (МПиО).

Метод проб и ошибок

Что же это такое? Суть МПиО заключается в последовательном выдвижении и рассмотрении всевозможных идей решения задачи. При этом всякий раз неудачная идея отбрасывается, а вместо нее выдвигается новая. Правил поиска нет: ключом к решению может оказаться любая идея, даже самая дикая. Нет и правил первоначальной оценки идей: заслуживает она проверки или нет — об этом приходится судить субъективно.

МПиО вполне пригоден для решения несложных задач. Но что делать, если решение спрятано среди сотен или тысяч всевозможных вариантов?

Выход для многих известен: надо думать, думать и думать о своей задаче. В конце концов придет вдохновение, за ним — озарение... Задача будет решена. (Очень полезно и заранее иметь кое-что за душой, талант, например). Вывод: надо всячески способствовать самому процессу думанья. В этом направлении работают во многих странах. Например, японский профессор Ясиро Накамацу много лет разрабатывал "кресло для размышлений". Это очень удобное кресло с подголовником в котором спрятан микроволновой излучатель, "стимулирующий" мыслительные процессы. Ноги обогреваются инфракрасным излучателем, это тоже способствует думанью. Форма кресла "подстраивается" под тело человека, в нем сидящего и т.д. Результаты исследований студентов-добровольцев показали, что они, по сравнению с контрольной группой, лучше запоминали материал, лучше считали. Но ... ничего нового не изобрели. Американские исследователи пошли еще дальше: аналог "кресла для размышлений" иногда непредсказуемо опрокидывался, в помещении раздавались громкие звуки, мигал яркий свет и т.д. Таким образом, пытались мобилизовать психику испытуемых. Результат тот же...

На самом деле, идея активизации психики не нова. Еще в средине XIX века Альфред Крупп, основатель известной династии немецких промышленников, построил себе дом по собственному проекту. Особенностью проекта была оригинальная система вентиляции: в рабочий кабинет Круппа была заведена вентиляция... из конюшни. Запах конского навоза помогал ему думать. (Злые языки утверждали, что после переезда в новый дом, жена Круппа стала часто отлучаться, в Париж куда-нибудь, там другие запахи...).

Кресло Накамацу стоит около 10 тысяч долларов. Да и не везде купишь… А где взять конюшню я вообще не знаю! А Вы? Даже если она где-то есть, во сколько обойдется протянуть оттуда вентиляцию к Вашему рабочему месту!?

Однако, шутки в сторону.

Сейчас, МПиО нас, человечество, не устраивает по нескольким причинам: 1) Экономически. И не только из-за колоссальных потерь в рублях или долларах, не только из-за экологических последствий решений, принятых "методом тыка", но из-за расплаты за них человеческими жизнями.

Вот страшный факт. Александер Флеминг, лауреат Нобелевской премии, изобретатель пенициллина, писал, что пенициллин должен был появиться в больницах минимум на 20 лет раньше. Мешала психологическая инерция, обыкновенная привычка к тому, что плесень из которой получают пенициллин — это плохо, вредно, некрасиво. Все видели, что плесень убивает микробов. Это знали многие бабки-знахарки, врачи-эпидемеологи, биологи, микробиологи. В тарелке, в колбе — пожалуйста! А вот ввести плесень в человека ... На 20 лет было отсрочено появление этого лекарства. По мнению Флеминга, это стоило жизни 20-ти миллионам человек! По Европе прошла эпидемия вирусного гриппа (испанка)... А ведь эту эпидемию могли встретить с пенициллином.

2) Непредсказуемость: сколько перебирать? Когда остановиться? Нет и критериев правильного, "сильного" решения.

3) Психологически. Здесь два важных аспекта. Во-первых, решив задачу каким-либо методом, способом, приёмом, человек поневоле, чисто психологически, стремится и другие, новые задачи, решать тем же методом. А задачи-то разные! Вот и не получается. Во-вторых, не решив одну задачу, а это же неприятно, — отказываются даже браться за другие. Пусть за нас решают другие — Президент, Губернатор, Мэр, директор, профсоюз, родители или Жириновский! А мы — подождем...

Что же делать?

Понятно, что такая пассивная позиция проигрышна. Что же делать?

С детских лет мы познаем мир методом проб и ошибок (МпиО). Повзрослев, мы пользуемся этим привычным инструментом познания и развития, совершенно не обращая внимания на его мизерную эффективность. Мы ищем вдохновения, озарения, инсайта.

Ну что же, давайте вдохновимся процентов на 105, понюхаем навоза, как Крупп, задумаемся и попытаемся, например, усовершенствовать обычный бытовой кипятильник. Что нужно, чтобы читать по-японски? Естественно, изучать язык, стараться понять его правила и законы...

Неудачи подобных способов активизации мышления объясняли очень просто: акты творчества сугубо индивидуальны (Круппу нравится запах навоза, мне — нет, а кому-то все равно). А коли так — то и научить творчеству нельзя. Нужно пробовать и ошибаться каждому, самому.

В целом, резюмируя, можно сказать так: уже давно темпы роста научно-технического прогресса вошли в жестокое противоречие со способами поиска новых технических решений. Необходимо было искать новые подходы.

И такие способы были найдены.

Основу нашей работы составляет именно такой, объективный подход — Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) — сформированная российским исследователем Генрихом Сауловичем Альтшуллером. Начало работы — г.Баку, 1946 год, первая публикация — 1956 г.

Вернемся к аналогии с японским языком. Можно его изучить? Да, конечно. — Что для этого надо? Надо ли "копаться в голове" у японцев, выяснять, что они нюхают, что едят, чтобы понять закономерности японского языка? — Нет, надо брать учебники, словари и работать, работать... А как же быть с новаторством, с творчеством в других областях человеческой деятельности? Как изобретать в технике? Как выявить ее законы? Как изобретать в бизнесе? В педагогике? В медицине? Начнем с техники. Г.С. Альтшуллер взял на себя колоссальный труд: он проанализировал более 100 тысяч изобретений, расклассифицировал их и путем тщательного анализа выявил основные закономерности развития технических систем. Он ничего не выдумал "из головы". Можно сказать, что Г.С.Альтшуллер изобрел, точнее, открыл — своеобразный "язык", описывающий развитие техники и правила его использования, составил "словари" и "самоучители" для нас с Вами. По ним уже выучились тысячи изобретателей во всем мире. Самое главное (и самое привлекательное!) в ТРИЗ — ИНСТРУМЕНТАЛЬНОСТЬ. Любой нормальный человек может изучить ТРИЗ и эффективно использовать полученные знания и методы в своей работе. Конечно, это потребует времени, упорства и настойчивости. Ничуть не меньше, чем научиться по самоучителю игре на гитаре. Но зато потом...

Основной постулат ТРИЗ: технические системы появляются и развиваются по определенным объективным законам. Эти законы выявлены путем изучения больших массивов информации. В рамках ТРИЗ отобраны и проанализированы наиболее целесообразные подходы к поиску нового, их можно познать и сознательно использовать для целенаправленного развития техники, без множества пустых проб.

Краеугольные камни теории:

A. Объективность законов развития (технических) Систем;

B. Понятие Противоречия: улучшение одного свойства обязательно ведет к ухудшению другого.

Условно можно разделить ТРИЗ на две большие части:

A. решательные механизмы, используемые для решения конкретных задач совершенствования техники;

B. механизмы развития технических (а теперь уже и не только технических) систем и самого человека-решателя.

Таким образом, ТРИЗ — наука, направленная на разработку и практическое применение эффективных методов решения творческих задач, генерации новых идей и решений как в технике, так и в других областях человеческой деятельности.

На базе выявленных законов развития в ТРИЗ разработаны конкретные инструменты поиска новых идей: алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ), комплекс стандартных решений изобретательских задач, типовые приемы устранения (разрешения) противоречий, а также методология прогнозирования развития технических и других систем. Оказывается, как это ни удивительно, что решения любых технических проблем — от задач совершенствования канализации до проектирования компьютеров и космических аппаратов — можно искать по одним и тем же правилам! И в каждом случае — без множества пустых проб и дорогостоящих ошибок, прицельно.

С другой стороны, поскольку задачу решает человек, ТРИЗ включает, как необходимую подсистему, набор психологических операторов, "ходов", снижающих психологическую инерцию человека, а также систему упражнений по развитию и тренировке творческого воображения, столь необходимого при решении задач.

ТРИЗ фактически породила новую профессию: "поисковик". Основной работой "поисковиков" является постановка и решение творческих задач в разных областях, как правило, в режиме диалога со специалистами фирмы-заказчика.

Чтобы не быть голословным, приведу пример. При транспортировке сыпучих материалов, например, цемента, по пневмопроводам часто возникает такая ситуация: в местах изгибов трубопроводов (колено) внутренняя поверхность труб быстро изнашивается из-за абразивного воздействия перемещаемого продукта. Налицо противоречие: надо перемещать цемент и надо, чтобы колена трубы не изнашивались. В каком случае абразивного износа не будет? Только тогда, когда цемент не двигается, не истирает внутреннюю поверхность трубы! Абсурд! Ведь мы сделали пневмопровод именно для перемещения цемента!

Воспользуемся так называемым "принципом посредника", сформулированным в ТРИЗ: "Если при взаимодействии двух веществ (цемент и труба) возникают полезное действие (перемещение цемента) и вредное действие (износ трубы), то между ними необходимо ввести третье вещество, причем желательно, чтобы оно было видоизменением взаимодействующих веществ".

То есть часть цемента, расположенную у стенки трубы необходимо сделать неподвижной, а все остальное пусть движется. Сразу возникает идея решения — сделать внутри колена поперечные потоку ребра, чтобы цемент накапливался в пазухах. Тогда движущийся поток цемента будет скользить по поверхности неподвижного цемента и никакого износа внутренней поверхности трубы не будет!

Решение найдено в один ход. Самое интересное, что подобное решение для транспортировки муки было предложено через 20 лет после решения ""цементной задачи""! А если по трубопроводу идет пульпа (смесь воды с песком)? Как предотвратить износ трубы в этом случае? Как видоизменить пульпу, сделать ее неподвижной у стенки? Конечно, снова можно поставить ребра. А можно охладить колено ниже 0 С и наморозить тонкий слой пульпы на внутреннюю поверхность трубы. Износа не будет! А если транспортируются стальные шарики для подшипников? Можно намагнитить колено, часть шариков "прилипнет" в трубе, шарики будут скользить по шарикам. Износа не будет!

"Принцип посредника" применяется очень широко. Мы жарим овощи на сковородке, а они пригорают. Мы используем "посредника" — смазываем сковородку маслом. Или покрываем ее антипригарными покрытиями (тефлон). Шестеренки в коробке передач вашего автомобиля изнашиваются от трения — мы вводим посредника — смазку. Солнце слепит — мы одеваем солнцезащитные очки. Холодно — мы одеваем свитер. Все это — "посредники". Посмотрите вокруг чуть внимательнее и вы увидите тысячи применений этого принципа. А теперь попробуйте сами решить задачу из области судостроения. Вы не специалист? Это не страшно, ведь вы теперь знаете правило!

ОТКРЫТЬ САМ ДОКУМЕНТ В НОВОМ ОКНЕ

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ [можно без регистрации]

Ваше имя:

Комментарий