Приложение 1. Некоторые классические методы спонтанного поиска новых инженерно-технических решений

Приложение 1. Некоторые классические методы спонтанного поиска новых инженерно-технических решений

Вниманию заинтересованного читателя предлагаем избранные фрагменты «Обзора методов создания новых технических решений», конспекта отечественных и зарубежных методик, сделанного по заказу Госкомитета СССР по делам изобретений и открытий в 1988 году Александром Владимировичем Кудрявцевым (Кудрявцев, 1991).

Поскольку нам не удалось дотянуться до этих источников напрямую, в общий список литературы к настоящему изданию они нами не внесены. Далеко не исчерпывая весь список «Обзора…», приводим лишь некоторые методы с нашими комментариями[111].

По меткому замечанию А. В. Кудрявцева — это «скорее инструкции, которые не говорят о творчестве вообще, а сводят его к совокупности конкретных процедур».

Метод мозгового штурма А. Осборна — Brainstorming (Osborn A. F. Applied imagination. — New-York: Sckibner’s Sons, 1953)

Метод мозгового штурма — один из наиболее известных и применяемых для коллективного поиска решений.

Основная цель метода — настроить группу специалистов так, чтобы каждый из них сделал как можно больше предложений по обсуждаемой проблеме. Работу проводят в несколько этапов: подготовка, проведение штурма, оценка и отбор идей, проработка и развитие наиболее ценных из них.

На этапе подготовки четко формулируют и записывают (в общих понятиях) задачу, затем её разбивают на максимальное число подзадач. При этом можно использовать специальные вопросы: почему это необходимо, где должно быть сделано, кто должен сделать, что конкретно и как должно быть сделано и др. В подготовку включают также подбор фактического материала (аналог объекта, данные о принципах действия, причинах неудач, о различного рода ограничениях и т. п.). На этом же этапе осуществляют выбор участников поисковой группы, которые делятся на генераторов (люди, обладающие богатым творческим воображением и фантазией) и экспертов (люди с аналитическим складом мышления, квалифицированные специалисты). Эксперты не принимают участия в поиске решений. Они их затем оценивают.

Благодаря определенным правилам организации и проведения мозгового штурма (запрет критики высказываемых идей, психологическая совместимость участников, поощрение шуток, каламбуров, заинтересованность участников, свободная непринужденная форма обсуждения и др.)[112] за короткий промежуток времени можно получить большое число самых разнообразных решений стоящей перед участниками задачи. Из этих идей затем эксперты выбирают и развивают наилучшие. Предварительного обучения участников не требуется, обычно бывает достаточно инструктирования. Руководит мозговым штурмом так называемый ведущий — специалист, имеющий опыт проведения научных дискуссий и постановки проблем. Число участников обычно составляет 5-15 человек, штурм длится 30–45 мин. Обсуждение проводят в быстром темпе. Все идеи фиксируют, для чего используют запись на магнитофоны или стенографию.

Существует несколько разновидностей мозгового штурма. В частности, известен вариант, когда участники записывают свои идеи самостоятельно на специальных карточках[113] (на это даётся 10 мин.), а затем по очереди зачитывают их вслух, остальные записывают на своих карточках мысли, вызванные услышанным. Запись идей на карточках сокращает время, необходимое для классификации результатов. Определенный интерес представляет так называемый обратный мозговой штурм. Его используют для решения конкретных задач. На первом этапе всё внимание концентрируют на выявлении всевозможных недостатков объекта. Анализ вскрывает недостатки, ограничения, дефекты и противоречия, имеющиеся в конкретной идее или техническом объекте, который требуется разработать или усовершенствовать. Предварительную их оценку проводят участники сессии, более тщательную — эксперты, которые вычеркивают явно ошибочные утверждения, уточняя тем самым перечень обнаруженных недостатков. На втором этапе обратного штурма ведут поиск путей ликвидации недостатков, причем используют правила обычного мозгового штурма.

Один из основных недостатков мозгового штурма — отсутствие времени на глубокое осознание задачи. Кроме того, для многих людей эффективнее процесс индивидуального творчества[114].

Список контрольных вопросов А. Осборна

1. Какое новое применение технического объекта можно предложить? Возможны ли новые способы применения? Как модифицировать известные способы применения?

2. Возможно ли решение изобретательской задачи путем приспособления, упрощения, сокращения? Что напоминает данный технический объект? Вызывает ли аналогия новую идею? Имелись ли в прошлом аналогичные проблемные ситуации, которые можно использовать? Что можно копировать? Какой технический объект нужно опережать?

3. Какие модификации технического объекта возможны? Приемлема ли модификация путем вращения, изгиба, скручивания, поворота? Какие изменения назначения (функции), движения, цвета, запаха, формы, очертаний можно применить? Другие возможные изменения?

4. Что можно увеличить в техническом объекте? Что можно присоединить? Возможно ли увеличение срока службы, воздействия? Имеет ли смысл увеличить частоту, размеры, прочность, повысить качество? Можно ли присоединить новый градиент, продублировать? Возможны ли мультипликации рабочих органов, позиций или других элементов? Целесообразно ли преувеличение, гиперболизация элементов или всего объекта?

5. Что можно в техническом объекте уменьшить или заменить? Можно ли что-нибудь уплотнить, сжать, сгустить, сконденсировать, применить способ миниатюризации, укоротить, сузить, отделить, раздробить, приумножить?

6. Что в техническом объекте можно заменить? Что и сколько можно замещать в нем, использовать другой ингредиент, другой материал, другой процесс, другой источник энергии, другое рас положение, другой цвет, звук, освещение?

7. Что можно преобразовать в техническом объекте? Какие компоненты допустимо взаимно заменить? Можно ли изменить модель, разбивку, разметку, планировку, последовательность операций? Можно ли транспонировать причину и эффект, изменить скорость или темп, режим?

8. Что можно в техническом объекте сделать наоборот? Нельзя ли поменять местами противоположно размещенные элементы или повернуть их задом наперед, низом вверх, поменять местами? Нельзя ли поменять полярность, перевернуть зажимы?

9. Какие новые комбинации элементов технического объекта возможны? Можно ли создать смесь, сплав, новый ассортимент, гарнитуру? Можно ли комбинировать секции, узлы, блоки, агрегаты, цепи? Можно ли комбинировать признаки, идеи?

Метод фокальных объектов Э. Кунце[115] — Ч. Вайтинга (Whiting Ch. S. Creative thinking. — New-York: Reinhold, 1958)

Применяется с целью поиска новых, оригинальных вариантов исполнения заданного объекта, поиска совместимых с ним дополнительных функций. Принцип метода состоит в переносе на заданный объект новых, ярких, неожиданных свойств, качеств и выявлении оригинальных и эвристически ценных сочетаний.

Последовательность шагов выполнения этого метода следующая.

1. Формулируют цель работы (определяют совершенствуемый объект и цель его совершенствования).

2. Произвольно выбирают по памяти либо из каталогов, словарей, случайных книг несколько объектов или их называют участники работы.

3. По каждому из случайно выбранных объектов составляют перечень характеристик, признаков.

При этом целесообразно предложить участникам работы выполнить второй и третий шаги до оглашения объекта анализа, что позволяет осуществлять выбор характеристик непредвзято.

4. Признаки случайно выбранных объектов переносят на совершенствуемый объект.

5. Производят анализ полученных сочетаний, при этом обращают особое внимание на внешне несовместимые, «дикие» сочетания, развитие которых, как правило, приводит к наиболее интересным решениям.

6. Проводят оценку полученных решений.

Метод может быть полезен и как средство тренировки фантазии, воображения.

Метод гирлянд ассоциаций и метафор Г. Буша (Буш Г. Основы эвристики для изобретателей. Ч.1 и 2. — Рига: Общество «Знание», 1977)

Метод предложен советским исследователем Г. Я. Бушем. Его цель — обеспечить поиск разработчиком решения изобретательских задач при дефиците информации, то есть при невозможности использовать логические средства. В этом случае одним из средств служит использование цепочек (гирлянд) ассоциаций и метафор, что позволяет совершить переход в новую область знаний, интерпретировать по-новому ранее разрабатываемые идеи. В качестве своеобразного информационного фонда выступает ассоциативная память разработчика. Основные этапы:

1. Определение синонимов объекта и образование из них первой гирлянды — гирлянды синонимов.

2. Произвольный выбор случайных объектов. Совершенно произвольно, любым способом, например, на память или из энциклопедического словаря выбирают несколько имен существительных, которые не обязательно должны обозначать даже технические объекты. Из отобранных слов образуют вторую гирлянду — гирлянду случайных объектов.

3. Составление комбинаций из элементов гирлянды синонимов и гирлянды случайных объектов. Комбинацию составляют из двух элементов, соединив последовательно каждый синоним рассматриваемого объекта с каждым случайным объектом.

4. Составление перечня признаков случайных объектов. Определяют их признаки. При этом необходимо определить возможно большее число признаков в течение ограниченного времени, например, за две-три минуты. Успех поиска в значительной степени зависит от широты охвата признаков случайных объектов. Целесообразно поэтому перечислять как основные, так и второстепенные, малозначительные признаки. Для удобства можно составлять таблицу признаков.

5. Генерирование идей путем поочередного присоединения к техническому объекту и его синонимам признаков случайно выбранных объектов. Аналогично образуют перечень новых конструкций, получаемых путем поочередного присоединения к гирлянде синонимов признаков других случайных объектов.

6. Генерирование гирлянд ассоциаций. Из признаков случайных объектов, выявленных на четвертом шаге, генерируют гирлянды свободных ассоциаций. Для каждого отдельного признака гирлянды могут быть практически неограниченной длины, поэтому генерирование следует ограничить по времени или по числу элементов гирлянды. Если генерирование гирлянды ассоциаций осуществляют в коллективе, то каждый его член занимается этим самостоятельно.

7. Генерирование новых идей. К элементам гирлянды синонимов технического объекта поочередно пытаются присоединить элементы гирлянд ассоциаций. На этом шаге решают вопрос, есть ли среди сочетаний синонимов технического объекта с элементами гирлянд ассоциаций достаточное число оригинальных и заманчивых идей. Если по предварительной оценке таких идей мало, можно продолжать образовывать гирлянды ассоциаций, начиная с какого-нибудь нового элемента гирлянд, созданных на шестом шаге.

8. Оценка и выбор рациональных вариантов идей. Генерирование новых вариантов решения задач на предыдущих шагах обычно дает достаточно большое множество вариантов. Среди множества нерациональных, тривиальных и даже нелепых идей, как правило, всегда найдутся оригинальные и рациональные. Отбор вариантов рекомендуется производить в несколько этапов.

Сначала вычеркивают явно нерациональные варианты, затем отбирают оригинальные сомнительной полезности, но привлекающие своей неожиданностью. Список таких вариантов целесообразно изучить с привлечением экспертов или творческою коллектива. В список рациональных решений включают варианты, наилучшим образом отвечающие поставленным целям и требованиям производства.

9. Отбор наилучшего варианта из рациональных осуществляют разными способами. Весьма простым и эффективным является способ экспертных оценок.

Автор указывает, что приведённая модификация метода является упрощённой, и рекомендует расширять и усиливать её с помощью таких дополнительных процедур, как, например, метафорическое описание и анализ проблемной ситуации, построение этимологических и парадигматических гроздей понятий и их интерпретация, построение и интерпретация гроздей и гирлянд метафор.

Правила поиска новых решений М. Тринга и Э. Лейтуэйта (Тринг М., Лейтуэйт Э. Как изобретать? — М.: Мир, 1980)

1. Четко сформулировать задачу.

2. Видеть человеческую потребность и попытаться найти лучший способ удовлетворить её.

3. Если задача имеет два и более различных решений, каждое из которых обладает достоинствами и недостатками, необходимо провести анализ каждого решения и выяснить, нельзя ли сделать усовершенствования, улучшающие технические и экономические показатели этих решений применительно к поставленной задаче.

4. Когда задача выбрана, следует определить главную и дополнительную цель изобретения, а также ограничения, накладываемые на решение задачи.

5. Создать при решении задачи эмоциональный заряд. Весьма полезно для этого установить жесткие сроки, применить метод «высиживания», систематической работы над изобретением, использовать мозговой штурм группы людей.

6. После того, как найдена стоящая идея, необходимо пользоваться методом последовательных приближений. Не следует при этом конкретизировать идею больше, чем это нужно для перехода к следующему этапу работы. Важно всегда оставлять для себя как можно более широкий выбор.

7. Для проверки идеи рекомендуется перечень контрольных вопросов:

a) не противоречит ли идея законам техники;

b) работоспособно ли найденное техническое решение;

c) отвечает ли идея планируемым параметрам;

d) будет ли найденное решение надежным и простым в эксплуатации;

e) можно ли осуществить изобретение на базе известных материалов и с применением существующих технологий;

f) возможно ли управлять им и регулировать его при необходимости;

g) будет ли изобретение дешевым;

h) какова будет стоимость его эксплуатации и обслуживания;

i) каков будет срок службы;

j) как часто возможны поломки и будут ли они иметь катастрофические последствия.

Перечень рекомендаций и вопросов Т. Эйлоарта (Эйлоарт Т. Приемы настройки творческого инженерного коллектива //Изобретатель и рационализатор, 1970, № 5).

1. Перечислить все качества и определения предполагаемого изобретения. Изменить их.

2. Сформулировать задачи ясно. Попробовать новые формулировки. Определить второстепенные, аналогичные задачи и выделить главные[116].

3. Перечислить недостатки имеющихся решений, их основные принципы, новые предположения.

4. Набросать молекулярные, биологические, химические, экономические и другие аналоги, пусть даже фантастические.

5. Построить математическую, гидравлическую, электронную, механическую и другие модели (модели точнее выражают идею, чем аналогии).

6. Попробовать различные виды материалов и энергии: газ, жидкость, твердое тело, гель, пена, паста и др.; тепло, магнитная и электрическая энергии, свет, сила удара и т. д.; различные длины волн, поверхностные свойства и т. п.; переходные состояния: замерзание, конденсация, переход через точку Кюри и т. д.; эффекты Джоуля-Томпсона, Фарадея и др.

7. Установить варианты зависимости, возможные связи, логические совпадения.

8. Узнать мнение некоторых совершенно неосведомленных в данном деле людей.

9. Устроить весьма свободное групповое обсуждение, особенно вовремя непринужденной беседы, выслушивая каждую идею без критики.

10. Попробовать так называемые «национальные» решения: хитрое шотландское, всеобъемлющее немецкое, расточительное американское, сложное китайское и т. д.

11. Не расставаться с проблемой во время сна, идя на работу, на прогулке, во время купания, в поезде, при игре. Надо быть всегда с ней, с проблемой.

12. Стараться находиться в стимулирующей обстановке (технические музеи, магазины дешевых вещей, свалки лома), просматривать много журналов.

13. Набросать таблицу цен, величин, перемещений, типов материалов и т. д. для разных решений проблемы и её частей, поискать пробелы в решениях или новые комбинации.

14. Определив идеальное решение, разрабатывать возможные.

15. Видоизменить решение проблемы с точки зрения времени (скорее или медленнее), размеров, вязкости и т. п.

16. В воображении «залезть» внутрь объекта.

17. Определить альтернативные проблемы и системы, которые изымают определенное звено из цепи и таким образом создают нечто совершенно иное, уводя в сторону от нужного решения.

18. Уточнить, чья это проблема. Почему его?

19. Кто придумал это первым? Какова история вопроса? Какие ложные толкования этой проблемы имели место?

20. Кто еще решал эту проблему и чего добился?

21. Определить общепринятые граничные условия и причины их установления.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.