Для рассмотрения обобщенного метода поиска новых технических решений определим несколько методов, которые наиболее часто применяются для решения технических задач в пищевой отрасли и машиностроении. Это методы, представленные цифрами в таблице 7.1:
1 - метод морфологического ящика;
2 - метод контрольных вопросов по Т. Эйлоарту;
3 - метод контрольных вопросов по Д. Пойа;
4 - метод семикратного поиска;
5 - метод алгоритма решения изобретательских задач;
6 - метод ступенчатого подхода;
7 - метод систематической эвристики;
8 - метод функционального изобретательства.
Наличие основных этапов решения задачи в некоторых из известных методов поиска новых технических решений выделено в таблице 2.2. Из данных таблицы видно, что во всех методах присутствуют этапы 3 и 6, в 85 % методов - этапы 4 и 7, в 50 % методов - этапы 1, 8 и 9, в 60 % методов - этап 2, только в 35 % - этап 10 и только 25 % методов - этап 5.
Таблица 1 - Этапы решения задачи
поиска новых технических решений в различных методах
|
Этапы
| Метод | Частота исполь-зования этапа, % | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
| Определение целесообразности постановки задачи | + | + | + | + | 50 | ||||
| Определение цели решения задачи | + | + | + | + | + | 60 | |||
| Сбор и анализ информации о задаче | + | + | + | + | + | + | + | + | 100 |
| Уточнение формулировки задачи | + | + | + | + | + | + | 85 | ||
| Формулировка идеального конечного результата | + | + | 25 | ||||||
| Поиск идеи решения задачи | + | + | + | + | + | + | + | + | 100 |
| Анализ и проработка идей | + | + | + | + | + | + | + | 85 | |
| Выбор рационального варианта технического решения | + | + | + | + | 50 | ||||
| Развитие и упрощение технического решения | + | + | + | + | 50 | ||||
| Обобщение результатов решения задачи | + | + | + | 35 | |||||
В результате предварительного анализа методов поиска новых технических решений можно сделать следующие выводы:
1. Представляется возможным построить обобщенный эвристический алгоритм поиска новых технических решений, который включает все основные этапы научного процесса решения технических задачи.
2. Определение функционального назначения этапов в известных методах позволяет выделить основные для использования в практическом решении задач поиска новых технико-тех-нологических решений.
Первый вывод означает то, что возможно создание специальных программных продуктов для использования методов творчества при решении научно-технических задач с применением вычислительной техники, что имеется в практической деятельности инженеров и ученых и позволяет существенно сократить время изыскания необходимых результатов, сокращается период проектирования. Второй вывод означает, что при организации научно-исследовательской, инженерной работы можно обоснованно выделить приоритетные направления работы, концентрировать для них основные интеллектуальные, материальные и другие ресурсы, а значит, в минимальные сроки достигнуть поставленных целей и задач.
Метод мозговой атаки
Метод мозговой атаки, или «мозговой штурм» относится к наиболее распространенным методам поиска новых технических решений. Метод является одним из наиболее простых, применяется в упрощенном виде давно. Например, известно, что попавшие в сложные условия мореплаватели-европейцы проводили опрос «как быть» всех членов команды (от младших до старших по возрасту).
Современный вариант «мозгового штурма» сформулировал американский психолог Алекс Осборн. Активно метод был востребован в Англии для решения проблемы борьбы с фашистскими подводными лодками во время второй мировой войны. В настоящее время такие популярные телепередачи, как «Что? Где? Когда?», «КВН» и многие другие являются типичными примерами применения различных модификаций «мозгового штурма» (брейнсторминга).
Метод применяется при коллективном поиске новых идей и решений, метод предполагает отсрочку критики и проведение поиска в два этапа (сессиями) генерирования идей и их экспертизы двумя группами.
Первая группа - «генераторы» - предлагает идеи, строго придерживаясь правила «запрет критики».
Вторая группа - «эксперты» - обсуждает и анализирует выдвинутые «генераторами» идеи.
При комплектовании группы «генераторов» идей в области разработки технологий продуктов питания, машиностроения (технологическое оборудование для пищевых отраслей) можно рекомендовать состав из 5-12 человек. В эту группу нельзя приглашать скептиков и критиканов, а рекомендуется привлекать людей с фантазией. Полезно в состав группы включить специалистов-смежников: технологов, специалистов по испытаниям и эксплуатации пищевого оборудования, специалистов отделов технического контроля, рекламаций, экономистов. Необходимо, чтобы в состав группы входили 1-2 человека «со стороны», не имеющие отношения к задачам создания технологий и конструкций оборудования.
При комплектовании группы «экспертов» в ее состав включают опытных конструкторов, руководителей подразделений, опытных технологов и других специалистов. Группа комплектуется в составе 5-10 человек. Для работы групп подбирается руководитель, который обеспечивает соблюдение правил «мозговой атаки», не пользуясь при этом приказаниями, не высказывая критических замечаний.
«Мозговая атака» продолжается 30-50 минут. Руководителем предварительно формулируется задача на решение проблемы, в экономических выкладках показывается значимость ее решения, даются вводные по условиям и продолжительности эксплуатации, характерным загрузкам и их продолжительности.
Идеи высказываются группой «генераторов». Они могут формулироваться индивидуально и коллективно с дополняющими формулировками, сопровождаться набросками, рисунками, показом диафильмов и кинофильмов, данными испытаний. Все идеи протоколируются или фиксируются с помощью магнитофона.
Список идей со всеми схемами и набросками, расчетами передается в группу «экспертов». Группа «экспертов» оценивает идеи, анализирует скрытые возможности в каждом высказанном предложении и определяет отдельные пути решения проблемы.
Таким образом, в основе «мозгового штурма» лежит распределение процессов генерирования идей и их оценки. Метод учитывает психологию не только отдельного человека, но и группы, коллектива. Психологически в коллективе люди по-иному реагируют на проблемы, чем человек, рассуждающий в одиночестве, в коллективе снимаются определенные ограничения, повышается активность мышления. Именно это позволяет на гребне психологического подъема выявить тщательно спрятанную подсказку для решения задачи. В процессе «мозгового штурма» появляется возможность создать так называемый процесс работы в «унисон» мышления всего коллектива. При этом, безусловно, коллектив способен на большее, чем один человек.
Существуют модификации метода «мозгового штурма», рассмотрим основные:
1. Групповой прямой (группа участников ищет все возможные решения поставленной задачи).
2. Групповой обратный (определяются недостатки в поставленной проблеме).
3. Групповой поэтапный (сначала ставится задача, затем варианты решений, затем варианты реализации, варианты внедрения и т.д.).
4. Индивидуальный (каждый участник должен за короткое время предложить не менее одного оригинального предложения).
На основе метода «мозгового штурма» допускается внесение в метод добавочных условий, однако общий принцип неизменен. Работая по методу «мозгового штурма», необходимо соблюдать следующие правила:
1. К участию допускаются все желающие, без ограничения возраста, специальности, должности и т.п. Желательно обойтись без руководителей. Руководитель должен выполнять функцию эксперта-оценщика наработанного коллективом «портфеля идей».
2. Всякая критика запрещена; работа ведется вне зависимости от занимаемых участниками должностей; исключаются всякие преследования участников о стороны руководства за качество предложенного.
3. Приветствуются любые идеи (фантастические или даже, на первый взгляд, сумасшедшие и т.п.), кроме явно хулиганских.
4. После этапа генерирования продумываются и анализируются все полученные идеи без исключения.
В результате работы по методу «мозгового штурма», как правило, остается 2-3 идеи, имеющие научную и (или) практическую, инновационную значимость. Именно эти идеи затем развиваются и прорабатываются. Авторов удачных идей целесообразно поощрять и привлекать к дальнейшей работе по их развитию. Работа по методу «мозгового штурма» в университете позволяет студентам сделать сравнительную самооценку собственных интеллектуальных возможностей, особенностей мышления. Каждому студенту целесообразно сыграть роль «генератора» и «эксперта». При этом студент определяет и устанавливает планку своих способностей, что имеет положительное воспитательное значение, формирует целенаправленность их в учебном процессе. Студенты открывают друг в друге новые положительные качества, у них развивается интерес к творческому мышлению, психологическое чувство собственных интеллектуальных возможностей.
Метод фокальных объектов
Метод фокальных объектов создан в 1925 году профессором Берлинского университета Фридрихом Кунце и усовершенствован в 1954 году американским изобретателем Чарлзом Вайнтингом. Название метода фокальных объектов связано с принципом концентрации множества идей на каком-либо объекте. Этот метод имеет название и метода сфокусированных объектов, что более точно отражает его сущность. Метод фокальных объектов является наиболее распространенным методом, основанным на случайностях.
Метод фокальных объектов включает:
1. Выбор фокального объекта, т.е. такого объекта, над которым предстоит работать, необходимо четко сформулировать цели усовершенствования объекта.
2. Выбор 3-4 случайных объектов; их выбирают откуда угодно, но как можно дальше от фокального объекта; подсказки не надо искать долго - пусть объекты сами проявятся и помогут изобретателю.
3. Составление списка признаков случайных объектов.
4. Генерирование идей путем присоединения к фокальному объекту признаков случайных объектов.
5. Развитие полученных сочетаний в результате ассоциаций, позволяющих получить выход на новые идеи.
6. Оценка идей и отбор из полученных решений наиболее оптимальных.
Метод фокальных объектов хорошо работает на выявлении простых решений в любой области изобретательства при поиске новых модификаций уже известных устройств и решений. В 70-х годах ХХ века на основе метода фокальных объектов рижский изобретатель Г. Буш разработал метод гирлянд случайностей и ассоциаций. Пример: в качестве фокального объекта выберем чайник, выберем случайные объекты: цветок, кино, сапоги. Подберем признаки:
- цветок: лекарственный, водяной, вьюн, многоцветный и с шипами, ...;
- кино: стерео, видео, звуковое, ...;
- сапоги: на каблуках, мужские, со шнуровкой, с ушами ... .
Переносим признаки и получаем множество вариантов, из числа которых выбираем два - чайник со звуковым сигналом на подставке колоколообразной формы; чайник с автоматическим отключением от сети с клювообразным носиком и ребристой поверхностью. Достаточно сложно бывает описать те процессы, которые происходят в мышлении человека. Нет ничего быстрее мысли, ассоциации, происходящие в мышлении, достаточно скоротечные. Известно, что в Уральском государственном профессионально-педагогическом университете (УГППУ, г. Екатеринбург) под руководством доктора педагогических наук С.А. Новосёлова ведется работа над решением задачи, как научить человека при помощи метода фокальных объектов сочинять стихи. Целью является не подготовка поэтов, а развитие у человека творчества, чувства ритма, рифмы, образного мышления. Ученые этого направления считают, что развитие поэтических способностей благоприятно влияет на формирование умений концентрировать мышление на определенном объекте или группе объектов, развивает абстрактное мышление умение вводить образные аналогии, систематизировать и развивать идею до уровня фантазии и целенаправленно использовать возможности интуиции человека. Другими словами, написание стихов может развивать и формировать комплексные творческие умения человека-специа-листа. Безусловно, поэтическое дарование является врожденной способностью к комплексному творческому мышлению, однако, фокусирование мышления, создание благоприятной обстановки для творческого процесса, несомненно, можно констатировать как факт. Нестихотворный текст допускает относительную непоследовательность логики изложения, стихотворный текст создает образные ассоциации, которые последовательно и логично развиваются в мышлении читателя. Ученые считают, что развитие основ поэтического умения у студентов - будущих специалистов - способствует формированию и развитию у них творческого мышления, позволяет раскрыть творческие возможности как для окружающих, так и для самих себя, что немаловажно в воспитании интеллектуальной личности.
Студенты, имеющие способности к сложению стихотворного текста, отличаются оригинальностью и точностью изложения идей. Рефераты таких студентов отличаются логической последовательностью изложения мыслей, точностью приводимых определений и формулировок, вдумчивостью, умением формулировать цели, задачи, выводы, выделяя главное и второстепенное; точно и однозначно воспринимают поставленные вопросы, дополняют ответы собственным видением.
Эти студенты отличаются умением аналитически мыслить, одинаково активно приступают к решению и сложных, и простых технических задач, легко осваивают методы научно-технического творчества, методологию научного исследования.
Метод синектики
Синектика представляет собой системный подход к коллективной творческой работе. Она предполагает рассмотрение и усовершенствование условий задачи. К условиям задачи подходят критически, и первым шагом на пути к решению задач синектической группой становится преобразование «проблемы как она дана» в «проблему как она понятна». Схема «синектики» представлена на рис. 1.
Рис. 1. Последовательность решения поиска
новой конструкции методом синектики
Слово «синектика» (греч.) означает объединение разнородных элементов по аналогии. Впервые использовать этот метод в изобретательстве предложил Уильям Гордон (США), в 1952 году создавший «Синектис» - фирму по подготовке изобретателей. Особенностью метода синектики является привлечение различных аналогий.
Для решения практических задач в области научно-техни-ческого творчества освоены четыре вида аналогий.
1. Прямая аналогия. Рассматриваемый объект сопоставляется со схожими по принципу действия из других областей техники или природы. Здесь широкое поле для применения бионики. Примером могут служить антикавитационные покрытия плотин по типу мха на валунах; или реагирующий только на подвижную цель прибор ретинотрон, построенный по принципу строения глаза лягушки; или самозатачивающиеся резцы Игнатьева, который их изготовил, взяв за основу строение кошачьих когтей.
2. Личностная аналогия (эмпатия). В основе лежит отождествление самого изобретателя с элементом проблемной ситуации, т.е. умение «войти в шкуру другого». Это похоже на этюды, выполняемые студентами театральных вузов.
Попробуем разобрать задачу получения ядра из грецкого ореха. Традиционный метод раскалывания молотком для производства неприемлем - долго, дорого, небезопасно. Представим себя ядром, которому надо освободиться от скорлупы. Крепость скорлупы определяется ее жесткостью и атмосферным давлением. Поэтому надо сделать так, чтобы внутреннее давление ядра на скорлупу было больше атмосферного (при прочих дополнительных мерах - разогрев и т.п.). Решение такое: поместить орехи в контейнер, из которого выкачивается воздух. При какой-то степени вакуума орехи должны раскалываться сами.
Таким образом, проникновение сознания изобретателя в суть самого предмета, прочувствование его действия помогает решить поставленную задачу.
3. Символическая аналогия. Ее еще называют абстрактной. Предлагаемой идее надо подобрать смысловую формулировку. Например: авторучка - орудие письма, создатель текста; автодорога - перевозчик груза, объединитель государств; пламя - видимая теплота и т.п. Теперь необходимо подумать, как распространяется, куда, как сохраняется… . И вот из этих общих рассуждений можно подойти к желаемому решению.
4. Фантастическая аналогия. Этот метод позволяет решать проблему в желаемом, идеальном варианте, чтобы все прошло «как в сказке». Задача может излагаться в виде мифа, сказки и т.п. в зависимости от фантазии автора. (Кстати, как известно, многие предвидения фантастов давно уже претворены в жизнь.). Фантастическое видение - отличное подспорье изобретателю. Недостаток метода - отрыв от закономерностей развития технических систем.
Метод контрольных вопросов
Метод контрольных вопросов (МКВ) разработан в Кембриджском университете Т. Эйлоартом в 1955 году. Метод применяют в форме монолога или диалога. Этот метод развивает мышление, последовательно ставя перед человеком наводящие вопросы, на которые нужно получить ответы:
1. Как можно по-новому применить объект?
2. Как упростить и модернизировать его?
3. Что можно увеличить (уменьшить)?
4. Что можно преобразовать, перевернуть?
5. Можно ли применить разные виды сырья, материалов, технологий?
6. Можно ли применить «национальный» подход (расточительное американское решение, сложное китайское, хитрое шотландское, временное российское)?
Для успешного решения вопросов следует: попасть в стимулирующую обстановку (лес, музей), привлечь фантастику, экономику, биологию, аналоги, поставить идеальную цель, так называемый идеальный конечный результат (ИКР).
Метод, по сути, близок к методу проб и ошибок, а расчет на правильное решение базируется на случайностях, но все-таки вероятность удачи выше. Применяются и другие списки вопросов: Д. Пойа, Г. Буша и другие.
Применять МКВ нужно там, где нет сложных технических проблем. И хотя это очевидная вариация перебора вариантов, все же МКВ дает человеку возможность оторваться от привычных представлений, преодолеть психологическую инерцию, раскрепостить творческие возможности, систематизировать варианты.
Метод семикратного поиска
Метод семикратного поиска разработан рижским изобретателем Г.Я. Бушем в 1964 году. В основу метода положено применение магического числа «7», которое считалось счастливым и широко использовалось древними греками. Например, семь чудес света, семь дней в неделе, семь нот и др.
Сомнения в отношении магического числа «7» имеются. Например, число «12» можно считать более совершенным. Такой стратегический подход может быть рассмотрен как возвращение к методу проб и ошибок. Однако не исключена возможность выхода на решение задачи именно после семикратного поиска, следовательно, имеет смысл применять этот метод. Согласно методу семикратного поиска развитие изобретательской интуиции происходит по следующей последовательности:
1. Анализ ситуации и общественных потребностей.
2. Анализ функции аналогов и прототипов.
3. Постановка и формулировка задачи.
4. Генерирование идей.
5. Конкретизация (конструкция, форма, материал).
6. Отбор оптимального варианта и альтернатив.
7. Развитие и реализация решения.
В процессе выполнения этого алгоритма последовательно ставятся семь вопросов: кто? что? где? чем? зачем? кем? когда? Ответы на вопросы в установленной последовательности позволяют получить обширную информацию, которая поможет найти решение поставленной задачи.
Дата: 2019-04-23, просмотров: 260.
