ПРИНЦИПЫ ИНЖЕНЕРНОГО ТВОРЧЕСТВА

• На главную
  
  
• Оглавление
  
  
• Введение
  
  
• Заключене
  
  
• Литература
  
  

5. Методология инженерного творчества



5.1. Предпосылки возникновения и необходимость изучения методологии инженерного творчества Современный характер революционных преобразований в промышленности развитых стран и переход нашей страны к рыночным отношениям привели к необходимости обучения будущих инженеров-конструкторов методам поиска новых инженерных решений, основанных на применении научно-технического творчества. Данная методология получила широкое распространение в промышленно развитых странах Владение методологией научно-технического творчества повышает производительность труда современного инженера в области малоподдающейся компьютеризации и определяет уровень его профессионального мастерства. Научная база методологии творчества была подведена достижениями в области наук, занимающихся исследованиями закономерностей развития техники, умственной деятельности человека, истории техники, кибернетики, теории систем, информатики, логики, психологии и других. Некоторые компоненты методологии, в частности, методы поиска, начали рождаться в период второй мировой войны, когда появилась потребность в принципиально новых технических системах. Этот период связан с появлением ракетных установок, проектом атомной бомбы и др. Новые технические системы требовали большой массы нововведений. К примеру, подготавливаемый к выпуску военный самолет требует 30% нововведений, а программа Союз-Аполлон потребовала 90% нововведений в разработках технических систем . В современных условиях формирования рынка средств механизации пищевого производства конкурентоспособность любого изделия находится в прямой зависимости от количества новых технических решений, реализованных в нём. При традиционной организации труда инженер занимается поиском новых технических решений 5-7%-тов своего рабочего времени. От этого зависит многое, а иногда и основное - успех изделия на рынке. Как успех конкретного изделия на рынке, разработанного конкретным разработчиком, так и общий рост научно-технического прогресса зависят от роста уровня производительности интеллектуального труда. Тем не менее, темпы роста производительности интеллектуального труда за последние 100 лет в 10 раз отстают от темпов роста производительности труда в сфере материального производства. А для того, чтобы удовлетворить потребность в развитии науки и техники идет перекачка труда в сферу интеллектуальной деятельности. Такой перекос требует кординальных способов решения. Необходимо обратить внимание на интенсификацию, труда разработчиков новой техники и в первую очередь на интенсификацию процесса поиска новых технических идей и решений. История развития науки и техники, а также специализации интелектуального труда в сфере поисковой деятельности аналогична развитию материального производства. Основные её этапы, представлены на рис.1.

Рис. 1. Схема интенсификации и развития материального и интеллектуального труда в сфере поисковой деятельности:
1-1 - натуральное хозяйство; 1-2- ремесленники; 1-3 - мануфактуры; 1-4 - индустриализация; 1-5 -гибкое автоматизированное производство; 2-1 - каждый инженер решает сам свои поисковые проблемы; 2-2 o профессиональное изобретательство; 2-3 - корпорация изобретателей; 2-4 - отдельные методы поиска для инженеров; 2-5 - методология поиска, фирмы профессионального поиска решений.

5.2. Основные компоненты методологии поиска инженерных решений Методология поиска новых технических идей и решений, как инструмент повышения производительности творческого труда включает в себя следующие основные компоненты: - рациональные методы и средства поиска новых технических решений, отражающие закономерности развития техники и опирающееся на логику мышления; - методы и средства настройки и регулирования творческой активности, опирающиеся на приемы психологической и физиологической активизации умственного труда; - специальное информационное обеспечение поиска новых технических решений; - искусство синтеза поисковых стратегий основанное на оптимальном и гармоничном использовании методов поиска и средств настройки; - методы и эффективные формы организации и управления поисковой деятельностью, обеспечивающие взаимосвязь методов и средств со сферой производства и экономики. 6. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПОИСКА НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ИДЕЙ И РЕШЕНИЙ Метод - это способ достижения цели. На заре развития человечества основным методом поиска новых решений являлся метод "проб и ошибок", заключающийся в переборе и опробовании возможных вариантов, не всегда достигающих цели физической и экологической безопасности, их реализации. Применение данного подхода стимулировалось ещё и тем, что долгое время процесс выдвижения новых идей (процесс технического творчества) считался не формализуемым. Мнение это поддерживалось как учеными-психологами, изучающими творчество, так и самими разработчиками. Однако возникновение практической потребности заставило изменить эту точку зрения. Сначала появились простые методы, которые можно выучить за 1 час, затем более сложные, для изучения которых требуется более месяца и соответствующая стажировка. В настоящее время насчитывается около 150 методов и их модификаций, которые сведены в 30 групп. Применение тех или иных методов вопрос творческий и зависит от характера решаемой задачи, подготовленности и особенностей разработчиков. Методы поиска позволяют рационализировать различные стороны поисковой деятельности и в своей основе опираются на различные подходы к анализу. Одни методы реализуют случайный поиск (они проще в обращении), другие - целенаправленный поиск (они более сложны, но и более результативны). Ряд методов основан на использовании логики анализа технического объекта, закономерностей его строения и развития. Это рациональные методы. Иррациональные методы опираются в основном на активизации творческих способностей человека, его фантазию, способность к возбуждению спонтанной деятельности головного мозга. Методы поиска могут быть также разделены на коллективные и индивидуальные. Классифицированные по этому принципу некоторые наиболее известные и чаще применяемые методы приведены в табл. 1.

Таблица 1.Классификация методов поиска

	Методы поиска коллективные	Методы поиска индивидуальные
	1.Мозговая атака (США). А.Ф. Осборн. 2.Функционально-стоимостный анализ Л.Д. Майлз(США), Ю. М. Соболев(РФ) З.Синектика (США). У. Гордон. 4.Индуцирование психоин- теллектуальной деятельнос- ти (Грузия). В. В. Чавчанидзе. 5.Коллективного блокнота. 6. Музейного эксперимента.	1.Метод контрольных вопросов. Т. Эйлоарт (Англия). 2.Морфологический анализ. Цвикки (Швейцария). 3.Метод фокальных объектов. Ч. Вайтинг. 4.Фундаментальный метод про- ектирования. Э.Метчетта (США). 5.Функционально-физическая методика конструирования. Р. Коллер (Германия). 6.Метод Ю.М. Соболева. (РФ) Метод экономического анализа и поэтапной отработки конструктивных решений. 7.Алгоритм решения изобрета- тельских задач. Г.С. Альтшуллер (Азербайжан).

Большинство методов довольно универсальны. Универсальность метода позволяет рассматривать почти любую проблему или любое затруднение в сфере человеческой деятельности. Это могут быть инженерные, изобретательские или рационализаторские задачи, задачи из области организации производства, сферы обслуживания, бизнеса, экономики, социологии, уголовного розыска, военных операций и т.д., если они достаточно просто и ясно сформулированы. 6.1.Группа методов мозговой атаки
6.1.1. Прямой мозговой штурм Braingstorming (США), Биржа замыслов (Чешское название), Idecnfidung (Германия) Это наиболее распространенный метод для коллективного поиска принципиальных подходов к решению проблемы. В конструкторской деятельности применим на стадии разработки технического задания (ТЗ) И технического проекта (ТП). Его автор американский исследователь, служивший во время Второй Мировой Войны капитаном судна береговой охраны, А.Ф. Осборн. Время возникновения метода 1953 год. Цель метода - стимулировать группу лиц к быстрому генерированию большого количества идей. Метод учитывает особенности психики человека и эффективность разделения труда, что при умелой организации выводит группу на уровень "интеллектуального взрыва". Работа проводится в несколько этапов: подготовка, проведение штурма, оценка и отбор идей, проработка и развитие наиболее ценных. Существует также разделение функций между участниками. определяющее формирование требований к участникам и их составу. Формируются группы генераторов и экспертов. Правило проведения этапа подготовки: четко формируется и записывается в общих понятиях проблема, затем она разбивается на некоторое число подзадач, решение которых должно привести к цели. При этом могут использоваться наводящие вопросы: Что должно быть сделано? Где это должно быть сделано? Как это должно быть сделано? Почему это необходимо? В подготовку также входит подбор фактического материала (аналоги, причины неудач, ограничения). На этом же этапе осуществляется подбор участников группы генераторов. В группу гераторов рекомендуется приглашать от 5 до 15 человек, обладающих богатым творческим воображением и фантазией с разносторонними интересами. При многократном использовании группы рекомендуется формировать постоянное ядро участников, составляющих половину группы. Вторая половина должна быть переменной и состоять из представителей различных служб предприятия, в зависимости от решаемой задачи, и посторонних лиц. далеких от решаемой проблемы, но заинтересованных в ее успешном решении. В группу экспертов подбирают квалифицированных специалистов с аналитическим складом мышления. Они участия в генерировании идей не принимают. При проведении мозгового штурма вводятся строгие правила игры: запрет критики, психологическая совместимость, отсутствие в группе авторитетов и социальное равенство участников, поощрение участников, свободная непринужденная форма обсуждения, приветствие любых идей, даже нереальных, комбинирование или усовершенствование идей, предложенных другими, ведение игры в очень быстром темпе. Ведущий руководит мозговым штурмом и является специалистом, имеющим опыт в проведении научных дискуссий и постановке задач. Он обеспечивает соблюдение правил для участников мозгового штурма, поддерживает непринужденную обстановку, непрерывность высказываний идей, заполняет паузу поощрительными репликами. Идеи высказываются в течение 20-25 минут, фиксируются на магнитофон или индивидуальные карточки. За хорошо организованный сеанс можно получить до 150 новых идей, значительно больше, чем, если будет подавать их каждый участник независимо друг от друга.

6.1.2. Теневая атака Это разновидность мозгового штурма, когда участники разбиваются на два кабинета: активный и теневой. Активный кабинет действует по принципам, описанным выше, а теневой кабинет, в который входят стеснительные участники, не высказывающие свои идеи вслух во время обсуждения, пишет свои предложения и передаёт экспертам. Среди таких идей чаще всего бывают наиболее обоснованные.

6.1.3. Обратная мозговая атака Направлена на выявление недостатков, ограничений, дефектов и противоречий, имеющихся в конкретной идее или в техническом объекте, который требуется усовершенствовать. Предварительная их оценка проводится участниками совещания, более тщательная экспертами, которые вычеркивают явно ошибочные утверждения, уточняя тем самым перечень обнаруженных недостатков. На втором этапе ведется поиск путей по ликвидации недостатков. При этом возможно использование правил обычной мозговой атаки.

6.1.4. Конференция идей Авторы этого метода инженеры из Германии В. Гильде и К. Штарке (1974 г). Конференция идей или метод двойной мозговой атаки рекомендуется для поиска подходов к решению сложных научно-технических и организационных проблем. Осуществляется метод выполнением следующих процедур: участникам рассылаются письменные приглашения с указанием цели мозговой атаки и разъяснением их роли в решении поставленной задачи; прилагаются правила проведения; число участников 30-40 человек; продолжительность 2,5-3 часа, включая 45-минутный перерыв. На первом этапе ставится творческое задание и проводится генерирование новых идей. После перерыва, на втором этапе мозговой атаки, генерирование идей продолжается, но с учетом критики, высказанной в перерыве, выступление участников строго регламентируется. После окончания конференции идеи оцениваются экспертами и рекомендуются к внедрению. 6.2.Группа методов контрольных вопросов Применение данных методов может в какой-то мере компенсировать коллективное решение группы, что позволяет выполнить штурм в одиночку, но используя накопленный опыт многих изобретателей, отраженный в списках наводящих вопросов. Методы применяются для психологической активации индивидуального творческого процесса. Списки вопросов предлагались различными авторами и разного содержания. Списки могут применяться в форме монолога изобретателя, обращенного к самому себе, или диалога, например, в виде вопросов, задаваемых руководителем мозгового штурма, членам группы генераторов идей. Изобретатель отвечает на вопросы, содержащиеся в списке, и рассматривает свою задачу с различных точек зрения. Существуют списки контрольных вопросов, предложенные отечественными изобретателями для совершенствования конкретного узла. По содержанию списки состоят из различного количества разноплановых вопросов. Широко распространены универсальные вопросники, составленные американскими исследователями Кауфордом (1954 г), С. Пирсоном (1957 г). А. Осборном (1964 г) и английским менеджером Т. Эйлоартом (1969 г). Предлагаемый Т. Эйлоартом список дает программу работы талантливого изобретателя, с фантастической настойчивостью пытающегося решить задачу методом проб и ошибок. Некоторые вопросы требуют развитого воображения, другие глубоких и разносторонних знаний. Есть вопросы, по-своему очень тонкие, свидетельствующие и о богатом опыте и наблюдательности Т. Эйлоарта. 1. Сформулировать все качества и определения предполагаемого изобретения. Изменить их. 2. Сформулировать задачи ясно. Попробовать новые формулировки. Определить второстепенные и аналогичные задачи. Выделить главные. 3. Перечислить недостатки имеющихся решения, их основные принципы, предположения. 4. Набросать фантастические, биологические, экономические, молекулярные и другие аналоги. 5.Построить математическую, гидравлическую, электронную, механическую и другие модели. 6. Попробовать различные виды материалов и энергий: газ, жидкость, твердое тело, гель, пену, пасту и др.: тепловую и магнитную энергии, свет, силу удара и др.: различные длины волн, поверхностные свойства и т.п. переходные состояния - замерзание, конденсация, переход через точку Кюри и т.д.: эффект Джоуля-Томсана и др. 7. Установить варианты, зависимости, возможные связи, логические совпадения. 8. Узнать мнение некоторых совершенно неосведомленных в данном деле людей. 9. Устроить сумбурное групповое обсуждение, выслушивая всё и каждую идею без критики. 10. Попробовать национальные решения: хитрое шотландское, всеобъемлющее немецкое, расточительное американское, сложное китайское и т. д. 11. Спать с проблемой, идти на работу, гулять, принимать душ, ехать, пить. есть, играть в теннис - все с ней. 12. Бродить среди стимулирующей обстановки (свалка лома, технические музеи, магазины), просматривать журналы, комиксы. 13. Набросать таблицу цен, величин, перемещений, типов материалов и т.д., разных решений проблемы или ее частей, искать проблемы в решениях или новые комбинации. 14. Определить идеальное решение, разрабатывать возможное. 15. Видоизменить решение проблемы с точки зрения времени (скорее или медленее), размеров, точности и т.д. 16. В воображении "залесть" внутрь механизма. 17. Определить альтернативные проблемы и системы, которые изымают определенное звено в цепи и, таким образом, создают нечто совершенно иное, уводя в сторону от нужного решения. 18. Чья это проблема? Почему его? 19. Кто придумал это первый? История вопроса. Какие ложные толкования этой проблемы имели место? 20. Кто еще решал эту проблему? Чего он добился? Определить общепринятые граничные условия и причины их установления. 6.3. Монолог изобретателя В настоящей время наблюдается тенденция возрастания роли коллективного изобретательства в техническом творчестве, однако из этого не следует, что индивидуальное изобретательство когда-нибудь исчезнет. Изобретательская идея всегда рождается в мозгу отдельного индивида, поэтому одних методов и приемов коллективного творчества недостаточно для успешной творческой работы изобретателя, независимо от того, ведется ли поиск решения задачи индивидуально или в творческом коллективе. Монолог - это речь действующего лица, обращенная к самому себе, речь наедине с собой. Монолог как индивидуальная речь для самого себя может иметь ярко выраженные эвристические свойства, если он превращается в диалог, когда субъект сам задает вопросы и сам на них отвечает. Вне всякого сомнения, что правильное, методологически обоснованное задавание вопросов - это искусство, в значительной мере определяющее возможность получения ответа, содержащего новую и нужную информацию. Установлено, что для творческой деятельности в области техники, для решения изобретательских и конструкторских задач важно выявить типовые трудности, сформулировать типовые вопросы и установить последовательность их задавания, составить вопросники. Вопросники могут быть специализированного характера - отраслевые, для определенного производства, для конкретной задачи. Ниже приводится универсальный вопросник, разработанный изобретателем из Прибалтики. Г.О. Бушем. 1. Как аналогичная изобретательская задача решалась: - по известным в течение последних десяти лет патентным материалам; - в других отдаленных областях техники? 2. Известны ли необычные решения этой задачи, отдаленно аналогичной задачи? 3. Можно ли достигнуть цели путем решения другой задачи (научной, технической, эстетической, организационной)? 4. Как можно решить задачу, если: - не считаться с затратами? - от ее решения зависит жизнь человека? 5. Как решалась бы задача, если главным критерием решения были: - яркая оригинальность; - уровень стандартизации и унификации? 6. Как решалась бы задача, если технический объект действовал бы в другой среде: - в космосе; - под водой; - в среде с экстремальными параметрами (температура, давление и т.д.)? 7. Нельзя ли отвергнутые в прошлом принципы решения использовать сейчас, при современных технических возможностях? 8. Можно ли предсказать решение задачи через 10- 15 лет? 9. Как, выглядит перечень всех, основных недостатков известных решений задачи? Каким должно быть решение, если устранить их? 10. На сколько процентов можно повысить эффективность, если усовершенствовать прототип до пределов возможностей его технического принципа? Имеется ли необходимость поиска нового технического принципа? 11. Что даст анализ побочных результатов мысленных и материальных экспериментов? 12. Найдите и проанализируйте шуточные идеи, каламбуры, эпиграмы, пословицы, ассоциирующиеся с условиями задачи? 13. Использовались ли в полной мере эвристические свойства аналогий? 14. Использовались ли эвристические возможности инверсий? 15. Использовались ли возможности эвристических изменений в пространстве? 6.4.Морфологический анализ Автор метода Швейцарский астроном Ф. Цвикки (1942г.) имел дело с многомерными таблицами классификации звезд и пришёл к выводу, что подобные таблицы можно строить и для описания морфологической структуры любых, достаточно изученных объектов и прогнознрования новых ещё не открытых комбинаций и решений. Цел метода - расширить область поиска решения проектной проблемы. В конструкторской деятельности метод чаше всего используется на этапе рабочего проекта (РП). Метод морфологического анализа состоит в разбиении проблемы на части, которые в какой-то степени можно считать независимыми, причем каждая часть имеет несколько вариантов решений. Конкретное техническое решение получают, взяв одно из возможных для каждой части. При проведении морфологического анализа строится матрица таким образом, что строками ее являются выполняемые изделием функции, oпepaции, или его структурные части, столбцы соответствуют вариантам конструкторского решения. Матрица может быть и "N"-мерной. При её построении может быть применен мозговой штурм. Число возможных конструктивных решений технической системы равно произведению вариантов технического исполнения компонентов системы по каждой строке. Конкретному конструктивному решению технической системы соответствует своя комбинация вариантов, взятых по одному из каждой строки. Принцип отбора состоит в том, чтобы из каждой строки выбрать именно то решение, которое при конкретных условиях получает наивысшее количество очков по некоторым "критериям", например, весу, стоимости, производительности. При значительном числе рассматриваемых факторов могут применяться методы оценки неформализованных проблем. Морфологическая матрица предназначена для стимулирования мышления и гарантирования того, что ни одно возможное решение проектной проблемы не будет упущено и на ее составление потратится гораздо меньше времени, чем при использовании других методов. Число возможных вариантов конструктивного решения технологической линии очистки и сортировки зёрносемян N=6*6*3*3*4=1296. Недостаток метода в том, что для его применения требуется знание структуры проблемы, и что, количество комбинаций очень быстро растет по мере увеличения количества функций и частных решений. Его преимущество в том. что он заставляет проектировщика расширить область поиска. Обычно опытные специалисты быстро осваивают этот метод, умело и хорошо применяют его в работе. Выявление функций или элементов и составление матрицы требуют несколько часов, полное рассмотрение частных решений - более недели. Поиск обычно прекращается, как только находится несколько новых, практически осуществимых комбинаций, и далее делается их эскизная проработка. Пример построения морфологической матрицы возможных конструктивных решений исполнения технологической линии очистки и сортировки зерносмеси для зерноперерабатывающего предприятия представлен в табл.2.

Таблица 2

	Признаки различения св-в компонен-тов зёр-носмеси	Варианты конструкций
		1	2	3	4	5	6
	I. Линей- ные размеры семян.	Сита вращ.	Сита тарелчатые	Сита плоские качающ.			Триеры с ячеистой пов-тыо
				с пробивны-мии отв.	с тканой пов-тью	с жалюзями
	II. Фрик- ционные св-ва пов-ти семян.	Винтовой сепаратор или винтовая горка.	Горка с транс-портером	Горка с неподвижной поверхностью
				из листа металла	из сетки проволочной	из сита пробивного	из тканых материалов
	Ш. Аэродина-мич. св-ва семян	Вертик. воздуш. канал	Наклонный воздушн. канал	Зерношвыря-тель швыряющ. зерно под углом к горизонту.	----	---	----
	IV.Удельный вес компонен-тов смеси	Встряхивае-мая вибро- поверхность	Механи- ческое кружало	Кипящий псевдоожи-женый слой с восходящим воздуш. поток.	---	---	----	-
	V. Bocпpия-тие поверх-ностью семян инородн. примесей -обвалакивае-мость	Сепаратор ферромагнитный порошок		Обвалаки- ванне семян гранулообраз. присадками	Обвалаки- ванне семян присадками изменяющимих признаки различия	---	----
		ленточный	барабанный

6.5. Метод Фокальных объектов Метод разработан американским исследователем Ч. Вайтингом в 1958 г. Цель метода перенос признаков случайно-выбранного объекта на совершенствующий объект выпускаемый на предприятии и нуждающийся в улучшении в связи с сокращением спроса и насыщением потребительского рынка или полная замена изделия, как товара оставляя неизменным основное функциональное его назначение. Метод фокальных объектов незаменим при разработке концепции товаров народного потребления, создании рекламы, определения возможностей нетрадиционного применения известных устройств. Он утилитарен, применяя его затруднительно решить сложные технические задачи производства, но он заслуживает внимания за положительное влияние на развитие творческих способностей и организацию поиска. Применим, как было уже указано, в маркетинговой деятельности. Для реализации этого метода рекомендуется: составить список случайных объектов (3-4 наименования): построить таблицу, аналогичную морфологической, но вместо элементов - случайные объекты, а вместо вариантов - свойства (характеристики, качественные оценки): - составить списки характеристик, или качеств случайных объектов и внести их в таблицу; - рассмотреть аналогии и ассоциации, возникающие при сопоставлении свойств случайных объектов с объектом, взятым в фокус внимания. Удачные таблицы можно использовать многократно для других объектов или для других составов группы. При коллективном анализе может быть применен мозговой штурм. 6.6. Метод экономического анализа и поэлементной отработки конструктивных решений Разработан российским ученый Ю.М. Соболевым в 1950 г. Применяя метод экономического анализа и поэлементной конструктивно-технологической отработки детали, имеют в виду не крупные решения конструкторских проблем, а упущенные мелочи. Экономическому анализу и поэлементной отработке подвергается создаваемая деталь, деталь текучего производства иди конструкция в стадии проектирования , когда все рабочие элементы узла определились. Метод предусматривает выделение основных и вспомогательных элементов конструкции, исходя из их функционального назначения и способов осуществления, При реализации метода работу начинают с разбивки детали на конструктивные элементы и нахождения слабых мест при их отработке. Под элементом подразумеваются любые конструктивные составляющие детали: материал, размер, допуск, галтелька, плоскость, резьба, чистота поверхности и класс точности, отверстие, фаска, радиус, лекальная кривая, сфера - все, что в той или иной мере характеризует деталь. Анализ начинается с разбивки детали на конструктивные элементы и отнесение каждого из них к основной или вспомогательной группе. К основным относятся элементы, от которых зависит выполнение эксплутационных требований, предъявляемых к данной детали. К вспомогательным относятся элементы, которые не влияют непосредственно на качество изделия. С момента разбивки детали на элементы она уже не является для конструкции единым целым - каждый ее элемент рассматривается как особая самостоятельная часть конструкции. При таком поэлементном подходе к анализу детали конструктору легко сосредоточить внимание на элементах, отчетливо увидеть их положительные и отрицательные стороны. Каждый элемент отрабатывается с целью взаимосвязанности, правильности допусков, максимального экономического использования материала, простоты изготовления. В результате анализа должны быть ликвидированы конструктивные недоработки, приводящие к излишним затратам, улучшена технология изготовления деталей, повышен коэффициент использования оборудования, снижена себестоимость изделия. 6.7. Фундаментальный метод проектирования Метод разработан Э. Мэтчеттом (Англия). Начиная с I960 года он преподается самим автором в Бристоле (школа Мэтчетта). Основная цель метода - научить проектировщика понимать и контролировать свой образ мыслей и более точно соотносить его со всеми аспектами проектной ситуации. Для этого используются следующие приемы: - применение "режимов мышления" (мышление стратегическими схемами, в параллельных плоскостях, с нескольких точек зрения, "образами" в основных элементах); - разработка языка, дающего возможность "мыслить о мышлении"; - подавление критических способностей для выявления творческой фантазии; - самоконтроль и самонастройка на отдельных этапах процесса проектирования. Делая основной упор на личный опыт, интуицию и мыслительные способности проектировщика, фундаментальный метод проектирования не предусматривает проведения научных исследований и испытаний для уменьшения неопределенности. Однако в методе широко применяется информационный поиск: - проектирование (выявление и разрешение конфликтов в многомерных ситуациях) идет с учетом закономерностей исторического развития технологии, что позволяет получать прогрессивные идеи и конструкции умозрительным способом; - в ходе обучения методу практикуется подробное ознакомление с другими, более практичными и простыми методами проектирования. В методе также большое внимание уделяется элементам рационального мышления (контрольные перечни вопросов, графическая интерпретация процесса поиска и мышления и т.д.). Э. Мэтчетт считает очень важным умение видеть процесс решения задачи как бы со стороны. При этом появляется возможность своевременно корректировать стратегии поиска. Его основной педагогический принцип заключается в том, чтобы начинать с методов, которые уже освоены учащимися, а не навязывать им совершенно новый метод, в который они, быть может, никогда не поверят и от которого откажутся при первых же признаках затруднения. По ряду причин фундаментальный метод проектирования не удается, без помощи его автора усвоить в полном объеме, но отдельные его части могут представлять интерес для инженеров, занимающихся разработкой и конструированием технических систем разных уровней. 6.8. Метод конструирования Метод появился в начале 70-х годов, автор - Р. Коллер. В его основании лежит функциональный анализ, который предполагает прежде всего полное абстрагирование от реальной конструкции анализируемого изделия и концентрацию внимания на функциях, которые это изделие должно выполнять. Все технические системы Р. Колер делит на три класса: машины, осуществляющие преобразование энергии, аппараты, осуществляющие перерабатывание веществ и приборы, осуществляющие преобразование информации. Процесс исследования разделяется на отдельные этапы. Постановка задачи включает описание цели, условий и ограничений. Первым шагом на пути от постановки задачи к конкретному решению является формулировка общей функции системы, подлежащей разработке. Под формулировкой общей функции понимается установление свойств и состояний входных и выходных величин в соответствии с заданной целью и с учетом ограничивающих условий. Входные и выходные параметры системы представляют собой функцию цели, которую необходимо достичь. Получив представление о связях "причина-следствие" общей системы (функциях), их заменяют раздельными сочетаниями определенных подфункций и только после этого занимаются поиском путей реализации отдельных подфункций. Важной особенностью метода Р. Коллера является последующее расчленение выделенной структуры подфункций на отдельные элементарные функции (неделимые элементы в функциональном анализе технических систем). Каждая элементарная функция характеризуется кроме выполняемой операции еще и преобразуемой величиной. Если же отвлечься от параметра на входе и параметра на выходе, то останется чистая операция (подобно математической) или. по определению Р. Коллера. основная операция. Таким образом, все функциональное разнообразие технических систем сводится к 12 основным операциям. Каждая операция имеет два значения: прямое и обратное (см. рис 2). В дополнение к основным физическим операциям Р. Коллер использует известные алгебраические (сложение, вычитание, умножение, деление, возведение в степень, извлечение корня, отыскание логарифма, интегрирование, дифференцирование) и логические ("и" "или", "не") операции. В общем случае для реализации требуемой функции можно предложить несколько комбинаций элементарных функций. Приведенные на рис.3 структуры функций технической системы "насос" поясняют сказанное.

Рис. 2. Физические элементарные функции или основные операции и их условные обозначения.

Рис. 3. Варианты компоновки основных операций (элементарных функций) технической системы "Насос".

После разработки структуры элементарных функций осуществляется фаза конструирования, включающая выбор физических эффектов и их носителей, реализующих их отдельные основные операции. Этот выбор производится с помощью разработанного Р. Коллером указателя, представляющего собой систематизированный подбор физических эффектов и явлений для отдельных основных операций. Такой специализированный информациооный справочник является хорошим вспомогательным средством для реализации определенных функций. Таким образом, предложенная Р. Коллером последовательность операций позволяет перейти от постановки задачи к принципиальному решению методически (с помощью правил). В результате появляется возможность говорить об автоматизации с помощью ЭВМ отдельны этапов конструирования. 6.9. Метод коллективного блокнота Цель метода - стимулировать творческую активность группы лиц. Метод основам на фиксировании спонтанно возникших идей у отдельных членов группы, коллективной их оценкой и дальнейшей доработкой удачной идеи. На практике это осуществляется таким образом. Каждый член группы получает блокнот, в которой в общих чертах, без детализации изложено содержание проблемы. В том же блокноте приведены данные, позволяющие уяснить суть проблемы. В течение месяца каждый член группы ежедневно в независимо от других ее участников записывает в блокнот возникающие у него в связи с рассматриваемой проблемой мысли. Затеи каждый даёт оценку этих идей для принятия решения по рассматриваемой проблеме. Наряду с этим он в тот же блокнот заносит предложения, наиболее целесообразные для исследования на последующем этапе работы, кроме того, в блокноте отмечаются идеи, которые касаются вопросов второстепенных для основной проблемы, но развитие которых может оказаться полезным для нахождения конечного решения. После этого участники обсуждения сдают блокноты координатору для подготовки на основе содержащихся в них материалов развернутой обобщающей записки. Естественно, что координатор должен быть не только специалистом в соответствующей области, но и творчески мыслящим человеком. Затем следует этап окончательного творческого обсуждения, на котором обобщается записка координатора. На этом этапе может использоваться мозговой штурм или другой метод стимулирования творческой активности. 6.10.Метод музейного эксперимента Предложен группой американских специалистов по синектике в 1970г. Цель метода - активизировать сознание для поиска конкретных технических решений. В процессе поиска используются музейные экспонаты, технические решения, реализованные в изделиях прошлых лет, выполненные на другой материально-технической основе. Особенность его заключается в следующем. Группа посещает музей истории техники и осматривает натуральные экспонаты древних культур эскимосов, полинезийцев, индейцев, африканских народностей, скифов, кельтов и т.д. При этой изучаются объекты и отбираются те из них, которые производят наибольшее впечатление техническим совершенством и оригинальностью для своего времени с точки зрения выполняемых ими функций. После возвращения из музея делается попытка реконструировать, возможный ход мысли древнего изобретателя. Реконструкция осуществляется по схеме синектического процесса в письменном виде. Разрешается использовать только те понятия, термины и объекты, которые были известны во время создания изобретения. Чаще всего на практике метод музейного эксперимента применяется лишь для обоснования концепций изделия. Однако он может иметь более широкое значение. Следует учесть, что технический прогресс осуществляется по закону спиралевидного развития. Однажды найденное техническое решение входит в золотой фонд технического творчества, к которому человек периодически возвращается на более высоком витке развития, в иных условиях, располагая уже другими техническими возможностями. По этой причине изучение истории создания древних изобретений нередко может способствовать созданию высокоэффективных современных изобретений. 6.11. Синектика Автор этого метода американский исследователь У. Гордон (1960г.). Слово синектика в переводе с греческого - совмещение разнородных элементов. Цель - направить спонтанную активность мозга и нервной системы на исследование и преобразование проектной проблемы. Основная особенность метода - задачи решают специалисты разных профессий или научных дисциплин, отличающиеся гибкостью мышления, широким диапозоном знаний и практического опыта. Работает синектическая группа полный рабочий день в течение нескольких недель - до решения проблемы. Как правило, руководит группой опытный специалист, хорошо знакомый с основами теории синектики. Количественный состав группы 5-7 человек. Обучение методике происходит путем включения специалиста, незнакомого с данным методом, в группу опытных участников и усвоение им в процессе работы основных приемов. Основное правило синектора - избегать шаблонного мышления, видеть задачу с разных точек зрения. Большое значение в методике придается формулировке технической задачи. Преждевременная четкая формулировка задачи, считают синекторы, приводит к затруднениям в поиске оригинальных решений. Часто обсуждение начинается не с формулировки задачи, а с рассмотрения сущности принципа, лежащего в основе данного процесса или с обсуждения некоторых признаков задачи, например, с рассмотрения общей функции, выполняемой создаваемым техническим объектом. Это дает возможность охватить в ходе обсуждения широкий круг общих проблем и использовать новые процессы и явления при выполнении функций, предусмотренных условиями задачи. Постепенно круг этих проблем (под влиянием вопросов руководителя) должен быть сужен. Генерирование изобретательских идей осуществляется на совещании синекторов. Схема современного синектического заседания представлена на рис.4. Важная особенность данного совещания - никто, кроме руководителя совещания не должен знать конкретных условий задачи. Одна из важных обязанностей ведущего - следить, чтобы все правильно поняли стоящую перед ними задачу, чтобы не было различий в "Задача как она есть" и "Задача как она понята". Заключительная часть синектического заседания - развитие и максимальная концентрация внимания к идее, признанной наиболее удачной. Обсуждение ее ведется уже на техническом языке данной проблемы. Заседание длится несколько часов и занимает малую часть общего времени решений поставленной задачи. Остальное время синекторы посвящают инженерному анализу, изучают и обсуждают полученные результаты, консультируются со специалистами, экспериментируют, а когда решение созрело, занимаются поисками наилучших способов его реализации.
Рис. 4. Схема синектического совещания: А - проблема, как она дана (ПКД) постановка проблемы в общем виде; Б - анализ проблемы, чтобы сделать ее знакомой; В - отсеивание первых решений; Г - проблема, как ее понимают (ПКП); Д - вызывающий аналогию вопрос (ВАВ); 1 - генерирование аналогий; 2 - развитие аналогий, обыгрывание аналогий, выявление их значений; 3 - использование аналогий, применение понятия аналогий к ПДК(А) и ПКП(Г); 4 - выбор альтернатив; 5 - новая идея? 6 - развить и оценить идею; 7 - поиск новых аналогий путем новых ВАВ(Д), повторение 2 и 3; 8 - возвращение к ПКП(Г), задание новых ВАВ(Д), повторение 2 и 3; 9 - новая формулировка ПКП(Г), повторение А, Б и 3. В процессе заседания обязательным является использование аудио- и видеотехники; повторное изучение, записи не дает, возможности пропустить какую-либо ценную идею в обстановке общего возбуждения. Каждый синектор должен владеть, по крайней мере шестью качествами, свидетельствующими о его творческой зрелости и одновременно являющимися важным средством для решения технических задач: - уметь абстрагироваться от обычного суждения, мысленно отвлечься от обследуемого объекта, выделить, сущность задания и научиться бороться с привычным ходом мышления; - иметь склонность к свободным раздумьям, доходя до уровня фантазии; - уметь сдерживать развитие найденных идей и верить в то, что впереди появятся лучшие; - благожелательно воспринимать чужие идеи, даже в случаях, когда они нечетко сформулированы; - иметь целенаправленность и уверенность в своих изобретательских способностях и способностях других участников; - находить в обычном необычное и в необычном обычное, уметь рассматривать в обычных предметах и явлениях нечто особенное, использовать это особенное в качестве исходного пункта для развития творческого воображения. Основными творческими приемами в синектике являются следующие виды аналогий: 1. Прямая аналогия. Рассматриваемый технический объект сопоставляется с похожим объектом из других областей техники или живой природы (например, мост и паутина, поток электронов и быстрый бег большой группы людей, сердце и насос и т.д.). 2. Логическая аналогия (эмпатия). Решаемый задачу вживается в образ совершенствуемого объекта, пытаясь слиться с ним воедино и проникнуть в механизм его работы, что помогает лучше понять задачу и условия ее осуществления. 3. Символическая аналогия. Выбранному на отдельном этапе ключевому представлению задачи (сущности предполагаемой идеи) нужно подобрать сжатую смысловую формулировку в виде короткого определения, состоящего из существительного и прилагательного. Например, храповой механизм - надежная прерывистость, пламя - видимая теплота, прочность - принудительная целостность и т.п. 4. Фантастическая аналогия. В устройство, решающее задачу, разработчик вводит какие-либо фантастические существа, выполняющие то, что требуется по условиям задачи или использует какие-либо фантастические средства, например, волшебную палочку. Аналогии в определенной мере делают незнакомое знакомым и знакомое незнакомым. В первом случае обнаруженные сходства позволяют решить проблему известными способами, а во втором появляется возможность взглянуть на проблему с неожиданной стороны, что может натолкнуть на новое оригинальное решение. 6.12. Инженерно-стоимостный анализ Автором метода является американский инженер Л.Д. Майлз. Анализ проводится группой по строго определенному методическому плану, включающему в себя идентификацию элементов, функций, стоимостей и цен. При этом производится сравнительный анализ конструкций и требований к ним, функций, экономических показателей, уточнение объектов анализа; поиск более дешевых альтернатив выполнения требуемых функций; отбор функционально приемлемых элементов более низкой стоимости; оформление выбранного варианта изменения конструкции. На всех этапах осуществляются не только технические, но и экономические (стоимостные) мероприятия, что послужило основой создания метода. Организационные особенности метода состоят в следующем. Руководством предприятия определяются лица, которые тщательно знакомятся со спецификой метода, приобретают определенный опыт и знания и становятся постоянными консультантами, образуют специализированную службу, работающую в направлении снижения издержек производства. Затем организуются комплексные бригады, состоящие из представителей конструкторских и технологических служб, производства, отдела снабжения, бухгалтерии и т.п. Сами консультанты стоимостный анализ не проводят. Они устанавливают основные критерии для однозначной и исчерпывающей оценки изделия; его технических данных, уровня качества. Для этого нужен определенный навык работы со стандартами, техническими условиям так же, как и навык по определению функций. Затем ими составляются подробные калькуляции себестоимости всех технологических операций, включающих трудозатраты на их выполнение и расходы на материалы и комплектующие изделия. Разрабатываются (используются) стандартные формы для расчетов и учета стоимостей и другой информации для оформления результатов анализа и т.п. После этого в изделии выделяются самостоятельные функциональные узлы для первоочередного рассмотрения. Консультанты организуют обучение методу членов комплексных бригад (это может происходить в процессе работы над изделием и длиться несколько месяцев). Они же исполняют председательские обязанности в комплексной бригаде, контролируют ее деятельность, рассматривают и предварительно оценивают результаты работы бригады, участвуют в переговорах между работниками внутри предприятия и вне его о вносимых изменениях, улаживают конфликты, которые могут возникать в процессе согласования и внедрения рекомендаций. К особенностям инженерно-стоимостного анализа относится используемый в нем способ определения "цены" функции - минимальных затрат на ее осуществление. Вначале определяют все те функции, которые должно выполнять устройство. Затем составляется перечень стоимостей (цен) самых дешевых из всех известных устройств, способных выполнять каждую из этих функций. Сумма этих стоимостей принимается как "цена" функции рассматриваемого устройства. Она, как правило, ниже существующей себестоимости изделия, что оправдывает поиск новых, более дешевых решений. Основной упор делается не на существующую себестоимость каждой детали, а на стоимость каждой функции. Анализу подвергается в первую очередь самые дорогие узлы и детали. Производству изделий со сниженной себестоимостью предшествует согласование результатов анализа с консультантами по инженерно стоимостному анализу и конструкторами подразделений. Последние проводят технический анализ, проработку и проверку предлагаемых рекомендаций, после чего руководство принимает окончательное решение о подготовке производства усовершенствованных деталей и узлов. Схема проведения инженерно-стоимостного анализа показана на рис. 5. Инженерно-стоимостныи анализ был положен в основу современного метода "функционально-стоиностного анализа" (ФСА). возникшего на основе работ Л.Д. Майлза (США) и Ю.М. Соболева. ФСА сейчас широко применяется в современной методологии проектирования и его изучают как самостоятельный метод на старших курсах при изучении дисциплины "Основы проектирования и САПР".
Рис. 5. Схема проведения инженерно-стоимостного анализа: I - этап определения;1,а - принятие идеи; 2 - этап творчества; 2,а - новые идеи; 3 - анализ и отбор; 3,а - наилучшая идея; 4 - защита; 4,а - пропаганда идеи. 6.13. Интегральный метод "Метра" Метод "Метра" разработан во французской Фирме "Метра" в 1972 г. под руководством И. Бувена и ориентирован на решение производственных и социально-экономических проблем. Интегральный метод "Метра" сочетает приемы мозгового штурма А. Осборна, синектики В. Гордона, морфологических матриц открытия А. Моля, выявление свободных ассоциаций путем "пробуждения сновидений", а также аналоговую методику "Метра". Комбинированный метод "Метра" может быть выражен в виде следующих формул: 1. Интегральный метод "Метра" = аналоговая методика "Метра" + морфологические матрицы Моля. 2. Аналоговая методика "Метра" = "мозговой штурм" А. Осборна + "пробуждение сновидений" + ...синектика В. Гордона. Аналоговая методика "Метра" состоит из следующих этапов: 1. Перед исследователями творческой группы ставится задача в той формулировке, в какой она была получена фирмой от заказчика. Например, фирма разрабатывала социопсихологическую мотивацию для привлечения потребителей к новым маркам безалкогольных напитков, изыскивала новые возможности эксплуатации заводского оборудования, создавала рекламу для новых изделий, выдвигала идеи для создания новых видов городского транспорта, предлагала новые пути использования электронной аппаратуры, разрабатывала конструкцию мебельных интерьеров и т.д. На этом этапе эксперт вызывает участников творческого процесса на свободное высказывание любых идей. 2. Проводится "расщепление" исходного представления об объект те на понятийный спектр в различных аспектах. При этом используется методика свободных ассоциаций. Так, например, свойства безалкогольных напитков "расщепляются" в зависимости от их проявления в области промышленного производства и в сфере потребления. В некоторых случаях разыгрывались психологические сцепки, выявляющие конкретные характеристики объекта. 3. Проводится пересмотр первоначальной формулировки, и к новой постановке задачи применяется мозговой штурм. Например, обсуждение "замены сэндвича новым продуктом для служебного завтрака" может быть изменено на "поиск нового продукта питания, достаточно калорийного, хорошо усваиваемого и предназначенного для питания вне дома". 4. Осуществляется развитие аналоговых представлении об объекте, позволяющих разделить задачу на ряд вспомогательных. Например, в задаче с сендвичем может быть выделена в качестве подзадачи необходимость обеспечить повторяющиеся изо дня в день удовольствие от потребления нового продукта. Выбор рабочих аналогий определяется мотивацией творческой группы. 5. "Путешествие в мир аналогии". Смысл этого творческого этапа заключается в свободном поиске отдельных аналогий с изучаемым объектом путем фантастических модельных построений. В известном смысле он приближается к пробуждению основных ассоциаций путем стимулирования "сновидений". 6. Анализ результатов, полученных из "путешествия в мир аналогий". Здесь снова, происходят возврат к поставленной проблеме, а выдвинутые аналогии переводятся на язык корректных деловых терминов. Таким образам, аналоговая методика "Метра" состоит из шести этапов и полностью включается в интегральный подход "Метра" Полная блок-схема интегрального метода содержит дополнительные и контрольные этапы, а также параллельную операцию построения морфологических матриц по методу А. Моля. Принцип построения матриц заключается в.следующем: составляют два независимых перечня свойств, характеризующих возможности фирмы-подрядчика и потребности фирмы-заказчика. Например, фирма-подрядчик может обладать такими возможностями, как первоклассные специалисты, опыт в данном виде производства, высокий уровень технологии, междисциплинарные исследовательские группы, международные связи. Фирма-заказчик может предъявлять требования к технической везопасности разрабатываемого изделия, нуждаться в точной технической информации, в экономических данных о продвиженин заказанного проекта, в информации о конкуренции, о внутрислужебных отношениях фирмы-подрядчика и внешней конъюктуре. На основании этих двух перечней в каждой клеточке матрицы происходит пересечение проблем, решаемых независимыми исследовательскими группами методом мозгового штурма. Обработка проводится по отдельным столбцам. Блок-схема интегрального метода "Метра" может быть описана следующим образом: Первый этап работы творческой группы начинается с формулировки проблемы и ее анализа. Одновременно вступает в работу контрольная группа, которая в этот период ограничивается постановкой проблемы. Второй этап - участники группы высказывают все свои идея и сомнения. Третий этап носит название "выбор" и разделяется на три одновременных процедуры: 1) "расцепление" понятия об объекте с помощью свободных ассоциаций; 2) выявление основных возможностей фирмы подрядчика и потребностей клиентуры; 3) комбинаторное построение морфологических матриц А. Моля. Четвертый этап - анализ первых полученных результатов и выдача их контрольной группе. На пятом этапе проблема формируется заново. Производится мозговой штурм измененной задачи и поиск решения. На шестом этапе различные методы решения сравниваются с исходными критериями поставленной задачи. На седьмом этапе проводится сопоставление первоначальных и найденных целей. Результаты выдаются контрольной группе, которая решает - продолжать поиск или прекратить работу. Восьмой этап - выбор окончательной цели поиска. Девятый этап - проведение операции "путешествие в мир аналогий Десятый этап - возврат к проблеме, сформулированной в корректных терминах. Одиннадцатый этап - повторный анализ полученных решений и сопоставление их с исходными данными. На двенадцатом этапе осуществляется обратная связь с контрольной группой и утверждение выбора решения. 6. 14. Метод индуцирования психоинтеллектуальной деятельности (ИПИД) Метод разработан под руководством академика Академии наук Грузии В.В. Чавчанидзе и служит для усиления творческой активности личности и группы людей в организационном процессе общения и активного интеллектуальиого взаимодействия. Основой метода ИПИД является психоителлектуальноя генерация (ПИГ), которая состоят в целенаправленном управлении творческой деятельностью ученых и научных коллективов благодаря соответсвуюней процедуризации той или иной формы интеллектуальной деятельности с помощью специальных психоэвристических программ. При этом предполагается доведение личности или группы людей до уровня решения задач и проблем, которые в условиях естественной трудовой и творческой активности не решались. Выявленный в психоэвристическом эксперименте эффект психоинтеллектуальной генерации представляет собой явление, вообще присущее всякой целенаправленной деятельности, протекающей в соответствующим образом организованной обстановке. В методе ИПИД резко очерчены границы процедуры проблемной ситуации, которые способствуют максимальной концентрации внимания участников эксперимента по обсуждаемой проблеме, благодаря чему они подмечают "невидимые" однотипные детали в, казалось бы, совершенно различных явлениях. Организация процесса ИПИД и ПИГ состоит: в подборе контингента участников эксперимента; распределений ролей (функциональных обязанностей) между ними; обеспечении экспериментов психоэвристической программой (ПЭЙ), а в ее отсутствие - схемой эксперимента, содержащей в себе необходимые сведения относительно процедуры обсуждения (ход эксперимента, пункты обсуждения, условия перехода от одного пункта к другому и т.п.); в обеспечении средств психоэмоционального воздействия, соответствующей обстановки, средств оргтехнического обеспечения и фиксации результатов эксперимеита. Во всех схемах психоэвристичвского аксперимента обязательно наличие: ведущего (проводящего) эксперимент; испытуемого, развивающего проблему; экспертов, играющих в разных формах ПЭП то активную, то относительно пассивную роли. В ряде форм в обсуждение включаются: оппонент, протеворечащий испытуемому, и координатор, организующий процесс общения участников эксперимента. Каждый из участников эксперимента выполняет возлагаемые на него функции и должен соответствовать предъявляемым к нему определёным требованиям. В психоэвристическом эксперименте присутствует ЭВМ, выполняющая вспомогательные функции в процессе общения участников обсуждения. Одновременно с подбором участников и распределением ролей между ними продумывается и внешняя обстановка, оргтехническое обеспечение и средства фиксации психоэвристического обсуждения. Почти каждый вид ПИД (психоинтеллектуалыной деятельности) требует особых форм и систем организации ПИГ, специфической мебели и интерьеров рабочих комнат. Так, например, ПИГ по решению научных проблем было бы целесообразно организовывать за круглым столом специальной конструкции с доступом к ЭВМ и соответствующим информационным обеспечением (табло - отображение машинной информации перед каждым участником на покатой поверхности стола, средства записи и фиксации результатов и др.). Немаловажное значение имеет форма и вид, стульев и кресел: они должны быть удобны, не вызывать усталости за сеанс ПИГ, вращаться вокруг своей оси (чтобы удобнее было общаться с соседями в любом радиусе, обращаться к средствам информации и т.п.). Следует обратить внимание на освещение и звуковую изоляцию помещения, на внешний вид, открывающийся из окна, с веранды, лоджии или балкона. Как видно этот метод сводится к созданию чисто психологических условий для решения творческих задач. Ход всего эксперимента и получаемые результаты фиксируются в виде протоколов с использованием стенографии, магнитофона, видеомагнитофона. Эксперимент протекает в форме беседы между ведущим и испытуемым с участием эспертов и машины. Ведущий, пользуясь услугами ЭВМ, ставят веред испытуемым вопросы в определённой последовательности, отработаниой зараннее и хранящейся в памяти машины с целью выявления основных аспектов и путей решения разрабатываемой испытуемым проблемы. Благодаря этому, обсуждение не принимает характера обычного спора, где каждый говорит, что, как и когда хочет, а получает целенаправленный характер, не позволяющий ни испытуемому, ни другим участникам отклоняться в сторонуот основного вопроса. Эксперимент начинается с опроса испытуемого относительно проблемы, состовляищей предмет его исследования. Результаты проведенного опроса испытуемого фиксируются и заносятся в блоки машинной памяти. Происходит окончательная формулировка проблемы и выделение основной подпроблемы, представляющей объект непосредственного интереса испытуемого. После этого ставится задача поиска решения проблемы. У испытуемого предварительно выясняются всевозможные подходы и методы, которыми пользуются (он сам и его коллеги) при решении такой проблемы (подпроблемы). После нахождения метода или подхода к решению выбранной проблемы оцениваются возможности решения на этой основе проблемы целиком. То же самое проделывается в том случае, если за исходные берутся другие подпроблемы. Далее, с помощью сравнительного анализа выбирают наиболее эффективный путь достижения цели. Эффективность оценивается как по общим критериям, присущим вообще всем психоэвристическим программам по планированию научной проблемы, так и специфическим, вырабатываемым отдельно в ходе каждого эксперимента. После нахождения принципиального решения или идеи проблемы начинается процесс планирования испытуемым своей работы по осуществлению решения поэтапно, в деталях. Обычно сеанс ЛИГ протекает за 1,5 - 4.5 часа; за квант - время "пигирования" обычно принимается 1,5 часа, так что оптимальным временем проведения считается 1,5; 3,0 или 4,5 часа. Иногда для решения сложной, большой по объему научной проблемы проводятся несколько сеансов ПИТ с суточным или более интервалом между ними. Такие сжатые, колоссальные по своей эмоционально-психологической нагрузке психоэвристические обсуждения на короткое время мобилизуют все мысленные резервы человека, заставляют его интенсивно думать, познать и ощутить широту и глубину стоящей перед ним научной проблемы. В отличие от других методов и приемов поиска новых технических решений (мозговая атака, аналогия, эмпатия, инверсия, морфологический анализ) ИПИД опирается на знания психологии творчества, на биологические закономерности, связанные с выявлением максимальной активности человека под влиянием реальных потребностей. Полнота и эффективность принципа обеспечивают методу ИПИД разнообразие находящихся в его распоряжении средств я возможность постоянно расширять их, эффективную организацию процедуры и широкую, область приложения. Эта делает его сильнее любого метода, проявляющего с ним определённые черты внешнего сходства. ИПИД протекает каждая раз по новой схеме в зависимости от рассматриваемой проблемы, с использованием ЭВМ и с выходом на систему отображения. Его применение может осуществляться и по специальному программированному пособию в виде вопросника. 6.15. Системотехника Цель этого метода - добиться внутренней совместимости между элементами системы и внешней совместимости между системой и окружающей средой. План действий: 1) определить входы и выходы системы: 2) найти систему функций, при помощи которой входы можно преобразовать в выходы; 3) подобрать или разобрать технические устройства для осуществления каждой из этих функций; 4) проверить полученную систему на внутреннюю и внешние совместимости. Системотехника малоэффективна при проектировании объектов, компактной конструкции, например, двигателей, в которых некоторые элементы, выполняют по несколько функций. Гораздо успешнее ее можно использовать для разработки поточных систем (технологий), в которых блоки физически разделены и выполняют каждый свою функцию. Чтобы определить границы системы и ее назначение, указываются необходимые ей входы и выходы. Для этого тщательно исследуются условия среды, в которой должна работать система, и запросы заказчика. Строится схема, которая состоит из условно изображенной проектируемой системы: стрелками обозначаются входные и выходные элементы взаимодействия. Нужно проследить, чтобы все существенные виды обмена материалами, энергией и информацией между системой и окружающей средой были указаны на схеме. Учитываются и временные зависимости между входами и выходами. Преобразование входов в требуемые выходы может осуществляться различными путями. Для этого проектируемая система должна выполнять соответствующие внутренние функции. Их определение, а также деление функций, на более дробные или объединение функций - важная часть работы. Каждую такую функцию вместе со связанными с нею входами и выходами изображают на второй схеме "вход - функция - выход". Входы и выходы, находящиеся внутри системы, соединяют между собой на схеме и отлаживают систему до достижения полной согласованности между ними, т. е. выясняют, откуда исходит каждое входное и куда направлено каждое выходное воздействие. Внутренняя согласованность функций системы достигается путем использования различных методов, включая метод проб и ошибок. При этом выявляются промахи, допущенные на предыдущих стадиях, находят необходимый уровень детализации функции и обеспечивают сохранение всех функций и связей между ними на выбранном уровне. Функции могут считаться достаточно детализированными, если на следующем этапе проектирования можно подобрать физически независимые устройства для выполнения, каждой функции. На данном этапе происходит поиск новых, или готовых уже решений для выполнения требуемых функций. При этом используются различные методы поиска новых решений. Преимуществом метода системотехники является жесткий контроль за формулировкой требований к входным и выходным характеристикам, что позволяет заранее выявить и устранить целый ряд неувязок и задержек, с которыми обычно приходится сталкиваться при координации конструкторских работ. Проверить полученную систему на внутреннюю и внешнюю совместимость можно различными методами. На ранней стадии проектирования при сравнении нескольких вариантов решений рекомендуется проводить математическое или экономическое исследование, например, методами теории сетей. На последующих этапах с помощью вычислительных машин или физических моделей можно провести испытания основных подсистем или всей системы на пропускную способность, устойчивость, чувствительность, себестоимость, надежность и т.д.