4. О постановке задач в техническом творчестве

В любой производственной и научно-технической деятельности ситуация изменяется каждый день и надо принимать решения для оптимизации результатов. Несоответствие ситуации на предприятии ситуации, сложившейся в окружающей предприятие среде: деловой, экономической, правовой, технической и др. порождает появление противоречий, которые необходимо устранить во избежание убытков. Противоречие – это дисгармония или несоответствие одного другому,

Противоречий в любой технической системе много, все они чре­звычайно разнообразны по форме и проявлениям, имеют преходя­щий, исторический характер, взаимосвязаны и взаимообусловле­ны. Они возникают между техническими потребностями общест­ва и возможностями данной технической системы (внешние противоречия), между параметрами и элементами технической си­стемы, частями и свойствами элементов (внутренние противоре­чия). Возникновение и разрешение противоречий диалектически взаимообусловлено: разрешение одного сопряжено с зарождением другого (в противном случае технический объект прекратил бы свое развитие). Они постоянно выступают как импульс к развитию, как внутренняя движущая сила во всех стадиях процесса их возникно­вения, развития и разрешения.

При поиске новых решений задача состо­ит не просто в обнаружении противоречий, а в раскрытии особен­ностей их проявления в техническом прогрессе, выяснении кон­кретного механизма действия противоречий как внутренних им­пульсов развития техники .

Выявляемые в процессе решения технических задач противоре­чия можно условно разделить на три типа: административные, тех­нические и физические .

Административными называют такие противоречия, которые присутствуют первоначально в самом факте возникновения изобре­тательской задачи, когда нужно что-то сделать, но как это сде­лать — неизвестно. Их эвристическая (подсказывательная) сила равна нулю, но именно они побуждают к техническому творче­ству.

Технические — это противоречия, возникающие между частями и параметрами системы при попытке их изменения: если известны­ми способами улучшать одну часть (параметр), то недопустимо ухудшается другая часть (параметр).

Физическими называют противоречия, заключающиеся в предъ­явлении к одной и той же части системы взаимопротивоположных требований. В такой ситуации возникает парадокс, присутствую­щий всегда в изобретательской задаче. Физические противоречия являются причиной технических.

Техническое противоречие можно трактовать и более широко, как всевозможные несоответствия и диспропорции между раз­личными характеристиками взаимодействующих элементов в раз­нородных системах связей и отношений. Они возникают в отдель­ных объектах и во взаимодействии между ними, между техниче­скими средствами и обрабатываемым предметом, между характе­ристиками объекта и работающим с ним человеком, а также меж­ду техническими потребностями, необходимостью и возможностя­ми. Изучение проблемной ситуации — это прежде всего выявление технических противоречий. Только после этого возможна формули­ровка определенной задачи.

Результатом разрешения технического противоречия становится создание технического объекта (системы), представляющего орга­нический синтез нового технического решения и элементов преж­них решений в новом целом (это справедливо даже по отношению к радикальнейшим техническим достижениям.

Административное или организационное противоречие появляется (возникает) при быстрых изменениях в окружающей среде, когда необходимо срочно к ним приспособиться конкретными действиями или когда произошла аварийная поломка оборудования, или случилось нечто непредвиденное (возникла нештатная ситуация, наступили форс-мажорные обстоятельства).

Административное противоречие является источником (причиной) постановки задач (любого типа и уровня), где необходимо корректно сформулировать, что дано (какая сейчас сложилась ситуация) и что требуется сделать, чтобы восстановить гармонию в бизнесе или в системе с оговоркой, что изменять окружающую среду нельзя.

Что традиционно происходит, когда преодолевают противоречия. Директор или главный инженер на производственном совещании сообщает руководителям служб предприятия, что так дальше жить и работать нельзя и надо что-то делать, а что и как делать должны ответить исполнители-профессионалы. Каждый из участников совещания выдвигает свои предложения – в результате появляется узел (клубок, набор) задач по профилю деятельности каждой службы со сложным и непредсказуемым их переплетением, а в каждой из этих задач выявляются свои и организационные, и технические, и технологические, и производственные, и снабженческие подзадачи, решать которые необходимо координировано и совместно, параллельно, а не последовательно, в чём и состоит искусство управления. В результате совещания появляется протокольное решение, в котором даются поручения каждому подразделению предприятия и персональные задания отдельным специалистам со сроками исполнения, что подкрепляется сетевыми графиками взаимоувязки всех работ.

Далее инженерно-технические работники предприятия делают постановку конкретных технических и технологических задач по каждой производственной операции для каждого выпускаемого продукта, для чего выполняют функционально-стоимостной, функционально-системный и функционально-структурный анализ по каждому изделию, в результате чего могут возникнуть десятки конкретных инженерных задач изобретательского или рационализаторского уровня. В условии этих задач в разделе «Дано» формулируется, что плохо и что есть в наличии на предприятии, чего недостаёт, т.е. формулируются исходные данные и граничные условия. В разделе «Требуется» указывается, что нужно изменить, чтобы стало хорошо и какие параметры должны быть достигнуты в усовершенствованном изделии, производственной операции, узле оборудования, предприятии в целом как системы.

Документ, содержащий комплексную постановку задачи, называется техническим заданием (ТЗ). В нём указываются все технические противоречия, которые должны быть устранены (решены, урегулированы), т.к. любая техническая система должна быть работоспособной, т.е. гармоничной без противоречий, а также на какие параметры, характеристики и качественные показатели надо выйти, чего нужно достичь, какой эффект получить, где, когда и за счёт чего.

Разработка технического задания дело сложное, требующее высокой инженерной квалификации, а часто и проведения научно-исследовательских работ. Именно в ТЗ определяется, сколько времени и денег необходимо потратить на решение задач и какие кадры, какой квалификации должны быть задействованы (привлечены) и на какой срок. В ходе разработки ТЗ выявляются все противоречия и недостатки в работе имеющегося оборудования и технологии. При выявлении и анализе технических противоречий подробно рассматриваются в комплексе, что улучшается, а что ухудшается при переделках или модернизации оборудования конкретного и системы в целом, например, технологической линии, производственного участка или цеха. Указывается также степень допустимых изменений, т.к. часто проще и дешевле заменить всю систему на другую, чем заниматься её усовершенствованием или реанимацией. Здесь же назначаются (выбираются) приоритеты и табу. В практике западных стран в большинстве случаев меняют оборудование на новое, чем обеспечивается конкурентоспособность предприятия.

При создании новых технических систем или оборудования противоречия не допускаются, иначе невозможно будет обеспечить работоспособность конструкции или технологии. Только переделки создают противоречия, т.к. изменяют оптимальные проектные решения и нарушают гармонию системы. Устранять противоречия при переделках оборудования, т.е. искусственно созданные, сложнее и дороже, чем заменить старое оборудование на новое не имеющее противоречий. Переделки технических систем – это главный источник мелких изобретений и рационализаторских предложений, которые продлевают жизнь старой техники и этим сдерживается технологический и технический прогресс, т.е. наносится вред развитию. Это как из-за нищеты перешивать одежду, которая износилась и вышла из моды, при этом теряется конкурентоспособность и статус владельца. Оборудование необходимо перепроектировать заново, чтобы не возникали противоречия, т.е. лучше заниматься профилактикой противоречий, чем их лечением. Чтобы обеспечить конкурентоспособность надо каждые 5-7 лет обновлять технологии с применением другого оборудования, но не заниматься переделками категорически – в этом секрет достижения японцами технологического прорыва, да и другими странами, т.к. это уже классика успеха.

Дороговизна переделок заключается в том, что запасных частей и комплектующих изделий для старого оборудования уже никто не выпускают и их надо изготавливать индивидуально, вручную, как уникальные музейные экспонаты, т.е. весьма дорого – это управленческое безумие. По аналогии, если автомобиль уже эксплуатируется 20 лет, пробежал более миллиона километров и трижды подвергался капитальному ремонту, то содержать его убыточно, а эксплуатировать опасно для жизни, как автомобиля, так и водителя.

Для того, чтобы ответить на вопрос, чем заменить устаревшее оборудование или технологию необходимо (обязательно) провести патентно-конъюнктурные исследования. Без них невозможно корректно поставить задачу на разработку новой технической системы. Патентные исследования предотвращают применение метода проб и ошибок, т.к. чётко указывают, что было сделано предшественниками в данной области техники или сфере деятельности, позволяют определить на какой стадии развития и совершенства находится современная техника и есть ли у неё будущее. Не помешает и узнать, а что нового разрабатывают конкуренты.

Патентные исследования – это фонтан новых идей, т.е. явная подсказка, что делать. Чтобы не делать своих ошибок и их предотвратить, нужно проанализировать ошибки, сделанные предшественниками и ввести их в условие задачи как ограничители, тогда пробы вариантов становятся не нужны.

Любое техническое задание на новую разработку должно базироваться на результатах патентных исследований. Техническое задание должно чётко характеризовать предыдущий уровень техники и какие новые функции и параметры работы нужно обеспечить в новой разработке, т.е. ТЗ даёт уже половину формулы изобретения (ограничительную часть) и цель разработки, а также те пределы и ограничения, которые переходить и допускать нельзя. Отсюда запасы прочности как степень незнания и расплата за это в виде утяжеления, удорожания, усложнения, неоптимальность, некон-курентоспособность, т.е. удаление от идеально возможного технического решения задачи. ТЗ должно задать только минимально необходимые функции – ничего лишнего не должно быть.

В ТЗ указываются цели и средства, что дано и что требуется сделать, а главное оговаривается в каких условиях изделие или техническая система будет эксплуатироваться и какие потребности удовлетворять. Указываются также пределы цены – иначе никто не купит.

Каждый изобретатель, хорошо овладевший методикой выполнения патентных исследований, после многократного их проведения, неизбежно сможет предложить ряд существенных отличий от прототипа, т.е. сделать изобретение в своей области работы. А ТЗ для изобретателя является указателем – какие существенные отличия от аналогов он должен разработать, чтобы соответствовать изменившейся конкурентной окружающей среде, т.е. обеспечить с ней гармонию без противоречий.

Смысл инженерного (изобретательского) творчества состоит в том, чтобы, улучшая техническую систему в целом, предотвратить ухудшение свойств её подсистем и, наоборот, а главное - с минимальными выбросами в окружающую среду и максимальным ресурсосбережением, особенно живого человеческого труда. Это и будет идеально возможным конечным результатом.

При постановке задач в техническом творчестве необходимо добиваться указанного конечного результата, тогда, со временем, возможно будет овладеть искусством оптимизации технических систем для любых условий их эксплуатации, т.е. стать гениальным изобретателем.

Во многих литературных источниках, да и из опыта изобретательской практики, утверждается, что корректно поставленная задача – это примерно 70% ответа на неё, т.е. важнее научиться искусно, мастерски, виртуозно ставить задачи, чем изобретать с нуля, а это невозможно без квалифицированного овладения практикой проведения патентно-конъюнктурных исследований. Изобретать с нуля – это брать штурмом в лоб твердыню неизвестности с максимумом жертв, это пример научно-технического идиотизма. Без аналогов делаются изобретения лишь на основании научных открытий после проведения комплекса прикладных научно-исследовательских работ по выявлению возможности их практического применения.

Почему постановка задачи самая трудоёмкая и сложная работа в изобретательстве? Это становится ясным при сопоставлении объёма информации, который необходимо иметь для решения задачи. Так, в постановочной части задачи необходимо ответить на вопросы: что нужно получить, сколько и когда, какого качества (цель), зачем, почему и для чего необходимо решать задачу (мотивация), что имеется в наличии из ресурсов для решения задачи и чего материального не хватает, какой информации не хватает (средства), ограничения окружающей среды и её характеристика (препятствия). Лишь после формулировки указанного минимума в ходе решения задачи остаётся ответить на вопрос как это сделать? – всего один вопрос!

Следовательно, успехи творчества всегда рождаются лишь из рутины повседневной научно-технической деятельности, когда критическая масса пролитого пота трудолюбия перейдёт во взлёт качества профессионализма.

Американцы советуют начинающим изобретателям придерживаться определённой системы творческой деятельности в рутине повседневных дел, которую назвали заповедями изобретателя. Они изложены ниже.

Американская помощь     

10 заповедей изобретателя, разработанных в американской изобретательской ассоциации. Они имеют подзаголовок: "Как удержать в голове перспективную идею":

1. "Держи под рукой блокнот. Эдисон имел его даже в ванной.

2. Никогда не надейся, что удержишь в памяти хорошую идею.

3. Запиши идею и сделай набросок. Графический образ, как правило, запоминается лучше.

4. Отбрось все дела и сконцентрируй внимание на идее и ее развитии.

5. Новую идею легче воспроизвести в памяти, когда есть исходная база, к которой можно вернуться.

6. Новые идеи всегда сопряжены с риском, а риск противоречит человеческой натуре. Память сотрет идею, если будешь невнимателен.

7. На стадии обдумывания идеи не рассуждай "почему?" и "возможно ли это?". Твори. Твои руководители и подчиненные со временем скажут тебе, в чем твои ошибки.

8. Нацеливай идею на будущее. Записывай все, что может пригодиться. Позже что-то отсеется, но кое-что и останется.

9. Остынь. Вернись к своим записям на следующий день.

10. Десятая заповедь? Да, была ведь и десятая, но мы забыли ее записать. Где же ее теперь искать?"