Методы и инструменты поиска инновационных решений

шение и реализацию задачи на высоком инновационном и экономи-

чески эффективном уровне. В основе этих методов лежат попытки разобраться в сути проблемы, выявить процедуры, допускающие разную трактовку, определить элементы и свойства, приводящие к противоречию, снять это противоречие.

Методы этой группы позволяют от хаотического поиска идей перейти к структурированному выдвижению новых идей. Здесь все внимание отдано взаимосвязям внутри объекта с ориентацией на определенную систематизацию. Причем для каждого типа задач требуется использование гармоничного сочетания логической и интуитивной составляющей творческого мышления.

На рис. 1.3 показаны составляющие творческого мышления илогическаяиинтуитивнаястратегии систематизированного поиска.

Рис. 1.3. Составляющие творческого мышления

Наиболее известные методы систематизированного поиска:

♦Методика системного анализа функций;

♦Функционально-стоимостный анализ;

♦Функциональный анализ;

♦Метод поэлементного экономического анализа;

11

♦Метод конструирования Р. Коллера;

♦Функциональный метод проектирования Мэтчетта;

♦Морфологический анализ;

♦Метод контрольных вопросов3.

Данные методы выражают суть технологии решения творческих задач и обеспечивают выявление, обработку и упорядочение системы закономерностей, механизмов и методологических средств конструирования нового задания и целеустремленных способов деятельности на основе обобщения прежнего опыта и опережающего отражения моделей будущего с целью решения поставленной задачи наиболее эффективно.

Цель – упорядочить перебор вариантов, повысить его целенаправленность, активизировать процесс выдвижения новых идей и поиска решения, опираясь на логику мышления и логику произвольного поиска.

Методы систематизированного поиска новых идей и решений способствуют формированию наиболее вероятного направления решения задачи путем использования различных аналитических подходов (системного, функционального и их сочетаний), учитывающих правила и закономерности рационального мышления. Данные методы позволяют упорядочить перебор вариантов решения и увеличивать их число.

План действий. Методы систематизированного поиска можно рассматривать как одну из технологий поиска новых идей и решений. Каждый метод представляет собой определенным образом упорядоченную последовательность основных и вспомогательных эвристических приемов со своими поисковыми (эвристическими) акцентами. Процесс решения задачи предусматривает:

♦поиск вероятных направлений разрешения проблемной ситуации;

♦выбор наиболее перспективного направления исходя из потенциальных возможностей основных поисковых приемов и эври-

3 Данные методы подробнее рассматриваются ниже.

12

стических акцентов метода, который в наибольшей степени удовлетворяет рассматриваемой задаче;

♦выбор способа решения задачи;

♦анализ полученных решений относительно осуществимости и степени эффективности использования.

Целесообразность применения конкретного метода в каждом случае определяется в зависимости от задачи.

Результат. Методы дают в качестве результата значительное увеличение числа выдвигаемых идей и вариантов решения при повышении их качества.

Достоинства. Методы доступны в освоении и позволяют решать относительно сложные задачи.

Недостатки. Однако эти методы не гарантируют получение оптимального решения творческой задачи.

1.Методы систематизированного поиска могут использоваться как в процессе групповой, так и индивидуальной работы.

2.Каждый из методов имеет свою область использования, свои особые смысл, сложность, эффективность и, разумеется – приверженцев и противников.

3.Одни и те же эвристические приемы имеют различную эвристическую ценность для разных лиц.

1.4. ЭВРИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Эвристика (в переводе с греч. – отыскиваю, открываю) – эмпирическое правило, упрощающее или ограничивающее поиск решений в (сложной) предметной области, в которой человек не может дать точный алгоритм решения [17].

Существуют три способа получения новых идей.

1. Формулирование проблемы в более общем виде, замена частной цели более общей, замена условий задачи настоящего времени на требования будущего. При этом задачу рекомендуется сформулировать на уровне наиболее общего физического

13

принципа действия, используя многократное ступенчатое формулирование задачи с постепенно увеличивающейся степенью общности.

2.Генерирование идей путем индуктивных и дедуктивных выводов: в контексте задачи осуществляются поиск и интерпретация аналогов, метафор, синонимов, загадок, персонификаций, моделей, идеализации, формализации и т.д., причем наиболее ярко выраженной эвристической формализацией обладают аналоги.

3.Отсутствие предварительной оценки степени общности аналогов. Наиболее часто используются: случайный поиск разнообразных ситуаций, предварительное ограничение вида ассоциаций, предварительное упорядочение кодов, связанных с проблемной ситуацией (графы, матрицы, тезаурусы, синкреты), и ассоциативный поиск других упорядоченных систем.

Множество известных эвристических методов имеет иерархическую структуру, первичными элементами которой являются правило и принцип. Методологическое правило – это предписание, разрешение или запрет на выполнение операции или предметного действия. Методологический принцип – целенаправленная руководящая идея для выполнения определенной методологической деятельности. Упорядоченное, конкретизированное множество целенаправленных правил становится методом, причем упорядочению подлежат только правила типа предписаний. Методические правила, приемы, методы в принципе можно формализовать, при этом степень формализации зависит от уровня развития науки. Однако полная формализация эвристических методов далеко не всегда возможна.

Метод проб и ошибок известен с давних времен. Суть такого метода заключается в последовательном выдвижении и рассмотрении всевозможных вариантов решения (проб). Если выдвинутая идея оказывается неудачной (ошибкой), ее отбрасывают, а затем выдвигают новую. Правила выдвижения идей при этом отсутствуют, может быть выдвинута и нелепая идея. Пробы и ошибки могут быть мысленные или экспериментальные.

14

Сегодня известно несколько десятков методов поиска изобретательских идей. Основными из них являются:

♦методы контрольных вопросов;

♦мозговой штурм;

♦синектика;

♦морфологический анализ и др.4

Затем появилась алгоритмическая методика.

Метод контрольных вопросов. Изобретатель использует чу-

жой или свой список вопросов. Например, в списке А. Осборна имеются группы вопросов: как упростить объект, что можно увеличить, что можно перевернуть и т.д. (всего 9 групп, в каждой по несколько вопросов). Метод противоречив: список должен быть длинным, чтобы не пропустить нужную подсказку, и список должен быть коротким, чтобы не запутаться и быстрее решить задачу.

Мозговой штурм. Процесс генерирования идей отделен от процесса их оценки. Это целесообразно психологически, ибо некоторые лица, участвующие в штурме своего мозга, если они во время решения изобретательской задачи подвергаются критике, не могут свободно (продуктивно) выдвигать свои идеи. Существуют определенные правила порядка высказывания идей и их оценки (другой группой лиц). Однако постепенно выяснилось, что метод более пригоден для организаторских и менее пригоден для изобретательских задач, особенно современных.

Синектика является усовершенствованной разновидностью метода мозгового штурма. По этому методу работает не случайная (как в мозговом штурме), а постоянная группа методистов. При поиске идей они поочередно используют известные в методе синектики четыре аналогии. Этот метод применяется в США, он лучше предыдущих, однаконеиспользует полезныхрекомендаций другихметодов.

Эвристический прием – краткое правило или указание, как преобразовать имеющийся прототип или в каком направлении нужно искать, чтобы получить искомое решение задачи технического

4 Некоторые из этих методов рассматриваются ниже.

15

творчества или разрешить имеющееся в такой задаче противоречие, или найти выход из затруднительной ситуации, которая может появиться в любой области практической деятельности человека. Эвристический прием обычно не дает однозначного указания, как преобразовать прототип, он содержит «подсказку», которая облегчает получение искомого решения, однако не гарантирует его нахождения. Например, «заменить трение скольжения трением качения» и т.п.

Существуют индивидуальные фонды эвристических приемов, межотраслевой фонд эвристических приемов, которые являются главной составной частью метода эвристических приемов, обобщенного эвристического метода.

1.5. МЕТОД ПРОБ И ОШИБОК

Метод проб и ошибок – один из самых древних методов решения задач, суть которого заключается в бессистемном переборе всевозможных вариантов, но, как правило, в привычном для решающего индивида направлении, которое получило название «вектор психологической инерции». Этот метод вполне применим в случае несложных задач, особенно если за их разрешение берется специалист, владеющий различными методами и имеющий практический опыт решения задач. Однако этот метод экономически нецелесообразен, так как при этом уходит много времени и средств [50].

Метод проб и ошибок – это использование последовательного выдвижения и рассмотрения всевозможных вариантов решения, отбрасывание неудачных и субъективная оценка пригодности или непригодности идеи (рис. 1.4).

Область применения:

♦решениеизобретательскихзадачнапервомуровнесложности;

♦решение любых исследовательских задач.

План действий:

1. Идея возникает по формуле «А что, если сделать так…».

16

2.Анализ идеи, ее оценка, введение корректировки.

3.Последовательное повторение пп. 1, 2 до достижения приемлемого результата.

Рис. 1.4. Схема применения метода проб и ошибок

Достоинства:

♦простота, естественность, доступность (нет необходимости

визучении);

♦эффективность при решении несложных аналоговых задач;

♦надежно работает при решении исследовательских задач.

Недостатки:

♦большие временные к энергетические затраты при решении сложных задач;

♦отсутствие надежных критериев оценки решения при работе со сложными задачами;

♦недостаточное использование чужого опыта и в особенности достижений организационно-технологического развития человеческой цивилизации;

♦субъективизм, проявляющийся в том, что, во-первых, уровень решений соответствует уровню развития личности, и, вовторых, неэффективность в решении искусственных и неорганических задач (техника, технология, информатика и др.);

17

♦невозможность прогноза развития систем и выявления будущих проблем и задач;

♦издержки неудачных проб.

1.6. АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ

Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) – раздел теории решения изобретательских задач – ТРИЗ, предназначенный для решения нестандартных (с точки зрения ТРИЗ) задач повышенной сложности. АРИЗ разработан Генрихом Альтшуллером и представляет собой алгоритмическую программу для детального анализа задачи с пошаговым продвижением к решению [6, 7].

Название «алгоритм решения изобретательских задач» впервые использовано в приложении к «Экономической газете». Аббревиатура АРИЗ впервые применена в книге «Алгоритм изобретения»5. В дальнейшем модификации АРИЗ включали указание на год создания, например, АРИЗ-71, АРИЗ-77… Последняя модификация АРИЗ, разработанная Г.С. Альтшуллером, – АРИЗ-85-В.

АРИЗ включает три основных компонента:

♦программу;

♦информационное обеспечение;

♦методы управления психологическими факторами.

1. Программа АРИЗ представляет собой последовательность операций по выявлению и разрешению противоречий (см. основную линию решения задач по АРИЗ, п. 2.3), анализу исходной ситуации и выбору задачи для решения, синтезу решения, анализу полученных решений и выбору наилучшего из них, развитию полученных решений, накоплению наилучших решений и обобщению этих материалов для улучшения способа решения других задач. Структура программы и правила ее выполнения базируются на законах и закономерностях развития техники.

5 Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. М.: Московский рабочий, 1969. 272 с.

18

2.Информационное обеспечение питается из информационного фонда, который включает систему стандартов решения изобретательских задач; технологические эффекты (физические, химические, биологические, математические; в частности, наиболее разработанные из них в настоящее время– геометрические); приемы устранения противоречий; способыприменения ресурсов природыитехники.

3.Методы управления психологическими факторами необходимы, поскольку программа АРИЗ предназначена не для компьютера, задачи решаются человеком. При решении изобретательских задач у решателя возникает психологическая инерция, которой необходимо управлять. Кроме того, эти методы позволяют развивать творческое воображение, необходимое для решения сложных изобретательских задач.

АРИЗ-85-В достаточно сложный инструмент. Не рекомендуется его применять без предварительного изучения основ ТРИЗ и основательной проработки видов противоречий, основной линии решения задач по АРИЗ илогики АРИЗ.

При решении задач по АРИЗ не спешите, тщательно обдумывайте и записывайте формулировку каждого шага. Обязательно записывайте все соображения, возникающие по ходу решения задачи. Помните, что АРИЗ – инструмент для мышления, а не вместо мышления.

Прежде чем приступать к решению задач по АРИЗ, проверьте: может быть, ваша задача решается по стандартам на решение изобретательских задач. АРИЗ – инструмент для решения нестандартных задач.

К основным понятиям АРИЗ относятся: противоречия и идеальный конечный результат (ИКР). Различные технические средства создавались и создаются для удовлетворения тех или иных потребностей человека. Потребности растут значительно быстрее возможностей их удовлетворения, что и является своего рода источником технического прогресса. Проектирование новых объектов чаще всего подразумевает улучшение тех или иных технических параметров системы. Сложные изобретательские задачи

19

(неизвестных типов) требуют нетривиального подхода, так как улучшение одних параметров системы приводит к недопустимому ухудшению других параметров. Возникают противоречия.

Прежде всего, уясним, что такое противоречие и какие его виды присущи техническим системам. «Противоречие – взаимодействие противоположных, взаимоисключающих сторон и тенденций предметов и явлений, которые вместе с тем находятся во внутреннем единстве и взаимопроникновении, выступая источником самодвижения иразвития объективного мира и познания». Противоречия чаще всего возникают при попытке что-то изменить в системе. Улучшая систему, одну ее часть (подсистему), свойство или параметр, мы невольно ухудшаем другие.

Обычно эти противоречия пытаются сгладить: чуть-чуть улучшить один параметр и чуть-чуть ухудшить другой, находя компромиссные решения. При этом не устраняется первопричина возникновения противоречия, и через некоторое время вновь приходится возвращаться к этой задаче.

Более правильно – разрешить имеющееся противоречие. Для этого мы должны выявить противоречия и причины их возникновения, а затем разрешить их, получая решение. Решение задач по АРИЗ представляет собой последовательность действий по выявлению и разрешению противоречий, причин, породивших данные противоречия и устранению путем использования информационного фонда. Так выявляются причинно-следственные связи, суть которых – углубление и обострение противоречий.

Для этого в АРИЗ рассматриваются три вида противоречий:

♦поверхностное противоречие (ПП);

♦углубленное противоречие (УП);

♦обостренное противоречие (ОП).

Г. Альтшуллер их назвал соответственно:

♦поверхностное – административное противоречие (АП);

♦углубленное – техническое противоречие (ТП);

♦обостренное – физическое противоречие (ФП).

20