Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Системное мышление формирование и развитие. Учебное пособие
.pdf
Глава 5. Изучаем системы вразвитии...
лампе. Эта лампа заполнена газом и никуда не подключается, но
рядом устанавливается специальный высокочастотный генератор.
Под действием высокой частоты молекулы газа возбуждаются и
излучают свет...
Историю развития системы местного освещения, как и любой
другой системы, можно представить в виде схемы, состоящей из
длинной цепочки сменяющих друг друга систем с различными
принципами действия, подсистемами, надсистемами и связями
между ними. Такая схема носит название «Системный оператор»,
так как позволяет ориентироваться во всей генетике системы, или
«Схема многоэкранного мышления» — из-за необходимости при
работе с системой быстро представить в своем воображении всю
эту структуру (рис. 5.4).
Рис. 5.4
И чем больше «экранчиков» вы сможете увидеть, чем больше
связей установить и учесть, тем легче будет вам сделать и принять
71
Часть 1. Функционально-системный подход иего инструменты
выявленные в процессе генетического анализа общие законы развития технических систем:
1. Развитие любой технической системы идет в направлении
повышения уровня ее идеальности.
Следствия:
1.1. Техническая система идеальна, если ее нет, а функции систе-
мы выполняются.
1.2. Повышение уровня идеальности системы происходит за счет
усложнения надсистем и/или увеличения количества функций.
2. Развитие частей системы идет неравномерно — через возник-
новение и преодоление противоречий.
3. Исчерпав возможности своего развития, техническая система или вырождается, или консервируется на определенном уровне, или ее рабочий орган входит как подсистема в новую систему.
Кроме общих законов, которые составляют, если можно так
выразиться, идеологию ТРИЗ, ее основную сущность, есть еще законы синтеза системы и законы развития системы. Эти законы
будут подробно рассмотрены в следующих разделах, хотя отдельные их положения уже просматривались в ходе генетического анализа, к которому мы будем еще не раз возвращаться.
При генетическом анализе искусственных объектов их достаточно часто сравнивают с объектами живой природы, каждый из
которых тоже достиг очень высокого уровня развития и по-своему
совершенен. Принципиальная разница между ними заключается в
том, что эволюция объектов живой природы — от простейшей
амебы до сложнейших белковых организмов — происходила в
естественных условиях их взаимодействия с внешней средой как
борьба за выживание. И каждый этап этого совершенствования —
это тоже разрешение противоречия, но возникшего, например, в
связи с резким изменением температуры или исчезновением вида,
который служил традиционной пищей.
Изменение же искусственных объектов происходит только в связи с ростом потребностей самого человека. Одна из таких потреб-
ностей, чисто социальная, — стремление выделиться среди окру-
72
Глава 5. Изучаем системы вразвитии...
жающих, проявить свою индивидуальность — может быть реализована через систему условных ценностей. Такой системой
ценностей современное общество чаще всего считает количество
и качество принадлежащих данному человеку вещей. Отсюда —
безудержная погоня за все новыми и новыми вещами, чтобы както выделяться в толпе, отсюда — тот тупик, в котором все яснее
начинает ощущать себя современное общество потребления. Ведь
общество — это тоже искусственная система, и его развитие подчиняется тем же объективным законам...
73
Глава 6.
От системного анализа
проблемы— к поиску ее
решения: алгоритм решения
проблемных ситуаций
На примерах поиска решения четырех изобретательских
задач вводятся и детально анализируются основные
элементы алгоритма: нежелательный эффект,
возникающий при попытке изменить существующую
систему, постановка изобретательской задачи,
идеальное средство устранения, оперативная зона
иоперативное время, техническое и физическое
противоречия, идеальный конечный результат.
Показано, что логика и схема построения (структура)
алгоритма соответствуют последовательности
мыслительных операций, выполняемых при поиске
решения сложной проблемной ситуации, и тем самым
способствуют формированию системного мышления.
Значение АРИЗ (алгоритма решения изобретательских задач)
при поиске решения проблем Г.С. Альтшуллер определил очень
74
Глава 6. От системного анализа проблемы— к поиску ее решения...
четко: «Решение задачи по АРИЗ — это творчество в любом понимании. Организованное творчество — это самое главное. Возможность организации творчества дает надежду на то, что так же
можно организовать творчество в других видах человеческой деятельности, что неизмеримо более заманчиво, чем просто возможность решать технические задачи. Наша высшая задача — пере-
строить мышление» (Первый семинар для разработчиков ТРИЗ,
1987).
Под перестройкой мышления Г.С. Альтшуллер понимал замену
хаотичного поиска идеи решения (когда «мысли суетятся») такой
четко организованной последовательностью выполнения мыслительных операций, при которой каждый шаг мысли обоснован и
логически вытекает из предыдущих шагов. Как же можно выработать навыки технологии — «как думать»?
Чтобы приобрести навыки любой профессии, нужны длительные тренировки с комплексом специальных упражнений, только
тогда появляется автоматизм при выполнении необходимых операций. Следовательно, нам нужен такой комплекс упражнений, в
каждом из которых есть проблемная ситуация — только при ее решении работает мышление, и алгоритм, который позволит преобразовать проблему в задачу и найти идею ее решения. При этом
алгоритм не заменяет мышления — он только показывает направление — «куда думать».
Вспомним требования к такому алгоритму:
— осознанность мыслительных операций и управляемость ими;
— получение результата на уровне идеального (для данной проблемной ситуации);
— лаконичность: четкость и экономичность структуры алгоритма;
— повторяемость результата при соблюдении алгоритма;
— универсальность (применимость для анализа и поиска решения любых проблем).
В качестве комплекса упражнений лучше всего использовать
так называемые «изобретательские задачи» — реальные технические проблемы, которые возникали при создании или совершен-
75
Часть 1. Функционально-системный подход иего инструменты
ствовании различных машин и механизмов. И пусть никого не
смущают термины «изобретательские» и «технические»: первый
говорит только об оригинальности проблемы и необходимости
особого подхода к ее решению. А «технические» знания, которые
требуются для поиска решения, находятся на уровне 8–9 классов
средней школы (а чаще и того меньше). Главное, что понадобится при поиске решения, — это четкая логическая последовательность выполнения всех мыслительных действий по «перемалыванию» задачи. А чтобы алгоритм воспринимался вами не как спущенная сверху инструкция, которую почему-то надо выполнять,
а осознанно, чтобы стал он своим, родным и близким, выведите
его сами в ходе анализа и поиска решения четырех проблем.
Проблема 1. Лампа Г.Н. Бабакина
Процесс мягкой посадки ракеты после полета осуществляется
следующим образом: чтобы ракета стала на «ноги», расположенные обычно в хвостовой части, ее перед посадкой разворачивают
хвостовой частью к посадочной поверхности (рис. 6.1). Затем
включаются тормозные двигатели, которые обеспечивают торможение и плавный спуск ракеты.
76
Рис. 6.1
Глава 6. От системного анализа проблемы— к поиску ее решения...
При проектировании в начале 70-х годов ХХ ст. первого в мире
посадочного комплекса «Луна-16» для мягкой посадки на Луну в
его хвостовой части установили мощную лампу, чтобы осветить
лунную поверхность под «ногами» станции. Лампы накаливания
состоят из трех основных частей: нити накаливания, стеклянной
5
колбы для сохранения вакуума, в котором находится нить
, и цоколя — металлической части, соединяющей лампу с источником
электроэнергии и местом ее установки. Посадочный комплекс
спроектировали, рассчитали, изготовили, стали испытывать на
стенде. В режиме «Посадка» включили лампу. Лампа зажглась, но
через некоторое время задымилась, стала матовой и перегорела.
При исследовании выяснилось, что в месте соединения стеклянной колбы с цоколем в стекле образуются микротрещины.
Выяснили и причину образования микротрещин — от вибрации,
которую создают во время работы тормозные двигатели. Через
трещины проникает воздух, раскаленная нить накаливания окисляется и перегорает. Как быть?
Сотрудники отдела, ответственного за изготовление лампы,
перепробовали множество вариантов, но... При решении этой задачи методом мозгового штурма обычно намечаются такие направления поиска решения:
1. Устранить воздействие вибрации на лампу. С этой целью
предлагаются различные виды подвесок, пружин, амортизаторов,
пластичных составов, гасящих вибрацию, вплоть до вынесения
лампы из комплекса и освещения места посадки каким-нибудь
другим способом (например, вторым спутником).
2. Изменить конструкцию лампы. Характер этих предложений
сводится к замене лампы накаливания дуговой лампой типа прожектора, изменению способа крепления лампы (без цоколя) к
корпусу станции, усилению той части колбы, которая трескается,
и т. д.
5
— Для справки: на открытом воздухе раскаленная до рабочей температуры (3000°) вольфрамовая нить лампочки активно соединяется с
кислородом воздуха, быстро окисляется и поэтому перегорает.
77
Часть 1. Функционально-системный подход иего инструменты
Рассмотрим лампу как систему, основная функция (ОФ) которой — освещать место посадки. Лампа состоит из трех основных
элементов — подсистем: нити накаливания, цоколя и колбы
(рис. 6.2). Основную функцию системы выполняет подсистема
«нить накаливания», создавая световой поток в раскаленном состоянии. Цоколь и колба выполняют вспомогательные функции
(ВФ): цоколь держит всю лампу в корпусе станции и соединяет ее
с источником тока; колба обеспечивает вакуум, предохраняя раскаленную нить от взаимодействия с кислородом воздуха.
Рис. 6.2
Если вспомнить, что лампа, хотя и проектировалась на Земле,
работать должна на Луне, где практически нет кислорода и вполне
достаточно своего вакуума, то сразу же возникает вопрос «А зачем
на Луне колба? Давайте ее уберем!». Именно такое решение предложил главный конструктор комплекса «Луна-16» Г. Н. Бабакин,
как только ознакомился с проблемой.
Рассмотрим инструментарий, который позволил выйти на такое решение.
Прежде всего был проведен структурный анализ системы, предназначенной для выполнения конкретной основной функции,
определен ее состав (подсистемы) и функции каждого элемента.
Затем эти функции были перенесены в ту среду, в которой должна
работать вся система. Одного этого анализа оказалось достаточно,
чтобы найти практически идеальное решение: вся система остает-
78
Глава 6. От системного анализа проблемы— к поиску ее решения...
ся без изменений, а вредное качество исчезает. Назовем задачу, в
которой можно реализовать такое решение, минимальной, или
мини-задачей.
Сделаем первые выводы:
— при анализе ситуации необходимо четко определить ОФ системы, состав системы и элементы, обеспечивающие выполнение
ОФ;
— для получения идеального решения нужно стремиться устранять элементы, выполняющие ВФ.
Прикинем первую инструментальную цепочку действий при
поиске решения проблемной ситуации: формулирование основной функции — определение состава системы и функций отдельных элементов — формулирование идеального конечного результата.
Кратко эту схему можно записать так:
ОФ o состав системы o ИКР.
Проверим, можно ли использовать эту цепочку мыслительных
действий для поиска решения других проблем.
Проблема 2. Игла для хирургических
операций
После хирургической операции разрезанные ткани сшивают
ниткой — накладывают шов. Но в ушке иголки нитка складывается вдвое, и это утолщение разрывает ткани, особенно тонкие
(рис. 6.3). До недавнего времени на эти разрывы не обращали внимания, так как процесс заживления основного шва шел достаточно долго. Но в последнее время в связи с успехами медицины и
фармакологии эти разрывы ткани стали затягивать процесс выздоровления. Как быть?
6
— Смоделировать эту ситуацию можно, если сшивать тонкой иглой
пленочные (нетканые) материалы, например искусственную кожу.
79
6
Часть 1. Функционально-системный подход иего инструменты
Рис. 6.3
Лучшая из идей, которую предлагают при решении задачи мозговым штурмом, — соединять нитку с иголкой «в торец». Решение
хорошее, но технологически сложное.
Проанализируем ситуацию. Основная функция системы «иголка с ниткой», для выполнения которой эта система была создана, — сшивать разрезанные ткани. Но в процессе выполнения основной функции возникает нежелательный эффект — сложенная
вдвое нитка в ушке иголки образует утолщение, которое создает в
соединяемых тканях разрывы. Причина образования утолщения — необходимость соединять иголку с ниткой.
Здесь важно обратить внимание на еще один момент: это утолщение существовало всегда, но на него не обращали внимание,
так как процесс выздоровления больного зависел от других факторов. Но с некоторого времени к этому соединению стали предъявлять новые, повышенные требования — и возник нежелательный эффект. Конечно, утолщение можно устранить, если не соединять нитку с иголкой: тогда ткани не будут разрываться, но и
иголка с ниткой не будут объединены в систему и не смогут выполнять свою основную функцию.
Таким образом, между основной функцией данной системы
(сшивать ткани) и нежелательным эффектом (образованием разрывов) существует четкая причинно-следственная связь: ЕСЛИ мы
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]