Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2.МЕТОДЫ ПОИСКА НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИ Х РЕШЕНИЙ.doc
Скачиваний:
22
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
190.98 Кб
Скачать

МЕТОДЫ ПОИСКА НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

ПОНЯТИЕ ОБ ЭВРИСТИКЕ И МЕТОДАХ АКТИВИЗАЦИИ ТВОРЧЕСТВА

     Эвристика (греч. отыскиваю, открываю) - наука, изучающая творческую деятельность, методы, используемые в открытии нового и в обучении. Эвристические методы позволяют ускорить процесс решения задачи.

Вероятно, первым, кто пришел к мысли о необходимости по­вышения степени организации творческого труда, был древнегре­ческий философ-отшельник Диоген. За неимением лаборатории он избрал своим пристанищем бочку, где в полном уединении предавался размышлениям о совершенстве природы и безбреж­ности космоса.

К сожалению, история не сообщает, были ли у Диогена после­дователи и насколько житие в бочке повышает творческие спо­собности.

Римский поэт и философ Тит Лукреций Кар в своей фило­софской поэме «О природе вещей» излагает учение греческого философа Эпикура, который предлагает получать различные но­вые объекты путем комбинирования составляющих их частей. Это уже был значительный шаг вперед, который породит в буду­щем многие науки, в том числе, комбинаторику.

Знаменитый испанский ученый раннего средневековья Раймунд Луллий разработал свой метод познания истины и изложил его в труде под названием «Великое искусство». Основная идея за­ключалась в символическом обозначении различных понятий и последующем их комбинировании и толковании. Для этого Луллием была изготовлена специальная машина, представляющая собой набор вращающихся на одной оси дисков с символическими знаками. После остановки дисков с них считывались совпадающие знаки-символы и давался вполне определенный ответ по любой проблеме. Хотя «механизация» умственного труда и была полной, метод так и не получил заметного распространения. А сам Лул­лий ушел в пустыню и до конца своих дней продолжал совершен­ствовать свой прибор.

Наиболее ранние попытки объяснить закономерности творческо­го мышления предпринимались еще в античное время и нашли от­ражение в трудах Архимеда Сиракузского, Апполония Пергейского, Паипа Александрийского, Гераклита Эфесского, Сократа и др. Эти работы были еще разрозненны и несистематизированны, но именно они являлись зачатками эвристики—учения о продуктив­ном творческом мышлении и о методах творчества.

Создатель первой логической системы в античный период Де­мокрит из Абдер строил ее в основном на индуктивном методе и аналогии. Техническое творчество, изобретательство Архимеда за­нимали настолько большое место в жизни и деятельности, что ана­логии из техники я механики проникали в его математические ме­тоды.

Существенный шаг в создании метода творческого мышления сделал Сократ, пытавшийся пробудить скрытые (латентные) твор­ческие способности людей в процессе диалога. Основные признаки последнего—свободный обмен мнениями, юмор и ирония, доведе­ние понятий до абсурда, использование аналогий, выявление про­тиворечий и т. д.

Мысли об универсальном методе познания и творчества прояв­лялись в средние века у Р. Бэкона и Р. Луллия, а в период пере­хода от феодализма к капитализму у Ф. Бэкона и Р. Декарта. Позднее Г. В. Лейбниц предложил идею универсальной программы алгоритмического решения творческих задач. Значительный вклад в развитие идей эвристики внес X. Вольф, который дал ее определе­ние и предложил ряд правил и методов искусства изобретательст­ва. Фундаментальными для эвристики стали труды Б. Больцано и многих других исследователей.

Однако все их разработки имели в основном теоретическое зна­чение и до нашего времени не нашли применения в практике мас­сового технического творчества. Объясняется это тем, что в то вре­мя еще не существовало явно выраженной общественной потребно­сти в эвристике для широкого применения в творческой деятельно­сти изобретателей, так как необходимые темпы технического прогресса могло удовлетворить и случайное изобретательство, основанное на методе проб и ошибок.

Современная НТР, характерной чертой которой является бур­ное развитие науки, техники и производства, вошла в противоре­чие со старым ненадежным, малопроизводительным способом мыш­ления и поиска новых решений. Человеческое общество пытается преодолеть это противоречие созданием специальных научных ме­тодов активизации и рациональной организации творчества.

Массовая высокоэффективная творческая деятельность невоз­можна без научной организации умственного труда. Именно поэтому закономерен в наше время интерес специалистов самого широ­кого профиля (инженеров, философов, психологов и т. д.) к техни­ческому творчеству. Оно становятся темой глубоких научных иссле­дований. Стремление повысить эффективность творческого труда породило ряд приемов, методов и методик, позволяющих рациональ­но организовать поиск новых технических решений, активизировать мышление, развить и реализовать творческие способности человека.

Существенно изменился и их научный уровень. Он поднялся от метода каталога (1926 г.), основанного на поиске идеи решения с помощью случайных ассоциаций, до современных глубоко научно обоснованных алгоритмических методик поиска, например АРИЗ-77 (1977 г.), позволяющих в кратчайшее время находить новые техни­ческие решения высокого уровня, и обобщенного эвристического алгоритма (1976 г.), дающего новые рациональные решения с по­мощью ЭВМ. Практически все достижения эвристики, методологии технического творчества появились в последние три десятилетия, т. е. именно в период научно-технической революции.

В настоящее время сформировалась такая система знаний о техническом творчестве и его методах, которую уже уверенно мож­но считать фундаментом науки. Определилась терминология, не­которые основные понятия методологии творчества, ставшие в наше время языком развивающейся науки. Коротко рассмотрим некоторые основные определения методологических средств и понятий технического творчества.

Цель — желаемый результат деятельности лица или коллектива в пределах некоторого намеченного интервала времени.

Эвристическое (методологическое) правило—это элементарная единица методологических средств, содержащая приказание дей­ствия, разрешение его либо запрет. Несколько элементарных пра­вил, объединенных для достижения определенной цели, представ­ляют собой эвристический прием—следующую ступень методоло­гических средств.

Краткое указание (предписание) того, какие преобразования в данной технической системе можно провести для получения нового решения, достижения поставленной цели, называется эвристиче­ским приемом.

Прием, развиваясь, превращается в метод, т. е. способ достиже­ния какой-либо цели, решения конкретной задачи, совокупность приемов или операций практического или теоретического освоения (познания) действительности.

Операцией называется действие, направленное на достижение определенной цели. Оно может быть как простым, не расчленяе­мым действием, так и сложным, расчленяемым на ряд более про­стых действий. Существует также понятие процедура. Это совокуп­ность указаний о порядке выполнения всех операций, приводящих к достижению определенной цели.

Эвристический метод содержит один или несколько методологических приемов, изложенных с соблюдением целеустрем­ленной упорядоченности предписываемых действий, процедур.

Дальнейшей ступенью развития методологических средств яв­ляется методика. Это метод, обогащенный целенаправленными ру­ководящими принципами. Структура методики содержит несколь­ко принципов и упорядоченных методологических правил.

Методология — наука (учение) о методических средствах.

В последующих параграфах настоящей главы будут рассмотре­ны некоторые наиболее популярные и эффективные методы и ме­тодики поиска новых технических решений и активизации творче­ства.

Необходимо еще раз отметить особое значение и роль материа­листической диалектики, являющейся основой теории творчества. Изобретатели применяли диалектику задолго до того, как были сформулированы ее законы. Наталкиваясь в своей практической деятельности на те или иные решения, они и не подозревали, что пользуются диалектикой в качестве теории и методологии техни­ческого творчества.

Неоценимые преимущества даст сознательное использование материалистической диалектики, предполагающее всестороннее и глубокое изучение техники, закономерностей се развития, различ­ных факторов творчества в многосторонней связи с другими явле­ниями и в развитии по законам, объективно присущим самим явле­ниям и предметам.

Современная эвристика — синтетическая наука. Она основыва­ется на достижениях многих наук и научных направлений, но фун­даментом ее являются материалистическая диалектика и систем­ный подход.

В практической деятельности изобретателя, имеющего твердую мировоззренческую позицию, уверенно владеющего диалектическим методом и системным подходом, эффективную помощь оказывают так называемые инструменты творчества: приемы, методы и мето­дики поиска новых технических решений и активизации творческо­го мышления.

Первые реально применяемые методы активизации творческо­го процесса стали появляться в конце 20-х годов нашего столетия. К ним относятся: метод мозгового штурма, метод фокальных объектов, метод морфологического анализа, метод контрольных вопросов, синектика, матричный метод, интегральный метод, ас­социативный метод и т. п.

Всего их насчитывается более тридцати. Познакомимся с не­которыми методиками поближе.

Мозговой штурм

«Мозговой штурм» — один из наиболее популярных методов психологической активизации коллективной творческой деятельно­сти, разработан американским предпринимателем и изобретателем А. Осборном в 1953 г. Он применяется, для получения новых идей в науке, технике, административной и торговой деятельности.

Для устранения психологических препятствий, вызываемых боязнью критики, А. Осборн предложил разделить во временя процессы генерирования идей и их критической оценки. В процес­сах участвуют разные люди. Эти мысли явились основой его мето­да, впоследствии названного прямым мозговым штурмом.

Основные правила мозгового штурма.

1. Задачу последовательно решают 2 группы людей по 4—15 человек в каждой (оптимальный состав 6—12 человек).

Первая группа только выдвигает различные идеи— это группа «генераторов идей». В ней желательно иметь людей, склонных к абстрагированию, с бурной фантазией. Задача «штурмуется» в те­чение 20—40 минут. Вторая группа – «эксперты» – по окончании штурма выносит суждение о ценности выдвинутых идей. В ее сос­таве лучше работают люди с аналитическим, критическим скла­дом ума.

Условия задачи перед ее штурмом формулируются только в об­щих понятиях.

2. Основная задача группы «генераторов»—выдать за отве­денное время как можно больше идей (в том числе фантастиче­ских, явно ошибочных и шутливых). Чем нереальнее идеи, тем сильнее сказывается их действие на последующем процессе их генерации. Плохие идеи—это катализаторы, без них не будет хо­роших. При окончательном разборе, который состоится позже, многие предложения окажутся бесполезными. Однако сам процесс должен вызвать бурный поток идей, которые следуют непрерывно, дополняя и взаимно обогащая друг друга. Коллективный разум помогает генерировать последовательность предложений. Регла­мент на каждую идею — не более двух минут. Все они высказыва­ются без доказательств и записываются в протокол или фиксиру­ются на магнитной ленте.

3. При генерации идей запрещена всякая критика, не только явная словесная, но и скрытая — в виде скептических улыбок, ми­мики, жестов и т. д. В ходе штурма между участниками должны быть установлены свободные и доброжелательные отношения. На­до, чтобы идея, выдвинутая одним участником штурма, подхватывалась и развивалась другим. Рекомендуется приглашать на штурм людей разных специальностей и разного уровня образования.

Нежелательно включать в одну группу людей, присутствие ко­торых может в какой-то степени стеснять других, например руко­водителей и подчиненных.

4. Экспертизу и отбор идей после окончания процесса генери­рования следует проводить очень внимательно. При их оценке надо тщательно продумывать все идеи, даже те, которые считаются не­серьезными, нереальными или абсурдными.

5. Процессом решения задачи управляет руководитель «штур­ма», который обеспечивает соблюдение всех условий и правил.

Руководитель должен выполнять свои обязанности без прика­заний и критики, направлять работу в нужное русло. Он задает различные вопросы, иногда что-то подсказывает или уточняет, не допуская при этом перерывов в беседе. Кроме того, ему нужно следить за тем, чтобы высказывание идей не происходило только в рациональном направлении. В противном случае руководитель должен сам высказать заведомо фантастическую идею или объя­вить «пятиминутку» для высказывания только непрактичных идей.

6. Если задача не решена в ходе штурма, можно повторить процесс решения (однако лучше это сделать с другим коллекти­вом). Когда же повторная сессия проводится с тем же коллекти­вом, проблему нужно обсудить в ином аспекте или в более широ­кой формулировке, что делает старую задачу неузнаваемой. Уча­стники штурма воспринимают ее как новую, и это способствует движению мыслей по другому руслу.

Полное представление о важности разделения процессов гене­рирования и анализа (критики) идей, принятых в «мозговом штур­ме», дает рассмотрение следующего гипотетического примера: «На металлургическом заводе созывают совещание. Речь идет о строительстве новых подкрановых путей. Уже уточнили трассу, грузоподъемность, сроки, стоимость. И в тот момент, когда директор собирается произнести заключительное слово, некто Мюллер выпаливает: «Но ведь мы катаем малогабаритный лист! Рациональнее вместо крана установить ленточный конвейер!» Еще не закончив, он уже жалеет о сказанном. Его предложение встре­чают в штыки:

директор — потому что новая точка зрения требует возобнов­ления дискуссии;

главный конструктор—потому что критикуется его проект;

начальник транспортного цеха—потому что Мюллер влез в его епархию;

товарищ Майер — потому что, как он слышал, ленточный кон­вейер трудно достать;

главный бухгалтер— потому что его пугает удорожание про­екта;

товарищ Шульце — просто потому, что не выносит Мюллера.

При всем при том каждый из участников совещания не преми­нул бы заявить, что всегда приветствует свежие идеи. Возможно, они вообще не заметили, что автоматически заняли оборонитель­ную позицию.

Мы уверены, что далеко не все ведут себя подобным образом. Однако проследим за собой: иногда и мы бываем настроены про­тив каких-то новшеств лишь потому, что они якобы подвергают сомнению наш авторитет; создают нам дополнительную работу; косвенно нас критикуют, а также потому, что по привычке или из осторожности проще сказать: «Не пойдет!»

Итак, предложение Мюллера отвергается... Наш Мюллер (на­пример) теперь наверняка дважды подумает, прежде чем осмелит­ся открыть рот».

Для активизации процесса генерации идей в ходе штурма ре­комендуется использовать некоторые приемы, которые издавна применялись различными изобретателями. Такими приемами яв­ляются, например, «инверсия» (сделай наоборот), «аналогия» (сделай так, как это сделано в другом решении), «эмпатия» (счи­тай себя частью совершенствуемого объекта и выясни при этом свои чувства, ощущения) и «фантазия» (сделай нечто фантасти­ческое). Руководитель может использовать также списки конт­рольных вопросов, предложенных А. Осборном и другими ав­торами.

При анализе идей нужно стремиться извлечь из них рациональ­ное зерно. Может быть, даже развить высказанную идею. Если она отвергается, следует еще раз задать себе вопрос: «А почему все-таки это плохо?» Идеи можно оценивать, например, по деся­тибалльной системе, а затем выводить средний балл, учитывая мне­ние каждого эксперта. Если по какой-то идее они резко отличают­ся (все эксперты поставили 2 балла, а один—9), надо выяснить причину расхождения.

Рассмотрим отрывок протокола мозгового штурма, полученного при проведении занятия-игры по решению учебной задачи.

Руководитель: Наша задача быстро, производительно и качест­венно раскалывать орехи. Какие будут предложения?

А: Обычно в домашних условиях орехи раскалывают зубами, руками, дверью, молотком, клещами.

Руководитель: Эти способы очень удобны дома, когда нужно расколоть от силы несколько десятков орехов. А как быть, когда орехов очень много?

Б: Нужно орехи рассортировать на фракции по размеру, а потом каждую фракцию отдельно давить между плитами пресса.

В: Можно на орехи наклеить какое-нибудь вещество, порошок, превратив орехи в шары одного размера и давить их на прессе, не разделяя на фракции. (Развитие предыдущей идеи).

Г: Наклеиваемый порошок может быть ферромагнитным, тог­да после раздавливания... или после мельницы (!) можно будет магнитным полем удалить скорлупу и оставить только зернышки. (Развитие предыдущей идеи и применение физэффектов).

Руководитель: Отлично! Мозговой штурм задачи идет очень хорошо. Давайте подумаем, какие силы нужно приложить к орехам, чтобы они раскалывались, и как можно создавать эти силы?

А: Нужно приложить сосредоточенную сжимающую силу. Ее можно получить, если чем-то ударить по ореху... или, наоборот, орехом обо что-то (!). (Инверсия).

Б: Можно стрелять орехами о стенку из пневматического пу­лемета, например из детской пневматической игрушки, стреляю­щей пенопластовыми шариками.

В: Силу можно создать, используя земное притяжение, в мо­мент падения ореха на пол.

Г: Скорлупа у ореха очень прочнаяее нужно предвари­тельно обработать каким-либо раствором, смягчить, растворить... или сделать более хрупкой. Для того чтобы скорлупа стала хруп­кой, ее можно заморозить.

Руководитель: А как бы эту задачу решали животные, напри­мер, птицы?..

А: Птицы разбивают клювом или ...высоко взлетают и бросают орех о твердую почву. Мы должны высоко поднять контейнер с орехами (например, на воздушном шаре, вертолете, лифте и т. д.) и сбросить их на что-то твердое (например, на бетонную плиту), а затем собрать расколовшиеся орехи (Аналогия).

Б: Орехи можно раскалывать электрогидравлическим ударом, поместив в емкость с жидкостью. (Применение физэффектов).

Руководитель: А что если применить к решению задачи такие эвристические приемы, как эмпатию, инверсию?

В: Нужно орехи раскалывать не снаружи, а изнутри. Просвер­лить дырочку и подать туда воздух под большим давлением. (Ин­версия).

Г: Можно поместить орехи в камеру, подать туда воздух под большим давлением, а затем давление в камере резко уменьшить— орех разорвет внутреннее давление воздуха, так как оно не смо­жет быстро упасть. (Развитие предыдущей идеи). Или можно резко увеличивать и резко сбрасывать давление в камере. Тогда скорлупа будет под знакопеременной нагрузкой.

Д: Я—орех, точнее ядро ореха. Снаружи скорлупа. Я давлю на нее руками и ногами—скорлупа растрескивается. (Эмпатия). Нужно сделать так, чтобы скорлупа перестала расти, а ядро про­должало рост и само раскололо скорлупу. (Идеальный резуль­тат). Для этого скорлупу можно, например, облучить...

Б: Я тоже орех. Я держусь за веточку руками, но когда со­зреваю, падаю на твердую почву и раскалываюсь. Нужно орехи сажать по краям глубокого обрыва или на скалах, тогда они бу­дут падать и раскалываться.

А: Нужно выкопать глубокий колодец, положить на его дно стальную плиту, а от ореховых кустов к колодцу подвести желоб­ки. Орехи будут сами отрываться, скатываться по желобкам к колодцу, падать на его дно и разбиваться.

В ходе мозгового штурма за 10 минут было получено 40 идей. Среди них и контрольный вариант решения, заключающийся в том, что плоды выдерживают при давлении воздуха выше атмосферного с последующим мгновенным сбрасыванием давления до атмосферного (авт. св. № 340400).

В 50-х годах метод мозгового штурма быстро распространял­ся, претендуя на роль главного приема творческого мышления во всех областях науки и техники. Целесообразность применения ме­тода подтверждалась сообщениями о результатах его практическо­го применения.

Вице-президент одной американской фирмы Р. Андерсон выступил с докладом, в котором утверждал, что в результате при­менения метода можно получить 50 идей за 15 минут. Фирма выслала своим подразделениям телеграммы с условиями задачи и через три дня получила 831 идею, 177 из них были практически использованы.

Фирма «Дженерал Электрик» на сессии мозговой атаки, орга­низованной для решения задачи оптимального соединения двух электроприводов, в течение 30 минут получила 175 .идей.

Появился ряд разновидностей метода мозгового штурма: инди­видуальный, обратный, парный и массовый, двухступенчатый, с оценкой идей, «конференция идей», с дополнительным сбором предложений и т. д.

Индивидуальный мозговой штурм проводит одвн человек, по­следовательно генерируя идеи, а затем оценивая их.

В обратном мозговом штурме основное значение придают кри­тике. Задачу подбирают не общего характера, а более конкрет­ную. Особенность метода и его эффективность заключаются в рас­крытии противоречий, дефектов, недостатков и ограничений тех­нического объекта или высказанной идеи, которые надо усовершенствовать. Обратный мозговой штурм целесообразно применять для выявления и постановки новых изобретательских задач, формулирования цели изобретения.

Массовая мозговая атака (предложена американцем Дж. Фи­липсом) предназначена для увеличения эффективности генериро­вания новых идей в большой аудитории. Всех участников делят на оперативные группы по 5—7 человек. Руководители групп за 2—3 дня предупреждаются о предстоящей сессии, знакомятся с порядком ее проведения и с задачей, которую нужно решать. Сес­сия начинается с прямых коллективных мозговых атак в опера­тивных группах. Задача формулируется как личная. Например:

«Как увеличить надежность системы выявления дефектов в ме­таллических деталях, с которой каждый из вас имеет дело?» За­дание, поставленное таким образом, стимулирует творческую ак­тивность. Оптимальное время работы оперативных групп 15 ми­нут. После этого руководители групп в течение 5—7 минут оценивают полученные идеи и выбирают из них по 3—4 для со­общения массовой аудитории. Затем обсуждение продолжается с большой аудиторией.

Мозговой штурм с оценкой идей, разработанный в подразде­лениях фирмы «Дженерал Электрик», предназначен для решения сложных конструктивных задач, когда желательно использовать знания и опыт творческого коллектива. Решение осуществляется пу­тем последовательного выполнения следующих основных шагов: постановки задачи, прямого «мозгового штурма», предварительной оценки идей, сбора предложений, окончательной оценки идей, груп­пового просмотра идей, обобщающего доклада, сбора и обобщения комментариев по докладу.

Установлено, чем сложнее проблема, тем длительнее реакция на поставленную задачу, дающая положительный эффект. Так, например, в ходе одного мозгового штурма за 44 минуты получи­ли 105 предложений, а на следующий день было подано еще 23 дополнительных предложения, четыре из которых оказались луч­ше любого из первых 105. В связи с этим в СССР предложено на следующий день после мозгового штурма производить дополни­тельный сбор предложений.

В ГДР мозговой штурм получил дальнейшее развитие в виде метода конференции идей, более приспособленного к условиям социалистического строя.

Вопрос об авторстве и приоритете решений, найденных в ре­зультате мозгового штурма, довольно сложен, потому что на сес­сиях присутствует иногда по 40, 100 и даже 200 человек. Одни идеи развивают другие и являются их основой. И, кроме того, любая идея, высказанная в данный момент любым из участников сессии, могла уже ранее мысленно принадлежать его коллеге, ожидающему слова.

В связи с этим рекомендуется проводить мозговой штурм ма­лыми коллективами по 5—6 человек, а вопросы авторства решать двумя путями: либо признанием всех участников авторами на оди­наковых правах, либо установлением авторства за лицами, сде­лавшими заключительный шаг в формировании норой идеи и решения. В обоих случаях порядок установления авторства должен быть оговорен заранее.

Наилучшие результаты метод дает при рассмотрении проблем организационного характера (например, найти новое применение выпускаемой продукции, найти новую форму рекламы и т. д.) и при решении относительно несложных изобретательских задач.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]