В помощь аспиранту / Khusainov - Oformleniye nauchnikh otchetov 2009

Таблица 3 Классификация мышления по уровню управляемости

Примечание: (П) – понятийное мышление, (О) – образное мышление, ТРИЗ – теория решения изобретательских задач, АРИЗ – алгоритм реше- ния изобретательских задач, ФСА – функционально-стоимостный анализ, РТВ – развитие творческого воображения, ТРТЛ – теория развития твор- ческой личности.

Следует отметить очень сильный прием, которым мы пользуемся отчасти интуитивно, отчасти сознательно, пони- мая, что он даст системный эффект – это объединение мно- гих методов решения (одновременно или последовательно) при решении одной задачи.

Можно сказать, что чем сложнее задача, тем более алго- ритмированные методы решения приходится использовать, чтобы повысить силу решения и уменьшить время на его по- лучение.

61

Предельным случаем алгоритмированностиы процесса решения творческих инженерных задач можно назвать шаги алгоритма решения изобретательских задач – АРИЗ .

Классификация эффективных методов и приемов решения задач по виду законов, подходов и методик, лежащих в осно-

ве процесса решения задач, представлена ниже.

1.Диалектическое мышление.

2.Системный подход.

3.Функциональный подход.

4.Логическое мышление.

5.Многоэкранное мышление или системный оператор.

6.Приемы решения, учитывающие законы развития тех- нических систем.

Таким образом, сильное мышление (управляемое, высоко- эффективное, творческое) – это сочетание всех видов, спосо- бов, методик и приемов мышления, которые создало челове- чество, плюс глубокие знания, хорошая память, внимание, воля, трудолюбие.

6.2. Основные сведения о методах генерирования идей 6.2.1. Частично алгоритмированные методы мышления

Метод проб и ошибок (МПиО) – наш врожденный метод мышления. Он заключается в том, что, поняв задачу, мы по- очередно выдвигаем идеи, оцениваем их и, если они нам не нравятся, отбрасываем и выдвигаем новые. Этот метод еще называют методом перебора вариантов.

Пример: Расставьте недостающие цифры в квадрате так, чтобы их сумма по всем направлениям была равна 9 (Пере- бирать варианты без здравого смысла очень долго). Опера- цию, которая приводит к однозначному ответу (без вариан- тов), надо делать сразу.

6

3

4

62

Достоинства МПиО:

-этому методу не надо учиться;

-методическая простота решения («а что, если попробо- вать так?»);

-удовлетворительно решаются простые задачи (не более

10 проб);

-учит упорству и терпению, не отчаиваться при неудачах;

-с каждым новым решением человек «становится умнее». Не случайно говорят, на ошибках учатся.

Недостатки МПиО (другие методы исключают или уменьшают их):

-плохо решаются задачи средней сложности (20-30 проб

иошибок) и практически не решаются сложные задачи (бо- лее 1000 проб и ошибок). Трудно предложить даже 10 разных решений. Пример: предложите 20 способов передачи про- стейшего сообщения да-нет на расстояние полкилометра (дым костра, барабан, телефон и т.д.);

-нет помощников мышления – приемов решения;

-нет алгоритма мышления, мы не управляем процессом думания. Идет довольно хаотичный перебор вариантов;

-неизвестно, когда придет хорошая идея и придет ли во- обще;

-отсутствуют критерии оценки силы решения, поэтому не ясно, когда прекращать думать (А вдруг в следующее мгновение придет гениальное решение?);

-требуются большие волевые усилия и большие за- траты времени при решении сложных задач;

-МПиО часто дает усложненные, не оптимальные реше-

ния.

Считается, что для МПиО выполняется правило – « первое пришедшее в голову решение – слабое ».

Вследствие своей врожденности, способ мышления МПиО очень консервативен, трудно поддается изменению и переучиванию. Это последнее обстоятельство надо учиты- вать и сознательно прикладывать волевые усилия, заставляя

63

себя осваивать другие, белее эффективные методы мышле- ния.

Если не знаешь алгоритма решения, не нашел закономер- ностей или не догадался, то ничего кроме МПиО не остается. Но чтобы перебирать варианты, надо знать эти варианты. Как их выявить? Как определить, сколько их всего?

Морфологический анализ (от гр. форма + … логия).

Цели метода:

-решение сравнительно простых задач;

-анализ систем (из чего состоит, как реализована ка- ждая часть и т.д.);

-развитие управляемого воображения и фантазии;

-исправление одного из недостатков МПиО – пропуск хорошего варианта решения.

Сущность метода заключается в следующем:

-точно и четко формулируется проблема;

-в исследуемой системе выделяют важные и харак- терные для нее признаки. Это могут быть части, свойства, режимы, то есть те параметры решения, от которых зависит решение проблемы;

-далее по каждому признаку составляют списки раз- личных вариантов исполнения этих признаков. Для большей наглядности признаки и варианты исполнения располагают в форме таблицы;

-в определенном порядке, исключающем пропуски, пере- бирают все возможные сочетания вариантов исполнения при- знаков и одновременно производится оценка всех вариантов исполнения и выбор наилучшего решения.

Пример: сколько можете предложить разных вариантов изготовления пресса? С помощью этого метода через 2 мину- ты можно назвать более 100 000 вариантов.

64

Если важных частей будет 6, а вариантов исполнения ка- ждой – 10, то общее число вариантов исполнения пресса – более 1000000! То, что было главным преимуществом – стало его недостатком. В обилии вариантов можно утонуть.

Преимущества метода:

-сильно расширяет область поиска решений;

-позволяет выйти на необычное решение.

Недостатки метода:

-можно «утонуть» в анализе большого количества реше-

ний;

-метод непригоден для решения сложных задач.

Метод «мозгового штурма» и его многочисленные мо-

дификации, синектика, ассоциативные методы (методы ана- логий: прямая, личная, символическая, фантастическая), спи- ски контрольных вопросов и другие относятся к типу мето- дов, получивших название методов психологической акти- вации мышления. Его автор, Алекс Осборн, родился в кон- це ХIX века в Нью-Йорке. Впервые этот метод он применил при выдумке новых изделий и поиске новых идей для рекла- мы.

В основе метода лежит мысль об отделении процесса ге- нерирования идей от процесса их оценки. Осборн предложил вести генерирование идей в условиях, когда критика запре- щена; наоборот, всячески поощряется каждая идея, даже шу- точная и явно нелепая. Для этого отбирают небольшую груп- пу (6-8 человек) «генераторов идей». Высказанные идеи за- писывают и передают группе экспертов для оценки и отбора перспективных. Таков смысл обычной мозговой атаки.

Философская концепция «мозгового штурма» основана на теории Фрейда. Считается, что в таких условиях подсознани- ем вырабатываются иррациональные (невыразимые в поня- тиях логики) идеи, которые позволяют выйти за пределы привычных представлений и стереотипов.

65

Улучшенным методом мозгового штурма является си- нектика. Смысл ее заключается в том, что используются по- стоянные группы «генераторов идей», которые накапливают опыт решения задач. Растет взаимопонимание, идеи схваты- ваются с полуслова. В этом методе участвует два механизма творчества: не операционные и операционные процессы.

Не операционные процессы основаны на интуиции, опе- рационные – на использовании разного рода аналогий. Обра- тимся к последнему. Гегель утверждал: «В умозаключении по аналогии мы из того, что вещи известного рода обладают известным свойством, заключаем, что и другие вещи этого рода так же обладают этим свойством».

Рабочими механизмами для выработки свежего взгляда на задачу являются аналогии:

а) прямая – любая аналогия, например, из природы; б) личная – попытка взглянуть на задачу, отожествив себя

с объектом и войдя в его образ; в) символическая – нахождение кратного символического

описания задачи или объекта; г) фантастическая – изложение задачи в терминах и поня-

тиях сказок, мифов, легенд.

С методом «мозгового штурма» мы сталкиваемся в теле- визионной передаче «Что? Где? Когда?», в которой играю- щие команды чаще всего используют синектический прин- цип генерирования идей.

Синектика – предел того, что можно достичь, сохраняя принцип перебора вариантов. Этот принцип сравним с костя- ной иглой, что позволила человеку одеваться, однако про- мышленное производство одежды стало возможным только после изобретения челночного переплетения нитей и созда- ния принципиально нового устройства – швейной машины. Точно так и современный творческий процесс требует прин- ципиально отличающихся способов.

Функционально-стоимостный анализ (ФСА) – это ме-

тод системного исследования объекта (изделия, явления, процесса), направленный на снижение затрат при его проек-

66

тировании, производстве и эксплуатации без потери качества и полезности продукции (изделия) для потребителя. ФСА – метод экономии и бережливости.

Цель метода: определение непроизводительных (непро- дуктивных) затрат или издержек при изготовлении изделия, не обеспечивающих ни качества, ни полезности, ни долго- вечности, ни внешнего вида, ни других требований заказчика.

Главные принципы ФСА: в любом деле есть скрытые ре- зервы для экономии; деталь машины легче усовершенство- вать, чем машину; излишние расходы на производство про- дукции следует предотвращать на стадии проектно- конструкторских разработок.

ФСА предполагает такие последовательные процедуры:

-выбор объекта анализа;

-определение функций, выполняемых объектом и его со- ставными частями, их стоимостную оценку;

-выявление функциональных зон с наибольшими затра- тами;

-выявление основных, вспомогательных и ненужных функций в объекте анализа;

-разработку наиболее эффективных решений для сни- жения материальных и трудовых затрат при сохранении ос- новных функций объекта.

Пример: зажимный брусок из стали размером 50х25х13

ммс двумя резьбовыми отверстиями. Выпуск – несколько тысяч в год. Найти резервы усовершенствования (упроще- ния) конструкции или технологии.

Ход решения. Выясняют основную функцию бруска. Раз- мещаемый внутри устройства, он, подобно двум гайкам, обеспечивал соединение нескольких деталей, то есть выпол- нял ту же функцию, что и две гайки. Кроме того, он выпол- нял две вспомогательные функции – самофиксацию узла при монтаже (с обычными гайками из-за трудности места креп- ления это не достигается) и предотвращение самоотвинчива- ния при эксплуатации (это также не обеспечивают обычные гайки).

67

Экономисты подсчитали, что вспомогательные функции обходятся в 9 раз дороже основной (брусок стоит в 10 раз до- роже двух гаек). Это существенно упрощает задачу, которая теперь может звучать так: найти способ закрепления двух га- ек неподвижно относительно друг друга. Получают варианты возможных решений. Гайки можно соединить гранями, при- варить к куску проволоки или к основанию из листового ме- талла (этот вариант был осуществлен на практике).

Стоимость соединительного узла оказалась в 4 раза меньше стоимости зажимного бруска.

Область применения метода. ФСА применим к любому объекту, для которого удается:

-точно определить назначение и качество каждого эле- мента;

-установить «стоимость» каждой функции в сравне- нии с другими устройствами, способными выполнять анало- гичные функции;

-рассчитать себестоимость изделия и каждой техноло- гической операции.

ФСА рекомендуется использовать в следующих случаях:

-для проектирования новых изделий и технологий;

-для модернизации освоенных в производстве изделий;

-для снижения затрат основного и вспомогательного производства;

-для комплексного снижения затрат сырья и энергии.

Метод контрольных вопросов. Умение задавать вопро-

сы можно отнести к искусству (Все ли грибы можно есть? Все, но некоторые один раз).

Сильное мышление – это, в частности, умение задавать вопросы по существу. Мысль невозможна без вопроса. Путь от вопроса до ответа и есть работа мысли.

Родоначальник метода – Сократ (отыскание истины путем постановки сильных наводящих вопросов и последующих ответов на них).

Классическое применение этого метода для решения за- дач заключается в следующем:

68

1.Формулируется задача или цель анализа.

2.Составляется по возможности полный список вопросов, проясняющих ситуацию и наводящих на решение проблемы.

3.Задаются вопросы и даются ответы на эти вопросы.

4.В процессе ответов формулируется решение.

5.Отбирается лучшее решение.

Существуют специальные списки контрольных вопросов для решения задач в различных областях знаний: для конст- рукторов, для технологов и т.д.

Врач при разговоре с пациентом задает серию контроль- ных вопросов.

Метод контрольных вопросов очень простой и эффектив- ный для решения задач малой и средней трудности.

Недостатки:

-задачи обычно решаются врожденными методами: МПиО, здравым смыслом, по аналогу;

-есть опасность упустить важный аспект проблемы, если вопросник составлен неудачно;

-большая зависимость от качества поставленных вопро-

сов.

Для большинства задач нет контрольных вопросов. Их надо составлять, а это требует высокой квалификации и вре- мени /1/.

6.2.2. Алгоритмированные методы анализа

Теория решения изобретательских задач, алгоритм ре-

шения изобретательских задач.

Суть ТРИЗ /2, 12/ в том, что она принципиально меняет технологию выработки новых технологических идей. Вместо перебора вариантов ТРИЗ предполагает мыслительные дей- ствия, опирающиеся на знания развития технических систем. «Тризная» технология решения сложных нестандартных за- дач построена на применении АРИЗ.

69

АРИЗ, являясь комплексной программой (методикой) анализа и решения изобретательских задач, включает в себя девять частей:

1.Анализ задачи – переход от расплывчатой изобрета- тельской ситуации к четко поставленной и предельно про- стой схеме (модели) задачи.

2.Анализ модели задачи – учет имеющихся ресурсов, которые можно использовать при решении задачи: ресурсов пространства, времени, веществ и полей.

3.Определение идеального конечного результата (ИКР)

ифизического противоречия (ФП), мешающего достижению ИКР.

4.Мобилизация и применение вещественно-полевых ре- сурсов (веществ и полей, которые уже имеются или могут быть легко получены по условиям задачи).

5.Применение информационного фонда – использова- ние опыта, сконцентрированного в информационном фонде ТРИЗ, то есть имеющихся методик решения исходных задач.

6.Изменение или замена задачи. Если задача не решается буквальным преодолением ФП, например, разделением про- тиворечивых свойств во времени или пространстве, то обыч- но необходимо изменить смысл задачи – снять первоначаль- ные ограничения, обусловленные психологической инерцией

идо решения кажущиеся очевидными, так как изобретатель- ские задачи не могут быть сразу поставлены абсолютно точ- но, то эта часть может совмещаться с первой частью.

7.Анализ способа устранения ФП – это проверка каче- ства полученного ответа, так как ФП должно быть устранено почти идеально. В противном случае можно получить плохо внедряемую слабую идею.

8.Применение полученного ответа – максимальное ис- пользование ресурсов найденной идеи, в том числе для мно- гих аналогичных задач.

9.Анализ хода решения – такой анализ повышает творче- ский потенциал человека.

70