МЕТОДЫ АКТИВИЗАЦИИ И ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТВОРЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Метод «проб и ошибок»

МЕТОДЫ АКТИВИЗАЦИИ И ПОВЫШЕНИЯ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ТВОРЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Метод «проб и ошибок»
Основывается на простом переборе вариантов
Эффективность
перебора
зависит
от
сложности задачи и количества проб.
Эффективен,
когда
речь
идет
о
необходимости перебрать десять - двадцать
вариантов, а при решении более сложных задач
приводит к большим потерям сил и времени.
Неэффективность при решении сложных
задач компенсируется за счет увеличения числа
решателей.
Два подхода к повышению эффективности поиска
решения:
1. Организационный.
- увеличение коллективов исследователей с целью
повышения
производительности
их
труда
(лаборатория Эдисона);
- конкурсное проектирование, (требует
увеличенного субсидирования);
-переманивание «мозгов» (утечка мозгов),
- японский подход, (стимулирование
изобретательской деятельности на
базе предельного «метода» проб и ошибок («думай
непрерывно»).
2. Психологический.
Направлен
на
преодоление
«психологической
инерции», связанной с ранее приобретенным
опытом, стандартными приемами, достигнутым
уровнем техники т.д.
Первая
группа
методов
(увеличение
хаотичности поиска): мозговой штурм, синектика.
Вторая
группа
методов
(систематизация
перебора вариантов): метод фокальных объектов,
морфологический анализ, контрольные вопросы и,
наконец, Теория решения изобретательских задач
(ТРИЗ).
Первая группа (Увеличение хаотичности поиска)
МОЗГОВОЙ ШТУРМ (Автор: А.Осборн)
Интенсификация метода «проб и ошибок.»
Основа метода: процесс генерирования
необходимо отделить от процесса их оценки:
идей
критика запрещена;
каждая идея, даже шуточная или явно нелепая,
всячески поощряется;
полученный материал передается группе экспертов
для оценки и отбора перспективных предложений.
Хорошие
результаты
для
решения
организационных проблем, технических задач невысокой
сложности. Трудные задачи МШ не поддаются (из-за
отсутствия критического анализа высказываемых идей).
В МШ сила в запрете на критику, но в этом же и
его слабость: для совершенствования идеи критика
нужна.
СИНЕКТИКА (Автор:У.Гордон )
Основана на МШ, который ведут профессионалы,
имеющие значительный опыт такой работы.
Формируются более или менее постоянные
группы. Члены группы привыкают работать вместе,
перестают бояться критики, не обижаются, когда
отвергают их предложения.
Используются приемы, основанные на различных видах
аналогии.
1. Прямая аналогия.
Как решаются подобные задачи в других
областях техники, в быту, в природе?
2. Личная аналогия (эмпатия).
Исследователь
отождествляет
себя
с
техническим объектом.
3. Фантастическая аналогия.
При поиске новых идей прибегают к помощи сказочных и
фантастических персонажей, животных и растений золотой рыбки, волшебной палочки и пр.
4. Символическая аналогия.
В виде сочетания двух слов в краткой
парадоксальной форме или в виде яркой метафоры,
(“Живой труп”, “Горячий снег”, “Лысый брюнет”, “Слепящая
тьма”, “Жар холодных чисел”, “Обыкновенное чудо”,
“Правдивая ложь”).
Вторая группа (Систематизация перебора вариантов)
Эффект «Нейро-лингвистического программирования».
При
формулировании
проблемы
программируется
мыслительная деятельность.
За время обучения инженер усваивает массу
профессиональных знаний, методов, схем, стандартных
приемов, технологических традиций. Побочное действие
профессионального опыта (психологическая инерция)
проявляется там, где возникает задача, требующая
нестандартного подхода. Противоречие: инерция знаний и
полезна и вредна.
МЕТОД ФОКАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ
Метод направлен на преодолении психологической
инерции, связанной с объектом исследования.
Основная идея метода - для подавления
психологической инерции, связанной с объектом
исследования, установить его ассоциативные связи с
различными случайными объектами.
Перенести признаки случайно
объектов на совершенствуемый объект.
выбранных
Принцип работы по методу фокальных
объектов.
1.
Выбрать
объект,
который
необходимо
совершенствовать (фокальный объект).
2. С помощью любой книги, словаря или другого
источника выбрать случайные слова (объекты).
3. Выделить признаки (свойства) выбранных случайных
объектов.
4. Перенести выделенные признаки (свойства) на
объект исследования.
5. Провести анализ полученных сочетаний и выбрать
наиболее подходящие.
Метод фокальных объектов можно эффективно
применять при поиске возможностей выпуска и
реализации новых товаров и для решения задач
рекламы.
МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Основная идея - с помощью комбинаторики получить
все теоретически возможные варианты реализации
объекта с требуемой главной функцией.
Для этого анализируют строение (морфологию)
объекта, выделяя в первую очередь основные
элементы. Далее составляют список всех формально
возможных способов выполнения этих элементов.
Принцип работы при морфологическом анализе:
1. Выбрать объект и сформулировать задачу.
2. Составить список всех основных характеристик и частей
объекта, от которых зависят функции объекта - А;Б;В;Г ....
3. По каждому списку характеристик и частей объекта
составить
возможные варианты их исполнения А1;А2;А3;...., Б1;Б2;Б3;...., В1;В2;В3;....
4. Составить матрицы (таблицы) из всех взятых за основу
характеристик, вариантов и подвариантов.
Задача.
Предложить новые исполнения ножа для резки бумаги.
1. Составляем список характеристик ножа:
А - Материал лезвия;
Б - Материал ручки;
В - Форма лезвия; Длина лезвия .
Г - Безопасность хранения.
2. Составляем варианты исполнения характеристик ножа:
А1 - металл; А2 - камень; А3 - кость; А4 - пластмасса; А5 луч;
Б1 - дерево; Б2 - кость; Б3 - пластмасса; Б4 - металл; Б кожа;
В1 - прямоугольная; В2 - кривая; В3 - треугольная; В4 круглая;
Г1 - открытое лезвие; Г2 - лезвие в чехле; Г3 - лезвие в
рукоятке, Г4 – сменное лезвие;
3. Составляем Таблицу (Морфологический ящик)
4. Выбираем подходящую комбинацию.
Варианты:
•
•
А1Б2В1Г1 - это нож с открытым металлическим
лезвием, прямоугольной формы с ручкой из кости;
А1Б2В3Г3 - это нож с металлическим лезвием
треугольной
формы,
убирающимся
в
пластмассовую рукоятку с изменяющейся по мере
износа длиной.
МЕТОД КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ (МКВ)
МКВ позволяет генерировать новые идеи и
решения, стимулировать их поток с помощью
наводящих вопросов.
Суть МКВ состоит в том, что изобретатель отвечает
на вопросы. В сущности это усовершенствование
МПиО, - каждый вопрос является пробой (или
серией проб) с единственным отличием: по списку
вопросов проще и быстрее охватить некоторое поле
возможных вариантов решений. МКВ можно
рассматривать как способ выхода из тупиковых
ситуаций.
Существуют различные списки КВ в т.ч. создателя МШ
А.Осборна, математика Д.Пойа и других. Один из
наиболее полных и удачных - список вопросов
английского изобретателя Т. Эйлоарта (всего 21):
Выборочный список вопросов Эйлоарта:
1.
Перечислить
все
ожидаемые
характеристики
предполагаемого изобретения.
2. Попробовать новые формулировки. Определить
второстепенные и аналогичные задачи. Выделить
главные.
3. Перечислить недостатки имеющихся решений.
4.
Набросать
фантастические,
биологические,
экономические, химические, молекулярные и другие
аналогии.
5.
Построить
математическую,
гидравлическую,
электронную, механическую и др. модели.
6. Попробовать различные виды материалов: газ,
жидкость, твердое тело, гель, пену, пасту и пр.;
7. Попробовать различные виды энергии: тепло,
магнитную, электрическую энергию, свет и т.д.
8. Устроить сумбурное обсуждение, выслушивая все и
каждую идею без критики (аналог МШ).
9. Попробовать “национальные” решения: экономное
шотландское, рациональное немецкое, расточительное
американское,
сложное
китайское,
обстоятельное
финское, находчивое русское и т.д.
10. Бродить среди стимулирующей обстановки (свалки,
технические музеи, комиссионные магазины и др.).
11. Определить идеальное решение.
12. Видоизменить решение проблемы с точки зрения
времени (скорее или медленнее), размеров, вязкости и
прочих параметров.
13. В воображении залезть внутрь механизма.
14. Кто еще решал эту проблему? Каких результатов он
добился?
Вопросы в такой системе позволяют полнее
увидеть свойство совершенствуемого объекта, но как
его изменить этого, к сожалению, они не
подсказывают.
Описанные представляют собой шаг
вперед по сравнению с методом проб и ошибок. Но
они
не
дают
достаточно
действенных
инструментов для решения задач высокого уровня.
Изучение
патентов
показывает,
что
жизнеспособными
оказываются
только
такие
изобретения, которые изменяют исходную систему в
направлении, предписываемом законами развития
технических систем. Знание этих законов дает
возможность резко сузить зону поиска, заменить
угадывание научным прогнозированием. Для этого
нужен другой подход, другая методология.
Такой методологией, дающей стабильные
положительные результаты при решении самых
разных
задач,
является
Теория
решения
изобретательских
задач
(ТРИЗ),
созданная
советским инженером и писателем – фантастом
Г.С.Альтшуллером и его последователями. ТРИЗ
принципиально отличается от метода проб и ошибок
и его модификаций.
Впервые,
на
практике,
доказана
возможность управлять творческим процессом.
Основное положение ТРИЗ:
Технические
системы
развиваются
по
объективно существующим законам. Эти законы
познаваемы, их можно выявить и использовать для
сознательного решения изобретательских задач.
ТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Что мы понимается
под
Система»?
термином
«Техническая
Техническая Система - это некоторая совокупность
взаимосвязанных элементов, обладающая свойствами,
не сводящимися к свойствам отдельных элементов.
Элемент ТС - относительно целая ее часть,
обладающая некоторыми свойствами, не исчезающими
при отделении от системы.
Объект - обрабатываемый предмет.
Продукт - объект с определенным свойством.
Функция технической системы заключается в придании
объекту требуемого свойства.
Функция технической системы заключается в придании
объекту требуемого свойства (единственного для
анализа данной ситуации). Если мы рассматриваем
другое
свойство,
необходимо
строить
другую
техническую систему.
Любая полная ТС состоит из источника энергии, двигателя,
трансмиссии, инструмента и органа управления
Свойство
Источник
энергии
Двигатель
Трансмиссия
Инструмент
Объект
Продукт
Орган управления
Источник энергии – элемент ТС, из которого система
черпает энергию для производства работы.
Двигатель – элемент ТС, где происходит конечное
преобразование энергии в вид, используемый
инструментом.
Трансмиссия – элемент ТС, который передает энергию от
двигателя к инструменту.
Орган управления – элемент ТС, который обеспечивает
совместную работу частей технической системы для
появления продукта. Т.е. орган управления регулирует поток
энергии к частям ТС и согласует их работу во времени и
пространстве.
В настоящее время выявлены и сформулированы
одиннадцать основных законов развития технических
систем:
- полноты частей ТС;
- сквозного прохода энергии;
- согласования - рассогласования ТС.
- развития ТС по S - образной кривой;
- повышения степени идеальности ТС;
- вытеснения человека из ТС;
- неравномерности развития частей ТС;
- свертывания - развертывания ТС; •
- перехода ТС на микроуровень и использования полей;
- повышения динамичности и управляемости ТС;
- перехода ТС в надсистему;
1. ЗАКОН полноты частей ТС
"Необходимым
условием
принципиальной
жизнеспособности ТС является наличие и
минимальная
работоспособность
основных
частей
системы:
двигателя,
трансмиссии,
рабочего органа и средства управления".
2. ЗАКОН развития ТС по S-образной кривой
«Жизнь любой ТС можно изобразить одной
универсальной
(качественной)
кривой,
показывающей, как меняются во времени темпы
ее развития (развития ее
показателей)».
а – классическая S – образная кривая развития ТС;
б – кривая изменения количества изобретений;
в - кривая изменения уровня изобретений;
г - кривая изменения экономического эффекта.
I этап («Детство ТС») - проектирование ТС (макетный
Или опытный образец).
II этап («Расцвет ТС») - ТС бурно совершенствуется,
выпускается серийно, ее качество улучшается, растет
спрос.
III этап («Старение ТС») - если рост показателей еще и
происходит, то это осуществляется только за счет
отдельных
усовершенствований
внешнего,
косметического характера.
Этап IV (Застой или отмирание ТС) - постоянство
параметров ТС или, в некоторых случаях, даже спад ее
показателей.
3. ЗАКОН повышения степени идеальности ТС
"Развитие ТС идет в направлении повышения
идеальности".
Развитие ТС – это процесс увеличения степени ее
идеальности, которая определяется как отношение суммы
выполняемых полезных функций (Фп) к сумме факторов
расплаты (Фр):
И = ∑ Фп : ∑ Фр
∞
Под идеальной системой понимается такая
система, затраты на получение полезного эффекта в
которой равны нулю.
4. ЗАКОН повышения динамичности и управляемости
ТС
«В процессе развития ТС происходит повышение ее
динамичности. Жесткие элементы системы для
повышения их эффективности должны переходить к
более гибкой, быстроменяющейся структуре»
На законе основаны два стандартных направления
решения:
динамизация элемента (или вещества) системы;
динамизация обычно начинается с разделения элемента
на 2 шарнирно соединенные части; далее : один
шарнир – много шарниров – гибкое вещество –
жидкость – газ; иногда динамизация заканчивается
заменой вещественной связи полевой;
динамизация поля;
в простейшем случае осуществляется переходом от
постоянного действия к импульсному действию.
Знание
ЗРТС
позволяет
увидеть
и
четко
сформулировать изобретательские задачи, а затем
упрощает и сам процесс решения.
В динамизации в первую очередь нуждается та
часть ТС, которая испытывает в данный
момент наиболее сильное влияние факторов,
сдерживающих ее развитие. Пример: шнур утюга.
ИДЕАЛЬНЫЙ КОНЕЧНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ
На базе модели идеальной технической системы Г.
С. Альтшуллером был построен оператор ИКР
(идеальный
конечный
результат).
Суть
его
состоит в том, что задачу по реализации какой - либо
полезной функции возлагают на саму систему (или
объект обработки, либо элемент технической системы,
уже выполняющий какую-то полезную функцию).
Структура оператора ИКР
(1). ТС
(2). Сама
(3). Без к.-л. усложнений и дополнительных затрат
(4). Выполняет требуемое действие
(5). Продолжая выполнять функцию, ради которой была
первоначально создана.
Примеры ИКР:
•
•
•
•
Индикатор износа шин.
Самоупрочняющийся резец (нагрев при резании и
диффузионное насыщение путем подачи
полимеросодержащей среды в зону резания)
Ампула с запаховой жидкостью как индикатор
износа бура скважины.
Крысоловка с колокольчиком.
Формулируя ИКР, не нужно знать, как этот
результат
достигается.
Само
определение
"идеальный" говорит о том, что результат
практически недостижим. Следует помнить, что
определение ИКР имеет чисто вспомогательное
значение, с его помощью мы входим в "район"
сильных решений, а уж там-то, наверное, есть и
наше, которое мы можем реализовать практически.
•
•
•
Пусковая платформа для запуска ракет
Перевозка библиотеки в новое здание.
Снотворные (токсичные) таблетки.
Формулирование ИКР по заданным строгим правилам один
из
главных
элементов
решения
изобретательских задач с помощью ТРИЗ
В процессе развития ТС в результате неравномерного
изменения параметров (характеристик) системы
появляются противоречия.
Противоречие – проявление несоответствия между
разными требованиями к ТС, предъявляемыми к ней
законами
природы,
экономическими
законами,
уровнем развития техники, конкретными условиями
применения т.д.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ (ТП)
Техническое противоречие (ТП) - ситуация, когда
попытки улучшить одну характеристику системы
приводят к недопустимому ухудшению другой ее
характеристики.
Обычная
задача
переходит
в
разряд
изобретательских, когда необходимым условием ее
решения является устранение ТП. Создание нового
изобретения всегда сводиться к разрешению (полному
или частичному) технического противоречия. Это одно
из основных положений ТРИЗ.
При решении задачи в ТРИЗ вначале определяется ТП, а
затем строится модель идеальной технической
системы и формулируется оператор ИКР.
ФИЗИЧЕСКОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ
Физическим
противоречием
(ФП)
называется
ситуация, когда к объекту по условиям задачи
предъявляются
противоположные,
несовместимые
требования по физическому состоянию.
Примеры:
• Гипс в боксерской перчатке (Перчатка д.б. мягкой и
жесткой)
• Площадь крыла самолета д.б. большой (для увеличения
подъемной силы) и, одновременно, маленькой (для
уменьшения сопротивления воздушному потоку).
Физическое противоречие возникает не между
параметрами технической системы, а внутри какоголибо одного элемента или даже в части его. Например,
элемент должен быть тяжелым и легким, или горячим и
холодным, или магнитным и немагнитным и т. п.
Устранения противоречий
Техническое противоречие
Г.С. Альтшуллер пришел к выводу, что изобретатели
пользуются, в основном, ограниченным набором
изобретательских приемов. На основе анализа свыше
40 тысяч изобретений создателям ТРИЗ удалось
выделить действительно сильные приемы, которые
использовались не менее, чем в 80 – 100 изобретениях
для устранения одного и того же ТП. Так было выявлено
40 типовых приема.
Разработана специальная Таблица, в которой по
вертикали располагаются характеристики ТС, которые
по условиям задачи необходимо улучшить, а по
горизонтали – характеристики, которые недопустимо
при этом ухудшаются. На пресечении строк и столбцов
этой таблицы находим номера типовых приемов,
позволяющих, с наибольшей вероятностью, устранить
ТП. Таблица выбора приемов устранения ТП получила
название «Матрица Альтшуллера».
Физическое противоречие
ТИПОВЫЕ ПРИЕМЫ УСТРАНЕНИЯ ФП
Разделение противоречивых свойств в
пространстве.
Пример: Шасси самолета
-
- Разделение противоречивых свойств во времени.
Пример: Боксер с цементом в перчатке.
- Использование физических эффектов.
Примеры: Редуктор на магнитном порошке.
- Переход к системе, работающей на микро уровне.
- Фазовые переходы.
-
Физико-химический переход: Возникновениеисчезновение вещества за счет разложениясоединения, ионизации, рекомбинации.
-Использование ферромагнитных частиц
АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ
ЗАДАЧ (АРИЗ)
Анализ проблемы и формулировка задачи.
Выделение ТС. Определение конфликтующей пары:
изделие и инструмент.
Формулирование ТП. Выбор приемов устранения
ТП. Использование матрицы Альтшуллера.
Определение ресурсов ТС:
Оперативная зона.
Оперативное время.
Вещественно – полевые ресурсы (ВПР).
Формулирование ИКР и ФП.
Мобилизация и применение ВПР для решения
задачи.
Использование физических эффектов для
решения задачи.