- •А.А. Грибанов учебная научно - исследовательская работа сту д ентов
- •Содержание
- •1 Общая характеристика научно-
- •2 Функционально-стоимостный анализ технических объектов.............................................................. 28
- •2.4 Контрольные вопросы ............................................................... 38
- •3 Основы решения изобретательских задач.............. 39
- •3.4 Контрольные вопросы ............................................................... 48
- •4 Основы патентоведения....................................................... 49
- •1 Общая характеристика научно-исследовательской деятельности
- •1.1 Понятие научного знания
- •4.8 Контрольные вопросы ............................................................... 71
- •1.2 Методы теоретических и эмпирических исследований
- •1.3 Выбор направления научного исследования
- •1.4 Этапы научно-исследовательской работы
- •1.5 Контрольные вопросы
- •2 Функционально-стоимостный анализ технических объектов
- •1. После выявления затрат на выполнение функций элементов для
- •2.4 Контрольные вопросы
- •3 Основы решения изобретательских задач
- •Часть 1. Выбор задачи
- •Часть 2. Построение модели задачи
- •Часть 3. Анализ модели задачи
- •Часть 4. Устранение физического противоречия
- •Часть 5. Предварительная оценка полученного решения
- •Часть 6. Развитие полученного ответа
- •Часть 7. Анализ хода решения
- •3.4 Контрольные вопросы
- •4.8 Контрольные вопросы
2.4 Контрольные вопросы
1. В чём заключает суть функционально-стоимостного анализа?
2. Какие работы выполняют при проведении функционально-
стоимостного анализа?
3. В чём заключается предметный подход при снижении себе-
стоимости?
4. В чём заключается функциональным подход при снижении се-
бестоимости?
5. Какова основная область применения функционально-
стоимостного анализа?
6. Какие этапы включает функционально-стоимостной анализ?
7. Какую информацию содержит техническое задание на прове-
дение функционально-стоимостного анализа?
8. Что называют главными функциями технического объекта?
9. Что называют основными функциями технического объекта?
10. Что называют вспомогательными функциями технического объекта?
11. Что называют ненужными функциями технического объекта?
12. Какие причины возникновения излишних затрат Вы знаете?
13. Какие методы оценки стоимости функций Вы знаете?
14. Зачем проводят выявление зон наибольшего сосредоточения затрат?
15. В чём заключается АВС-анализ при выявлении зон наиболь-
шего сосредоточения затрат?
38
16. Какую документацию нужно получить в результате проведе- ния информационно-аналитического этапа функционально- стоимостного анализа?
17. Какие характерные ошибки можно совершить при проведении информационно-аналитического этапа функционально-стоимостного анализа?
3 Основы решения изобретательских задач
3.1 Метод проб и ошибок
Изобретательство – древнейшее занятие человека. С изобретения орудий труда начался процесс очеловечивания наших далеких предков. Первые изобретения не созданы человеком, а обнаружены им в гото- вом виде. Люди заметили, что острыми камнями можно разрезать шку- ры убитых животных, и начали собирать и применять камни. После лесных пожаров было обнаружено, что огонь греет и защищает, начали сохранять огонь. Люди еще не ставили задач, они открывали готовые решения. Творчество состояло в том, чтобы догадаться применить эти решения. Но почти сразу возникли и изобретательские задачи. Как заострить затупившийся камень? Как сделать, чтобы камень удобнее было держать в руке? Как уберечь огонь от ветра и дождя? Как перено- сить огонь с места на место?
Решать изобретательские задачи приходилось методом проб и ошибок, перебирая всевозможные варианты. Долгое время перебор вариантов вели наугад. Но постепенно появились определенные приё- мы: копирование природных прототипов, увеличение размеров и числа одновременно действующих объектов, объединение разных объектов в одну систему. Накапливались факты, наблюдения, сведения о свойст- вах веществ; использование этих знаний повышало направленность поисков, упорядочивало процесс решения задач. Но менялись и сами задачи; из века в век они становились сложнее. Сегодня, чтобы найти один нужный вариант решения, необходимо проделать множество
«пустых» проб.
Существуют привычные, но неверные суждения об изобрета-
тельском творчестве. «Всё зависит от случайности», – говорят одни.
«Всё зависит от упорства, надо настойчиво пробовать разные вариан- ты», – утверждают другие. «Всё зависит от прирожденных способно- стей», – заявляют третьи... В этих суждениях есть доля правды, но
правды внешней, поверхностной. Неэффективен сам метод проб и
39
ошибок, потому что многое зависит от удачи и личных качеств изобре- тателя: не всякий способен отважиться на «дикие» пробы, не всякий способен взяться за трудную задачу и терпеливо её решать.
В конце XIX века применение метода проб и ошибок усовер- шенствовал Эдисон. В его мастерской работало до тысячи человек, поэтому можно было разделить одну техническую проблему на не- сколько задач, и по каждой задаче одновременно вести проверку мно- гих вариантов.
Ясно, что тысяча землекопов могут рыть качественно иные ямы,
чем один землекоп. Но все-таки сам способ рытья остается прежним...
Современная «индустрия изобретений» организована по эдисо- новскому принципу: чем труднее задача, т. е. чем больше проб надо проделать, тем большее число людей направляется на решение задачи. Задачу «Как надежнее соединить стеклянную деталь с металличе- ской?» Эдисон мог поручить группе в три-пять человек. Ныне задачи такого уровня одновременно решаются многими коллективами, в каж- дом из которых десятки и сотни научных сотрудников и инженеров.
Широко распространено мнение о том, что в наше время крупные изобретения делаются не одиночками, а коллективами. Как и во всяком афоризме, здесь отражена лишь часть правды. Бывают разные одиноч- ки и разные коллективы — важен прежде всего уровень организации труда. «Одиночка»-экскаваторщик работает намного продуктивнее
«коллектива» землекопов. Да и «коллектив» землекопов лишь условно можно считать коллективом: каждый землекоп копает в одиночку...
Метод проб и ошибок и основанная на нём организация твор-
ческого труда пришли в противоречие с требованиями современной научно-технической революции.
Нужны новые методы управления творческим процессом, спо-
собные резко уменьшить число «пустых» проб. И нужна новая органи- зация творческого процесса, позволяющая эффективно применять но- вые методы. А для этого необходима научно обоснованная и практиче-
ски работоспособная теория решения изобретательских задач.
3.2 Методы активизации поиска
Чем труднее изобретательская задача, тем больше вариантов при- ходится перебрать, чтобы найти решение. А раз так, то прежде всего надо повысить количество вариантов, выдвигаемых в единицу време- ни. Понятно также, что для обнаружения сильного решения нужно
40
иметь среди рассматриваемых идей побольше оригинальных, смелых,
неожиданных.
Цель методов активизации поиска и состоит в том, чтобы сде- лать процесс генерирования идей интенсивнее и повысить «концентра- цию» оригинальных идей в общем их потоке.
Решая задачу, изобретатель сначала долго перебирает привычные,
традиционные варианты, близкие ему по специальности. Иногда ему вообще не удается уйти от таких вариантов. Идеи направлены по «век- тору психологической инерции» – в сторону, где меньше всего можно ожидать сильных решений. Психологическая инерция обусловлена самыми различными факторами: тут и боязнь вторгнуться в чужую область, и опасение выдвинуть идею, которая может показаться смеш- ной, и незнание элементарных приёмов генерирования «диких» идей. Методы активизации поиска помогают преодолевать эти барьеры.
Наибольшей известностью среди этих методов пользуется мозго- вой штурм, предложенный А. Осборном (США) в 1940-х годах. Он заметил, что одни люди больше склонны к генерированию идей, дру- гие – к их критическому анализу. При обычных обсуждениях «фанта- зеры» и «критики» оказываются вместе и мешают друг другу. Осборн предложил разделить этапы генерирования и анализа идей. За 20–30 минут группа «генераторов идей» выдвигает несколько десятков идей. Главное правило – запрещена критика. Можно высказывать любые идеи, в том числе и заведомо нереальные (они играют роль своеобраз- ного катализатора, стимулируя появление новых идей). Желательно, чтобы участники штурма подхватывали и развивали выдвинутые идеи.
Если штурм хорошо организован, удается быстро уйти от идей, навязываемых психологической инерцией. Никто не боится пред- ложить смелую идею, возникает доброжелательная творческая атмо-
сфера, и это открывает путь всевозможным смутным идеям и догадкам.
В штурме обычно участвуют люди разных профессий; идеи из разных областей техники сталкиваются, иногда это дает интересные комбина- ции.
Основная концепция мозгового штурма (дать новым идеям выход из подсознания) основана на теории Фрейда, очень популярной на ро- дине Осборна. По этой теории управляемое сознание является лишь тонким наслоением на неуправляемом подсознании, как застывшая корка над расплавленной вулканической магмой. В сознании господ- ствуют логика и контроль, не пропускающие рвущиеся из подсознания стихийные силы – инстинкты, стремления, желания. В сознании дейст- вует порядок, царит ясность, в подсознании – хаос, тьма, бушуют гроз-
41
ные силы, то и дело прорывающиеся и заставляющие человека совер- шать нелогичные поступки, идти на преступления и т. д. Психологиче- ская инерция, по мнению Осборна, порождена порядком, царящим в сознании. Надо помочь новым идеям прорваться из подсознания в соз- нание – такова философско-психологическая концепция мозгового штурма. Поэтому Осборн построил процесс генерации идей так, чтобы расковать подсознание: в группе «генераторов идей» не должно быть начальства, надо стремиться к созданию непринуждённой обстановки. Иногда к концу штурма возникает своего рода ажиотаж, и «генераторы идей» высказывают предложения, не успевая их обдумать. Идеи воз- никают как бы непроизвольно, неосознанно, неуправляемо. А магни- тофон записывает каждое слово. Полученные при штурме идеи пере- даются на экспертизу группе «критиков». При этом «критики» должны стремиться выявить рациональное зерно в каждой идее.
Любопытно следующее: чтобы уменьшить упорядоченность мышления (плохую упорядоченность, при которой мышление направ- ляется психологической инерцией), пришлось увеличить порядок са- мой процедуры мышления, ввести определенные правила. Видел ли Осборн этот парадокс?..
В 1950-е годы с мозговым штурмом связывались большие надеж- ды. Потом выяснилось, что трудные задачи штурму не поддаются. Бы- ли испробованы различные модификации штурма (индивидуальный,
парный, массовый, двухстадийный, «конференция идей», «ки-
бернетическая сессия» и т. д.). Эти попытки продолжаются и сейчас. Но уже ясно, что мозговой штурм эффективен только при решении несложных задач. Хорошие результаты чаще всего удаётся получить,
«штурмуя» не изобретательские, а организационные проблемы (найти новое применение для выпускаемой продукции, усовершенствовать рекламу и т. д.).
Существуют и другие методы активизации поиска. Например, метод фокальных объектов состоит в том, что признаки нескольких случайно выбранных объектов переносят на совершенствуемый объ- ект, в результате чего получаются необычные сочетания, позволяющие преодолевать психологическую инерцию. Так, если случайным объек- том взят «тигр», а совершенствуемым (фокальным) «карандаш», то получаются сочетания типа «полосатый карандаш», «хищный каран- даш», «клыкастый карандаш». Рассматривая эти сочетания и развивая их, иногда удаётся прийти к оригинальным идеям.
При морфологическом анализе, предложенном швейцарским аст-
рофизиком Цвикки, сначала выделяют оси – главные характеристики
42
объекта, а затем по каждой оси записывают элементы – всевозможные варианты. Например, рассматривая проблему запуска автомобильного двигателя в зимних условиях, можно взять в качестве осей источники энергии для подогрева, способы передачи энергии от источника к дви- гателю, способы управления этой передачей и т. д. А элементами для оси «источники энергии» могут быть: аккумулятор, химический гене- ратор тепла, бензогорелка, работающий двигатель другой машины, горячая вода, пар и т. д. Имея запись элементов по всем осям и комби- нируя сочетания разных элементов, можно получить очень большое число всевозможных вариантов. В поле зрения при этом могут попасть и неожиданные сочетания, которые едва ли пришли бы на ум «просто так».
По методу контрольных вопросов, как показывает само название, поиск направляется списками наводящих вопросов. Такие списки предлагались разными авторами. Типичные вопросы: а если сделать наоборот? А если заменить эту задачу другой? А если изменить форму объекта? А если взять другой материал?
Наиболее сильный метод активизации поиска – синектика, пред- ложенная У. Гордоном. Он в 1960 г. создал в США фирму «Синек- тикс». В основу синектики положен мозговой штурм, но этот штурм ведет профессиональная или полупрофессиональная группа, которая от штурма к штурму накапливает опыт решения задач. При синектиче- ском штурме допустимы элементы критики и, главное, предусмотрено обязательное использование четырех специальных приемов, основан- ных на аналогии: прямой (как решаются задачи, похожие на данную?), личной (попробуйте войти в образ данного в задаче объекта и попы- тайтесь рассуждать с этой точки зрения), символической (дайте в двух словах образное определение сути задачи), фантастической (как эту задачу решили бы сказочные персонажи?).
Главное достоинство методов активизации поиска – простота, доступность. Такие методы, как мозговой штурм, могут быть освоены после одного - двух занятий. Обучение синектике обычно длится всего несколько недель.
Методы активизации поиска универсальны, их можно применять для решения любых задач – научных, технических, организационных и др.
Принципиальный недостаток этих методов – непригодность при
решении достаточно трудных задач. Штурм (простой или синектиче- ский) дает на порядок больше идей, чем обычный метод проб и оши- бок. Но этого мало, если «цена» задачи 10000 или 100000 проб.
43
Методы активизации поиска сохраняют (в несколько улучшенном виде) старую тактику перебора вариантов. Эти методы не развиваются, а попытки их комбинирования не дают существенно нового результата.
3.3 Алгоритм решения изобретательских задач
