3. Вопросы и советы д.Пойа

Понимание задачи

Нужно ясно понять постановку задачи

Что неизвестно, что дано, в чем состоит условие, возмож­но ли его удовлетворить?

Достаточно или нет это условие для определения неиз­вестного?

Не чрезмерно ли оно, не противоречиво ли?

Сделайте чертеж, введите подходящие обозначения, раз­делите условие на части и постарайтесь записать их.

Составление плана решения

Нужно найти связь между данными и неизвестными. Если не удастся сразу обнаружить эту связь, возможно будет полезным рассмотреть вспомогательные задачи. В конечном течете необ­ходимо прийти к следующему плану решения.

Не встречалась ли раньше эта задача, хотя бы в несколь­ко иной форме?

Известна ли какая-нибудь родственная задача?

Не знаете ли вы теорему, которая могла бы оказаться полезной?

Рассмотрите неизвестное и постарайтесь вспомнить зна­комую задачу с тем же или подобным неизвестным. Если есть задача, родственная данной и уже решенная, нельзя ли ею воспользоваться, применить ее результаты?

Имеет ли смысл ввести какой-либо вспомогательный эле­мент, чтобы стало возможным воспользоваться прежней за­дачей?

Нельзя ли ее иначе сформулировать?

Вернитесь к определениям. Если не удастся решить данную задачу, попытайтесь сначала решить сходную.

Можно ли придумать более доступную сходную задачу, более общую и более частную или же аналогичную задачу?

Постарайтесь решить часть задачи. Сохраните только часть условия, отбросив остальное. Насколько определенным окажется тогда неизвестное, как оно может меняться?

Нельзя ли изменить неизвестное или данное так, чтобы новые неизвестное и данное оказались ближе друг к другу?

Все ли данные и все ли условия использованы?

Приняты ли во внимание все существенные понятия, со­держащиеся в задаче?

Осуществление плана

Осуществляя план решения, контролируйте каждый свой шаг. Ясно ли, что предпринятый — правильный? Сумеете ли вы доказать, что он правилен?

Взгляд назад

Нельзя ли проверить результат и ход решения?

4. Правила Тринга и Лейтуэйта (Англия)

1. Четко сформулировать задачу.

2. Видеть некую человеческую потребность и попытаться найти лучший способ удовлетворить ее.

3. Если задача имеет два и более различных решения, каждое из которых обладает достоинствами и недостатками, необходимо провести анализ каждого решения и выяснить, нельзя ли сделать усовершенствования, улучшающие технические и экономические показатели этих решений применительно к поставленной задаче.

4. Когда задача выбрана, следует определить главную и до­полнительную цель изобретения, а также ограничения, накла­дываемые на решение задачи.

5. Создать при решении задачи эмоциональный заряд. Весь­ма полезно для этого установить жесткие сроки, применить метод «высиживания», систематической работы над изобрете­нием, использовать мозговой штурм группы людей.

6. После того как найдена стоящая идея, необходимо вос­пользоваться методом последовательных приближений. Не сле­дует при этом конкретизировать идею больше, чем это нужно для перехода к следующему этапу работы. Важно всегда оста­влять для себя как можно более широкий выбор.

7. Для проверки идеи рекомендуется перечень контрольных вопросов.

Не противоречит ли идея законам техники?

Разработано ли найденное техническое решение?

Отвечает ли идея планируемым параметрам?

Будет ли найденное решение надежным и простым в эк­сплуатации?

Можно ли осуществить изобретение на базе известных материалов с применением существующих технологий?

Возможно ли управлять им и регулировать его при необ­ходимости?

Будет ли изобретение дешевым?

Какова будет стоимость его эксплуатации и обслужи­вания?

Каков будет срок службы?

Как часто возможны поломки и будут ли они иметь ката­строфические последствия?

Не торопитесь отвечать отрицательно на вопросы, постарай­тесь доказать, что невозможное возможно!

МЕТОД ФОКАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ (МФО)

Метод основан на перенесении признаков случайно выбран­ных объектов на совершенствуемый объект, который лежит как бы в фокусе переноса. В первоначальном виде метод возник в 1926 году, затем в 50-е годы был усовершенствован Чарльзом Вайтингом.

Применяется МФО в следующем порядке:

1 шаг. Выбор фокального (совершенствуемого) объекта (до­пустим, надо усовершенствовать часы, т.е. наш объект — часы).

2 шаг. Выбор 3—4 случайных объектов (выбираются наугад из словаря, каталога, журнала и т.п.: «кино», «змея», «плюс»).

3 шаг. Составление списков признаков случайных объектов (кино: широкоэкранное, звуковое, цветное и т.д.).

4 шаг. Генерирование идей путем присоединения к фо­кальному объекту признаков случайных объектов (широко­экранные часы, звуковые часы, цветные часы, объемные часы и т.д.).

5 шаг. Развитие полученных сочетаний путем свободных ассоциаций (широкоэкранные часы — вместо просто узкого циферблата может быть узкий циферблат, иногда растягива­ющийся в широкий и т.д.).

6 шаг. Оценка полученных идей, отбор полученных реше­ний.

Целесообразно поручить оценку эксперту, а затем вместе с ним отобрать полезные решения.

МФО дает хорошие результаты при поиске новых модифика­ций уже известных способов и устройств.

МФО может быть использован для тренировки вообра­жения, разработки оригинальных товаров народного потре­бления и др.

МЕТОД ГИРЛЯНД СЛУЧАЙНЫХ АССОЦИАЦИЙ

Метод предложен советским исследователем Г.А. Бушем. Его цель обеспечить поиск решения изобретательских задач при дефиците информации, т.е. при невозможности испо­льзования логических средств. В этом случае одним из средств решения служит использование цепочек (гирлянд) ассоциаций и метафор, что позволяет совершить переход в новую область знаний, интерпретировать по-новому ранее разработанные идеи. Таким образом, в качестве своеоб­разного информационного фонда выступает ассоциативная память разработчика.

Основными этапами метода при совершенствовании задан­ного объекта являются следующие.

1. Определение синонимов объекта — гирлянда синонимов (ГС).

2. Произвольный выбор случайных объектов (ГСО).

3. Составление комбинаций из элементов (ГС и ГСО).

4. Составление перечня признаков случайных объектов (ПСО).

5. Генерирование новых идей путем присоединения к эле­ментам ГС ПСО.

6. Генерирование гирлянд ассоциаций ГА поочередно из ПСО.

7. Генерирование новых идей путем присоединения к элеме­нтам ГС элементов ГА.

8. Оценка и выбор рациональных вариантов идей. Отбор оптимального варианта.

Приведенная модификация метода является упрощенной.

МЕТОД КОНСТРУИРОВАНИЯ КОЛЛЕРА

Метод появился в начале 70-х годов; автор — Р.Коллер. В основе метода лежит функциональный анализ, который пред­полагает прежде всего полное абстрагирование от реальной конструкции анализируемого изделия и концентрации внимания на функции, которую это изделие должно выполнять.

Все технические системы Коллер делит на три класса:

машины, осуществляющие преобразование энергии;

аппараты, осуществляющие преобразование веществ;

приборы, осуществляющие преобразование информации.

Работа по методу Коллера ведется в три основных этапа:

анализ функций технических систем и их элементов;

создание систематизированного фонда физических данных;

четкое (алгоритмоподобное) описание процесса поиска кон­струируемых устройств.

Коллер считает, что набор основных операций включает в себя 12 пар прямых и обратных преобразований:

1) излучение — поглощение;

2) проводимость — изолирование;

3) сбор — рассеивание;

4) проведение — непроведение;

5) преобразование — обратное образование;

6) увеличение — уменьшение;

7) изменение — обратное изменение направления на­правления;

8) выравнивание — колебание;

9) связь — прерывание;

10) объединение — разъединение;

11) соединение — разделение;

12) накопление — выдача.

МЕТОД МОЗГОВОГО ШТУРМА

Метод мозгового штурма один из наиболее применяемых при коллективном поиске решений. Его создал в 30-е годы американский исследователь А.Осборн.

Основная цель метода — найти как можно больше различ­ных направлений решения поставленной проблемы.

Метод мозгового штурма применяется при поиске решений в недостаточно исследованной области, выявлении новых на­правлений решения проблемы, а также при выявлении недо­статков существующего изделия.

При проведении мозгового штурма можно выделить следу­ющие этапы: подготовительный; этап генерации идей; этап ана­лиза и оценки идей.

Суть подготовительного этапа заключается в следу­ющем. Подбирается ведущий мозгового штурма. Ведущий — это человек, отвечающий за организацию и процедурную часть работы. Под руководством ведущего на подготовительном эта­пе формулируют задачу, подбирают участников поисковой груп­пы, — генераторов и аналитиков.

Формулировка- задачи (проблемы) осуществляется следу­ющим образом:

— задачу формулируют в том виде, как она дана;

— в виде проблемы-аналога (например, из другой области техники);

— в обобщенном виде;

— на уровне физических взаимодействий элементов систе­мы;

— обратное формулирование проблемы.

Необходимо помнить, что любая проблема может быть сфо­рмулирована с разной степенью обобщенности.

Выбор конкретной формулировки задачи зависит от психо­логических особенностей генераторов идей, их профессиональ­ной подготовки, степени проработанности проблемы до начала проведения мозгового штурма.

Основные задачи и особенности работы ведущего в процессе проведения мозгового штурма

Ведущий должен знать и уметь выполнять следующие функ­ции:

принимать решение об использовании мозгового штурма для решения возникшей задачи;

осуществлять подбор людей в группы генераторов и ана­литиков;

обучать участников мозгового штурма необходимым при­емам и правилам;

правильно формулировать проблему;

уметь систематизировать и проводить анализ идей.

В группу генераторов должны входить люди с богатым творческим воображением, обладающие яркой фантазией, способные быстро подхватывать чужие идеи и развивать их. Генераторам присущ оптимизм, вера в то, что лучшая идея еще впереди.

В группу аналитиков должны входить люди, имеющие большой запас знаний по исследуемому вопросу, то есть специалисты, способные оценить идеи, выдвинутые на этапе генерации.

Важнейшим правилом проведения мозгового штурма явля­ется запрет критики на этапе генерации. Критика не допускает­ся ни в какой форме. При этом необходимо помнить, что идеи подаются без какого-либо обоснования и доказательства. Вы­двигать можно любые идеи — сказочные, фантастические, шутливые. Однако это не должно вылиться в упражнения по выдвижению нелепостей. Группа генераторов должна ра­ботать целенаправленно и стремиться к отысканию новых творческих идей.

Этап генерации идей. Под руководством ведущего проводится сессия выдвижения идей. Основной целью ведуще­го на этом этапе является получение как можно большего количества идей, направленных на решение поставленной проблемы или способствующих ее решению. При этом идеи выдвигают генераторы, а ведущий только стимулирует выдви­жение.

Процесс генерирования идей проходит скоротечно, в те­чение 20...30 минут. В это время ведущий должен обеспечить психологическую поддержку участников мозгового штурма и строгое соблюдение правил — запрет критики и запрет обоснования идей.

Общей целью ведущего является создание психологичес­кого микроклимата в группе, который бы способствовал максимальной творческой раскованности, душевному подъему, концентрации мысли на решаемой проблеме-. Ведущему необходимо обеспечивать активную работу подсознания генератора. Психологическая поддержка может осуществлять­ся путем подачи одобрительных реплик, положительной оценки выдвинутой идеи, просьбы развить идею до логичес­кого конца.

Ведущий должен регулировать ход высказываний. Если идей не очень много, то он должен дать возможность вы­сказаться каждому.

В случае необходимости ведущий может расширять или су­жать поле поиска, а также детально развивать новое направле­ние решения проблемы.

В слабо генерирующих группах ведущий должен выполнять роль стимулятора, используя различные методы активизации творческого мышления. Например: представим, что объект бес­конечно большой или бесконечно маленький, бесконечно до­рогой, очень дешевый или, например, эластичный, твердый, сыпучий и т.д.

В нормально работающей группе ведущий выполняет, как правило, экспертные, аналитические функции, сворачивая ин­формацию, выдаваемую генераторами, и показывая, какие на­правления в решении задачи можно получить. Все идеи фик­сируются.

Этап анализа идей. На этом этапе при анализе идей должно также проходить выдвижение идей, которые являются либо продолжением выдвинутых, либо могут быть преобразова­ны в практически применимые. Но при этом как выдвинутые на этапе генерации, так и на этапе анализа идеи анализируются, обосновываются и логически осмысливаются.

Основными приемами, используемыми при обработке идей, являются обобщение и конкретизация.

Обобщение применяют для освобождения от внешних эмо­циональных моментов, для выявления принципа заложенного в идее. После чего идея конкретизируется. Этап анализа зани­мает от одного до нескольких дней. При этом квалифицирован­ные специалисты работают следующим образом:

уясняют идею в виде, сформулированном на этапе генерации;

выявляют принцип, на котором базируется идея;

оценивают перспективность принципа;

наполняют принцип конкретным содержанием;

развивают полученную идею.

Разновидности мозгового штурма

1. Обратный мозговой штурм. Его используют для решения конкретных задач при выявлении всех возможных недостатков изделия. На первом этапе все внимание сосредоточивают на всевозможных недостатках объекта. Анализ вскрывает недо­статки, дефекты и противоречия, имеющиеся в конкретной идее или техническом объекте, который требуется разработать и усо­вершенствовать.

Предварительную их оценку проводят генераторы, более тщательную — эксперты, которые вычеркивают явно оши­бочные утверждения, уточняя тем самым перечень обнару­женных недостатков, причем используются правила обычного мозгового штурма.

2. Теневая мозговая атака. Ее используют для проведения мозгового штурма с большим числом генераторов. Часть гене­раторов не участвует в обсуждении (теневые генераторы), а внимательно слушает и записывает свои идеи. Потом все идеи передаются для изучения аналитикам.

Существуют и другие разновидности мозгового штурма.

МЕТОД «МОРФОЛОГИЧЕСКОГО ЯЩИКА»

Суть метода состоит в выявленный и систематическом ис­следовании всех возможных вариантов исполнения объекта, вытекающих из закономерностей его строения (морфологии*).

Автор метода — известный швейцарский астроном Ф. Цвикки.

Время разработки — 1942 г.

Метод предусматривает выполнение работ в пять следую­щих этапов.

1. Точно сформулировать проблему, подлежащую решению.

2. Выявить и охарактеризовать все параметры, которые мог­ли бы войти в решение данной проблемы.

3. Сконструировать «морфологический ящик» или многомер­ную матрицу, содержащую все решения данной проблемы.

______________________

* «Морфология» - учение о форме.

4. Все решения, содержащиеся в «морфологическом ящике», внимательно проанализировать и оценить с точки зрения целей, которые должны быть достигнуты.

5. Выбрать и реализовать полученные решения.

Правила морфологического анализа

1. Все функции объекта должны быть примерно равнознач­ны с точки зрения поставленной цели.

2. Никаких оценок возможных вариантов не следует прово­дить до полного оформления морфологического множества. (Если все-таки приходится оценивать и отбрасывать какой-либо вариант, его недостатки должны быть компенсированы оста­ющимися вариантами).

3. Для каждой строки морфологической матрицы проверить, являются ли ее члены альтернативными и подходит ли в данную строку вариант «отсутствует».

4. После определения полного объема морфологического множества проверить, нельзя ли морфологическую матрицу разделить на 2—3 блока, которые можно было бы анализиро­вать не сразу, а последовательно, друг за другом.

Метод предназначен для расширения поля видения пробле­мы, обеспечения объективности при анализе вариантов, вскры­тия резервов и реализации нового на основе уже существующей элементной базы. Метод используется также при прогнозирова­нии развития технических систем, в работе экспертов, опреде­ляющих новизну технических решений.

Недостатки метода: сложность обработки «морфологичес­кого ящика», большая трудоемкость при выборе вариантов. Ф. Цвикки не сформулировал четких правил, по которым можно добиться необходимой компактности и в то же время достаточ­ной емкости морфологических таблиц. Но на конкретном приме­ре показал эффективность своего метода.

В нашей стране интенсивно занимаются разработкой мор­фологического метода В.М. Одрин и С.С. Картавое. Метод про­должает совершенствоваться, расширяется область его применения.

СИНЕКТИКА

Метод предложен американским изобретателем и исследо­вателем методологии технического творчества В.Дж. Гордоном в 1952—1959 гг.

Слово «синектика» в переводе с греческого означает «со­вмещение разнородных элементов». Основная особенность ме­тода (в отличие от мозгового штурма) — задачи решают специ­алисты разных профессий, отличающиеся гибкостью мышле­ния, широким диапазоном знаний и обладающие большим практическим опытом. Руководит группой опытный специалист.

Работает группа по следующему плану.

1. Формулирование проблемы в общем виде — «проблема как она дана» (ПКД).

2. Анализ проблемы — формулировка «проблемы как ее понимают» (ПКП).

3. Генерирование различных видов аналогий: прямой (ПА), личной (ЛА), символической (СА), фантастической (ФА).

4. Использование аналогий. Применение понятий к ПКД или ПКП для генерирования новых идей.

5. Выбор полезных решений.

6. Развитие и максимальная конкретизация наиболее удач­ного решения.

Самый трудный этап-генерирование (решение) идеи. Этот этап Гордон назвал «Превращение непривычного в привычное, а привычного в непривычное».

Основными творческими приемами в синектике являются различные виды аналогий.

Прямая аналогия

Рассматриваемый технический объект сопоставляется с по­хожими объектами из других технических областей или из живой природы.

Личностная аналогия или эмпатия

Синектор отождествляет себя с техническим объектом и пред­ставляет себе, что бы он делал, если бы оказался на месте этого объекта.

Фантастическая аналогия

В разрабатываемое устройство, решающее задачу, разработчик мысленно вводит каких-либо фантастических существ, выпол­няющих то, что требуется по условию задачи.

Символическая аналогия

Выработанному на отдельном этапе ключевому представлению задачи нужно подобрать сжатую смысловую формулировку в виде короткого определения, состоящего из существительного и прилагательного.

Если инженеры и изобретатели используют аналогии, так сказать, на любительском уровне, то синекторов обучают про­фессиональному владению процессами анапогизирования. По­этому если мозговой штурм можно рассматривать как коллек­тивную научно-техническую самодеятельность, то работу груп­пы синекторов можно представить как выступление профессионального поискового ансамбля.

Отсутствие методических и учебных разработок - по синектике служит причиной того, что в наших школах технического творчества о ней дается лишь обзорная информация.

ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТОИМОСТНЫЙ АНАЛИЗ

Функционально-стоимостный анализ (ФСА) — это новый эф­фективный метод снижения издержек производства, основан­ный на изыскании наиболее экономичных вариантов конструк­ций, заданных для определенных изделий.

С помощью ФСА можно увеличить поток рационализаторских и изобретательских решений не вообще, а конкретно на том участке технического фронта, где они особенно нужны, и обеспечить их появление не тогда, когда «поезд уже ушел», а точно в нужный момент модернизации или проектирования новой техники.

Автор метода — американский исследователь Л.Д. Майлз. Свой метод он назвал инженерно-стоимостным анализом (1947 г.). В нашей стране (1949—52 гг.) такие работы вел Ю.М. Соболев, инженер из Перми. Он назвал свой метод «экономи­ческий анализ и поэлементная отработка конструкции».

ФСА конкретного объекта на предприятии проводит так на­зываемая временная рабочая группа. Руководит рабочей груп­пой инженер-организатор ФСА, прошедший специальную подго­товку по применению метода. Суть метода состоит в нахожде­нии оптимального соотношения между полезностью продукта (той функции, которую он выполняет) и затратами на его изго­товление.

Работа по ФСА ведется в 7 этапов.