Диалектика инженерного творчества

Размещено на http://www.allbest.ru

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННО ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра "Технология машиностроения"

Заочная форма обучения

контрольная работа

по дисциплине "Основы инженерного творчества"

Ростов-на-Дону - 2013 г



Существо понятий: техническая система, идеальная техническая система

Техническая система -- это целостная совокупность конечного числа взаимосвязанных материальных объектов, имеющая последовательно взаимодействующие сенсорную и исполнительную функциональные части, модель их предопределенного поведения в пространстве равновесных устойчивых состояний и способность, при нахождении хотя бы в одном из них (целевом состоянии), самостоятельно выполнять в штатных условиях предусмотренные её конструкцией потребительские функции

Смысл системного подхода при исследовании процессов развития в технике заключается в рассмотрении любого технического объекта как системы взаимосвязанных элементов, образующих единое целое. Линия развития представляет собой совокупность нескольких узловых точек - технических систем, резко отличающихся друг от друга (если их сравнивать только между собой); между узловыми точками лежит множество промежуточных технических решений - технических систем с небольшими изменениями по сравнению с предшествующим шагом развития. Системы как бы "перетекают" одна в другую, медленно эволюционируя, отодвигаясь все дальше от исходной системы, преображаясь иногда до неузнаваемости. Мелкие изменения накапливаются и становятся причиной крупных качественных преобразований. Чтобы познать эти закономерности, необходимо определить, что такое техническая система, из каких элементов она состоит, как возникают и функционируют связи между частями, каковы последствия от действия внешних и внутренних факторов, и т.д. Несмотря на огромное разнообразие, технические системы обладают рядом общих свойств, признаков и структурных особенностей, что позволяет считать их единой группой объектов.

Каковы основные признаки технических систем? К ним можно отнести следующие:

системы состоят из частей, элементов, то есть имеют структуру,

системы созданы для каких-то целей, то есть выполняют полезные функции;

элементы (части) системы имеют связи друг с другом, соединены определенным образом, организованы в пространстве и времени;

каждая система в целом обладает каким-то особым качеством, неравным простой сумме свойств составляющих ее элементов, иначе пропадает смысл в создании системы (цельной, функционирующей, организованной).

Поясним это простым примером. Допустим, необходимо составить фоторобот преступника. Перед свидетелем поставлена четкая цель: составить систему (фотопортрет) из отдельных частей (элементов), система предназначается для выполнения весьма полезной функции. Естественно, что части будущей системы не соединяются как попало, они должны дополнять друг друга. Поэтому идет длительный процесс подбора элементов таким образом, чтобы каждый элемент, входящий в систему, дополнял предыдущий, а вместе они увеличивали бы полезную функцию системы, то есть усиливали бы похожесть портрета на оригинал. И вдруг, в какой-то момент, происходит чудо - качественный скачок! - совпадение фоторобота с обликом преступника. Здесь элементы организованы в пространстве строго определенным образом (невозможно переставить их), взаимосвязаны, вместе дают новое качество. Даже если свидетель абсолютно точно идентифицирует по отдельности глаза, нос и т.д. с фотомоделями, то эта сумма "кусочков лица" (каждый из которых правильный!) ничего не дает - это будет простая сумма свойств элементов. Только функционально точно соединенные элементы дают главное качество системы (и оправдывают ее существование). Точно так же набор букв (например, А, Л, К, Е), соединившись только определенным образом дает новое качество (например, ЕЛКА).

ТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА - это совокупность упорядоченно взаимодействующих элементов, обладающая свойствами, не сводящимися к свойствам отдельных элементов, и предназначенная для выполнения определенных полезных функций.

Таким образом, техническая система имеет 4 главных (фундаментальных) признака:

функциональность,

целостность (структура),

организация,

системное качество.

Отсутствие хотя бы одного признака не позволяет считать объект технической системой.

Функционирование это изменение свойств, характеристик и качеств системы в пространстве и времени.

Функция - это способность ТС проявлять свое свойство (качество, полезность) при определенных условиях и преобразовывать предмет труда (изделие) в требуемую форму или величину.

Совокупность (целостность) элементов и свойств неотъемлемый признак системы. Соединение элементов в единое целое нужно для получения (образования, синтеза) полезной функции, т.е. для достижения поставленной цели.

Если определение функции (цели) системы в какой-то мере зависит от человека, то структура - наиболее объективный признак системы, она зависит только от вида и материального состава используемых в ТС элементов, а также от общих законов мира, диктующих определенные способы соединения, виды связи и режимы функционирования элементов в структуре. В этом смысле структура это способ взаимного соединения элементов в системе. Составление структуры - это программирование системы, задание поведения ТС с целью получения в результате полезной функции. Требуемая функция и выбранный физический принцип ее осуществления однозначно задают структуру.

Структура - это совокупность элементов и связей между ними, которые определяются физическим принципом осуществления требуемой полезной функции.

"Формула" системы:

Иерархический принцип организации структуры возможен только в многоуровневых системах (это большой класс современных технических систем) и заключается в упорядочении взаимодействий между уровнями в порядке от высшего к нижнему. Каждый уровень выступает как управляющий по отношению ко всем нижележащим и как управляемый, подчиненный, по отношению к вышележащему. Каждый уровень специализируется также на выполнении определенной функции (ГПФ уровня). Абсолютно жестких иерархий не бывает, часть систем нижних уровней обладает меньшей или большей автономией по отношению к вышележащим уровням. В пределах уровня отношения элементов равны между собой, взаимно дополняют друг друга, им присущи черты самоорганизации (закладываются при формировании структуры).

"Под идеальной системой понимается такая система, затраты на получение полезного эффекта в которой равны нулю. При этом под затратами понимается самый широкий круг понятий - энергия, материалы, занимаемое пространство... Понятие идеальной технической системы было выдвинуто Г.С. Альтшуллером. Образ идеальной системы позволяет сконцентрировать внимание разработчика только на ожидаемом полезном эффекте, лучше осознать, что требуется потребителю. Оценим, насколько эффективным может быть использование такого подхода к определению цели в практической деятельности.

Функциональный состав и свойства объектов таксона «технические системы». техническая система изобретательский творческий инженерный

В каждой ТС существует функциональная часть -- объект управления (ОУ). Функции ОУ в ТС заключаются в восприятии управляющих воздействий (УВ) и в изменении в соответствии с ними своего состояния. ОУ в ТС не выполняет функций принятия решений, то есть не формирует и не выбирает альтернативы своего поведения, а только реагирует на внешние (управляющие и возмущающие) воздействия, изменяя свои состояния предопределенным его конструкцией образом.

В объекте управления всегда могут быть выделены две функциональные части -- сенсорная и исполнительная.

Сенсорная часть образована совокупностью технических устройств, непосредственной причиной изменения состояний каждого из которых является соответствующие ему и предназначенные для этого управляющие воздействия. Примеры сенсорных устройств: выключатели, переключатели, задвижки, заслонки, датчики и другие подобные им по функциональному назначению устройства управления техническими системами.

Исполнительная часть образована совокупностью материальных объектов, все или отдельные комбинации состояний которых рассматриваются в качестве целевых состояний технической системы, в которых она способна самостоятельно выполнять предусмотренные её конструкцией потребительские функции. Непосредственной причиной изменения состояний исполнительной части ТС (ОУ в ТС) являются изменения состояний её сенсорной части.

Классификационные признаки объектов таксона «технические системы»:

представляют собой целостную совокупность конечного множества со взаимодействующих материальных объектов

имеют условия штатной эксплуатации, предусмотренные их конструкцией

содержат последовательно взаимодействующие друг с другом сенсорные и исполнительные функциональные части

имеют модели управляемого предопределенного причинно-следственного поведения в пространстве достижимых равновесных устойчивых состояний

имеют целевые состояния, соответствующие состояниям исполнительной части объекта управления в ТС

имеют способность, находясь в целевых состояниях, самостоятельно выполнять потребительские функции

Методы психологической активизации творчества

Методы психологической активизации творческого мышления направлены на устранение, так называемой инерции мышления, препятствующей всестороннему глубокому рассмотрению проблемы. Эти методы позволяют значительно увеличить число выдвигаемых идей и повышают производительность этого процесса.

Наиболее известным из них является "мозговой штурм", предложенный А. Осборном (США) в 40-х годах. " Мозговой штурм" является коллективным методом поиска новых идей, основная особенность которого заключается в разделении участников на критиков и "генераторов", а также разделение процесса генерации и критики идей во времени. Кроме этого "мозговой штурм" предусматривает выполнение ряда правил: Нельзя критиковать предлагаемые идеи, споры и обсуждения запрещаются.

Приветствуются любые идеи, в том числе фантастические. Нет плохих идей.

Поощряется развитие, усовершенствование и комбинирование чужих идей.

Идеи следует излагать кратко, не прерывать эстафету идей.

Главная цель - получить как можно больше идей.

Обязательными условиями проведения "мозгового штурма" является создание благоприятных условий для преодоления психологической инерции и боязни высказывать нелепые идеи из-за боязни их критики, привлечение в группу специалистов различного профиля, склонность их к творческой работе. Руководителем группы (ведущим) должен быть специалист по методам технического творчества.

"Мозговой штурм" достаточно универсальный метод, применение которого возможно в науке, технике, административной, торговой и рекламной деятельности.

Одной из разновидностей "мозгового штурма" является "Обратная мозговая атака". Здесь процесс поиска решений разделен на три этапа. На первом этапе выявляются все возможные недостатки совершенствуемого объекта. На основании этих недостатков формулируются задачи. Вторым и третьим этапом являются этапы обычного "мозгового штурма". Таким образом, отражая более полно недостатки объекта, удается находить большее число идей по его совершенствованию.

Еще одним методом коллективного поиска новых идей является "Корабельный совет". В этом методе так же, как при "мозговом штурме", преследуется цель максимально использовать опыт, знания и фантазию участников совещания. Однако правила проведения этого совещания несколько отличаются от правил, характерных для "мозгового штурма".

Вот основные из них:

Высказываться по проблеме должны все.

Порядок и очередность выступлений устанавливает капитан - от юнги к капитану, от младшего к старшему.

Вопросы задает только капитан. Участники совещания могут критиковать и защищать идеи только по команде капитана.

Все участники совещания должны критиковать, а затем и защищать идеи отобранные капитаном, в том числе и свои собственные.

Итоги работы Совета подводит капитан.

Таким образом, основная суть этого метода заключается в строгом выполнении заранее установленных правил совещания. Успех работы совещания главным образом зависит от умения руководителя создать спокойную деловую и творческую обстановку, стимулирующую участников на активный поиск решения проблемы.

Такой вид творческого совещания как "Корабельный совет" обычно используется в коллективе, не обладающем опытом и навыками проведения "мозгового штурма". Тем не менее, этот метод оказывается достаточно эффективным при решении проблем в условиях дефицита времени и информации.

Приемы использования аналогий также относятся к методам психологической активизации творческого мышления. Наиболее интересным методом, использующим аналогии, является "Синектика" - метод решения проблем группой специалистов, широко использующих различные типы аналогий. Этот метод был предложен У. Гордоном (США) в 1952 году. Он основан на свойстве человеческого мозга устанавливать связи между словами, понятиями, чувствами, мыслями, впечатлениями, т. е. устанавливать ассоциативные связи. Это приводит к тому, что отдельное слово, наблюдение и т. п. могут вызвать в сознании воспроизведение раннее пережитых мыслей, восприятий, и "включить" богатую информацию прошлого опыта для решения поставленной задачи. Аналогия является хорошим возбудителем ассоциаций, которые в свою очередь стимулируют творческие возможности. Известно много примеров аналогий, среди которых можно отметить следующие:

Прямая аналогия, в соответствии с которой осуществляется поиск решений аналогичных задач, примеров сходных процессов в других областях знаний с дальнейшей адаптацией этих решений к собственной задаче.

Личная аналогия предлагает представить себя тем объектом, с которым связана проблема, и попытаться рассуждать о "своих" ощущениях и путях решения проблемы.

Символическая аналогия отличается тем, что при формулировании задачи пользуются образами, сравнениями и метафорами, отражающими ее суть. Использование символической аналогии позволяет более четко и лаконично описать имеющуюся проблему.

Фантастическая аналогия предлагает ввести в задачу фантастические средства или персонажи, выполняющие то, что требуется по условию задачи. Смысл этого приема заключается в том, что мысленное использование фантастических средств часто помогает обнаружить ложные или избыточные ограничения, которые мешают нахождению решения проблемы.

Теория решения изобретательских задач

ТРИЗ -- теория решения изобретательских задач -- область знаний, исследующая механизмы развития технических систем с целью создания практических методов решения изобретательских задач. «Цель ТРИЗ: опираясь на изучение объективных закономерностей развития технических систем, дать правила организации мышления по многоэкранной схеме. » Автор ТРИЗ -- Генрих Саулович Альтшуллер.

Работа над ТРИЗ была начата Г. С. Альтшуллером и его коллегами в 1946 году. Первая публикация -- в 1956 году-- это технология творчества, основанная на идее о том, что«изобретательское творчество связано с изменением техники, развивающейся по определённым законам» и что «создание новых средств труда должно, независимо от субъективного к этому отношения, подчиняться объективным закономерностям». Появление ТРИЗ было вызвано потребностью ускорить изобретательский процесс, исключив из него элементы случайности: внезапное и непредсказуемое озарение, слепой перебор и отбрасывание вариантов, зависимость от настроения и т. п. Кроме того, целью ТРИЗ является улучшение качества и увеличение уровня изобретений за счёт снятия психологической инерции и усиления творческого воображения.

Основные функции и области применения ТРИЗ:

решение изобретательских задач любой сложности и направленности;

прогнозирование развития технических систем;

пробуждение, тренировка и грамотное использование природных способностей человека в изобретательской деятельности (прежде всего образного воображения и системного мышления);

совершенствование коллективов (в том числе творческих) по направлению к их идеалу (когда задачи выполняются, но на это не требуется никаких затрат).

ТРИЗ не является строгой научной теорией. ТРИЗ представляет собой обобщённый опыт изобретательства и изучения законов развития науки и техники.

В результате своего развития ТРИЗ вышла за рамки решения изобретательских задач в технической области, и сегодня используется также в нетехнических областях (бизнес, искусство, литература, педагогика, политика и др.).

Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) - наука, позволяющая не только выявлять и решать творческие задачи в любой области знаний, но и развивать творческое (изобретательское) мышление, развивать качества творческой личности. Не редко в основе решения задачи лежит на первый взгляд «дикая» идея. ТРИЗ дает возможность человеку не только быть готовым к таким идеям, но и получать их. Для овладения ТРИЗ необходимо вложить много труда, как при изучении любой другой науки. Довести применение ТРИЗ до автоматизма требует еще больших усилий. Стадии овладения определенными навыками превосходно сформулировал великий русский режиссер и основатель театральной школы Константин Станиславский: "Сложное сделать простым, простое сделать привычным, привычное сделать приятным". И далее он говорит о путях достижения этого: "Далеко не все имеют волю и настойчивость, чтобы добраться до настоящего искусства, только знать систему мало. Надо уметь и мочь. Для этого необходима ежедневная, постоянная тренировка, муштра в течение всей артистической карьеры" ТРИЗ - уникальный инструмент для:

поиска нетривиальных идей,

выявления и решения многих творческих проблем,

выбора перспективных направлений развития техники, технологии и снижения затрат на их разработку и производство,

развития творческого мышления,

формирования творческой личности и коллективов.

Эта теория стала популярной не только в России, но и в США, Канаде, Японии, Израиле, ведущих странах Европы и Юго-Восточной Азии.

Как сказал А.Н. Толстой: «В человеке заложены безграничные источники творчества, иначе бы он не стал человеком. Нужно их освободить и вскрыть».

История создания и распространения ТРИЗ

Могло ли человечество пройти «мимо телефона»? То есть мог бы телефон остаться не изобретенным? Вряд ли -- после опытов Пэйджа и Рэйса, с учетом большого интереса к электричеству и объективной необходимости в передаче звука на расстояние рождение телефона было неизбежно. Это подтверждается и тем, что патентные заявки на телефон были поданы в течение года несколькими независимыми изобретателями. То же можно утверждать и по поводу изобретения радио и телевидения. А что по поводу методики изобретательства?

Судите сами. Вот график Мэмфорда, отражающий рост числа значительных изобретений во времени. Отклонения от кривой объясняются политико-экономическими событиями, войнами.

Этот график -- экспонента. Как снежный ком, растет количество изобретений, все больше людей занимается придумыванием нового. Достаточно ли этого, чтобы задуматься -- как «производятся» изобретения? Какие «умственные ходы» осуществляет изобретатель? Как ему помочь?

В середине 40-х годов XX века методики стали возникать, как грибы после дождя. Самыми «шустрыми» оказались США, за ними Западная Европа. Мозговой штурм, метод контрольных вопросов, морфологический анализ, синектика -- каждая из этих методик давала новые подходы к изобретательскому труду. Объединяло их вот что: все они были основаны на психологии и логике, и ни одна из них не претендовала на роль научной теории.

А в это время в Советском Союзе молодой военный инженер и со школьных лет изобретатель Генрих Альтшуллер изучает патентный фонд. Он стремится понять: что объединяет сильные, красивые, удивляющие изобретения? Именно тогда родилось это понятие -- Идеальный Конечный Результат. А еще -- через годы -- Альтшуллер понял, что кроме психологических особенностей, приемов мышления нужно выявлять и использовать закономерности развития техники. Так родилась ТРИЗ.

Легко ли было организовать в Советском Союзе широкое общественное движение, несмотря на отсутствие поддержки со стороны партии и государства? «Отсутствие поддержки» -- это мягкая оценка ситуации. Шесть лет тюрьмы -- но ведь не расстреляли… Разгромные статьи в «Комсомольской правде» -- но ведь второй раз не посадили…

Такое движение появилось и мощно «встало на крыло» -- общественные школы ТРИЗ работали практически во всех крупных городах Союза: это тысячи людей, прошедших семинары Альтшуллера или семинары его учеников, десятки книг и десятки тысяч решенных технических задач.

Сегодня тризовцы консультируют известные фирмы в США, Канаде, странах Западной Европы, преподают в ведущих университетах мира. Среди клиентов -- «Форд» и «Дженерал моторс», «Катерпиллер» и «Проктер энд Гэмбл», «Самсунг» и «Жилетт», «Кодак» и «Ксерокс»…

Движение оказалось успешным потому, что отвечало объективной потребности рынка. Но еще и потому, что Генрих Альтшуллер был не кабинетным теоретиком изобретательства, а практиком широкого спектра. Он смог решить задачи выживания теории в «неблагоприятной среде», а это были уже не технические, а социальные задачи.

ТРИЗ завоевывает мир. Разработаны компьютерные программы по ТРИЗ. Созданы фирмы, занимающиеся ТРИЗ. Помимо стран бывшего СССР, ТРИЗ распространена в США, Канаде, странах Европы, в Израиле, в Австралии, Японии, странах Юго-Восточной Азии и Южной Америки.

Компании, специализирующиеся на применении и развитии ТРИЗ работают во многих странах мира. Например, в США, Канаде, Германии, Англии, Франции, Швеции, Швейцарии, Австрии, Голландии, Финляндии, Италии, Израиле, Чехии, Японии, Южной Кореи, России и других странах. Курс ТРИЗ читается в ряде университетов США, Канаде, Франции, Англии, Германии, Швейцарии, Израиля, Японии и России.

ТРИЗ изучают инженеры и ученые, студенты университетов различных специальностей и школьники всех возрастов. Проводят занятия с дошкольниками, начиная с трех лет. Имеются курсы для подготовки воспитателей детских садов, учителей школ и преподавателей ТРИЗ для Университетов. Ведется большая работа по подготовке учебно-методических материалов.

Несколько фирм разрабатывают и продают компьютерные программы по ТРИЗ.

Наиболее распространена консультационная деятельность для промышленных фирм - решение производственных и научных проблем и получение перспективных решений.

Создано несколько кафедр ТРИЗ в университетах, защищаются диссертации по ТРИЗ. Ученики и последователи автора ТРИЗ - Генриха Альтшуллера живут и работают сейчас во многих странах. Они продолжают развивать ТРИЗ, применять ее на практике и добиваться впечатляющих результатов. ТРИЗ, которую, по сути дела, создал один человек, справедливо считают наукой XXI века.

Создана и успешно работает Международная Ассоциация ТРИЗ (МА ТРИЗ), президентом которой до последнего дня своей жизни являлся Генрих Альтшуллер. Сейчас МА ТРИЗ руководят его ученики. Появилась Европейская Ассоциация ТРИЗ (ETRIA - European TRIZ Association). Имеются региональные Ассоциации ТРИЗ в США, Франции, Италии, Австрии, Израиле, Австралии, Южной Кореи, Тайване, Мексики, Латинской Америки, в странах бывшего СССР и других странах. В США создан Институт Альтшуллера (The Altshuller Institute). Создан Саммит разработчиков ТРИЗ, цель которого - объединить специалистов, которые занимаются развитием теории и методики. Саммит проводит ежегодные встречи, где обсуждаются наилучшие научные разработки по развитию ТРИЗ. Выпускаются бумажный "Журнал ТРИЗ" на русском и английском языках в России и самостоятельный электронный журнал в США.

В Internet имеется несколько сотен сайтов и более миллиона ссылок посвященных ТРИЗ.

Проводятся международные конференции по ТРИЗ. В США Институтом Альтшуллера, в Европе МА ТРИЗ и ETRIA, в Японии ТРИЗ Форум.

Крупнейшие газеты и журналы США и других стран неоднократно писали о необычайной силе ТРИЗ. Неоднократно были выступления по телевидению на ведущих каналах мира.

Все описанное - элементы ТРИЗ- движения, созданного Генрихом Альтшуллером.

Как решать задачи с помощью ТРИЗ

Как же лучше решать творческие задачи? Вот небольшой алгоритм.

Вначале нужно определить тип задачи.

Изобретательская задача -- это когда есть цель, которую Решателю требуется достигнуть, или есть проблема, которую нужно преодолеть, причем очевидные решения в данных условиях неприменимы. Перед Решателем возникает вопрос: "Как быть?".

Исследовательская задача -- это когда происходит некоторое явление, и Решателю необходимо объяснить его, выявить причины или спрогнозировать результат. Перед Решателем стоит вопрос "Почему? Как происходит?".

Чтобы легче решить исследовательскую задачу, следует сформулировать ее как изобретательскую. Задайте себе вопрос: "Как сделать, чтобы происходило именно это явление?"

Затем надо сформулировать к задаче Противоречие, Идеальный конечный результат (ИКР). Противоречие и ИКР "обостряют" проблему, выявляют самую ее суть и подталкивают к сильным решениям. Формулировать ИКР и Противоречие можно и в нескольких вариантах -- это позволяет найти несколько решений.

Далее нужно выявить имеющиеся ресурсы. Ресурсами является всё, что может быть полезно при решении задачи. Причем желательно использовать те ресурсы, которые уже присутствуют в проблемной ситуации, а также "дешевые" ресурсы, затраты на получение и использование которых низки.

Найденные решения желательно оценить с позиций идеальности. При этом можно задавать себе вопросы:

Насколько сложно и дорого осуществить решение? Задействованы ли ресурсы системы? Появились ли нежелательные эффекты при внедрении полученного решения?

Задачи -- комплексы

Все задачи современного мира -- комплексы, цепочки, клубки противоречий. Чем масштабнее задача, тем сильнее пересекаются в ней различные аспекты. Одну и ту же задачу можно понимать как техническую или биологическую, военную или даже рекламную. Легко найти примеры таких задач в истории.

В современном мире практически все задачи становятся комплексными. Это не хорошо и не плохо, это данность. И если даже задачу можно более-менее точно охарактеризовать как техническую или научную, то ее внедрение, например, потребует решения задач, связанных как минимум с бизнесом и менеджментом. И неспособность решения «пост-технических» или «пост-научных» задач сводит на нет все предыдущие успехи. И наоборот, хорошо решенная социальная задача может существенно помочь техническому прогрессу. Хрестоматийный пример -- принятие в США закона о налоге с объема запаянного вакуума, который стимулировал радиопромышленность отказаться от громоздких устройств на электровакуумных лампах и перейти на миниатюрные лампы и транзисторы.

С позиций ТРИЗ решение социальных и технических задач имеет много общего. В социальных задачах тоже есть Идеальный Конечный Результат, когда источник проблемы САМ, своими усилиями эту проблему и решает. Вот, например, экологическая проблема -- предприятие сбрасывает в реку отходы и не слишком заботится об эффективной очистке. Можно штрафовать -- но тогда придется организовать «неусыпный контроль» и начнется игра в «кошки-мышки». А можно законом заставить предприятия забирать воду для своих нужд ниже по течению, чем сбрасываются их же отходы. Не почистил за собой -- получай сам же свою грязь… Конечно, есть и другие способы решения этой задачи. Один из вариантов испытали в Америке. Способ прост: каждый год предприятия должны отчитываться о выбросах вредных веществ. Скажем, СО выделили столько-то тонн, SО -- столько-то, фреонов -- столько-то и так далее. Представьте себе директора завода, который подписывает такой отчет перед тем, как отправить его своему руководству. А если еще эти данные попадают в СМИ? Хочешь не хочешь, а вчитаешься, ужаснешься да и пообещаешь к следующему году снизить неуютные цифры. Во всяком случае, такие промышленные гиганты, как «Монсанто» и «Дюпон», объявили об этом публично.

В отличие от физических и химических эффектов, которые применяются при решении технических задач, в социальной сфере понадобятся социальные и психологические эффекты. Вместо свойств материалов -- свойства мышления, особенности мировоззрения и мировосприятия, вместо технических инструментов -- юридические законы, воздействие СМИ, организационные структуры.

Структура ТРИЗ

В состав ТРИЗ входят:

Законы развития технических систем (ТС).

Информационный фонд ТРИЗ (система приемов, эффекты, стандарты, ресурсы)

Вепольный анализ (структурный вещественно-полевой анализ) технических систем.

Алгоритм решения изобретательских задач.

Метод выявления и прогнозирования аварийных ситуаций и нежелательных явлений.

Методы системного анализа и синтеза (системный подход, анализ и синтез потребностей, функциональный анализ и синтез)

Функционально-стоимостный анализ.

Методы развития творческого воображения.

Теория развития творческой личности.

Теория развития творческих коллективов.

Все разделы ТРИЗ можно грубо разделить на две части: методы решения проблем и методы развития творческих качеств.

Законы развития технических систем -- наиболее общие статистические закономерности и тенденции развития техники, выявленные в результате анализа патентного фонда и истории развития техники.

Информационный фонд включает:

Систему стандартов на решение изобретательских задач (типовые решения определенного класса задач);

Задачи-аналоги;

Технологические эффекты (технические эффекты, физические эффекты, химические эффекты, биологические эффекты, математические эффекты, в частности, наиболее разработанные из них в настоящее время -- геометрические, а также таблицы их использования).

Приемы устранения противоречий и таблицы их применения;

Приемы разрешения технических противоречий (40 основных приемов и таблица их применения и 10 дополнительных)

Приемы разрешения физических противоречий (приемы -- антиприемы, приемы, разбитые на группы, способы разрешения физического противоречия).

Макро - и микроуровни приемов устранения противоречий.

Ресурсы природы и техники и способов их использования.

АРИЗ представляет собой программу (последовательность действий) по выявлению и разрешению противоречий, то есть решению задач. АРИЗ включает: собственно программу, информационное обеспечение, питающееся из информационного фонда, и методы управления психологическими факторами, которые входят составной частью в методы развития творческого воображения. Кроме того, в АРИЗ предусмотрены части, предназначенные для выбора задачи и оценки полученного решения.

Вепольный анализ (структурный вещественно-полевой анализ) позволяет представить структурную модель исходной технической системы, выявить ее свойства, с помощью специальных правил преобразовать модель задачи, получив тем самым структуру решения, которое устраняет недостатки исходной задачи.

Вепольный анализ -- это специальный язык формул, с помощью которого легко описать любую техническую систему в виде определенной (структурной) модели. Построенная таким образом модель преобразуют по специальным правилам и закономерностям, получая структурное решение задачи.

Любой объект представляется в виде вещества и обозначается буквой «В», а любое взаимодействие в виде поля и обозначается буквой «П». Тогда веполь может быть представлен в виде формулы:

Метод выявления и прогнозирования аварийных ситуаций и нежелательных явлений разработан Злотиным Б. Л. и Зусман А. В. и назван «диверсионным» подходом. Он основан на использовании ТРИЗ, функционального, системного и морфологического анализов, диаграммы Исикавы и специально разработанных списков контрольных вопросов. С помощью этой методики «изобретаются» для данной системы аварийные ситуации и нежелательные явления, рассматривается вероятность их появления. При этом проводится анализ существующей ситуации и тенденции ее изменения, формулируются и разрешаются противоречия, возникающие при решении проблемы. Кроме того, изыскиваются и анализируются способы, предотвращающие возникновение чрезвычайных ситуаций и нежелательных явлений.

Методы системного анализа и синтеза включают системный подход, анализ и синтез потребностей, функциональный анализ и синтез. Эти инструменты позволяют создать системную картину мира и прогнозировать развитие систем.

В ТРИЗ широко используется системный подход, включающий аппарат системных исследований, специализированный для анализа и синтеза технических систем, основанный на закономерностях развития техники и для прогнозирования развития технических систем. Кроме того, системный подход используется для развития творческого мышления.

Функционально-стоимостный анализ (ФСА) -- метод технико-экономического исследования систем, направленный на оптимизацию соотношения между их потребительскими свойствами (функций, еще воспринимаемыми как качество) и затратами на достижения этих свойств. Используется как методология непрерывного совершенствования продукции, услуг, производственных технологий, организационных структур. Задачей ФСА является достижение наивысших потребительских свойств продукции при одновременном снижении всех видов производственных затрат.

Методы развития творческого воображения позволяют уменьшить психологическую инерцию при решении творческих задач. Существующая в ТРИЗ система развития творческого воображения разработана Г.Альтшуллером и П.Амнуэлем, и представляет собой набор приемов фантазирования и специальных методов (например, метод ассоциаций, метод тенденций, метод скрытых свойств объекта, взгляд со стороны и др.).

Теория развития творческих коллективов разработана Б. Злотиным, А. Зусманом и Л. Капланом. Они выявили этапы и циклы развития творческих коллективов, закономерности их развития, механизмы торможения и развития коллективов, принципы предотвращения застойных явлений в коллективе.

Функции ТРИЗ

Можно выделить основные функции ТРИЗ:

Решение творческих и изобретательских задач любой сложности и направленности без перебора вариантов.

Прогнозирование развития технических систем (ТС) и получение перспективных решений (в том числе и принципиально новых).

Развитие качеств творческой личности.

А также вспомогательные функции ТРИЗ:

Решение научных и исследовательских задач.

Выявление проблем, трудностей и задач при работе с техническими системами и при их развитии.

Выявление причин брака и аварийных ситуаций.

Максимально эффективное использование ресурсов природы и техники для решения многих проблем.

Объективная оценка решений.

Систематизирование знаний любых областей деятельности, позволяющее значительно эффективнее использовать эти знания и на принципиально новой основе развивать конкретные науки.

Развитие творческого воображения и мышления.

Развитие творческих коллективов.

Простейшие приемы изобретательства

Наиболее распространены следующие простейшие приемы изобретательства:

аналогия,

инверсия,

эмпатия,

фантазия.

Аналогия

При решении задач идею решения можно получить путем применения известного аналогичного решения, "подсказанного" технической или художественной литературой, увиденного в кино или "подсмотренного" в природе.

Выявлением и использованием "механизмов природы" занимается наука бионика. Она исследует объекты живого и растительного мира и выявляет принципы их действия и конструктивные особенности, с целью применения этих знаний в науке и технике.

Например, американские инженеры сконструировали судно, принцип движения которого схож с движением кальмара. Кальмар, как известно, передвигается резкими толчками, выбрасывая назад воду. Новое судно также приводится в движение реактивной отдачей.

Аналогия - обильный источник новых идей, но ее нельзя использовать слепо.Как же следует использовать аналогию?

Выяснить основные принципы и конструктивные особенности исследуемого объекта.

Выявить ведущую область техники по функции, которую выполняет этот объект.

Воспроизвести основной принцип и конструктивные особенности, используя опыт ведущих областей, на имеющихся элементах, материалах и технологиях. При этом что-то нужно будет придумать новое, учитывая недостатки прототипа.

Инверсия

Прием «инверсия» или «обратная аналогия» означает - выполнить что-нибудь наоборот. Для него характерны выражения: перевернуть вверх "ногами", вывернуть наизнанку, поменять местами и т.д.

Этот прием может означать, что если объект рассматривается снаружи, то, возможно, мы достигаем желательного результата, если будем его исследовать изнутри. Если какой-то объект расположен вертикально, то применение инверсии означает, что его ставят горизонтально - и наоборот. Инверсия предполагает возможную замену подвижной части неподвижной, отказ от симметрии в пользу асимметрии, переход от растяжения к сжатию. Инверсные понятия - приемник и передатчик, модулятор и демодулятор, электрогенератор и электродвигатель.

Например, спортсмены тренируются, бегая по беговой дорожке на стадионе. Сейчас имеются движущиеся беговые дорожки и тренажеры, в которых можно задавать скорость движения ленты, ее наклон и другие параметры. Или устройство для тренировки пловца: пловец на месте, а движется вода. Аналогично рассмотренным примерам сконструирован эскалатор (челочек стоит, а лестница движется) и многое другое.

Эмпатия

Эмпатия - это отождествление себя с личностью другого. Иногда об этом действии говорят "войти в шкуру другого", то есть поставить себя на место другого. Таким приемом часто пользуются артисты, писатели, художники и т.п. Подобным же образом можно использовать этот прием при разработке объекта. Проектировщик отождествляет себя с разрабатываемым объектом, процессом, деталью. Применение приема заключается в том, чтобы человек, посмотрел с позиции детали (с "ее точки зрения"), что можно сделать для устранения недостатков или для выполнения новых функций.

Можно проиллюстрировать этот прием на примере добывания ядра из грецкого ореха. Представим себя ядром грецкого ореха, находящегося внутри скорлупы. Там темно и хочется выбраться наружу, не правда ли? Вспомним, как традиционно колют грецкий орех. Обычно орех колют щипцами или молотком, создавая усилия снаружи, направленные к ядру. Понравится ли Вам (ядру) такой способ? В лучшем случае Вас травмируют. Мы действовали на орех снаружи. Значит, усилия необходимо создавать не снаружи, а изнутри (мы применили инверсию). У Вас самого для этого сил нет. Вы же ядро. Очевидно, нужно привлекать внешние силы (опять использовали инверсию). Причем, как должны быть направлены эти силы? Безусловно, усилия должны быть направлены от ядра на внутреннюю поверхность скорлупы. И снова мы использовали прием инверсия. Чисто технически эту проблему можно решить разными способами. Просверлить отверстие и подать туда воздух под давлением. Можно, наоборот, поместить орех в вакуум. Возможно, скорлупу ореха обмазать клеем с большим количеством ферромагнитных частичек и поместить орех в сильное магнитное поле скорлупа разрывается.

Возможно наилучшее следующее решение. Орех помещают в герметичный сосуд и создают избыточное давление воздуха. Воздух постепенно проникнет под скорлупу. Через некоторое время в сосуде резко сбрасывается давление. Внутри ореха давление больше чем снаружи - и скорлупа раскалывается.

Фантазия

Прием фантазия связан с желанием получить то, чего желаешь. Использование фантазии для стимулирования новых идей заключается в размышлении над некоторыми фантастическими решениями, в которых при необходимости используются нереальные вещи или сверхъестественные процессы. Часто бывает полезно рассматривать идеальные решения, даже если это сопряжено с некоторой долей фантазии. Разумеется, есть надежда, что размышления о желательном могут натолкнуть на новую идею или точку зрения, которая, в конечном счете, приведет к новому, осуществимому решению.

Например, для забрасывания радиоактивных отходов за пределы Солнечной системы предлагается построить электромагнитную катапульту. А ведь многие идеи, описанные в фантастических книгах, в конце концов, нашли свое отражение в реальной жизни.

Потребность в изобретательстве была всегда у человечества. ТРИЗ позволяет не только решить сложные изобретательские задачи, но и прогнозировать развитие систем (в том числе технических), развить творческое мышление и многое другое. ТРИЗ достаточно уникальна, постоянно развивается и усовершенствуется сотнями талантливых учеников Генриха Альтшуллера. Тысячи людей преподают ТРИЗ, а пользователей ТРИЗ во всём мире на сегодня трудно сосчитать.

Творчество изобретателей издавна связано с представлениями об «озарении», случайных находках и прирожденных способностях. Однако современная научно-техническая революция вовлекла в техническое творчество миллионы людей и остро поставила задачу повышения эффективности творческого мышления. Появилась теория решения изобретательских задач.

ТРИЗ - уникальный инструмент для: поиска нетривиальных идей, выявления и решения многих творческих проблем, выбора перспективных направлений развития техники, технологии и снижения затрат на их разработку и производство, развития творческого мышления, формирования творческой личности и коллективов.

Эта теория стала популярной не только в России, но и в США, Канаде, Японии, Израиле, ведущих странах Европы и Юго-Восточной Азии.

При изучении ТРИЗ человек обнаруживает в себе умение выявить суть задачи, умение правильно определить основные направления поиска, не упуская многие моменты. ТРИЗ учит находить пути отхода от традиционных решений, мыслить логически, алогически и системно. ТРИЗ помогает значительно повысить эффективность творческого труда, сократить время на решение, смотреть на вещи и явления по-новому. ТРИЗ дает толчок к изобретательской деятельности и расширяет кругозор.

Пример решения творческой инженерной задачи на производстве

Для крепления крышек различных химических аппаратов (теплообменников, реакторов и т. п.), применяют шпильки - металлические стержни с резьбой по обоим концам. На аппарат, работающий под большим давлением, может потребоваться до 200 шпилек. Каждая шпилька выполнена из стали, имеет диаметр в 50 - 70 мм, длину до 400 мм.

Все они должны иметь клеймо - на клейме указывается номер аппарата. Клеймо наносится ударом молотка по остро заточенной форме, приложенной к торцу шпильки. Работа трудоемкая, делать ее надо сразу после изготовления шпильки. Необходимо дать предложения по совершенствованию процесса клеймения.

В исходной постановке задачи было необходимо "механизировать процесс клеймения шпилек". Сформулировав требование: "шпилька сама клеймится", мы задаем рамки системы, в которой будет происходить данная операция. Эта формулировка является эвристической подсказкой, позволяющей локализовать область, в которой мы будем искать средства выполнения нужной нам операции. Поэтому методически верно будет уточнить ее. Необходимо раскрыть смысл термина "клеймится". Клеймение в рамках данной нам технологии осуществляют ударом молотка с клеймом на бойке. Т.е. клейму придают определенную кинетическую энергию, которая при соударении со шпилькой превращается в деформацию металла. Следовательно, задача рабочего или механического пресса - придать энергию, обеспечить соударение.

Теперь требование может звучать так: "шпилька сама накапливает энергию (разгоняется) и ударяет по клейму". Можем ли мы представить себе эту картину? Конечно, это сделать намного проще, чем в первоначальном варианте. Шпилька может сама разогнаться, если ее бросить вниз. Упасть точно на клеймо - задача более трудная. Необходимо организовать процесс падения, он должен происходить в каких-то направляющих. А как поднять шпильку на высоту, с которой она будет падать? Это делать не надо, так как шпилька после обработки на станке уже находится на определенной высоте.

Итак, все или почти все может происходить "само собой". В данной ситуации шпилька - это металлический стержень, намного более массивный, чем молоток, с помощью которого производится клеймение. Но для того, чтобы заставить именно шпильку самостоятельно выполнять требуемую работу, пришлось использовать понятие идеальности. Все должно происходить само собой, без затрат энергии и материалов. Обслуживающей, обрабатывающей системы быть не должно, а результат должен получаться.



Используемая литература

Аллахвердян А.Г., Мошкова Г.Ю., Юревич А.В., Ярошевский М.Г. Методы стимуляции творческого мышления // Психология науки. Учебное пособие. - М.: Московский психолого-социальный институт: Флинта, 1998. - С. 78-83 с.

Альтшуллер Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. - Новосибирск: Наука, 1986. - 209 с.

Ильясов И.И. Система эвристических приемов решения задач. - М.: Психология, 2001. - 154 с.

Калошина И.П. Структура и механизмы творческой деятельности (нормативный подход). - М.: МГУ, 1983. С. 7-9.

Семёнов И.Н., Степанов С.Ю. Проблема организации творческого мышления и рефлексии: подходы и исследования // Психология творчества: общая, дифференциальная, прикладная. - М., 1990.

Степанов С.Ю. Место личностной рефлексии в решении творческих задач: автореф. дис. ... канд. психол. наук. - М., 1984.- 24 с.

Эсаулов А.Ф. Проблемы решения задач в науке и технике. - Л.: ЛГУ, 1979. - 200 с.

Размещено на http://www.allbest.ru

...