На сегодня еще нет однозначного понимания того, в каком объеме и какие методики ТРИЗ могут быть эффективно применены в инжиниринговых проектах. Однако этот класс задач, имея достаточно большую определенность, предполагает возможность нахождения таких методик и создания соответствующего алгоритма решения инжиниринговых задач. Работа посвящена анализу такого класса задач, их лучшему пониманию по сравнению с другими видами творческих задач, а также разработанному автором алгоритму решения инжиниринговых задач (АРИнЗ). Приведен пример решения задачи по разработке нового типа шаровой пробки для шаровых кранов на основе предлагаемого алгоритма решения инжиниринговых задач.
Введение
Усилиями многих специалистов (В. В. Мороз, Ю. Д. Логанов, С. Л. Горобченко и др.) ТРИЗ (Теория решения изобретательских задач) как один из главных способов получения инновационных решений и наиболее сильная методика системного мышления получила свое эффективное применение в арматурной отрасли. Такие работы, как «Опыт практического применения ТРИЗ при создании инновационной трубопроводной арматуры в ОАО МосЦКБА» (В. В, Мороз, Ю. Д. Логанов, журнал «Арматуростроение», № 3, 2016), «Прогнозирование конструктивных решений штоков арматуры – полый шток» (Горобченко С. Л., журнал «Вестник арматурщика» № 6, 2015) и др., создают достаточно полное представление о применении основных положений ТРИЗ в работе по созданию инновационных продуктов арматурных компаний.
Арматурная отрасль и машиностроение в целом более чем другие отрасли (наверное, за исключением высокотехнологичных отраслей) требуют разработки инжинирингового подхода и умения решать инновационные задачи. В этом смысле и проявляется большое значение владения методиками творчества и способность применять их в инженерной практике. Однако не все так радужно, как хотелось бы. Как выясняется, несмотря на большое внимание, уделяемое разработчиками ТРИЗ решению изобретательских задач в целом, разработка методики, которая бы в большей степени отвечала решению достаточно большого класса инжиниринговых задач, в настоящее время отсутствует.
Для начала давайте уточним понятие «инжиниринг», поскольку отталкиваясь от него нам будет легче понять, какие практики могут быть применены и дадут наибольшую эффективность. Далее на этой основе мы проведем небольшой обзор существующих и используемых инженерных практик.
Что такое инжиниринг?
На верху инжиниринговых проблем
Совет американских инженеров по профессиональному развитию (American Engineers Council for Professional Development – ECPD) дал следующее определение термину «инженерия»:
«Творческое применение научных принципов для проектирования структур, машин, аппаратуры, производственных процессов, а также работа по использованию их отдельно или в комбинации; конструирование или управление тем же самым с полным знанием их дизайна; предсказание их поведения в определенных эксплуатационных режимах. Люди, которые постоянно и профессионально практикуют инженерию, называются инженерами».
Интернет-энциклопедия «Википедия» трактует «инжиниринг» (от англ. engineering) как «инженерно-консультационные услуги исследовательского, проектно-конструкторского, расчетно-аналитического характера, в том числе создание технико-экономических обоснований проектов, выработка рекомендаций в области организации производства и управления, то есть как комплекс коммерческих услуг по обеспечению процессов подготовки к производству и реализации продукции, по обслуживанию и эксплуатации промышленных, инфраструктурных и других объектов».
В сформированной Европейской экономической комиссией и принятой инженерным сообществом классификации выделяются несколько видов инжиниринга. Наиболее распространенные: консультационный, строительный, технологический и комплексный инжиниринг. Последний включает в себя многие функции перечисленных видов: проектирование, поставку оборудования, руководство строительно-монтажными работами, сдачу промышленного объекта «под ключ». Инжиниринг также включает в себя предоставление рекомендаций относительно путей и приемов реализации продукции.
Таким образом, можно выделить основные виды инжиниринговых услуг:
• Маркетинговые исследования целесообразности проекта
• Изучение технических возможностей его реализации
• Надзор за изготовлением оборудования
• Помощь в обучении персонала
• Пуск объектов в эксплуатацию
Сам инжиниринг носит системный и проектный характер. В нем должны учитываться основные этапы проекта и системно выполняться работы по его организации и сопровождению. При разработке инжиниринговых проблем также можно выделить их основные этапы.
К ним, как правило, относят:
1. Определение потребности;
2. Исследования;
3. Разработку технологии;
4. Подбор оборудования;
5. Поставку и внедрение.
Для целей нашей работы важно выделить пункты 1-3, где влияние творческой составляющей и соответствующее выделение класса задач, характерных именно для инжиниринга, наиболее выражено.
Инженерные практики. Тупики и прорывы
Тупики. Мозговой штурм
Не секрет, что до сих пор компании, чтобы решить вопросы инновационного развития и проработки инжиниринговых задач, используют мозговой штурм. Хотя давно признано, что такой метод дает множество достаточно бессмысленных идей и не направляет мышление инноватора сразу в сторону сильных решений. Тем не менее, в свое время инновационные компании давали весьма значительные результаты, особенно на фоне редкости патентов. В этом смысле патенты, закрывающие пространство возможных решений от конкурентов «патентным зонтиком», были особенно актуальны. Так, известно, что лабораторией Эдисона за шесть с половиной лет работы было получено около 300 патентов, что составляло 1 патент за 8 дней. Еще более усовершенствованной была система Белла, сотрудники лаборатории которого получили с 1879 года по 1900 год свыше 3000 патентов, что составляло в среднем 1 патент за каждые два с половиной дня в течение 12 лет.
Другие способы, такие как тотальный синтез AEG, морфологический ящик Цвики, метод контрольных вопросов, синектика, эмпатия и пр., в инжиниринговых компаниях практически не используются. Таким образом, метод мозгового штурма, являющийся, по сути, усиленным методом проб и ошибок, по-прежнему царствует в большинстве инжиниринговых компаний. Такие, достаточно простые инструменты активизации творческого мышления, по всей видимости, не дадут больших прорывов и в эпоху информатизации. Как и раньше, они остаются тупиковой ветвью развития творческого мышления.
Прорывы.ТРИЗ
С приходом ТРИЗ все изменилось. Впервые поиск инновационных решений был поставлен на научную почву с применением системного и диалектического подходов и развиваемых на их основе методов. Основные базовые положения классической ТРИЗ дали возможность инноваторам научиться формулировать проблемы через противоречия, представлять цели через понятие идеальности, использовать банки приемов и обобщенный опыт решения задач, учитывать закономерности развития технических систем.
В свою очередь начали выделяться разнообразные классы задач, под которые начала специализироваться ТРИЗ и различные алгоритмы, по аналогии с АРИЗ (Алгоритмом решения изобретательских задач). К разнообразным ветвям ТРИЗ стали относиться ТЭР (Теория эффективных решения), ОТСМ – ТРИЗ (Основы теории сильного мышления), ТРИЗ – ФСА, дерево эволюции технических решений, ТПАнализ и др.
Важное место в решении инженерных задач занял АРИП (Алгоритм решения инженерных проблем) Г. Иванова. Его наиболее сильной стороной стала возможность решать инженерные проблемы, не применяя сложных алгоритмов поиска и использования «далеких» ресурсов, доступ к которым на реальных промышленных предприятиях часто отсутствует. Тем не менее, не появилось ни одной методики, учитывающей особенности решения именно инжиниринговых задач, которые не сводятся в чистом виде ни к инженерным, ни к изобретательским.
Указанные трудности стали отправной точкой в разработке возможных алгоритмов решения инжиниринговых задач. Мы поставили себе целью найти такие инструменты в ТРИЗ и методах инжиниринга, чтобы они были наиболее приближенны к решению инжиниринговых задач, и разработать для них наиболее приемлемый алгоритм.
ТРИЗ в инжиниринговых задачах
Рассмотрим подробнее, какие инструменты решения задач могут быть применены на каждом из этапов инжиниринга.
1. Определение потребности
В инжиниринговых задачах все начинается с определения потребности. Нужно очень тщательно выявить проблему, отделив ее от симптомов, и сформулировать истинные потребности предприятия-потребителя или рынка в целом. Проблема должна быть проверена на состоятельность: в частности, для инжиниринговых задач характерно особенное внимание к финансовой состоятельности проблемы, наличию и этапу развития рынка, соответствию законам развития потребностей, экономическим закономерностям и законам предоставления услуг. Многие неудачи во внедрении сильных решений были связаны с неучетом системных ограничений, накладываемых со стороны внешнего, как правило, делового окружения, элементами которого являются системы, представленные выше.
На этом этапе из массы проблем и мнений относительно их решения должна быть выявлена определенная системообразующая проблема, которую можно было бы решить средствами и ресурсами компании.
По результатам определения потребности должен быть проведен выбор проблемы.
2. Выбор проблемы
При выборе проблемы необходимо определить границы системы, понимая ее в системе рынка (потребителя), компании и продукта. Это позволит лучше определить масштаб проблемы и проверить ее на возможность решения в ближайшей или дальней перспективе.
Инструментами, помогающими в выборе проблемы, являются:
1. Анализ проблемы в зависимости от жизненного цикла
2. Анализ проблемы по ЗРТС
3. АВИЗ (алгоритм выбора изобретательских задач)
4. Функционально-ориентированный поиск
5. Анализ эволюции системы «Рынок – потребитель – продукт» по системному оператору
6. Анализ по закону подавляющего действия надсистемы
7. Анализ проблемы по ФСА
8. Эволюционный анализ систем;
9. Анализ проблемы по модели влияния на интересы ЗС (Заинтересованных Сторон)
10. Дерево эволюции и выбор следующего шага в развитии системы
11. Модель бизнес-куба Семеновой, развиваемой также в работе Горобченко С. Л. (см. Горобченко С. Л., «Как найти своего дилера в России», журнал ТПА, № 2, 2013)
12. Диаграмма Исикавы – Сибирякова
13. Модель анализа разрывов (gap-analyses)
По результатам этапа проблема уточняется, и формируется ключевая задача.
3. Постановка ключевых задач
Постановка ключевых задач является одной из ответственных сторон инжиниринговых задач. Для ее решения могут быть предложены следующие инструменты, используемые в ТРИЗ:
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ПРОДУКТОВ НА РЫНКЕ;
2. ВЫЯВЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОДУКТОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ИХ ОСНОВНЫЕ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЕ СВОЙСТВА;
3. УТОЧНЕНИЕ ИННОВАЦИОННОЙ СТРАТЕГИИ ФИРМЫ-КЛИЕНТА И СТРАТЕГИЧЕСКОГО НАПРАВЛЕНИЯ ПРОДВИЖЕНИЯ ПРОДУКТОВ НА РЫНКЕ.
Для выявления ключевых проблем используются:
3.1. Закономерности развития технических систем
3.2. Анализ развития системы по S-образной кривой
3.3. Бенчмаркинг и анализ лучших доступных технологий
3.4. Компонентно-структурный анализ
3.5. Функциональный анализ
3.6. Потоковый анализ
3.7. Причинно-следственный анализ
3.8. Закономерности развития потребностей
3.9. Закономерности развития предоставления услуг
3.10. Экономические законы и маркетинговые закономерности
Для постановки и решения ключевых задач используются:
4.1. Диагностический анализ
4.2. Функционально-идеальное моделирование
4.3. Функционально-ориентированный поиск
4.4. Перенос свойств
4.5. Вещественно-полевые ресурсы
4.6. Технические и бизнес-противоречия, способы их разрешения
4.7. Стандарты на решение изобретательских задач
4.8. Классический алгоритм решения изобретательских задач
4.9. Бенчмаркинг
4. Формирование идеального решения проблемы (ИКР)
На этапе формирования идеального решения проблемы (с учетом анализа по п. 1?3), выявления проблемы, оценки ее реальности и постановки ключевых задач проводится определение основных разрывов между ИКР и существующим положением дел в системе и этапами развития технических и бизнес-систем клиента, рынка и продукта. Как правило, они не сходятся. В результате этого возникает дополнительная задача по согласованию между собой ИКР для клиента («я полностью удовлетворяю свою единственную потребность»; «никаких хлопот, и мне это ничего не стоит») и ИКР инжиниринговой компании (например, «я одним продуктом удовлетворяю максимальное количество потребностей клиентов, при этом это недостижимо для конкурентов, затраты на производство отсутствуют, прибыль максимальна»).
Продолжение следует…
Опубликовано в журнале "Вестник арматуростроителя" № 2 (37) 2017
