Современные методы генерирования идей

3.1. Основные сведения о методах генерирования идей
Выработка идей при решении изобретательских задач – один из древней-ших видов человеческой деятельности. Основной метод генерирования идей сохранил свою суть до наших дней,- это метод проб и ошибок. Суть его заключается в последовательном выдвижении и рассмотрении всевозможных идей решения задачи. Такая традиционная технология изобретательства отличается низкой эффективностью. Научно-техническая революция вызвала необходимостью в его интенсификации и выработке методов активизации перебора вариантов.
Научно-технический прогресс в большой степени зависит от успешного внедрения изобретений, рационализаторских предложений, разработки новых идей, оборудования, приспособлений, т.е. от того, что является результатом творческой деятельности инженерно-технических работников.
Активизация творческой деятельности инженера при решении конкретной задачи может быть достигнута путем применения различных методов и правил, стимулирующих творческое воображение, фантазию, способность к нестандар-

тному мышлению. В настоящее время учеными и специалистами разработано значительное количество таких методов. Основными среди них являются метод мозгового штурма (мозговая атака), ассоциативные методы, методы морфоло-гического анализа и контрольных вопросов. Особое место занимает теория решения изобретательских задач, использование алгоритма которой позволяет вообще отказаться от перебора вариантов и перейти к мыслительным действиям, опирающимся на знание законов развития технических систем.
Выдвижение оригинальных идей, поиск новых технических решений с учетом объективности интенсификации этих процессов возможно только на основе освоения будущими инженерами современных методов генерирования технических идей. Получение практических навыков применение таких методов должно значительно расширить творческий потенциал студентов,

активизировать изобретательскую направленность их действий.
Стремление повысить эффективность творческого труда инженера породило ряд приемов, методов и методик, позволяющих в той или иной степени активизировать мышление, развить и реализовать творческие способности человека. Цель методов активизации поисков новых технических решений состоит в том, чтобы сделать процесс генерирования идей интенсивнее, повысить «концентрацию» оригинальных идей в общем потоке.

Всю совокупность методов генерирования идей можно разделить по двум классам: методы выработки идей перебором вариантов решения задачи и тео-рии решения изобретательских задач (ТРИЗ). Первый класс методов разделяет-ся по двум направлениям: морфологические методы и методы «мозгового штурма». Суть морфологических методов заключается в том, что сначала определяется пространство поиска, которое обязательно должно включать в себя искомое решение (схему устройства), а затем сужают это пространство, осуществляя поиск этого решения. Второй класс (ТРИЗ) определяется алгоритмом решения изобретательских задач (АРИЗ). Ниже рассматривается метод «мозгового штурма» и АРИЗ.
3.2. Метод «мозгового штурма»
Метод "мозгового штурма" ("bгаin-storming") и его многочисленные модификации, синектика, ассоциативные методы (методы аналогий: прямая, личная, символическая, фантастическая), списки контрольных вопросов и др., относятся к типу методов, получивших название методов психологической активации мышления. Его автор Алекс Осборн родился в конце ХIX века в Нью-Йорке. Впервые этот метод он применил при выдумке новых изделий и поиске новых идей для рекламы.
В основе метода лежит мысль об отделении процесса генерирования идей от процесса их оценки. Осборн предложил вести генерирование идей в условиях, когда критика запрещена; наоборот, всячески поощряется каждая идея, даже шуточная или явно нелепая. Для этого отбирают небольшую группу

(6-8 человек) «генераторов идей».Высказанные идеи записывают и передают группе экспертов для оценки и отбора перспективных. Таков смысл обычной мозговой атаки.
Философская концепция «мозгового штурма» основана на теории Фрейда. Считается, что в таких условиях подсознанием вырабатываются иррациональные (невыразимые в понятиях логики) идеи, которые позволяют выйти за пределы привычных представлений и стереотипов.
Не операционные процессы основаны на интуиции, операционные - на использовании разного рода аналогий. Обратимся к последнему. Гегель утверждал: «В умозаключении по аналогии мы из того, что вещи известного рода обладают известным свойством, заключаем, что и другие вещи этого рода так же обладают этим свойством».
Рабочими механизмами для выработки свежего взгляда на задачу

являются аналогии:
а)прямая – любая аналогия, например, из природы;
б)личная – попытка взглянуть на задачу, отожествив себя с объектом и войдя в его образ;
в)символическая – нахождение краткого символического описания задачи или объекта;
г)фантастическая – изложение задачи в терминах и понятиях сказок, мифов, легенд.

Приведем рекомендуемую Осборном последовательность действий при решении задач.

"1. Продумайте все аспекты проблемы. Наиболее важные из них часто бывают

так сложны, что для их выявления требуется работа воображения.

2. Отберите подпроблемы.для "атаки". Обратитесь к списку всевозможных аспектов проблемы, тщательно проанализируйте их, выделите несколько целей.

3. Обдумайте, какие данные могут пригодиться. Мы сформулировали проблему, теперь нужна вполне определенная информация. Но вначале

отдадим себя во власть творчества, чтобы придумать всевозможные виды данных, которые могут помочь лучше всего.

4. Отберите самые предпочтительные источники информации. Ответив на вопрос о видах необходимой информации, перейдем к принятию решения о том, какие из источников следует изучить в первую очередь.

5. Придумайте всевозможные идеи - "ключи" к проблеме. Эта часть процесса мышления, безусловно, требует свободы воображения, не сопровождаемой и не прерываемой критическим мышлением.

6. Отберите идеи, которые вероятнее всего ведут к решению. Этот процесс связан в основном с логическим мышлением. Акцент здесь делается на сравнительном анализе.

7. Придумайте всевозможные пути для проверки. Здесь мы опять нуждаемся в творческом мышлении. Часто удается обнаружить совершенно новые способы проверки.

8. Отберите наиболее основательные способы проверки. Принимая решение о том, как лучше проверять, будем строги и последовательны. Отберем те способы, которые кажутся наиболее убедительными.

9. Представьте себе все возможные области применения. Даже если наше окончательное решение подтверждено экспериментально, мы должны иметь представление о том, что может произойти в результате его использования в различных областях. Например, каждая военная стратегия окончательно формируется на основании представления о.том, что может сделать неприятель.

10. Дайте окончательный ответ".

В этой последовательности видно чередование творческих, синтезирую-щих этапов и аналитических, рассудочных. Это чередование расширений и сужений поискового поля присуще всем развитым методам поиска.

Для участия в этапе генерации целесообразно привлекать людей, отличающихся хорошими творческими способностями, большой скоростью

мыслительных операций, легкостью включения в новые ситуации, гибкостью, способностью переключать внимание с одного аспекта деятельности на другой, расширенным полем ориентировки. При этом следует учитывать, что повышение скорости мыслительных операций, необходимое для участвующих в процессе генерации идей, может приводить к поверхностным высказываниям. Для генераторов важно умение работать с уже известным материалом, постоянно меняя систему критериев его оценки, отказываясь от традиционных подходов.

Умение на время отойти от привычных установок, ограничений, позволяет расширить область возможностей, открытых для рассмотрения. Снятие давления опыта повышает чувствительность к очень слабым ассоциациям, на основе которых и ищутся новые идеи.

Генератор должен быть оптимистом, настроенным на то, что лучшая идея ждет его впереди. Некоторые поверхностность, разбросанность, помогают во время штурма не останавливаться на достигнутом, идти дальше.

К группе экспертов анализирующих идеи можно предъявить очень широкий спектр требований. Естественно, что они должны быть интеллектуалами, обладать логическим, упорядоченным мышлением, при этом логика сочетается у аналитиков с терпимостью к новым подходам. Важно, чтобы аналитики не относились ревниво к чужим идеям. Эти люди должны обладать чувством повышенной ответственности за свое дело. Они, несомненно, должны быть оптимистами, но их оптимизм основывается на предположении, что лучшая идея - это та, которая рассматривается в данный момент. Базовые принципы, на которых строится работа аналитика, - это

обобщение и конкретизация. Поэтому важнейшей чертой, по которой следует производить отбор в эту группу, является наличие творческих способностей. По сути название этапа затемняет тот факт, что, как и на этапе генерации, на этапе анализа мы имеем дело с широкомасштабным выдвижением новых идей. Разница в том, что на этапе генерации лучше всего действуют генераторы

интуитивного.плана, в то время как на этапе анализа происходит осознанное выдвижение предложений, развивающих и конкретизирующих имеющиеся идеи. И еще одно, очень важное качество необходимо аналитику: выдержка, умение распределять свои силы на длительный срок. Ведь если генератора можно сравнить со спринтером, вкладывающим все свои силы в короткий рывок, то аналитик - это, несомненно, стайер. Этап анализа протекает в течение длительного времени, растягиваясь иногда на несколько дней. В течение всего этого времени происходит повторяющийся круг операций, связанных с анализом идей, выдвинутых на этапе генерации.

Последовательность операций анализа представлена на рис. 1.

Рис. 1. Структура обработки идей на аналитическом этапе

Обобщение идеи осуществляется для освобождения предложения от внешних, отвлекающих, подчас эмоционально ярких моментов, заменой их на нейтральные конструкции. Тренировка подобного умения очень важна не только для аналитиков, так как позволяет спокойно и конструктивно подходить к любым предложениям, высказываниям. (Именно на использовании этого

принципа основан такой метод исследования.как контент-анализ.) Выявление рациональной основы обеспечивает сравнение между собой не "оболочек", не внешне выраженной формы, а внутренней сущности предложений, позволяет производить их классификацию. В процессе классификации часто происходит дополнение системы принципов, выдвинутых генераторами.

В реальных условиях предприятия длительная работа группы высококвалифицированных аналитиков маловероятна. Практически этап анализа может происходить комбинированно: частично при сборе группы, частично на рабочих местах аналитиков. В этой ситуации ведущий играет дополнительную коммуникационную роль. Для согласования деятельности аналитиков целесообразно применять метод "Дельфи" или иные согласующие процедуры. Метод был разработан сотрудниками американской фирмы "Рэнд корпорейшен" О. Холмером, Т. Гордоном и др. Цель метода - получение согласованной информации высокой степени достоверности от группы экспертов, т. е. повышение степени достоверности коллективных экспертных оценок.

При разработке метода "Дельфи" была сделана попытка устранить противоречие, возникающее при организации работы группы экспертов. Так, если опрашивать их независимо друг от друга, то возможны отклонения в очень больших пределах, а если позволить экспертам взаимодействовать, обмениваться мнениями в процессе работы, то это может привести к появлению оценок, навязанных авторитетом коллег.

В методе "Дельфи" осуществляется процедура, обеспечивающая обмен информацией о доводах и ответах, без непосредственного взаимодействия

экспертов друг с другом. Прямые дискуссии экспертов заменяются индивидуальными опросами, проходящими по определенной программе в несколько этапов. Метод "Дельфи" позволяет уменьшить влияние присущего экспертам конформизма, боязни спора с авторитетами, устранить возможные конфликтные ситуации, атмосферу эмоционального дискомфорта. Считается,

что метод "Дельфи" наиболее применим, если к работе привлекаются эксперты, компетентные не по всей проблеме, а по ее различным составляющим.

Последовательность проведения экспертизы по методу "Дельфи":

- формирование постоянной рабочей группы, обеспечивающей сбор и обобщение мнений экспертов;

- выбор необходимого для исследования количества и состава экспертов;

- составление анкеты, в которой указываются основной и вспомогательный вопросы, условия проведения экспертизы;

- проведение опросов экспертов согласно определенной методике;

- обобщение экспертных заключений и выдача рекомендаций по исследуемой проблеме.

Вопросы формулируются таким образом, что ответы на них обязательно должны даваться в количественной форме. Собранные ответы подвергаются статистической обработке. Полученные обобщенные ответы рассылаются каждому эксперту с просьбой пересмотреть и уточнить свое заключение, если он сочтет необходимым. Эта процедура должна повторяться несколько раз.

Основные этапы опроса экспертов:

1. Уточнение объекта опроса (модель объекта, список параметров модели, формулировка вопросов, состав группы экспертов) и получение новых мнений, рекомендаций, путей нового подхода к решаемой проблеме. На данном этапе используются вопросы открытого типа (качественные). Цель данного этапа - собрать всю объективную информацию об исследуемом объекте, процессе либо ситуации и выделить наиболее существенные характеристики и ограничения.

2. Вероятностная оценка рабочей модели, ее характеристика, факторы,

влияющие на нее и т. п. На этом этапе, как правило, получают от эксперта всю информацию, необходимую для выработки решения, но эта информация в ряде случаев не может быть использована из-за несогласованности экспертных оценок.

4.Согласование оценок экспертов. В отличие от предыдущих этот этап может

повторяться несколько раз, пока не будет достигнута достаточная согласованность мнений группы экспертов.

После каждого этапа производится сбор, статистическая обработка и анализ результатов опроса. Ответы группируются по признакам, производится упорядочение полученных оценок. Затем находятся медиана и размах - величина, измеряющая на числовой шкале расстояние, в пределах которого берутся оценки. Этот интервал содержит 50% всех оценок; он не включает в себя 25% самых высоких и 25% самых низких оценок (такой тип деления шкалы называется делением с помощью квартилей). Перед каждым последующим этапом экспертов информируют о результатах предыдущего и в случае выхода их оценок за величину принятого размаха предлагают обосновать свое мнение (анонимно). С полученными данными знакомят всех экспертов и предлагают им пересмотреть, а при необходимости и исправить предыдущие ответы.

Результаты опроса обрабатываются и вновь доводятся до сведения всей группы экспертов с последующим пересмотром оценок. На практике достаточно, как правило, трех этапов для получения хорошо согласованных оценок экспертов.

Руководитель «мозгового штурма», подведя итоги обсуждения, делает анализ и обобщение высказанных в ходе дискуссии идей.
Объектами мозгового штурма являются:

-задачи: -информационные

-экономические

-социологические

-организационные

- технические объекты – главные объекты мозгового штурма (они должны быть относительно несложными).

Решение о применении метода мозгового штурма принимают с учетом двух составляющих: класса задачи и наличия специалистов, обученных методам поиска.

Универсальность метода обратно пропорциональна его эффективности. Поэтому применять мозговой штурм для решения задач поиска оптимальной конфигурации объекта или устранения конкретных противоречий развития технических систем, как правило, нецелесообразно. Это приходится, однако, делать при отсутствии в группе решающих задачу специалистов, знакомых с какими-либо методами поиска.

Основная область применения метода мозгового штурма - поиск решений в недостаточно исследованной области, выявление новых направлений решения проблемы. Метод рекомендуется использовать также для поиска новых сфер применения уже существующего изделия или материалов, а также с целью выявления недостатков существующего изделия. В целом же мозговой штурм может быть использован при решении самого широкого круга задач.

3.3. Разновидности «мозгового штурма»

Существует несколько разновидностей мозгового штурма. Известен, в частности, вариант, когда участники записывают свои идеи самостоятельно на специальных карточках (на это дается 10 минут), а затем по очереди зачитывают их вслух. Слушатели записывают на своих карточках мысли, развившиеся под влиянием услышанного. Запись идей на карточках сокращает время, необходимое для фиксации и классификации результатов.

Синектика один из эвристических методов основанный на социально-психологической мотивации коллективной интеллектуальной деятельности. Предложен В. Дж. Гордоном и является развитием и усовершенствованием метода мозгового штурма. В этом методе участвуют два механизма творчества:

не операционные и операционные процессы. При синектическом штурме допустима критика, которая позволяет развивать и видоизменять высказанные идеи. Этот штурм ведет постоянная группа. Её члены постепенно привыкают к совместной работе, перестают бояться критики, не обижаются, когда кто-то отвергает их предложения. Так, например, в телевизионной передаче «Что? Где? Когда?», играющие команды чаще всего используют синектический принцип генерирования идей.

Синектику ракссматривают как предел того, что можно достичь сохраняя принцип перебора вариантов.

Значительный интерес представляет обратный мозговой штурм. Его используют для решения узких конкретных задач. На первом этапе штурма все внимание сосредоточивают на выявлении всевозможных недостатков объекта. Генераторы вскрывают недостатки, ограничения, дефекты и противоречия, имеющиеся в конкретной идее, разрабатываемом или совершенствуемом техническом объекте. Предварительную их оценку проводят участники сессии,

более тщательную - эксперты, которые вычеркивают явно ошибочные утверждения, уточняя тем самым перечень обнаруженных недостатков. В

дальнейшем ведут поиск путей по ликвидации недостатков.

Хорошие результаты дает также метод двойного мозгового штурма. Участникам сессии рассылают письменные приглашения с указанием цели мозгового штурма и разъяснением их роли в решении поставленной задачи. К приглашениям прилагают правила проведения сессии. В сессии участвуют обычно 30-40 человек, ее продолжительность 2,5-3 часа, включая 30-ти - 45-ти минутный перерыв. На первом этапе штурма ставят творческое задание и проводят генерирование идей, которые пока не оценивают. В перерыве, являющемся составной частью сессии, идеи обсуждаются и уточняются. Таким образом происходит генерирование новых идей. После перерыва, на втором этапе мозгового штурма, генерирование идей продолжают, но уже с учетом критики, информации, полученной в перерыве. Выступления всех без

исключения участников строго регламентируются. После сессии идеи оценивают эксперты. Иногда при двойном мозговом штурме после сеанса прямого мозгового штурма фиксируются все идеи и после перерва в 1 день (несколько дней) та же задача решается еще раз.

При многократном мозговом штурме выделяются 2-3 интересные идеи, через день еще раз проводится мозговой штурм, после чего выделяются еще 2-3 идеи. По ним еще мозговой штурм и т.д.

Широко применяемая в Германии модификация метода называется "конференция идей" и включает в себя разветвленную последовательность операций.

При комбинированном мозговом штурме проводится сначала обратный мозговой штурм, потом прямой мозговой штурм. Иногда при комбинированном мозговом штурме проводится сначала прямой мозговой штурм, а затем обратный. Комбинированный мозговой штурм зачастую позволяет выявить скрытые детали анализируемой ситуации.

3.4. Основной порядок проведения «мозгового штурма»:

1. Получают задачу и перед началом выполнения работы в группе

выбирается руководитель и технический секретарь и группа делится на две: группу «генераторов идей» и группу «экспертов идей».
2. Задачу начинает решать группа «генераторов идей», которая должна в течение выделенного времени (40 минут) предложить как можно больше идей. При этом в процессе «штурма» наряду с рациональными, практичными могут выдвигаться и идеи фантастические, явно ошибочные, бесполезные и шутливые, которые играют роль катализаторов, стимулируют процесс генера-ции. Процесс «штурма» нужно организовать и проводить таким образом, чтобы вызвать бурный поток идей, выдвижение которых должно следовать непреры-вно, развивая, дополняя и взаимно обогащая друг друга. Идеи выдвигаются бездоказательно, на выдвижение идеи отводится не более 2 минут. Важнейшим признаком процесса генерирования идей является категорический запрет вся-

кой критики, не только явной словесной, но и скрытой - в виде скептических

улыбок, мимики, жестов и т.д.

3. Выдвинутые в результате «штурма» идеи передаются в группу «экспертов идей», которая внимательно рассматривает и анализирует сущность

каждой идеи, проводит их экспертизу и отбор наиболее оригинальных и эффективных. На этом этапе рекомендуется предельно обоснованно принимать решения о непригодности идеи, даже той, которая считается несерьезной, фантастической (нереальной) или абсурдной. Нужно стремиться из каждой идеи извлечь рациональное зерно. Может быть даже развить высказанную идею.
4. Соблюдение правил проведения «мозгового штурма» обеспечивает

руководитель. Он должен управлять процессом коллективного поиска решения, направлять работу в нужное русло без приказаний и критики. Руководитель должен так организовать процесс «штурма», чтобы он проходил активно, непрерывно, одна идея следовала за другой без пауз, чтобы наряду с рациональ-

ными высказывались и заведомо фантастические, идеализированные идеи. Для этого руководитель может задавать различные вопросы, подсказывать или

уточнять некоторые моменты, самостоятельно высказывать идею, добиваясь переключения процесса поиска решения, например, с практического направ-ления на фантастическое. Активизировать процесс генерирования идей можно также путем использования ряда специальных приемов издавна применявших-ся изобретателями, например «инверсия» - сделай наоборот, «аналогия» - сделай так, как это сделано в другом решении, «эмпатия» - считай себя частью совершенствуемого объекта и выясни при этом свои чувства, ощущения и «фантазия» - сделай нечто фантастическое.
5. Процесс генерирования идей и процесс их обсуждения протоколируется секретарем, который записывает каждую выдвинутую идею с указанием фамилии автора. Таким же образом протоколируется порядок обсуждения выдвинутых идей «экспертами».

В процессе проведения мозгового штурма может оказаться полезным приведенный выше вопросник Осборна для генерирования идей.

Для оценки идеи должны быть подготовлены и обработаны определенным образом.

1. Необходимо выявить уровни обобщения, на которых будет производиться оценка. Желательно иметь два уровня обобщения. При большом числе уровней процедура оценки становится громоздкой.

Возможные уровни обобщения:

- формулировки первичной цели и целей-альтернатив;

- обобщенные (функциональные) принципы достижения цели;

- -структурные принципы реализации функции;

- физические принципы реализации структуры;

- технические устройства, осуществляющие физический принцип.

В качестве выделенных уровней описания идей при их оценке могут быть взяты, например, следующие:

а) уровень обобщенных принципов (направлений) достижения цели;

б) уровень технических средств, позволяющих реализовать принцип.

2. Идеи должны быть приведены к выделенным (назначенным) уровням обобщения.

3. Идеи следует проклассифицировать на базе уровней более высокого ранга.

4. Экспертам (аналитикам) необходимо договориться о едином наборе критериев для сравнения идей каждого уровня и оценки их значимости.

Собственно оценку начинают с идей наивысшего уровня. Рассматривают и сравнивают направления решения задачи. Из их совокупности выявляют наиболее перспективные. В дальнейшем рассматривают идеи низшего ранга, относящиеся к данному направлению.

Обучение участников. Различают инструктаж и обучение участников мозгового штурма. Инструктаж проводят перед этапами, при этом участникам

объясняют их задачи, ограничения, приводят примеры удачной и неудачной деятельности. Обучение процедурам, выполняемым при проведении мозгового штурма, может проводиться как в рамках общей подготовки инженерно-технических работников, так и при решении реальных поисковых задач.

3.5. Алгоритм решения изобретательских задач
Суть ТРИЗ в том, что она принципиально меняет технологию выработки

новых технологических идей. Вместо перебора вариантов ТРИЗ предполагает мыслительные действия, опирающиеся на знания развития технических систем.
Технология ТРИЗ решения сложных нестандартных задач построена на применении АРИЗ (Алгоритма решения изобретательских задач).
АРИЗ, являясь комплексной программой (методикой) анализа и решения

изобретательских задач, включает в себя девять частей (в частности, модификация АРИЗ – 85-Б):
1. анализ задачи – переход от расплывчатой изобретательской ситуации к четко поставленной и предельно простой схеме (модели) задачи.
2. Анализ модели задачи – учет имеющихся ресурсов, которые можно исполь-зовать при решении задачи: ресурсов пространства, времени, веществ и полей.

3. Определение идеального конечного результата (ИКР) и физического

противоречия (ФП), мешающего достижению ИКР.
4. Мобилизация и применение вещественно-полевых ресурсов (веществ и полей, которые уже имеются или могут быть легко получены по условиям задачи).
5. Применение информационного фонда – использование опыта, сконцентрированного в информационном фонде ТРИЗ, то есть имеющихся методик решения исходных задач.
6. Изменение или замена задачи. Если задача не решается буквальным преодолением ФП, например, разделением противоречивых свойств во времени или пространстве, то обычно необходимо изменить смысл задачи – снять первоначальные ограничения, обусловленные психологической инерцией и до

решения кажущиеся очевидными, так как изобретательские задачи не могут быть сразу поставлены абсолютно точно, то эта часть может совмещаться с первой частью.
7. Анализ способа устранения ФП – это проверка качества полученного ответа, так как ФП должно быть устранено почти идеально. В противном

случае можно получить плохо внедряемую слабую идею.
8. Применение полученного ответа – максимальное использование ресурсов найденной идеи, в том числе для многих аналогичных задач.
9. Анализ хода решения – такой анализ повышает творческий потенциал человека.
Пример решения задачи с использованием АРИЗ.

А). Формулировка задачи.

Техническая система для ниточного соединения деталей одежды с помощью двухниточной челночной строчки включает верхнюю и нижнюю нитки в соответствующие механизмы, обеспечивающие их переплетение. В процессе выполнения технологической операции, в результате действия внешних

факторов наблюдается смещение узлов переплетения вверх или вниз

относительно середины соединяемых материалов, что ухудшает качество

строчки. Необходимо, не снижая производительности труда, обеспечить требуемое качество переплетения ниток в строчке на швейной машине.
Б) Анализ задачи.
Выделим конфликтующую пару элементов – изделие (стачиваемые материалы) – инструмент (механизмы иглы и челнока соответственно верхней и нижней ниток).
Выделим два технических противоречия (ТП):
ТП-1: для обеспечения качества выполнения операции чаще останавливать машину и контролировать место расположения узлов переплетения ниток и при необходимости регулировать механизмы подачи верхней и нижней ниток, при этом снижается производительность;
81

ТП-2: регулировка механизмов подачи верхней и нижней нити производить только при появлении дефектов соединения, при этом не снижается производительность, но ухудшается качество соединения деталей.
Главная функция системы – высококачественно соединять детали, поэтому следует выбрать ТП-1.
Усилим конфликт – введем требование непрерывного контроля качества при обеспечении высокой производительности.
В) Анализ модели задачи.
Выделим вещественно-полевые ресурсы.
Вещества – соединяемые детали (В1 – изделие); верхняя и нижняя нитки с механизмами иглы и челнока (В2 – инструмент).
Поле – механическое воздействие от привода (П – механическое поле).

Г) Определение идеального конечного результата (ИКР) и физического противоречия (ФП).
ИКР: несложная система и не вызывая вредных явлений, устанавливается хорошее качество ниточного соединения деталей путем непрерывного контроля

переплетения ниток в строчке и своевременной регулировке механизма подачи

нитки иглы, не допуская снижения производительности. При этом верхняя

нитка, заправленная в иглу, с помощью механизма ее подачи сама обеспечивает возвращение узлов переплетения верхней и нижней ниток в середину толщи соединяемых деталей в случае их смещения от их среднего положения.
ФП: в оперативной зоне должны быть мелкие датчики, чтобы обеспечить контроль места расположения узлов ниток внутри стачиваемых деталей, одновременно в обрабатываемом изделии не должно быть никаких посторонних частиц или предметов.
Д) Мобилизация и применение вещественно-полевых ресурсов.
Если в нитку ввести вещество, например, ферромагнитное и применить поле типа рентгеновских лучей, то на экране работница может видеть место нахождения узлов переплетения ниток. Принципиально это возможно. Однако

технически сложно и экономически нецелесообразно. Необходимо продолжить поиск.
Е) Применение информационного фонда.
Анализ процесса образования двухниточной челночной строчки показывает, что определить место расположения узлов переплетения внутри соединяемых

деталей можно путем измерения расхода верхней и нижней ниток.
Ж) Изменение и (или) замена задачи.
Идея решения рассматриваемой задачи заключается в том, что необходимо измерять расход верхней и нижней ниток, сравнивать полученные сигналы и в случае их неравенства через исполнительное устройство воздействовать на механизм регулирования натяжения верхней нитки в процессе выполнения

технологической операции. В качестве датчиков расхода верхней и нижней

ниток могут быть использованы мерительные шкивы, кольца вращаются, вращая модуляторы света, которые преобразуют длину расходуемой нитки в количество импульсов. Сигналы сравниваются. Если расходы ниток не равны, сигнал рассогласования через усилитель подается на исполнительный

механизм, который таким образов будет воздействовать на устройство

регулирования натяжения верхней нитки, чтобы ликвидировать появившееся

рассогласование, а следовательно, возвратить узлы перемещения ниток в середину толщи стачиваемых деталей.
Далее проводится анализ способа устранения физического противоречия, применение полученного ответа и анализ подрешения.
3.6. Порядок решения задачи с использованием АРИЗ
3.6.1. Получают задачу, выбирается руководитель и технический секретарь.
3.6.2. Руководитель предлагает членам группы проанализировать постано-вку задачи. При этом следует преодолеть психологическую инерцию мышле-ния, стремление действовать с прошлым опытом и знаниями, идти традицион-ными путями. Психологическая инерция связана частью с пространственно-

временными представлениями объекта и узкоспециальной терминологией. Поэтому сначала следует «уйти» от общепринятого названия объекта и перейти к наиболее простой и понятной модели.
3.6.3. Проводится анализ модели задачи. Как правило, модель представля-ется минимальной технической системой, в которую входят не менее двух

веществ и поле, называемые веполем (вещество плюс поле). Одно из веществ является изделием (или его частью), другое инструментом для обработки изделия (им может быть и часть внешней среды), третье поле (энергия их взаимодействия). Веполь должен иметь как минимум две связи, объединяющие эти три элемента. Например: «Действуя при помощи ультразвука (поле) на молибденовый стержень (вещество), последний, погруженный в жидкую сталь

(второе вещество), растворяется более интенсивно, при значительном уменьшении затрат энергии».
3.6.4. Необходимо сформулировать идеальный конечный результат (ИКР), т.е. идеальное решение задачи – это наиболее сильное из всех мыслимых и немыслимых решений данной задачи. Оно основано на понятиях об идеальной

машине (т.е. машины нет, но требуемое действие выполняется); идеальном

способе (т.е. расхода энергии и времени нет, но требуемое действие выполня-

ется) и идеальном веществе (т.е. вещества нет, а его функции выполняются).
3.6.5. После того как сформулирован идеальный конечный результат требуется определить физическое противоречие (ФП): когда к одной и той же части системы взаимно противоположные требования. Физическое (техни-ческое противоречие проявляется тогда, когда известными способами при попытке улучшить одну часть (или один параметр) технической системы недопустимо ухудшается другая часть (или другой параметр).
3.6.6. Следующий этап поиска решения связан с мобилизацией и примене-

нием вещественно-полевых ресурсов. Здесь рассматриваются элементы и свойства объекта исследования, возможности воздействия на него полями различной физической природы с целью устранения ФП и достижения ИКР.
84

3.6.7. Применение информационного фонда технических решений можно рассматривать как использование конкретных примеров, иллюстрирующих физические эффекты и явления применительно к поставленной задаче. Поэтому на данном этапе следует проанализировать прежде всего такие решения, которые сами по себе универсальны, что может позволить их использование для искомого решения.
3.6.8. Если не удается непосредственно преодолеть ФП, например, разделением противоречивых свойств во времени или в пространстве, возможно изменение смысла задачи – снятием первоначальных ограничений, обусловленных психологической инерцией и до решений кажущихся очевидными. Изобретательские задачи не могут быть сразу поставлены точно.

Поэтому процесс решения, в сущности, есть процесс корректировки задачи.
3.6.9. На этапе анализа способа устранения ФП осуществляется проверка качества получаемого ответа. Критерием служит требование: ФП должно быть устранено почти идеально.
3.6.10. В части применения полученного ответа следует продумать

использование ресурсов найденной идеи, т.к. хорошая идея не только решает

конкретную задачу, но и дает универсальный ключ ко многим другим

аналогичным задачам.
3.6.11. В заключение необходимо сделать критический анализ хода решения поставленной задачи.

Дата добавления: 2014-01-20