Методы поиска инновационных идей

     План  действий

1. Определить конкретную проблему, которую необходимо решить.
2. Прийти к согласию относительно формулировки рассматриваемой проблемы.
3. При поиске решения проблемы следует начинать с конечного результата (проблемы) и идти в обратном направлении (в направлении возникновения первопричины), спрашивая, почему возникает проблема.
4. Ответ записать под проблемой.
5. Если ответ не выявляет первопричину проблемы, снова задать вопрос "Почему?" и новый ответ записать ниже.
6. Вопрос "Почему?" необходимо повторять до тех пор, пока первопричина проблемы не станет очевидной.
7. Если ответ решает проблему, и группа согласна с ним, принимается решение, использующее ответ.

     Особенности метода

     Отдавая должное интересу, проявляемому к  принципу "Пять почему?", следует  отметить, что данный прием не является новым. Начиная с самого детства, для выяснения чего-то непонятного  мы постоянно задаем вопрос "Почему?".

     Истоки  использования вопроса "Почему?" для анализа проблемы и поиска первопричины ее возникновения находят  в наследии илософов IV-III вв. до н. э. Справедливо будет отметить, что  автором причинно-следственной концепции, используемой в логике для любого доказательства, принято считать  Сократа.

     Однако  первым, предложившим для сокращения или ликвидации издержек и увеличения производительности использовать принцип "Пять почему?" ( - го дoсйтэ2), который  получил популярность в 70-х годах  ХХ в. благодаря производственной системе  Тойота (TPS), стал Сакити Тоёда. Цифра "пять" условна. В действительности вы можете обнаружить, что вопрос задать придется меньше или больше пяти раз, выстраивая логическую цепочку, прежде чем установите первопричину проблемы. Поиск ответов  на вопросы, входящие в логическую цепочку, позволяет структурировать исследовательскую  ситуацию, т. е. выработать методику эффективного анализа рассматриваемой проблемы.

     Дополнительная  информация:

1. Процесс выявления, анализа и уяснения причин, является ключевым в структурировании проблемы и переходу к корректирующим действиям.
2. Для получения полной и точной информации необходимо правильно формулировать вопросы.
3. Принцип "Пять почему?" может быть использован как самостоятельно, так и в качестве составной части различных методов решения широкого круга задач и проблем в различных областях повседневной жизни и деятельности. Например, вопрос "Почему?" применяется в рамках функционально-стоимостного анализа, концепции "Шесть сигм", причинно-следственной диаграммы, метода контрольных вопросов и т. д.
4. Принцип "Пять почему?" наиболее полезен при решении проблем, связанных с человеческим фактором и межличностными отношениями.
5. Данный подход не всегда направляет исследователей по пути, способствующему установлению причины проблем, поскольку не имеет встроенных экспертных знаний и обычно обеспечивает только получение мнений о том, почему существует проблема.
6. Поскольку задать вопрос "Почему?" просто, людям нравится использование приема "Пять почему?". Однако просто задавая вопрос "Почему?", вы не получите того, что выше ваших знаний. "Сложные проблемы не могут быть решены на том же уровне мышления, на котором мы их создали". (А. Эйнштейн).
7. Для выполнения работ и получения эффективных решений целесообразно использовать компьютер со встроенной базой знаний.
8. Принцип "Пять почему?" целесообразно использовать совместно с причинно-следственной диаграммой (диаграммой Исикавы).

     Достоинства метода

• Один из простейших инструментов.
• Помогает установить первопричину проблемы.
• Определяет взаимосвязи между различными причинами проблемы.

     Недостатки  метода

     Решение только простых задач. Не рассматривается  логическая проверка цепочки причин, ведущих к первопричине, т. е. в  данном инструменте отсутствуют  правила проверки в обратном направлении  от первопричины к результатам.

     Ожидаемый результат

     Получение информации, необходимой для принятия решений.

3. Методы  направленного поиска

     Функционально-физический метод поискового конструирования  Р. Коллера

     Метод разработан профессором Р. Коллером и его учениками (ФРГ) в 1975 г. и  предназначен для синтеза технических  систем (ТС) на новых принципах действия. В основе метода лежат три составляющих:

1. анализ функций технических систем и их элементов;
2. систематизированный фонд физических эффектов;
3. программа поиска новых физических принципов действия объекта и реализующих их технических решений.

     Исходя  из того, что любая ТС характеризуется  наличием в ней организованных потоков  энергии, вещества или информации, все  эти системы Коллер условно делит  на три класса: машины, осуществляющие преобразование энергии; аппараты, осуществляющие преобразование веществ, и приборы, осуществляющие преобразование (переработку) информации. 
В действительности в современных ТС могут присутствовать все преобразования потоков.

     Разработка  новых ТС предусматривает три  стадии.

     1. Постановка задачи, включающей формулирование  цели, условий и ограничений, и  построение функциональной структуры  ТС (что соответствует составлению  технического задания).

     Описав  цель разработки и создания ТС, формулируют  общую (главную) функцию разрабатываемой  системы, которая должна содержать  указание "входа" и "выхода" в системе, т. е. описание преобразования входных физических величин в  выходные физические величины, благодаря  чему происходит реализация поставленной цели. Общую (главную) функцию рекомендуется  изображать графически в виде черного  ящика, имеющего "вход" и "выход". Затем составляется список основных требований к ТС с учетом пожеланий  потребителей, включающий наиболее важные и принципиальные условия и ограничения  выполнения общей (главной) функции.

     После этого приступают к построению структуры  элементарных функций, соответствующих  основным операциям. В любой сложной  системе можно выделить функциональные узлы, в соответствии с чем общая  функция может быть разделена  на подфункции 1-го уровня. Аналогично найденные подфункции 1-го уровня могут  быть разбиты на подфункции 2-го уровня и т. д. Разбивка функций на подфункции более низкого уровня осуществляется до тех пор, пока они не будут соответствовать  элементарным (неделимым) функциям, каждая из которых должна соответствует  какой-либо основной операции, для чего полученные функции сопоставляются со списком основных операций.

     Введение  понятия "основная операция" (под  которой понимается сам процесс  преобразования в отрыве от параметров на входе и выходе, т. е. от того, что  преобразуется) представляет собой  более высокий уровень абстрагирования  и обобщения по сравнению с  понятием "функция". Коллер утверждает, что все функциональное многообразие ТС сводится к 12 парам противоположных  основных операций.

     При построении структуры элементарных функций анализируются несколько  ТС с наиболее близкими общими функциями, поэтому может быть получено несколько  вариантов структур элементарных функций. Путем перестановки основных операций, используя известные алгебраические (сложение, вычитание, умножение, деление  и т. д.) и логические ("и", "или", "не") действия, получают альтернативные структуры, отсеивая недопустимые структуры, противоречащие основным законам природы. Далее отбирают те структуры, которые  существенно отличаются друг от друга.

     2. Выбор физических эффектов (ФЭ) для  реализации каждой функции и  принципиальных технических решений  (качественное конструирование).

     После разработки структуры элементарных функций осуществляется ее реализация с помощью подбора одного или  нескольких ФЭ, у которых наименования физических величин совпадают с  наименованиями физических величин  на входе и выходе элементарной функции  соответственно, и их носителей.

     Поиск ФЭ производится с помощью указателя  ФЭ для соответствующей пары противоположных  основных операций. При выборе физических эффектов Коллер рекомендует рассмотреть  возможно большее число вариантов  физических идей для реализации каждой элементарной функции и каждой основной операции. Особое внимание при этом следует обращать на реализацию двух или более элементарных функций  одним ФЭ. Все возможные реализации структур элементарных функций с  помощью различных ФЭ сводятся в  структуры ФЭ. Каждая такая структура  еще называется физическим принципом  действия ТС. Затем на основании  анализа принципов действия осуществляется выбор наиболее перспективных физических принципов действия для последующей  проработки. Для этого рекомендуется  использовать морфологический анализ.

     Выбор носителей ФЭ осуществляется с помощью  справочников по веществам и материалам. После выбора материалов проводится конструкторская проработка.

     3. Разработка конструкторской документации  заключается в подготовке технического  и рабочего проекта (количественное  конструирование).

     Таким образом, предложенная Коллером последовательность операций позволяет перейти от постановки задачи к ее принципиальному решению.

     К достоинствам метода можно отнести  удачную организацию фонда ФЭ, удобную для поиска нового принципа действия ТС. Однако отсутствие критериев  для выбора наилучших вариантов  среди множества возможных ведет  к необходимости рассмотрения очень  большего числа вариантов. Для большинства "основных операций" нет указателей ФЭ, отсутствуют также указатели  химических, геометрических и биологических  эффектов. Следует отметить и неоднозначность  синтеза функциональной структуры, многовариантность действий, зависящих  от субъективных факторов.  

     Теория  решения изобретательских задач (ТРИЗ)

     ТРИЗ - теория решения  изобретательских задач декларировалась ее автором Г.С. Альтшуллером как альтернатива многочисленным и малоэффективным методам активизации перебора вариантов, позволяющая "превратить процесс решения изобретательских задач в точную науку". Чем же на самом деле является ТРИЗ? Каковы ее реальные возможности и перспективы?

     Основным  инструментом ТРИЗ являлся Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ). АРИЗ представляет собой ряд последовательных логических шагов, целью которых является выявление и разрешение противоречий, существующих в технической системе и препятствующих ее совершенствованию. В своем развитии АРИЗ имел ряд модификаций. Практическое применение имели модификаци АРИЗ-77 и АРИЗ-85В.

     В ТРИЗ используется ряд инструментов для решения задач. К ним относятся:

• Таблица устранения технических противоречий, в которой противоречия представляются двумя конфликтующими параметрами. Эти параметры выбираются из списка. Для каждого сочетания параметров предлагается использовать несколько приемов устранения противоречия. Всего 40 приемов. Приемы сформулированы и классифицированы на основе статистических исследований изобретений.
• Стандарты решения задач. Сформулированы стандартные проблемные ситуации. Для разрешения этих ситуаций предлагаются типовые решения.
• Вепольный (вещественно-полевой) анализ. Определены и классифицированы возможные варианты связей между компонентами технических систем. Выявлены закономерности и сформулированы принципы их преобразования для решения задачи. На основе вепольного анализа были расширены стандарты решения задач.
• Указатель физических эффектов. Описаны наиболее распространенные для изобретательства физические эффекты и возможности их использования для решения изобретательских задач.
• Методы развития творческого воображения. Используется ряд приемов и методов, позволяющих преодолеть инерционность мышления при решении творческих задач. Примерами таких методов являются Метод маленьких человечков, Оператор РВС.

     В развитии и популяризации ТРИЗ участвовало  большое число талантливых специалистов. Среди них - Шувалов Валентин Николаевич.

     О том, какой виделась ТРИЗ ее автору написано во вступительной главе книги Г.С. Альтшуллера "Творчество как точная наука".

     В середине 80-х годов прошлого столетия Теории решения изобретательских задач  начали обучать специалистов предприятий  электротехнической отрасли в рамках внедрявшегося там метода функционально-стоимостного анализа (ФСА). Однако из-за кризиса промышленного производства в России, последовавшего в результате реформ начала 90-х годов, использование на предприятиях отрасли ФСА полностью прекратилось. Оказалась невостребованной и ТРИЗ.

     ТРИЗ: реальность и иллюзии

     ТРИЗ  задумывалась "как точная наука". Что же в действительности представляет собой ТРИЗ?

     Несомненным достоинством ТРИЗ стало то, что  в ней была предпринята попытка  использовать для решения изобретательских задач диалектические подходы, связанные  с выявлением и разрешением противоречий. С этой целью в ТРИЗ был разработан специальный алгоритм (АРИЗ), представляющий собой последовательность логических процедур, направленных на представление  решаемой изобретательской задачи в  виде противоречий и ряд рекомендаций для их разрешения. Кроме того, в  книгах по ТРИЗ приводилось большое  число интересных примеров и задач, которые сами по себе имели большую  познавательную ценность.

     Однако  Теория решения изобретательских задач  имела ряд существенных изъянов, которые, очевидно, и привели к  застою в ее развитии после смерти автора, а также к существенным сложностям в практическом ее применении. В чем же заключались эти изъяны.

1. В ТРИЗ была предпринята попытка сформулировать законы развития технических систем, которые должны были лечь в основу ТРИЗ и в основу общей методологии решения задач. Однако большинство из сформулированных законов таковыми не являются. Их скорее следовало бы назвать закономерностями развития техники, причем далеко не полными. По этой причине стройной методологии решения задач, основанной на законах развития так и не появилось. А сформулированные законы в основном использовались в качестве методических обоснований к приводимым примерам изобретений.
2. Диалектический подход (анализ противоречий), заложенный в основной инструмент решения задач, которым являлся АРИЗ, был искажен введением новых понятий (техническое и физическое противоречие). Эти новые понятия искажали суть диалектического противоречия, сформулированного в диалектической логике, что приводило к трудностям в выявлении противоречия при попытках решения с помощью АРИЗ реальных изобретательских задач.
3. Усовершенствование АРИЗ (создание новых модификаций от АРИЗ-77 до АРИЗ-85В) шло не по пути устранения допущенных неточностей в процедурах выявлении противоречия, а по пути усложнения алгоритма. В результате последняя официальная модификация алгоритма АРИЗ-85В превратилась в чрезвычайно громоздкую и мало пригодную для практического использования конструкцию.
4. В ТРИЗ так и не были найдены четкие механизмы перехода от сформулированного противоречия к его практическому разрешению. Это создавало серьезные сложности в решении реальных задач с помощью АРИЗ.
5. ТРИЗ декларировала отказ от методологии активизации перебора вариантов, однако основная часть так называемых инструментов ТРИЗ представляли собой именно такие методы (метод маленьких человечков, оператор РВС, вепольный анализ).
6. Вепольный анализ представлялся в ТРИЗ научным подходом, в основе которого заложен анализ закономерностей структурного развития технических объектов. Однако допущение использования в веполях несуществующих физических полей, а также возможность неоднозначной трактовки вепольных конструкций и правил их преобразования скорее позволяют отнести вепольный анализ к методам активизации перебора вариантов, но никак ни к научному анализу.
7. Наиболее близким к идее формализации процедуры решения изобретательских задач было создание в ТРИЗ таблицы и приемов разрешения технических противоречий. Этот подход был основан на статистическом анализе существующих на то время описаний изобретений. Однако, несмотря на имеющиеся перспективы, он не получил в ТРИЗ дальнейшего развития, и по причине ряда имевшихся недостатков и морального устаревания статистических выводов утратил свою актуальность для практического использования.
8. Существует распространенная иллюзия о возможности внедрения ТРИЗ в реальное производство. По своей сути ТРИЗ является индивидуальным методом решения задач, применение которого является личным выбором для человека. По этой причине сделать ТРИЗ частью того или иного производственного процесса невозможно. В лучшем случае предприятие может организовать обучение ТРИЗ своих сотрудников с целью повышения их творческих возможностей.