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.

Пример формулирования идей на различных уровнях

Задача: Обеспечить 100 %-ный контроль герметичности шин автомобиля

при его изготовлении.

На этапе генерации было получено значительное количество идей самого разного уровня общности. Во время подготовки к оценке идей они были классифицированы по уровням общности следующим образом.

1. Формулировка цели и целей–альтернатив:

1, а) можно сделать непрокалываемые шины;

1, б) заставить шины зарастать, затягивать отверстие;

1, в) шина сама должна сигнализировать о месте утечки, прокола.

Здесь «1, в»–уточнение формулировки цели, а «1, а» и «1, б» – цели–альтернативы.

2. Функциональные принципы (по варианту «1, б»):

2, а) отверстие должно зарастать;

2, б) шина должна сжиматься в месте прокола;

2, в) внутри должно что-то подходить к отверстию, затыкать его.

3. Структурные схемы (по варианту «2, б»):

3, а) использовать для сжатия оболочки предварительно запасенную в ней энергию;

3, б) сжимать (поджимать) оболочку какими-то элементами, ограничивающими перемещение участков оболочки;

3, в) обеспечить пульсацию всех точек оболочки, тогда и точки на границе

повреждения могут сходиться; если в объем добавлять клеящий компонент, то

края отверстия сами склеятся;

3, г) сжимать оболочку, прокатывая ее между роликами; попутно вулканизировать.

4. Физические принципы (по варианту «3в»):

4, а) менять давление в шине;

4, б) создавать упругие колебания оболочки с помощью вибрации;

4, в) разводить – и сводить части оболочки с помощью механического растягивания (внутренние элементы);

4, г) нагревать и охлаждать оболочку;

4, д) менять частоту вращения оболочки.

5. Технические принципы (по варианту «4, б»):

5, а) использовать вибраторы;

5, б) сделать колесо не круглым;

5, в) установить колесо с эксцентриситетом относительно оси.

Сравниваемые идеи должны иметь одинаковый уровень общности. Оценку идей, их сравнение можно производить с помощью ряда экспертных методов. Наиболее простыми из них являются методы расстановки приоритетов и попарного сравнения.

 

Метод «Дельфи».

Цель метода - получение согласованной информации высокой степени достоверности от группы экспертов, т. е. повышение степени достоверности коллективных экспертных оценок.

При разработке метода 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 (модель объекта, список параметров модели, формулировка вопросов, состав группы экспертов) – опрос 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.

3. 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.

Синектика

Синектика — методика психологической активизации творчества является дальнейшим развитием и усовершенствованием мозгового штурма.

Идея синектики состоит в объединении отдельных специалистов в единую группу для совместной постановки и решения конкретных задач. Метод включает в себя практические подходы к сознательному решению и использованию бессознательных механизмов, проявляющихся у человека в момент творческой активности.

Ключевым моментом синектики, отличающим ее от метода мозгового штурма, является подход к процессу решения. Обычное для мозгового штурма выдвижение идей отвергается синекторами практически в течение всего процесса работы. Указывается, что законченная, целостная мысль, представляющая собой идею или совокупность идей, основанных на неких посылках, выдается индивидом после того, как он сам ее придумает. Эта целостность может быть принята окружающими как верная, полезная или отвергнута как неверная. Целостность противодействует дальнейшим изменениям. Никто не может признать за собой авторство этой идеи, кроме того, кто ее высказал.

Отличием синектики от мозгового штурма является то, что подбор группы генераторов мозгового штурма состоит в выявлении активных членов, обладающих различными знаниями. Их эмоциональные типы особо не учитываются. В синектике, наоборот, скорее будут выбраны два человека с одним и тем же багажом знаний, если при этом у них значительны отличия в эмоциональной сфере.

Важнейшим элементом синектического процесса является практическая реализация полученных в процессе работы идей. Синекторы должны принимать участие в практической работе, в том числе работать руками, это считается жизненно важным процессом для поддержания их в хорошей форме. Без выхода в практику процесс мышления замыкается в абстракциях, а они ведут к еще большим абстракциям и неопределенности. Широко известен эффект «всезнайства», формирующийся у людей, не связанных с практической деятельностью.

Метод Колера

Метод разработан профессором Р. Коллером (ФРГ) в 1975 г. и предназначен для синтеза технических систем 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 техническая система 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 технических системах могут присутствовать все преобразования потоков.

Разработка новых технических систем предусматривает три стадии.

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

Описав цель разработки и создания технической системы, 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 технической системе 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. оттого, что преобразуется) представляет собой более высокий уровень абстрагирования и обобщения по сравнению с понятием «функция». Коллер утверждает, что все функциональное многообразие технических систем сводится к 12 парам противоположных основных операций.

При построении структуры элементарных функций анализируются несколько технических систем 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 для реализации каждой функции и принципиальных технических решений (качественное конструирование).

После разработки структуры элементарных функций осуществляется ее реализация с помощью подбора одного или нескольких физических эффектов,

у которых наименования физических величин совпадают с наименованиями физических величин на входе и выходе элементарной функции соответственно, и их носителей.

Поиск физических эффектов производится с помощью указателя физических эффектов 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 физическим эффектом. Все возможные реализации структур элементарных функций с помощью различных физических эффектов сводятся в структуры физических эффектов. Каждая такая структура еще называется физическим принципом действия технической системы. Затем на основании анализа принципов действия осуществляется выбор наиболее перспективных физических принципов действия для последующей проработки. Для этого рекомендуется использовать морфологический анализ.

Выбор носителей физических эффектов 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 физических эффектов, удобную для поиска нового принципа действия технических систем. Однако отсутствие критериев для выбора наилучших вариантов среди множества возможных ведет к необходимости рассмотрения очень большего числа вариантов. Для большинства «основных операций» нет указателей физи- ческих эффектов, отсутствуют также указатели химических, геометрических

и биологических эффектов. Следует отметить и неоднозначность синтеза функциональной структуры, многовариантность действий, зависящих от субъективных факторов.

 

Метод Мэтчетта.

Функциональный метод проектирования Мэтчетта – комплексный эвристический метод технического творчества, в котором одновременно используются следующие «режимы мышления»:

· мышление стратегическими схемами – выработка стратегии и соблюдение стратегии.

· Мышление в параллельных плоскостях – проектировщик, с одной стороны, думает, а с другой – наблюдает процесс мышления.

· Мышление с нескольких точек зрения – часто оно осуществляется с помощью контрольных вопросов.

· Мышление «образами» – образы могут быть как идеальными, так и реальными: в виде схем, загадочных, заманчивых рисунков, т. к. в методе особое внимание обращается на положительное влияние эмоции в процессе проектирования.

· Мышление с использованием основных элементов. Основные элементы – это слова, которые используются в процессе решения каждой задачи:

1. Варианты решений – определить потребность, определить необходимый элемент, представить себе решение, принять временное решение, принять окончательное решение, отменить решение.

2. Варианты суждений – предположить, взвесить, взвесить и сравнить, экстраполировать, оставить без изменения, предсказать.

3. Варианты стратегий – продолжать в том же направлении, продолжать и расширить, изменить направление, сопоставить с прошлым, сопоставить с будущим, внимательно рассмотреть, разрешить конфликт, продолжать более интенсивно, прекратить.

4. Варианты тактик – оценить риск, проверить последствия, развить, сравнить с другими решениями, разделить действие, приспособить другое решение, сосредоточиться на малом участке, разложить на компоненты, проверить возможную причину, обдумать возможность нового решения, заменить решение на противоположное, проверить другие варианты.

5. Варианты отношений – хранить решение в памяти, выявить зависимость, отсрочить принятие решения, сообщить о решении, соотнести с ранее принятым решением, проверить на избыточность, проверить на несоответствие.

6. Варианты понятий – использовать новое понятие, изменить плоскость абстракции, использовать схему стратегии, изменить точку зрения, сравнить с существующей системой, сравнить с получающейся системой, применить первичное кольцо (см. перечень вопросов, данный ниже), применить вторичное кольцо (см. перечень вопросов, данный ниже).

7. Варианты препятствий – обойти препятствие, разрушить препятствие, устранить препятствие, начать новое действие с нуля, начать новое действие с принятого решения, действовать в одном, двух, трех или многих измерениях.

«Режимы мышления» предназначены для осознания, контроля и приспособления образа мышления к задачам проектирования. Методом Мэтчетта используется перечень контрольных вопросов:

1. Какие потребности являются: жизненно важными, очень важными, важными, желательными?

2. Каковы потребности: функциональной системы, потребителя, фирмы, внешнего мира?

3. Каковы потребности на каждом из перечисленных ниже 10 этапов существования изделия: проектирование и деталировка, отработка, изготовление деталей, сборка, испытание и отладка, окончательная отделка и упаковка, сбыт, монтаж, эксплуатация и использование, тех. обслуживание и уход?

4. Какие сведения можно получить, если задать 6 основных вопросов анализа трудовых операций: что нужно сделать (потребности), почему это нужно сделать (причина), когда это нужно сделать (время), где это нужно сделать

(место), кем или с помощью чего это должно быть сделано (средства), как это

сделать (метод)?

5. Каким образом каждую часть проекта можно: исключить, объединить с другими частями, унифицировать, перенести, модифицировать, упростить?

6. Какие эффекты, потребности, ограничения вызовет каждая деталь комплекса в отношении любой др. детали этого комплекса?

Метод Мэтчетта можно представить как сбалансированную смесь опыта, искусства, психоанализа, " групповой динамики", самовнушения, внушения.

 

Контрольные вопросы

1. Назовите основные составляющие структурной схемы интуитивного поиска технических решений?

2. Дайте определение стратегии интуитивного поиска?

3. Дайте определение стратегии систематизированного поиска?

4. Дайте определение стратегии упорядоченного направленного поиска?

5. Что является изобретением?

6. Этапы изобретательской деятельности

7. Классификация методов изобретательства

8. Разновидности мозгового штурма

Инженерная деятельность

Инженерная деятельность как профессия связана с регулярным применением научных знаний в технической практике. Она включала в себя изобретательство, инженерные исследования и проектирование, организацию изготовления (производство) технических систем.

Путем изобретательской деятельности на основании научных знаний

и технических изобретений заново создаются новые конструкции технических систем или отдельных их компонентов.

Современный этап развития инженерной деятельности характеризуется системным подходом к решению сложных научно-технических задач, обращением ко всему комплексу социальных гуманитарных, естественных и технических дисциплин.

Обычно выделяют три этапа развития инженерной деятельности и проектирования:
1) классическая инженерная деятельность;
2) системотехническая деятельность;
3) социотехническое проектирование.

 

4.1. Классическая инженерная деятельность.

Классическое конструирование представляет собой разработку конструкции технической системы, которая затем материализуется в процессе его изготовления на производстве. Конструкция технической системы представляет собой определенным образом связанные стандартные элементы, выпускаемые промышленностью или изобретенные заново, и является общей для целого класса изделий производства.

Исходным материалом деятельности изготовления являются материальные ресурсы, из которых создается изделие. Эта деятельность связана с монтажом уже готовых элементов конструкции и с параллельным изготовлением новых элементов. Функции инженера в данном случае заключаются в организации производства конкретного класса изделий и разработке технологии изготовления определенной конструкции технической системы.

Часто крупные инженеры одновременно сочетают в себе и изобретателя, и конструктора, и организатора производства. Однако современное разделение труда в области инженерной деятельности неизбежно ведет к специализации инженеров, работающих преимущественно в сфере либо инженерного исследования, либо конструирования, либо организации производства и технологии изготовления технических систем.

Инженерные исследования, в отличие от теоретических исследований в технических науках, непосредственно вплетены в инженерную деятельность, осуществляются в сравнительно короткие сроки и включают в себя предпроектное обследование, научное обоснование разработки, анализ возможности использования уже полученных научных данных для конкретных инженерных расчетов, характеристику эффективности разработки, анализ необходимости проведения недостающих научных исследований и т. д.

В процессе функционирования и развития инженерной деятельности в ней происходит накопление конструктивно-технических и технологических знаний, которые представляют собой эвристические методы и приемы, разработанные в самой инженерной практике. С появлением и развитием технических наук изменилась и сама инженерная деятельность. В ней постепенно выделились новые направления, тесно связанные с научной деятельностью, с проработкой общей идеи, замысла создаваемой системы, изделия, сооружения, устройства и прежде всего — проектирование.

Проектирование как особый вид инженерной деятельности формируется в начале ХХ столетия и связано первоначально с деятельностью чертежников, необходимостью особого (точного) графического изображения замысла инженера для его передачи исполнителям на производстве. Однако постепенно эта деятельность связывается с научно-техническимси расчетами на чертеже основных параметров будущей технической системы, ее предварительным исследованием.

Для проектировочной деятельности исходным является социальный заказ, т. е. потребность в создании определенных объектов, вызванная либо «разрывами» в практике их изготовления, либо конкуренцией, либо потребностями развивающейся социальной практики.

Продукт проектировочной деятельности в отличие от конструкторской

выражается в особой знаковой форме – в виде текстов, чертежей, графиков, расчетов, моделей в памяти ЭВМ и т. д.

Возрастание специализации различных видов инженерной деятельности привело в последнее время к необходимости ее теоретического описания: во-первых, в целях обучения и передачи опыта и, во-вторых, для осуществления автоматизации самого процесса проектирования и конструирования технических систем. Выделение же проектирования в сфере инженерной деятельности и его обособление в самостоятельную область деятельности во второй половине ХХ века привело к кризису традиционного инженерного мышления, ориентированного на приложение знаний лишь естественных и технических наук и созданию относительно простых технических систем. Результатом этого кризиса было формирование системотехнической деятельности, направленной на создание сложных технических систем.

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: