Микростандарты мышления. Инструменты ТРИЗ в эпоху искусственного интеллекта
- -
- 100%
- +
Рис. 26. Зиги на бочках
1.14. Смешать до основного технологического процесса
Известен интересный способ получения кормовой смеси растений, при котором смешивание производится не в специальных бункерах, а заранее, путем выращивания растений на поле полосами. Затем уборка выполняется поперек поля, и во время уборки сразу происходит смешивание.
МКС. Если по технологии не удается получить материал нужного состава, то его можно составить из необходимых компонент, заранее смешав их в требуемой пропорции. Основной технологический процесс затем выполняется уже над заранее сформированной смесью, превращая её в единый материал.
Пример
Некоторые сплавы невозможно получить традиционным способом из-за значительного различия свойств металлов, которые в них входят. Например, один металл имеет точку кипения выше, чем точка плавления другого металла. Положение спасает порошковая металлургия. Порошки металлов смешиваются в нужном соотношении, формуют заготовку, а затем она нагревается до температуры получения твердого расплава. В результате мы получаем сплав с нужным содержанием компонент в виде твердого расплава. Вещества не уходят из заготовки, как это бывает при плавлении, и не нарушается равномерность состава в заготовке.
1.15. Снижение неоправданных ограничений
Бригада лаборатории листового проката Уральского НИИ черных металлов была направлена в Новокузнецк с задачей сокращения потерь нержавеющей стали на Новокузнецком металлургическом заводе.
Одно из решений было чисто организационное. Дело в том, что толстый нержавеющий лист поставлялся строго по ГОСТу размером 2х6 метров. Любой брак и обрезанные концы листа отправлялись в переплавку с солидными потерями во время этой операции, хотя металл мог быть использован по назначению без каких-либо проблем. Но таковы были правила работы с нержавеющей сталью того времени.
Особенно парадоксально было то, что на многих заводах, которым поставлял сталь производитель, лист разрезался на мелкие заготовки. Решение оказалось достаточно простым – мы предложили поставлять лист не по ГОСТу, а по техническим условиям, которые допускали поставку листа меньшего размера, чем по ГОСТу при согласии Покупателя.
МКС. Если жесткие ограничения на систему или ее элементы ограничивают возможности ее применения или удорожают ее использование, следует проверить, не повлияет ли на использование системы отказ от некоторых ограничений или снижение требований по какому-либо параметру.
Замечание. Как правило, наличие избыточных ограничений является следствием психологической инерции, необоснованного переноса предыдущего опыта на новые технологии.
Пример
С конца 1950-х годов была разработана принципиально новая технология протезирования зубов – имплантаты. Швед Ингвар Бранемарк обнаружил, что титановые протезы срастаются с костной тканью, образуя монолит. Так возникла идея выращивания части импланта в костную ткань челюсти, с последующей установкой на него протеза зуба.
С 1990-х годов количество протезов с использованием имплантатов исчислялось уже десятками тысяч в год.
К сожалению, долгое время операции по установке имплантата считались хирургическими и проводились в стерильных операционных. Это существенно ограничивало массовое внедрение зубного имплантирования, поскольку операционных было не так уж много, а сама операция требовала большого времени на подготовку и проведение, а также послеоперационное обеззараживание операционных.
Рис. 27. Операционная и стоматологический кабинет
К счастью, через некоторое время врачи сообразили, что рот сам далек от стерильности, и смысла проводить имплантирование в стерильных операционных нет. Осознание этого стало прорывом в технологии. Была разработана методика установки имплантов в обычных стоматологических кабинетах, недостатка в которых не было, а риск осложнений был сведен к минимуму приемом специальных антибиотиков. Это существенно расширило возможности применения новой технологии, снизило ее стоимость и, как следствие, расширило рынок для этого метода протезирования.
1.16. Отделение значимого признака опасности от объекта
Известно, что птицы, звери, насекомые обмениваются сигналами тревоги или получают сигналы тревоги из внешнего мира. Это позволяет им избегать опасности и спасаться. Например, запах дыма сигнализирует им о пожаре, одном из самых страшных бедствий в лесах и степях. Птицы криками предупреждают друг друга о появлении хищника, запах хищника выдает его и звери, обладающие хорошим обонянием способны заранее обнаружить спрятавшегося врага.
Как это используют люди? Очень просто. В большинстве случаев они стараются отделить тревожный признак от его носителя и использовать только его для своих целей, точнее, чтобы отпугнуть мешающих им зверей, птиц и насекомых, но при этом не тратить силы, деньги и время на содержание «настоящих» носителей этих признаков.
МКС. Чтобы предотвратить вредное действие зверей, птиц, воров и т. п. без больших затрат, необходимо использовать копии опасных для них объектов, которые достаточно дешевы, поскольку в копии используется только часть объекта или тот признак, который влияет на них.
.
Пример
Пчеловоды перед тем, как забрать мёд окуривают ульи дымом. У пчел создается иллюзия пожара, и им становится не до тех, кто у них забирает мед. Их основной задачей становится набрать мед, чтобы запастись на случай дальнего перелета. В этом состоянии пчела физически не может жалить, поскольку не в состоянии согнуть брюшко под нужным углом.
Рис. 28. Пасечник
Пример
Птицы не раз становились причиной авиакатастроф, попадая в двигатель самолета. Но как спастись от стаи птиц вблизи аэродромов, когда самолеты взлетают и садятся каждую минуту? Положение спасла идея записывать тревожные крики птиц, которые они издают при виде хищника и время от времени воспроизводить их через громкоговорители. Так птиц достаточно быстро «отучили» находиться рядом с взлётными полосами.
Рис. 29. Пара гусей, мирно пасущихся приводят в умиление, но стая гусей – реальная опасность для самолета
Похожая проблема возникала и у индийских авиаторов. Правда, объект был несколько крупнее – дикие коровы, которые паслись у взлетных полос. Проблема в том, что корова в Индии – священное животное, которого отгонять или трогать нельзя. Положение спасло рычание тигров, записанное на магнитофон. Коровы в панике бежали от аэродромов.
Рис. 30. Корова на взлетной полосе
Пример
Проблемой голландских фермеров стали живущие в заповеднике олени и косули, которые повадились пастись на полях, где выращивались зерновые. Как отбить желание животных портить посевы? Фермеры купили у местного зоопарка львиный навоз и закопали его по периметру поля. Эффект был ошеломляющий! Запах хищника быстро отбил желание у обитателей леса близко подходить к фермерским полям.
Впрочем, что касается запаха, то достаточно вспомнить, что даже запах домашнего кота отпугивает мышей, и отбивает у них желание посещать квартиру, где тот живет.
Микростандарт вполне применим при решении технических задач.
Пример
В США на многих дорогах стали устанавливать фанерных полицейских. Издалека трудно определить их реальность, поэтому водители инстинктивно снижают скорость, и повышают внимание.
Рис. 31. Муляж полицейского на дороге
Пример
Как защитить свою квартиру от попыток воров обокрасть ее? Разумеется, замки помогают, но лучше, если воры будут считать, что дома кто-нибудь есть. Поэтому во время отъезда создают «эффект присутствия», то есть ощущение пребывания кого-либо в квартире – лай собак, человеческие голоса, звучание телевизора или радиоприемника. Все это записано на магнитофон и включается по определенной программе. Можно также по определенной схеме включать и выключать свет в разных комнатах.
1.17. Принцип «репка-технология»
Ручка-труба пылесоса должна быть длинной, чтобы можно было собирать пыль не нагибаясь. Однако длинную трубу пылесоса неудобно транспортировать и хранить. Проблему решает труба, состоящая из секций, одеваемых друг на друга.
Рис. 32. Ручка-труба; Слева – части ручки зафиксированы на пылесосы при хранении; в центре – части ручки; справа – ручка в сборе.
МКС. Если противоречие состоит в том, что размер элемента системы, который необходим для выполнения функции, должен быть длинным, но это мешает во время транспортировки или такой размер нежелателен по другой причине, то этот элемент выполняется из нескольких стандартных элементов, которые в нужное время соединяются друг с другом с помощью стандартного универсального крепления.
Замечание. Все удлиняющие элементы имеют универсальную конструкцию, что удешевляет их производство. При этом часто на концах используются соединения типа «папа-мама», упрощающие и ускоряющие соединение элементов
Пример 1
Секции раздачи бетона на бетоновозе.
При укладке тротуаров в США бетоновоз подъехать к самому краю не может, поэтому он останавливается на дороге, направляющая откидывается вниз, и на нее навешивается первая секция «хобота» (длиной около метра), на конец первой секции навешивается вторая и так до тех пор, пока не формируется «хобот» нужной длины.
Рис. 33. Раздача бетона; слева – хобот в сборе; справа – одна секция
На верхнем краю каждой секции есть ось, на которую одевается крючки, расположенные на верхней части следующей секции в ее начале. Под собственным весом секция, как консоль опускается до момента, когда нижний край навешиваемой секции не упирается в нижний край уже установленной секции так, что образуется плотное соединение. Все это выполняется менее чем за минуту. Разбор выполняется в обратном порядке в течение нескольких минут.
Пример 2
Шинглы на крышах.
Конфигурация крыши бывают различной, а покрытие изготавливается в виде небольших пластинок «толи» (шинглов), которые укладываются с перекрытием друг друга, начиная с нижнего края. Монтаж идет снизу вверх. Плитка прибивается гвоздями или скобами за верхний конец так, чтобы следующая плитка перекрывала гвозди, что позволяет избегать протечки. Когда вся крыша закрыта, сверху кладется конек.
Рис. 34. Шинглы
Пример 3
Укладка коммерческого линолеума пластинами.
Коммерческий линолеум – материал очень жесткий. При укладке на большой площади его раскатывают из рулона и оставляют на 2—3 дня, чтобы он распрямился. Но как быть, если надо произвести ремонт на кухне в течение нескольких часов?
Новая технология использует пластины из коммерческого линолеума с подкладочным слоем. На одной стороне пластины имеется подложка с клеем, на другой – только линолеум. Укладка начинается от угла, причем в первый ряд укладываются пластины, у которых обрезается часть, у которой нет подложки. Далее пластины укладываются одна за другой, причем на покрытый клеем край укладывается пластина с краем, где есть только слой линолеума. В результате формируется полное покрытие пола и нет необходимости ожидать пока линолеум «отлежится» – пластины изначально ровные. Да и легче это, поскольку полный вес линолеума на полу достаточно большой, а каждая пластина очень легкая. Таким образом надежное и удобное половое покрытие можно изготовить на кухне в течение 2—3 часов. Все это проверено лично автором.
Рис. 35. Самоклеящиеся пластины полового покрытия и «собранный» пол
Замечание. Аналогично собираются полы из ламинатных панелей, только сборка идет по принципу «замка». Аналогично подключаются елочные гирлянды.
Глава 2. МИКРОСТАНДАРТЫ В АВАРИЙНОМ АНАЛИЗЕ
Особое значение имеют микростандарты в аварийном анализе. В сущности, подход тот же, просто есть небольшая специфика в применении.
2.1. Устранить перегрузку
В рассказе Айзека Азимова «Как поймать кролика» приводится история:
На астероиде два космонавта проводят добычу минералов. Они управляют роботом-менеджером, который в свою очередь, руководит 6 роботами-рабочими. После землетрясения их завалило в пещере. Казалось бы, простое решение – дать команду роботу-менеджеру, чтобы роботы-рабочие расчистили завал. Но вот незадача – почему-то робот-менеджер отдает глупые команды и не слушается космонавтов. Причина была в том, что в сложных условиях управляющий робот не мог эффективно управлять сразу шестью роботами-рабочими. Перегружена система. Решение – уничтожить из оружия одного из роботов. Оставшимися пятью роботами-рабочими робот-менеджер смог эффективно управлять.
МКС. Если при редко возникающей пиковой нагрузке возникает недопустимая перегрузка в системе управления, или системе энергоснабжения, целесообразно временно отключить нагрузку на второстепенных направлениях, обеспечив ресурсами главное направление работы.
Замечание. Такое решение может быть заложено еще при проектировании. В ряде случаев это позволит существенно снизить стоимость системы, упрощая её управление в аварийных ситуациях.
2.2. Использовать заведомо дорогой ресурс
5 октября 1941 года немецкие войска прорвали оборону советских войск, и танковые колонны маршем пошли на Москву. Защищать Москву было некому, и тогда на оборону были посланы курсанты двух подольских офицерских училищ – артиллерийского и пехотного. 3500 курсантов держали оборону несколько дней, сдерживая превосходящие силы противника. Они сражались как рядовые солдаты и почти все погибли. Красная Армия заплатила чрезвычайно высокую цену, страна потеряла офицеров, которых хватило бы на несколько новых дивизий, но захват Москвы был сорван.
МКС. В критических условиях рекомендуется применять сверх дорогой ресурс, использование которого в обычных условиях было бы недопустимо.
Пример
Первый заказ моей компании по производству вагон-домов в 2001 году, был заказ известной в России компании «Алроса». По поручению президента она должна была поставить 40 вагон-домов в город Ленск, где наводнение смыло город и жителям негде было жить.
Заказ мы выполнили, но сроки были критическими. Поэтому вагон-дома мы поставляли не обычным путем по железной дороге или автотранспортом, а самолетами АН-124 «Руслан». В каждый самолет входило по 8 вагон-домов. При этом стоимость перевозки составляла половину стоимости вагон-дома, что в разы дороже, чем обычная доставка. Но сроки были жесткими, и поэтому «Алроса» использовала крайне дорогой ресурс, чтобы выполнить задачу вовремя.
Пример
Традиционно в бронебойных снарядах использовался сердечник из закаленной стали. Но броня стала прочнее и толще. Чтобы надежно пробивать такую броню используют вольфрамовые сердечники или сердечники из обедненного урана. Они дороже, но достигают цели.
2.3. Врет как очевидец!
На заводе выпускали одну интегральную схему, которая нашла широкое применение. План её производства увеличивался каждый месяц. Чтобы справиться с ним, пришлось нанимать дополнительных работниц, работать в три смены. Но… парадокс состоял в том, что чем больше план, тем ниже процент выхода годных интегральных схем. И вот что удивительно – на всей технологической цепочке качество заготовок вполне соответствовало техническим условиям, но на конечной операции появлялся массовый брак.
Тогда мастер ТРИЗ В. В. Митрофанов, решил проверить каждую технологическую операцию, чтобы попытаться найти причину, вызывающую брак на конечной операции. Он последовательно обходил участок за участком и смотрел, что и как делают рабочие, и что заносят в сопроводительную документацию.
И вдруг… он увидел вопиющую ложь! Работница измеряла поверхностное сопротивление, на приборе было показание 500 единиц, а она записывает 300!
– Что вы делаете?
– Мне за брак не платят! Что же я буду писать правду, если останусь без денег, а технологи, которым я говорила, ничего сделать не могут!
Так была найдена реальная причина проблемы – определена операция, где на самом деле возникал брак /3/.
Ситуация, как бы ни казалась экстраординарной, на самом деле достаточно банальна, и часто повторяется на разных заводах.
Психологическая ситуация. У людей есть интересы, и они могут превалировать над обязанностями и требованиями к производству. Именно поэтому серьезные эксперименты всегда необходимо проводить самостоятельно или под личным контролем.
Пример 2
При работе на Верх-Исетском заводе мне приходилось работать в лаборатории моделирования электротехнической стали. Работница, дежурившая в ночную смену, должна была вести процесс, по определенному графику меняя температуру в печи. На деле она выставляла среднюю температуру и уходила на ночь к бойфренду. Утром приходила и заполняла таблицу, так, как было предписано. Инженеры потом ломали голову, почему различные процессы приводили к одному результату5.
Пример 3.
Задание замминистра
Это произошло в Темиртау на Карагандинском металлургическом комбинате в 1979 году6. По заданию замминистра мы проводили эксперимент по разработке технологии металла для глубокой вытяжки.
Для этого мы взяли две плавки металла, в каждой из которых было по 12 слитков. Из каждого слитка получалась горячекатаная полоса толщиной 2,5 мм, прокатанная по своему температурному режиму и схеме обжатий. Потом каждые три полосы сваривались в один рулон. Так получалось две плавки №№56275 и 56276 по 4 трехполосных рулонов в каждом, которые должны были быть прокатаны на стане холодной прокатки. Первую плавку мы планировали прокатать на толщину 0,5 мм, а вторую – на 0,6 мм. Причем каждый трехполосный рулон должен был прокатываться по своему режиму обжатий. Перед прокаткой все рулоны проходили обрезку кромок на агрегатах продольной резки (АПР). Все было определено и спланировано.
Были взяты две плавки по 12 слитков каждая. Из слитков получили горячекатаные полосы толщиной 2,5 мм, затем каждые три полосы сваривали в один рулон. В итоге из каждой из плавки (№56275 и №56276) получилось по четыре трехполосных рулона. Их предстояло прокатать на стане холодной прокатки: первую – до толщины 0,5 мм, вторую – до 0,6 мм, причём каждая полоса в каждом рулоне обеих плавок обрабатывалась по своему режиму.
Эксперимент готовился тщательно, но проводился в рамках стандартной технологии производства. Прокатка на холоднокатаном стане должны была быть ночью. Разумеется, я был на обоих участках – и на АПР, и на стане. Сначала шла плавка 56275, которая должна была быть прокатана на 0, 5 мм, затем – вторая – на 0,6. Я провел первую плавку на АПР, и переслал ее на прокатный стан. Потом пошел контролировать подрезку второй плавки на АПР. Когда она была подготовлена, я снова пошел на прокатный стан и с удивлением увидел, что плавка 56276, которая еще была на АПР, уже прокатана на стане и замаркирована! Как такое может быть?
Я подошел к бригадиру прокатчиков.
– Ну, понимаешь, мы по ошибке плавку 56275 прокатали на 0,6 мм вместо 0,5 ну и назвали ее 56276! А вторую мы прокатаем на 0,5 мм – вот у тебя и все сойдется!
Как же сойдется! У нас каждая полоса по своему режиму прокатывалась! Интересно, что бы получили в результатах эксперимента, если бы я не поймал рабочих на вранье!
Справедливости ради отметим, что рабочие искренне не понимали, в чем их проступок. Ну ошиблись по толщине, так ведь исправили же!!!
Но самое интересное произошло, когда я уже отправлял опытный металл на Бекабадский металлургический завод (Узбекистан), где изготавливали эмалированную посуду и выполняли штамповку из этого металла. Именно по их жалобе – о том, что металл рвется при штамповке, нас и послал заместитель министра проводить работу.
Отношения с рабочими у меня были отличные и они, когда я объяснял суть всей нашей работы, они рассмеялись. Оказалось, что проблема была не в том, что сталь для глубокой вытяжки прокатывалась не по тем режимам, которые мы рекомендовали. Просто в конце месяца, когда «горел» план, сотрудники завода вместо стали для глубокой вытяжки отправляли обычное дешевое кровельное железо, маркируя его как сталь для глубокой вытяжки. Естественно, кровельное железо рвалось при штамповке!
А мы-то серьезную научную работу проводили!
К сожалению, сознательное искажение результатов экспериментов и анализа производства достаточно частое явление, но это не единственная причина.
Есть и другое распространенное явление – когда очевидцы свято верят в то, что они видят, хотя реально ситуация другая и причины другие. Просто каждый видит то, что хочет видеть, но часто это не совпадает с реальной ситуацией.
2.4. Не та выборка
Когда на карту азиатской части бывшего Советского Союза нанесли места падения крупных метеоритов, то оказалось, что почти все они падали вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали! Открытие?! Знак судьбы? Особое влияние Вселенной?
Нет! Ведь речь идет только об известных метеоритах. Те, что падали в безлюдных районах Сибири тонули в болотах, терялись среди множества других камней. Да и просто на них не натыкались люди. Находили только те метеориты, которые были вблизи мест проживания людей, то есть рядом с железнодорожной магистралью.
Психологический эффект: Люди часто пытаются сделать вывод на основе неправильной (неполной) выборки, то есть на основе доступных им данных, без учета того, что полная картина может быть кардинально иной.
Замечание. Если нет иного, то по умолчанию предполагается, что независимый внешний поток вещества (элементы) равномерный. На основании этого допущения и проводится исследование.
Защита. Оценить возможность отклонения результатов данной выборки на весь массив данных, в том числе учитывать и оценивать:
– возможность переноса изучаемого воздействия на выборку, на весь массив;
– возможность и причины отклонения изучаемого воздействия от известного за пределами выборки.
Замечание. Эффективным целенаправленным применением этого приема может быть направление комиссии туда, где есть ожидаемый заведомо нужный результат – то есть сузить выборку до нужного места и времени опроса. А главное – люди будут говорить вполне искренно, и никто не обвинит во лжи.
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «Литрес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.
Примечания
1
Из опыта работы автора на ГПЗ-6 в 1989 году.