123553 (598586), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Многолетние попытки преодолеть эти сложности привели к созданию ряда теорий ценности, в частности, экономической теории ценности, психологической теории ценности, казуистической теории ценностей и др., которые пока не удалось объединить в общую теорию ценностей.
Это серьезная самостоятельная наука и автор ограничивается лишь ссылкой на работу Холла [15], в которой содержится краткое описание различных методов определения меры полезности, а также на работу [1], в которой содержатся некоторые новые представления в области измеримости величин.
6.4. Выбор альтернатив
Целью анализа технических систем является их совершенствование или создание новых технических объектов на основе наиболее эффективных вариантов решения. Проектирование технической системы всегда является многовариантной задачей, связанной с необходимостью сравнительной оценки альтернативных решений. Следовательно, этапом, предшествующим анализу, должно быть накопление этих вариантов решения, выбор альтернатив.
В настоящее время известно достаточно большое количество методов поиска технических решений и имеется обширная литература по этому вопросу. Поэтому ограничимся здесь упоминанием наиболее употребительных из этих методов с соответствующими ссылками на литературу.
6.4.1 Метод эвристических приемов
Опытный разработчик или исследователь, помня результаты сделанных прежде попыток, знает немало частных рекомендаций, относящихся к разработке тех или иных решений. Эти знания не образуют единой картины, большинство подобных рекомендаций не имеет строгого доказательства. Такие знания не могут претендовать на то, чтобы называться, алгоритмами, но могут быть полезны в той или иной конкретной области, сужая круг поиска идей.
Первое учение об эвристических методах было разработано еще Сократом (469 - 399 г. г. до н. э). Этой проблемой занимались Архимед (287 - 212 г. г. до н. э), Галилей, Фрэнсис Бэкон, Рене Декарт, Лейбниц и многие другие великие ученые разных лет.
Исторический обзор проблемы позволяет сделать следующие выводы.
Не все задачи, выдвигаемые наукой и техникой, можно решать с помощью имеющихся средств и методов логики и математики, так как эти задачи требуют открытий и изобретений нового.
Для решения многих проблем, которые нельзя решить логически, можно предложить методические правила и рекомендации, которые не с гарантией ведут к цели, но значительно повышают вероятность успеха и эффективность работы. Они называется эвристическими методами.
Не может быть всеобщего и универсального, применяемого в неизменяемом виде во всех случаях подхода.
Рекомендуется пользоваться набором эвристических методов особенно оправдавших себя при решении творческих проблем.
Основываясь на этих выводах, в 40-е и 50-е г. г. XX в. были собраны приемы, которые используют опытные конструкторы и исследователи, что обеспечило методологическую базу для работы менее опытных специалистов.
В настоящее время в области эвристических методов работы ведутся в следующих основных направлениях.
Сбор и систематизация эвристических методов, приведение их к виду, удобному для широкого использования инженерами и исследователями
Разработка программ, реализующих эвристические методы в автоматическом режиме.
Создание диалоговых систем, с помощью которых исследователь и инженер эвристическими методами решают свои проблемы в непосредственном взаимодействии с ЭВМ.
6.4.2 Метод морфологического ящика
В 1942 г. был впервые использован для решения практических задач метод морфологического ящика, разработанный американским астрономом швейцарского происхождения Ф. Цвикки. Проектирование по этому методу выполняется в два этапа:
Морфологический анализ объекта.
Синтез объекта.
На этапе морфологического анализа разработчик, внимательно изучая набор функции, которые должен, выполнять объект, и анализируя существующие прототипы, старается осознать морфологию, общее строение проектируемого объекта, изучить существующие функциональные элементы, которые могут быть использованы для осуществления требуемых функций. Пусть, например, объектом проектирования является комплекс устройств, обеспечивающих запуск автомобильного двигателя в холодное время года.
Изучение ситуации показывает, что морфологию объекта определяют три ключевые функции, выполнение которых объект должен обеспечить.
Функция 1. Обеспечить наличие носителя тепловой энергии для прогрева двигателя.
Функция 2. Обеспечить доставку этого носителя к двигателю.
Функция 3. Обеспечить источник энергии для прокрутки двигателя при запуске.
Функциональные элементы, способные обеспечить выполнение перечисленных функций, приведены в табл.6.4.
Таблица 6.4
Функциональные элементы комплекса для запуска двигателя автомобиля
| Функции | Функция 1 | Функция 2 | Функция 3 |
| Функциональные элементы | Горячая вода Пар Газовая горелка Паяльная лампа Горячий воздух | Шланг Емкость | Аккумулятор Выпрямитель Работающий двигатель другого автомобиля Буксир для прокрутки двигателя Заводная рукоятка |
Комбинируя различные способы реализации каждой функции, можно синтезировать 60 вариантов сочетаний функциональных элементов. Столбец, соответствующий каждой функции, является осью морфологического ящика. Количество осей в зависимости от сложности проектируемого объекта может быть различным. Так, при проектировании ракетной системы, при котором впервые был применен метод морфологического ящика, было выделено 17 осей и отобрано для анализа 37000 вариантов сочетаний.
Группу списков, аналогичных табл.6.4, Ф. Цвикки назвал морфологическим ящиком, подчеркивая этим названием, что в такой группе списков, как в ящике хранятся все мыслимые в рамках данной задачи варианты объекта. После составления морфологического ящика производится оценка возможных вариантов.
Основная цель применения морфологического ящика не столько в окончательном выборе наилучшего варианта, сколько в нахождении всех возможных вариантов решения и отсеве явно неудачных вариантов. Перспективные варианты решения затем подвергаются более тщательному рассмотрению, в частности, на основе системного анализа. Результаты анализа позволяют перейти к синтезу наиболее перспективного варианта.
6.4.3 Мозговой штурм
В 1953 г. американский психолог А. Осборн предложил усовершенствовать известный с древнейших времен метод "проб и ошибок" за счет коллективного выдвижения альтернатив решения задачи.
Мозговой штурм обычно используется на начальных стадиях поиска решения, когда степень новизны задачи еще настолько велика, что разработчик не может достаточно четко представить себе ни структуры проектируемой системы, ни средств, обещающих решение задачи.
Основные положения мозгового штурма заключаются в следующем:
Набирается группа из 5-7 человек желательно различных профессий или, хотя бы отличающихся характерами, кругом интересов.
Перед группой ставится задача, которую нужно решить, и предлагается высказывать идеи, предложения, без доказательств с регламентом на высказывание - одна минута.
До сведения участников штурма доводится мысль, что нужно иметь много возможных альтернатив решения задачи, поощряется подхватывание и развитие идей, высказанных другими участниками.
Запрещается всякая критика чужих предложений, даже молчаливая скептической улыбкой.
Все предложения, даже шутливые, абсурдные протоколируются.
После сеанса штурма группа анализа решений рассматривает все предложения, отбирая из них те, которые заслуживают более детального изучения.
Перечисленные правила достаточно обоснованы. Различие участников штурма по профессиональной подготовке повышает вероятность преодоления трудностей, кажущихся непреодолимыми для инженеров одной специальности.
Разделение процессов генерирования идей и их анализа связано с тем, что генерирование новых решений легче дается людям, обладающим особым состоянием психики: раскованностью мышления, полетом фантазии, некоторой даже несерьезностью, легкостью мысли. Именно такие люди обычно соответствуют понятию творческой личности.
Для анализа решений нужны черты характера, по существу, противоположные: четкость, алгоритмичность, придирчивость. Аналитический характер мышления, в отличие от творческого, свойственен большинству людей.
Критические замечания особенно чувствительны для людей с творческим складом мышления. Они вызывают отрицательные эмоции и, как следствие, резко уменьшают поток идей.
Кроме обычного мозгового штурма, Описанного выше, есть еще некоторые его разновидности. Так, при обратном мозговом штурме ведется поиск не новых решений, а недостатков уже существующей системы. Знание этих недостатков сужает направление поиска путей совершенствования этой системы.
При двойном мозговом штурме после 30/45-минутного сеанса устраивается перерыв на сутки, чтобы участники штурма обдумали задачу и уже высказанные идеи, а на следующий день сеанс штурма повторяется.
Универсальность метода мозгового штурма позволяет с его помощью рассматривать почти любую проблему в сфере человеческой деятельности. Помимо технических проблем это могут быть задачи из области организации производства, сферы обслуживания, бизнеса, экономики, социологии, военных операций и т.д.
6.4.4 Синектика
Один из путей совершенствования мозгового штурма - использование для его проведения специально натренированных людей, постоянно накапливающих опыт решения задач этим методом.
В 1960 г. американский исследователь Уильям Гордон с этой целью основал изобретательскую фирму "Синектикс". Применяемый метод поиска технических решений он назвал синектикой, что переводится как "совмещение разнородных элементов". Синектические группы занимались поиском новых решений посредством мозгового штурма, синтезируя при этом идеи с помощью четырех видов аналогии.
Прямая аналогия: рассматриваемый объект сравнивается с более или менее аналогичным объектом из другой отрасли техники или с объектом из живой природы и даже из художественной литературы.
Личностная аналогия или эмпатия: решающий задачу человек мысленно представляет себя объектом проектирования, пытаясь ответить на вопрос, как бы он себя вел, являясь этим объектом, каковы были бы его трудности и т.д. Перевод проблемы из отвлеченной в сугубо личностную часто сильно мобилизует мыслительные процессы.
Символическая аналогия: в качестве такой аналогии могут выступать афоризм, поэтические метафоры я сравнения. Например, символической аналогией шлифовального круга является "точная шероховатость".
Фантастическая аналогия: предположить сказочное исчезновение какого-либо из существенных мешающих факторов, предположить помощь каких-либо сверхъестественных существ в выполнении не получающейся операции. Несмотря на кажущуюся абсурдность таких предложений, в них есть рациональное зерно: замена слишком сложней задачи ее более простым частным случаем, когда вместо некоторых переменных подставлены какие-либо удобные константы, например, нули. В такой более реалистической форме эту рекомендацию высказывал математик Д. Пойа: успешно решенные несколько более простых частных случаев задачи могут привести к каким-то обобщениям и натолкнуть на мысль об общем решении всей задачи уже без упрощающих предположений.
Фантазию надо развивать систематически путем специальных упражнений. Одна из немногих попыток в этом направлении была предпринята профессором Стенфордского университета Джоном Арнольдом. По его методу предлагается решать изобретательские задачи в условиях воображаемой планеты Арктур IV. Эта придуманная планета отличается довольно своеобразными условиями: температура на ее поверхности в среднем на 100 ниже, чем на Земле; атмосфера состоит из метана, моря - из аммиака; сила тяжести в 10 раз больше земной; разумные существа похожи на птиц… Нужно преодолеть немало психологических барьеров, чтобы придумать, например, автомобиль или дом для условий Арктура IV. Регулярно решая подобные задачи, слушатели профессора Арнольда постепенно развивают умение преодолевать психологические барьеры [15].
Этот метод узок. В СССР разработан и внедряется курс развития творческого воображения. В этот курс входит обучение фантограммам, тренировка в их составлен6ии и использовании. Фантограмма - это таблица, на одной оси которой записаны меняющиеся характеристики объекта, а на другой - главные приемы изменения. Богатство фантазии в значительной мере определяется обилием накопленных комбинаций, которые, в сущности, и составляют фантограмму. До тренировки мозг хранит лишь разрозненные осколки таких комбинаций.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
