ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №7.
ПОИСК НАПРАВЛЕНИЙ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ. МЕТОД МОЗГОВОГО ШТУРМА.
Средства, помогающие человеку более эффективно решать стоящие перед ним творческие задачи, предлагались уже давно. Однако только с середины нашего века начали появляться методы поиска, описывающие подробную этапность принятия решений.
Практика и теоретические исследования показали, что можно выделить три существенно различные стратегии поиска направлений решения проблем:
случайный поиск;
порождение идей с использованием неуправляемых сознанием механизмов;
поиск вариантов на основе выявления и определения поля поиска и систематического анализа в рамках этого поля;
логический анализ причин, порождающий негативное явление, для выявления однозначного решения проблемы.
При применении этих стратегий в различных сферах творческой деятельности, следует помнить, что каждой в из сфер могут встречаться задачи различных типов и наоборот, задача одного типа формально могут относиться к различным областям человеческой творческой деятельности. На достаточно общем уровне процесс перехода от проблемы к ее снятию может быть изображен в виде определенной последовательности (рис.1).
Во многих случаях проблема определяется как возникшее противоречие между потребностями и возможностями их удовлетворения; тогда проблема проявляется как отсутствие на данном этапе возможности в удовлетворении потребности.
Поиск направлений решения проблемы проводится на начальном этапе решения в момент, когда нет данных о возможных путях и средствах решения, т.е. в условиях нулевой, или заведомо недостаточной информации.
После нахождения ряда возможных путей решения проблемы выбирается один из них, как наиболее перспективный в конкретных условиях.
На следующем этапе ищется конкретное техническое средство, призванное реализовать желаемую функцию, т.е. производится поиск конфигурации технического объекта (структур управленческого решения и т.п.). Как правило, находится несколько вариантов конфигурации, из которых впоследствии выбирается наиболее подходящий. Затем в данном объекте устраняются противоречия, возникшие при объединении элементов в единую систему. Работоспособный объект удовлетворяет потребность и снимает проблему.
Многие методы, широко применяемые в инженерной практике, реализуют эти стратегии, не пересекаясь. Поэтому выявление более или менее эффективных методов лишено смысла, т.к. каждый из них имеет свою область рационального применения.
Так, например, метод мозгового штурма, относящийся к методам случайного поиска, наиболее эффективен для поиска общих направлений решения проблем. Метод морфологического анализа, как правило, применяется для исследования и расширения поля поиска, а алгоритм решения изобретательских задач – для решения проблем, возникающих при согласовании работы элементов в технических объектах.
Мозговой штурм предложен А. Осборном в конце 30-х годов и как метод очень прост. Он предусматривает наличие таких этапов: подготовительный; генерации идей; анализа и оценки идей.
Суть первого этапа состоит в организации процесса собственно мозгового штурма. Проведение этапа начинается с момента принятия решения о необходимости использования мозгового штурма для решения проблемы. Для ведения работы назначается ведущий, отвечающий за организацию и процедурную часть работы. В его функции на подготовительном этапе входит: формулировка и переформулировка задачи, подбор участников для последующих этапов работы, решение организационных вопросов (помещение, магнитофон, оповещение и согласие руководства, приглашенных, сбор). Важным элементом этого этапа является подбор участников. В группу генераторов должны входить люди с позитивной установкой к творчеству, обладающие яркой фантазией, способные быстро подхватывать чужие

Рис. 1. Общая стратегия поиска решений.
идеи и развивать их. В группу аналитиков должны входить лица, обладающие большим количеством знаний по исследуемому вопросу или какому-то его разделу, т.е. специалисты, способные оценить идеи, выдвинутые на этапе генерации.
Процедура выполнения мозгового штурма регламентируется несколькими правилами. Важнейшее из них – необходимость запрета критики на этапе генерации. Критика не должна допускать в какой бы то ни было форме, сами идеи подаются без обоснования. Допускается выдвижение заведомо нереальных, фантастических, шутливых идей. Запрещается обоснование выдвигаемых идей.
Генерирование новых идей, поощряемое ведущим, проходит, как правило, в течении 35-55 мин. Численный состав группы 6-10 чел. Все идеи записываются на магнитофон или стенографируются. Считается нормальным когда за один цикл работы группа выдает 60-100 идей. На этапе анализа основным правилом является выявление рациональной основы в каждой из выдвинутых на этапе генерации идей.
Достоинством метода является его простота в сочетании с потенциально большими возможностями по выдвижению новых идей. В силу большой обобщенности правил, его можно применять в различных областях человеческой деятельности. Известны примеры успешного применения метода при решении конструкторских, технологических, организационных, управленческих, экономических задач, при проведении экспертиз в этих областях, а также при прогнозировании.
Основной областью применения мозгового штурма является поиск решений в недостаточно исследованной области, выявление новых направлений решения проблемы. Его также рекомендуется использовать для поиска новых сфер применения уже существующего изделия или материалов, а также для выявления недостатков существующего изделия. Помимо преимуществ, метод имеет и существенные недостатки. Так, например, затраты времени на поиск решения проблемы могут быть очень велики при отсутствии гарантии нахождения сильных идей. В практике случается, что нелегко подготовить и провести мозговой штурм «по правилам», т.е. с соблюдением всех ограничений и требований. Большие затруднения вызывает подчас процесс подбора участников. Процесс выдвижения идей также не всегда удовлетворяет специалистов. Тем не менее, только осознание закономерностей процесса поиска и желаемых результатов в практике коллективной работы позволяет сделать мозговой штурм более управляемым и менее громоздким, повысить вероятность получения желаемых идей.
В этой связи представляет интерес подробное рассмотрение некоторых особенностей работы ведущего. Обязанностью ведущего является обеспечение качественного проведения мозгового штурма на всех его этапах. В первую очередь это обязанности организационно-управленческого характера. Предлагается выбирать ведущих среди лиц, обладающих высокой творческой активностью в сочетании с доброжелательностью к идеям, высказанным другими. Коме того, ведущий должен иметь авторитет среди тех, кем он собрался руководить.
Инженер-организатор системного анализа, выступающий в роли ведущего, должен уметь выполнять такие процедуры:
принимать решения о применении мозгового штурма, т.е. определять целесообразность использования именно мозгового штурма для решения задачи;
подбирать участников («генераторов» и «аналитиков»);
обучать участников необходимым процедурам;
формулировать задачи с учетом квалификации и личностных качеств привлеченных к мозговому штурму специалистов;
обеспечивать деятельность участников во время генерации и анализа идей;
проводить классификацию идей;
оценивать идеи;
анализировать итоги проведения мозгового штурма.
Каждая из перечисленных процедур включает в себя определенную последовательность действий, глубина ее проработки зависит от квалификации ведущего.
Основной целью ведущего во время этапа генерации является получение большого количества различных идей, направленных на решение поставленной проблемы или способствующих решению. Однако выдвигает идеи не сам ведущий: он может только стимулировать, побуждать к этому генераторов.
В деятельности ведущего во время генерации можно выделить: обеспечение процедурной части процесса генерации; психологическую поддержку участников; управление процессом генерации для расширения или сужения поля поисков.
Несмотря на скоротечность, этап генерации имеет ярко выраженные фазы, на которых действия ведущего должны быть различными. Этих фаз четыре: фаза «Включение» или создание рабочей обстановки; фаза «Наполнение» или основная фаза, в течение которой происходит выдвижение большей части идей; фаза «Прорыва», на которой производится генерация идей по ключевому пункту проблемы или по одному из перспективных направлений; фаза «Индукция», на которой происходит поиск новых и доработка выявленных ранее направлений решаемой проблемы с использованием полученной информации.
Общей целью ведущего, реализуемой на всех фазах, является введение «генераторов» в состояние максимальной творческой раскованности, душевного подъема, концентрации мысли на рассматриваемом объекте. Необходимо обеспечить активную работу подсознания «генератора», словесно или графически фиксировать совместно с ним все образы, возникающие в мозгу во время размышления вслух. Однако, если каждый генератор может в данный момент творить свободно, как бы бессознательно, то ведущий проводит большую аналитическую и управленческую работу (табл.1).
8. Функции, выполняемые ведущим
во время этапа генерации
Фаза
Функции


процедурные
психологические
Управленческие

"Вклю- чение"
Контроль за соблюдением правил; запрет критики; отсутствие обновления выдвигаемых идей
Показ того факта, что любая предложенная идея имеет смысл, устранение психологических барьеров
Формулировка задачи

"Наполнение"
Регулирование хода выдвижения идей
Поддержание атмосферы активности и доброжелательности
Накопление данных о направлениях решения задачи, принятие решения об их перспективности

"Прорыв"
Применение различных механизмов активизации процесса генерации. Регулирование хода выдвижения идей
Формирование целевой установки на высокую значимость получаемых результатов, и выход на новое поле поиска
Переформулирование задачи с учетом полученных данных о различных направлениях решения задачи. Скрытая критика с целью устранения недостатков предложенного принципа

"Индукция"
Прерывание процесса активной поисковой работы.
Отвлечения внимания посторонним событием, рассказом, шуткой
Формирование "второго дыхания", показ того, что все время выявляются новые стороны, аспекты, принципы
Целенаправленное сталкивание противоречивых идей, выявление необычных , интересных и неожиданных следствий и предложений


Психологическая поддержка в самом простом виде может осуществляться путем положительной оценки предложенных генераторами идей, дублирования идей, поданных участниками. Идея, показавшаяся группе нереальной, при возможности должна быть развита, принцип доведен до логического завершения, идее должна быть дана высокая оценка. Данной процедуре ведущий должен уделять особое внимание, так как, предложив участникам высказываться свободно, без ограничений, он навязал определенные правила игры. Участник, принявший эти правила и высказавший идею, показавшуюся остальным генераторам нереальной, оказывается в очень некомфортном положении. И ведущий обязан "встать рядом", показать высокую эвристичность идеи, ее перспективность.
Как правило при проведении этапа генерации борьба с критикой занимает немного времени. Вести ее следует, делая замечания вежливо, но решительно. Удалять оголтелых критиков во время генерации не рекомендуется, лучше свести все к шутке (например, просить группу генерировать идеи, которые невозможно раскритиковать).
Значительную часть времени и сил ведущего занимает процесс регулирования хода высказываний. Если идей не очень много, то целесообразно дублировать каждую из них. Это позволяет регулировать ход высказываний, так как обычно в этом случае генератор ждет, когда на него обратит внимание свой ведущий. Если процесс генерации идей проходит активно, то задача ведущего – дать возможность выдвигать идеи всем участникам процесса генерации. Для этого можно время от времени просить высказываться тех участников, которые не могут вклиниться в процесс высказываний.
Управление с целью расширения поля поисков производят в том случае, если генераторы не выходят за рамки нескольких известных направлений решения проблемы, или если необходимо дать детальное описание какой-либо части устройства, этапа процесса. Ведущий переформулирует задачу по новому, показывая, что это является следствием получения новой информации по проблеме.
В группах, отличающихся по интенсивности выдвижения идей, стратегия ведущего на фазах "Наполнение" и " Прорыв" будет различной. В слабо генерирующей группе ведущий выполняет роль стимулятора, активно генерируя идеи (как правило, здесь идеи ведущего представляют собой развитие высказанных генераторами идей).
В нормально работающей группе ведущий выполняет, как правило, экспертные, аналитические функции, сворачивая информацию, выдаваемую генераторами, и показывая, какие обобщенные направления решения задачи уже предложены.
В группе, в которой генераторы прошли обучение методом поиска новых технических решений и по своей силе равны ведущему, он является как бы дополнительным генератором, выдвигая всевозможные идеи (при этом не забывая о контроле за правильным соблюдением процедур).
Не следует забывать и о подробной фиксации всего происходящего на этапе генерации с помощью магнитофона, стенографии или просто аккуратной и быстрой записи специально назначенным участником. После завершения этапа генерации выдвинутые идеи подробно записываются и передаются для анализа группе экспертов.
Широко распространенным заблуждением является представление о том, что на этапе анализа оценивается только уровень предложенных идей. На самом деле на этапе анализа тоже должно происходить выдвижение идей, но это уже должны быть идеи, позволяющие преобразовать предложения, выдвинутые ранее, сделать их практически применимыми.
Следовательно, на обоих основных этапах ведущий имеет дело с процессами выдвижения, генерации идей. Фундаментальная разница между этапами состоит в том, что на первом (генерация) специалисты выдвигают идеи без анализа, опираясь в основном на подсознание, интуицию и т.п., а на втором (анализ) идеи выдвигаются в результате сознательного их изучения и развития.
Если на первом этапе требуются генераторы интуитивного типа, то на втором – осознанного, логического типа.
Основными механизмами, используемыми при обработке идей, являются обобщение и конкретизация. Обобщение применяется для освобождения от внешних эмоциональных, отвлекающих моментов с целью выявления принципа, заложенного в высказывание. Перевод идей на уровень обобщенных применяется также для их классификации. После выполнения принципа, на котором базировалось высказывание, и оценки его перспективности принимается решение о конкретизации идеи. Этот процесс включат в себя наполнение абстрактной конструкции отраслевым, специфическим содержанием, развитие идеи, отработку возникающих трудностей, т.е. происходит «конференция идей», посвященная реализации абстрактного принципа. Этап анализа идей проходит в течение довольно длительного времени, занимая, как правило, от одного до нескольких дней работы группы квалифицированных специалистов. Однако он состоит из большого числа повторяющихся операций по рассмотрению сформулированных специалистов. Однако он состоит из большого числа повторяющихся операций по рассмотрению сформулированных генераторами идей. Это позволяет построить довольно простую общую последовательность действий при анализе.
Например, при решении задачи о совершенствовании принципов торможения перспективных супертанкеров (уменьшении длины их выбега при торможении) на этапе генерации была выдвинута идея: «Вылить нефть за борт».
Анализ идеи проходил таким образом. Смысл идеи проходил таким образом. Смысл идеи ясен – уменьшить массу танкера или увеличить для системы танкера или увеличить для системы танкер-нефть суммарную потребность контакта с набегающей водой. Принцип разгрузки нефти до полного торможения танкера перспективен, так как при этом повышается степень идеальности процесса, коэффициент использования танкера. Основной трудностью, возникающей при реализации принципа, является обеспечение сбора разлитой нефти.
Предлагается: выливать нефть в идущие параллельным курсом малые танкеры; выливать нефть в плавающую протяженную емкость при проходе танкера мимо нее либо прикрепившись к ней; сбрасывать нефть за борт в пластиковых емкостях.
Наиболее реально последнее предложение. Развивая его, эксперты предложили: не тормозить танкер вообще, обеспечить сброс нефти на крейсерской скорости и уход за новой партией нефти; при необходимости торможения сбрасывать емкости с нефтью по ходу движения, чтобы использовать возникающую отдачу для торможения танкера; связать все емкости последовательно друг с другом для облегчения их захвата и доставки в порт; выполнить одну из секций моторной для облегчения самодоставки нефти в порт.
На этом этапе было принято решение о прекращении дальнейшего развития идеи в связи с выявлением ее перспективности.
Важнейшей составной частью анализа является классификация предложенных идей на самом высоком уровне их обобщения и оценка полноты полученной системы. Ведущий предлагает аналитикам дополнительную систему направлений решения проблемы или делает его сам.
Например, при решении задачи об очистке маслобака гидросистемы сельскохозяйственной машины от частиц, образующихся при сварке бака, на этапе генерации были предложены идеи, которые аналитики свели в направления: очистка бака после его сварки; изготовление бака без образования частиц; улавливание частиц в процессе работы гидросистемы. Оценка полноты предложенной совокупности направлений решения проблемы позволила на этапе анализа предложить еще одно: фиксация образовавшихся частиц на стенках бака. Развитие этого направления показало его большую потенциальную ценность.
Как уже отмечалось, аналитики развивают выдвинутые на этапе генерации идеи с целью их конкретизации. Ведущий контролирует этот процесс, не позволяя ему продолжаться слишком долго. При появлении у аналитиков новой идеи следует оценить предполагаемые затраты времени на ее проработку и принять решение о ее целесообразности. Следует иметь в виду возможность организации повторного этапа генерации по перспективному, но не проработанному направлению, применению материала, вариантам реализации функции и т.д.
В реальных условиях длительная работа группы высококвалифицированных аналитиков маловероятна. Практически этап анализа может проходить комбинированно: частично при сборе группы, а частично на рабочих местах специалистов совместно с ведущим. В этих условиях ведущий выполняет работу по обобщению идей, рассматривая аналитиков как экспертов, в чьи функции входит обоснование применения сформулированной идеи в конкретных условиях.
Задача о картофеле. Перед группой специалистов, отобранных для участия в этапе генерации мозгового штурма, была поставлена задача: «Найти все возможные способы отделения клубней картофеля от твердых примесей (камней, комков почвы) ».
Ведущий еще раз напомнил собравшимся о необходимости соблюдать правила, затем предложил сначала высказаться по очереди каждому из присутствующих. Был задан вопрос: «Каковы могут быть критерии разделения? »
(1) - А: Разделить по плотности. Выбрать такую жидкость, чтобы в ней плавал картофель и тонули камни.
(2) - Б: По отраженному свету. Коэффициент отражения наверняка будет различен.
(3) - В: Понимаю, что критиковать нельзя, но не могу удержаться. Картофель покрыт землей и свет отражает так же, как она. Предлагаю перед замером надрезать проходящие комки и клубни.
(4) - Г: Если камни или песок светлые, то можно использовать ультрафиолетовые лучи. В картофеле есть крахмал, он будет флюоресцировать.
(5) - Д: Можно вместо видимого света подавать электромагнитные волны и определять коэффициент их затухания.
(6) - В: Сверхвысокочастотные электромагнитные волны; они затухают быстрее.
(7) - Б: Поставить микрофон, определить по затуханию звуковых волн.
- А: Это очень сложно.
Ведущий: «Сейчас для нас нет ничего сложного. Попытайтесь сформулировать идеальное решение для этого случая».
- Б: Картофель сам излучает звуки…
(8) - В: Ронять картофель и камень на мембрану - они будут звучать по-разному.
(9) - Д: Картофель сам излучает тепло – можно использовать еще и это.
(10) - Г: Как-то настроить мембрану в резонанс частоте, получаемой при ударе картофеля. Картофель будет отскакивать дальше.
(11) - Д: Наоборот! Поставить эластичную пластину, картофель при падении будет гасить свою энергию, а камень – нет, камни будут отскакивать.
- Г: Сделать поверхность из шкуры леопарда. Камни будут тонуть в шерсти, а картофель оставаться на поверхности.
(12) - А: Предлагаю поставить на конвейере источник гамма-излучения и определять затухание волн. В камнях и картошке оно будет различным.
Ведущий: «Придумайте, как различать одинаковое ослабление, произведенное большим клубнем и маленьким камнем».
Это, по сути дела, критика. Критика, поданная в завуалированной форме, но решится на нее можно только при уверенности в силе группы. Фактически эта реплика – ошибка ведущего. Фаза «Наполнение» только что началась, и менять ориентацию группы не имеет смысла.
(13) - А: Можно подавать излучение двух энергий, при этом наверняка оба предмета не будут реагировать одинаково.
(14) - Г: Или давать импульсы. Различные предметы по-разному реагируют на различную плотность излучения.
- В: Можно сделать так, что будет просвечиваться одинаковая длина.
- Б: Или вводить коррекцию, измеряя протяженность тела, например, по отраженной волне.
Наступила пауза. Фактически штурм свернул в сторону, и спровоцировал это сам ведущий. В процессе генерации он дал другую задачу. Она была решена, и штурм закончился. В создавшихся условиях самое простое – напомнить о поставленной первоначальной задаче. Но к данному времени было сформулировано довольно много идей и ведущий произвел обобщение части из них.
Ведущий: «Дайте предложения, какие еще поля можно использовать для индикации различий между картофелем и камнем?»
(15) - Б: Магнитное.
(16) - Г: Электростатическое, проводить массу через обкладки конденсатора.
(17) - Д: По изменению электросопротивления, а электроды поставить поперек потока.
(18) - А: Наверное, клетки картошки излучают некоторые колебания, присущие живому.
(19) - В: Можно использовать эффект Кирлиан – в высокочастотном поле картошка начнет светиться.
Роль ведущего состоит не только в том, чтобы активизировать работу, но и в управлении направлением поиска. Ведущий предпринимает попытку перейти к другому направлению решения проблемы.
Ведущий: «Благодарю вас. Все предложения очень интересны, но, за редким исключением, они касались способа индикации камней в массе картофеля. Для отделения нужны еще рабочие исполнительные органы, а их придумывание не входит в тему сегодняшнего заседания. Прошу вас предложить такие способы индикации, которые автоматически и разделяли бы поток. Хороший пример, иллюстрирующий это – разделение жидкости по плотности. Картофель и камни разделяются сами. Что можно предложить еще?»
Здесь следует сделать одно замечание. Ведущий не очень корректно провел переключение группы на новое направление. Предыдущее его высказывание было просьбой придумать способы индикации, а сейчас он показывает минусы этого направления, как бы критикуя участников за то, что они шли не туда, куда нужно. Это может разрушить доверительную атмосферу. Более рационально было бы опустить первую часть высказывания и начать сразу с очередной задачи.
(20) – Д: Использовать разницу в размерах. Камни, как правило, мельче. Они будут проваливаться в решетку.
(21) – В: Наоборот! У камней и картошки различная прочность. Картошку можно разбивать на мелкие фракции, и она будет проваливаться в отверстия.
Б: Отлично! Испорченную картошку спишем.
Ведущий: «Еще раз напоминаю о запрете критики. Идея и в самом деле отличная. Картофель мы отделяем от камней для того, чтобы его измельчить и использовать для приготовления кормовой смеси. А здесь эти операции совмещены».
Ведущий, конечно видел, что это решение нереально в чистом виде. При работе со специалистами в данной области не следует развивать спорную идею – это может привести к падению авторитета ведущего. Можно просто ограничиться замечанием о пользе всех идей и напомнить о запрете критики. В процессе анализа довольно быстро накапливается информация об участниках. Так, можно видеть, что Б не совсем подходит для роли генератора. Он критикует, причем делает это временами довольно ехидно. Следовательно, он мешает остальным, а также сам работает не в полную силу. Следует подумать стоит ли приглашать его в следующий раз. А сейчас с ним надо работать. Правил работы ведущего в таких условиях нет. Можно порекомендовать более внимательно относиться к идеям самого Б, заострять на них внимание. В ряде случаев это нейтрализует критический настрой.
(22) – Г: Можно прикатывать конвейер неплотно прижатым катком. Картошка лопнет и «размажется», а камни вопьются в оболочку катка и их можно будет отцепить в другой зоне.
Ведущий увидел, что группа утомилась. Но утомление еще не перешло в раздражение и поэтому следующую вводную он сформулировал так: «Предложите самый фантастический и самый смешной способ отделения».
(23) – Д: Можно поручить отделять картошку от камней свиньям и сделать это прямо на поле. Они справятся отлично.
(24) – Г: Можно примораживать смесь в конвейере, переворачивать его и висящие под потолком камни и картофель нагревать или облучать чем-то. Камень обладает лучшей теплопроводностью, он нагреется быстрее, растопит лед и упадет.
(25) – Б: У меня есть предложение. Картофель можно "приклеивать" к конвейеру с помощью иголок. А камни стряхивать.
Ведущий: "Благодарю вас. Этап генерации окончен".
Ведущий не просил развивать полученные идеи. В этом нет необходимости, так как качество идей еще предстоит оценить. На первом этапе самое главное – это набрать большое количество идей, лежащих в различных областях.
В ходе анализа выдвинутых идей проводится их классификация по способам разделения картофеля и инородных включений; а затем необходимо проанализировать и встречающиеся в записи шутливые, нереальные предложения с целью выявления в них рационального зерна.
Примером может быть предложение №24. Выраженное в шутливой форме, оно несет в себе серьезный принцип - зафиксировать два тела, а затем разделить их, действуя на один из компонентов.
На этой идее реализовано устройство, на принцип действия которого выдано а. с. СССР 244765, МКИ ВО7В4/08. В этом устройстве картофель и камни с устройства попадают на вращающийся перфорированный барабан, внутри которого поддерживается разрежение, и закрывают отверстия в барабане. Величина разрежения выбрана такой, что при повороте барабана, когда камни и картофель оказываются под ним, камень падает, а картофель удерживается на поверхности барабана силой атмосферного давления. Затеи картофель снимается с барабана и складируется.
В результате анализа были сформулированы требования к системе, основное из которых – разделение должно происходить "само по себе" .
Поэтому группа анализа рекомендовала произвести проработку такого направления, как разделение по плотности, учитывая, что при этом не нарушается целостность картофеля.
Для поиска идей по этой проблеме этап генерации был проведен повторно.
Ведущий: "Проблема – выявить все возможные разновидности реализации способа разделения картофеля и камней по разнице в их удельных весах. В процессе работы желательно развивать выдвинутые идеи до их исчерпания, предлагать разновидности самого способа и реализующих его технических устройств."
– Б: Жидкость для разделения - раствор соли.
– А: Предлагаю использовать для разделения фторопластовую жидкость. Она имеет плотность порядка 2 – 2,5 г/см3 и не токсична.
– Г: Можно разделять смесь устройством вроде воздушной подушки. Легкие элементы будут висеть, а тяжелые падать.
– В: Псевдожидкость. "Кипящий слой" песка. Картофель в нем будет "всплывать", а камни тонуть.
– Б: Вместо песка можно взять более легкие материалы, например пемзу, частички вспененного шлака.
– А: Использовать теннисные мячи.
– Д: Чтобы мячи не убегали вместе с картошкой, их надо привязать за ниточки к сетке.
– В: Предлагаю последовательно крепить частицы на закрепленных к сети одним концом нитях.
– Б: Можно в каждую частичку ввести кусочек металла. Можно будет трясти частицы не воздухом, а магнитным полем.
Ведущий: "Великолепно. Возможные рабочие тела использованы достаточно подробно. Со своей стороны предлагаю дополнить список пеной и пузырьками воздуха в жидкости (10, 11).
Но все ваши варианты связаны с одной схемой – в потоке агента один компонент всплывает, а другой тонет. Прошу вас, предложите что-нибудь еще"
– Б: Камень сильнее давит на датчик, открывается люк, камень проваливается.
– Д: Вместо датчика можно поставить пружину.
– В: Транспортер из пружин. Камни снимают пружины и оказываются в лунках, а картофель остается на поверхности и снимается скребком.
– Г: Сделать транспортер из ваты.
– А: Прорастить в нем густую упругую травку.
– В: Пусть тогда каждая травинка будет в виде спирали.
– Б: Чтобы трава не снималась, она должна тянуться к солнцу. В качестве солнца предлагаю использовать магнит. Нитям придать ферромагнитные свойства.
– Д: Помогать нитям продувая воздух снизу.
– В: Вообще транспортировать на воздушной подушке. Клубни будут выше, их будет отводить в сторону разделительная пластина.
– А: Можно сделать вихревую трубу. Вращать барабан, и как в вихревой трубе разделяются молекулы горячего и холодного газа, в барабане у стенок окажутся одни камни.
– Б: В стенках барабана можно сделать окна и закрывать их периодически.
– Г: Если выстрелить смесь в воздух, то легкие элементы будут быстрее тормозиться и падать ближе.
– В: Правильно, так отделяют зерно от шелухи в веялках. Можно дополнительно подавать встречный поток воздуха, он будет быстро тормозить клубни, но почти не действовать на камни.
– Д: Там, где оказываются клубни, можно натянуть эластичные нити.
– Б: Если клубни и камни высыпать на транспортер с отверстиями и подавать к отверстиям вакуум, а потом перевернуть ленту, то камни отцепятся, а клубни нет.
– Г: Простые присоски. Объект падает и "прилипает".
– А: Та же вата. Все объекты падают на нее, потом покрываются сверху еще одним слоем, и вся система переворачивается. Камни прорывают слой ваты и падают вниз.
– В: Магнитная жидкость. Все объекты тонут в ней, потом она управляемо твердеет, контейнер переворачивается, и из него выпадают тяжелые элементы – камни.
Ведущий: "Итак, мы возвращаемся к тому, с чего начали – к разделению в слое жидкости. Благодарю вас. Сегодняшний штурм прошел очень эффективно".
На следующий день проводился анализ повторного этапа генерации. При проведении анализа идеи были разбиты на группы по обобщенным принципам работы. Такими принципами оказались:
разделение тел под действием архимедовой силы;
разделение тел под действием различного давления на поверхность;
в) разделение тел под действием тормозящего давления внешней среды.
По каждому принципу были построены обобщенные функциональные схемы. Варианты исполнения были классифицированы, обобщены и на основании обобщенных понятий дополнены. Данные были приведены в форму, пригодную для представления руководству.
Пример. Выбор направления решения задачи "Как укротить шум?" При создании полуавтоматов для плазменной обработки деталей было установлено, что уровень звукового давления на экспериментальной установке превысил допустимые санитарные нормы и составил на рабочем месте оператора до 130 дБ.
Ситуация усугубилась тем, что тенденция увеличения мощности плазмотронов вызывает в перспективе дальнейший рост звука. Кроме того, конструкция полуавтомата предусматривает различные отверстия в рабочей камере для входа и перемещения в ней исполнительных подсистем и обрабатываемой детали. Отверстия предусмотрены в результате вынесения перемещающих механизмов и рабочей зоны. Устранить отверстия можно внесением всех механизмов и приводов в рабочую камеру, но тогда возникнет проблема сохранения их работоспособности в тяжелых условиях.
Вопрос, поставленный перед экспертами: "Что необходимо сделать, чтобы уровень звукового давления за пределами камеры плазменного полуавтомата (в окружающей среде цеха) был менее 85 дБ?"
Предложения экспертов-генераторов:
Располагать полуавтомат таким образом, чтобы его задняя щель была ближе всего к стене цеха.
Перевести приводы на линейные двигатели, тогда можно ввести их в камеру и закрыть щель.
При перемещении механизма снаружи использовать телескопическую защиту.
Установить абажур над плазмотроном.
Сделать стенки камеры двойными.
Установить полуавтомат на отдельном участке, в закрытом помещении, чтобы изолировать остальных рабочих, не связанных с работой полуавтомата.
Применить телекамеру и дистанционное управление, а полуавтомат разместить в отдельном боксе.
Сделать две камеры: внутреннюю с негерметичной щелью – рабочую и внешнюю – для механизмов и защиты от звука.
Имеет смысл двигатель деталь, а не плазмотрон, тогда не нужно будет щелей.
Применить воздушный лабиринт у щели.
Применить сплошную подвижную защиту щели с помощью транспортерной ленты, которая будет наматываться на правый или левый барабан в зависимости от того, куда движется манипулятор плазмотрона.
Использовать возможность отражать и самопоглощать звук.
Создать направленную звуковую волну – противозвук.
Изменить форму камеры с учетом звуковой картины.
Применить отражатель, который собирал бы звуковые волны и направлял их в одну точку, в которой установить поглотитель этих волн.
Сделать внутреннюю камеру ребристой с ребрами определенной конфигурации и размера – "камертоны", которые будут создавать противозвук и гасить звук.
Использовать "камертоны" как арматуру для навески звукопоглощающих матов.
Нужно в принципе изменить прямоугольную форму камеры, сделав ее, например, круглой для возврата звука в центр.
Создав вокруг камеры водяную зону (можно между двойными стенками).
Заставить вибрировать стенки камеры в противовес звуку плазмотрона.
Создать вакуум внутри камеры.
Отказаться от плазменного напыления, проводить металлизацию.
Сделать устройство, которое всасывало звук.
Применить мягкие надувные стенки.
Эксперты-аналитики объединили предложения в три группы:
Предложения по совершенствованию различных преград на пути звука (пассивная защита);
б) Предложения по созданию активных помех распространению или образованию звука (активная защита);
в) Предложения по изменению способа обработки, чтобы вообще избежать звука.
Первая и третья группы предложений оказываются неприемлемыми, так как при данном физико-технологическом способе обработки всякие пассивные защиты не эффективны.
Во вторую группу включены предложения под номерами 12, 13, 15, 16, 17 и 23. Если их объединить, то можно сформулировать следующее требование: следует поглощать звук-вредность наложением на него "успокаивающих" звуковых колебаний, создаваемых элементами конструкции полуавтомата.
Во всяком случае, причина сильного звука заключается в природе звукового потока; рев плазмотрона – это совокупность взрывов отдельных микро вихрей, образующихся в турбулентном потоке истекающей плазмы. Следовательно, чтобы уменьшить звук, превратить турбулентный поток в ламинарный, без вихревой путем введения в него дополнительного источника звуковых колебаний, или применяя активную сглаживающую насадку.
А теперь сравните эту рекомендацию с описанием способа, используемого для решения подобной проблемы по аэродинамике: при определенных скоростях потока в аэродинамической трубе возникают автоколебания, труба начинает вибрировать; если не остановить на этом процессе, конструкцию разнесет. Теперь перед началом испытаний в большой аэродинамической трубе ЦАГИ, где свободно размещается современный самолет, включается небольшой динамик. Мощность его излучения более чем в 1000 раз слабее привода, разгоняющего воздух. Но этот маленький источник, установленный в обратном канале трубы, творит чудеса: полностью гасится пульсация мощного потока и вибрация огромного сооружения.
В практике ФСА на аналитическом и творческом этапах при выборе стратегии поиска новых идей и технических решений рекомендуется сочетать мозговой штурм с морфологическим анализом и другими методами поиска.