(Практический прорыв комбинаторного барьера мышления)
Предварительные замечания
В этом разделе изложены основные принципы технической композиции и приемы практической систематики в технике. Показано, как находить и препарировать сведения, чтобы строить информационные пространства, содержащие все возможности выбора для создания конструкций или технологий. Противопоставляются два метода конструирования: традиционное постепенное улучшение прототипа и новый, построенный на базе информационных пространств метод скачкообразного прорыва сквозь комбинаторный барьер мышления в область качественно новых решений.
Обсуждены соответствующие новые механизмы технического творчества и развивающих изобретательских тренировок.
Этот раздел особо адресуется тем, кто имеет склонность к систематизации технического знания, - будущим представителям новой профессии <ИНЖЕНЕР ПО ЗНАНИЯМ >, <ТЕХНОАНАЛИТИК> или <ТЕХНОЛОГ> (в обновленном прочтении этого слова).
Введение
Комбинирование решений - распространенный прием в технологии, конструировании и в проектном деле. Например, проектируя садовый домик знают, каким бывает крыльцо, какие бывают фундаменты, какие - стены, какие крыши, печи, планировочные схемы, двери, окна, системы отопления, водостоки и т. п. Выбирая по одному варианту из известных, соединяют эти выбранные варианты и получают многочисленные "гибриды" домиков, которые можно обсуждать, оценивать степень соответствия требованиям, удобство и т.д.
Каждый конструктор в своей области постоянно пополняет фонд излюбленных, в том числе комбинаторных приемов конструирования. Но этот плодотворный методический процесс, к сожалению, редко завершается созданием четко выраженного рабочего инструмента. Наработка приемов происходит стихийно, и чуть позже станет ясно, что это неспроста: есть объективные методические трудности, с которыми не сладить в одиночку.
|
|
Известен, опубликованный Ф. Цвикки [26] простой способ группировки и комбинирования альтернативных решений. Практически каждый конструктор в начальный период своей деятельности находит этот способ самостоятельно, пользуется им иногда в затруднительных случаях, но не осознает, что стал обладателем нового инструмента.
Способ естественный и состоит в следующем. Конструкцию (агрегат, узел) делят на функциональные подсистемы(рис. 5.24а). По каждой подсистеме перечисляют все известные на данный момент варианты выполнения подсистемы (рис.5.24б). Варианты сводят в таблицу.
При этом в одном столбце перечисляются варианты какой-то одной подсистемы. Столбцов столько, сколько подсистем.(Длина, точнее, высота заполненной части столбцов таблицы, как правило, разная).
С помощью таких таблиц проводят последовательный перебор и обдумывание комбинаций-конструкций. Для этого выбирают в каждом столбце какую-то одну альтернативу, обводят ее, например, квадратиком и, затем, соединяют квадратики соседних столбцов отрезками линий. Многозвенная цепочка-комбинация квадратиков символизирует (выделяет) возможный состав конструкции (рис. 5.24б). По каждой
--> подсистемы а +------+------+------+------+
р ¦ ¦-----¦-----¦ ¦
и ¦ A1.1 ¦¦A2.1+-+A3.1¦¦ A4.1 ¦
а ¦ --+-----¦L----+¦ ¦
н ¦-----+¦ ¦ ¦¦ ¦
|
|
т ¦¦A1.2¦¦ A2.2 ¦ A3.2¦¦ A4.2 ¦
ы ¦L-----¦ ¦ L--- ¦
¦ ¦ A2.4 ¦ ¦ ¦
Рис.5.24. Морфологический (каталожный) "ящик" Ф.Цвикки
цепочке (набору признаков) составляют эскиз. Получается своеобразный альбом эскизов для дальнейшего обдумывания.
Число эскизов в "альбоме", очевидно, равно произведению длин столбцов таблицы. Этот метод, названный Ф.Цвикки морфологическим, хотя и прост, но уже обеспечивает следующее:
- позволяет обозревать как целое весь набор "гибридизируемых, скрещиваемых" альтернатив,
- позволяет регистрировать выбор, указывая на то, что выбрано,
- гарантирует последовательный принудительный перебор всех комбинаций, устраняя возможность упустить, оставить без внимания оригинальные "гибриды" альтернатив,
- после того, как отдано предпочтение какой-то одной комбинации, можно обсуждать, аргументировать в каждом столбце таблицы почему выбрана данная альтернатива и не выбраны остальные альтернативы.
- можно сопоставлять "выбор" и "невыбор".
Остается сказать, что всё вместе это называется простейшим случаем явной работы с альтернативами.
Чтобы доходчивее пояснить этот морфологический метод работы с альтернативами, а может быть, для практической реализации Ф. Цвикки предлагал следующую метафору: имеется каталожный ящик, в котором столько картотечных коробок, сколько подсистем в рассматриваемом изделии. В каждой коробке стоят карточки с описаниями вариантов соответствующей подсистемы. Надо взять из коробок по одной карточке и рассмотреть полученную комбинацию признаков изделия. Затем надо вернуть карточки в свои коробки, чтобы можно было выбрать новое сочетание и т.д. Из-за этой метафоры Ф. Цвикки и назвал метод "методом морфологического (каталожного) ящика".
|
|
Однако, до сих пор метод морфологического ящика применялся для выработки решений только в локальных простых ситуациях выбора. Попросту говоря, применялся в тех случаях, когда изделие несложно, а таблица мала и помещается хоть и на большом, но на одном листе бумаги. Пытаться так строить морфологические таблицы на сколько-нибудь сложные изделия - безнадежное занятие.
Но практика требует создания методов, которые одинаково работали бы и в случае простых и в случае очень сложных систем. Возникает естественная мысль построить один из таких методов, усовершенствовав метод Ф. Цвикки, например, пытаться дробить изделие на простые части до тех пор, пока к каждой из них в отдельности уже можно будет применить метод морфологического ящика. Тогда возникнет проблема: какой логикой связать между собой множество морфологических таблиц, как увязать выбор в одной таблице с выбором во всех остальных и не будет ли нечто утеряно в ходе этого дробления и т.п.
Тут возникает целая наука, и предмет ее, попросту, в том, чтобы построить метод явной работы с альтернативами применительно к сложным изделиям и обеспечить следующее:
- объединить все таблицы как "точки" выбора в одно логически связное пространство выбора,
- дать конструктору возможность "перемещаться" в любую точку такого пространства - переключать внимание на любой предмет от общих схем компоновки изделия до мельчайших деталей.
- после того, как осуществлен выбор во всех таблицах, предъявить набор выбранных признаков для построения умственного образа того, что в итоге получилось.
Итак, общая идея относительно ясна. Начнем сначала. На конкретных примерах попробуем разглядеть очертания пространств выбора, понять их, проследить, как происходит выбор в случае конструирования изделий любой сложности.