ТЕМА 7. МЕТОДИ ПОШУКУ НОВИХ ТВОРЧИХ РІШЕНЬ

Евристика. Перші відомі спроби пояснити закономірності творчого мислення були розпочаті ще в античний час у працях Архімеда, Геракліта, Сократа та інших. Саме вони є засновниками евристики - науки про методи творчості. Слово евристика вперше з'явилося в працях грецького математика Паппа Олександрійського, який жив у другій половині третього століття нашої ери, і означає - "наука про те, як робити відкриття і винаходи". Суттєвий вклад в розвиток методів творчого мислення зробив Сократ (469-399 pp. до н.е.), який спробував пробу­дити приховані творчі здібності людей в процесі діалогу, основні ознаки якого становлять: вільний обмін думками і застосування гумору та іронії; доведення понять до абсурду; застосування аналогії; виявлення суперечностей та ін. Думки про універсальний метод пізнання і творчості з'явилися у середні віки у Роджера Бекона (1214-1294 pp.), котрий вивчав методи пізнання природи й дос­ліджень у науці, які ґрунтуються на експерименті та математиці, і у Раймунда Луллія (1235-1315 pp.), який створив логічну машину з декількома кругами, де було наклеєно по 9 слів. При обертанні кругів одержували різні комбінації цих понять, котрі Луллій розглядав як нові істини. У спробі Луллія створити логічну машину присутня раціональна ідея формалізації логічних операцій, яка зробила вплив на Лейбніца і на розвиток математичної логіки взаг&чі. У період пе­реходу від феодалізму до капіталізму Френсіс Бекон (1561-1626 pp.) філософ, засновник матеріалізму і експериментапьної науки, розвинув нове розуміння завдань науки, проголосивши метою знань здатність науки збільшувати владу людини над природою ("Наука-сила"). Французький філософ і різнобічний вче­ний Рене Декарт (1596-1650 pp.) також бачив кінцеву мету знань у пануванні людини над силами природи, у відкритті та винаході технічних засобів, у пі­знанні причин і дій, в удосконаленні людини. Йому належить фраза "думаю, отже існую". Пізніше Готфрід Вільгельм Лейбніц (1646-1716 pp.), німецький філософ і вчений, працював над створенням універсальної мови, яка б дозволи­ли формалізувати все мислення, тобто запропонував ідею універсальної про­грами алгоритмічного розв'язування творчих задач. В Росії евристикою багато займався Петро Енгельмейер - інженер, в радянський час професор, історик те­хніки, один з перших психологів технічної творчості. Він був твердо перекона­ний у необхідності створення універсальної науки про творчість, яку назвав ев-рологією. В книгах Енгельмейера зібрані цікаві матеріали, висловлено багато цінних ідей, зокрема він писав: «... виявляється, що геніальність не такий вже божественно рідкісний дар, що вона... складає долю кожного, хто не народився зовсім ідіотом». Через півстоліття цю думку повторив Ф Цвіккі, автор морфо­логічного аналізу.

На основі багатьох спостережень росла впевненість у принциповому пі­знанні творчих процесів. Однак всі ці й багато інших розробок мали переважно теоретичне значення і до нашого часу фактично не застосовувались в практиці технічної творчості. Пояснюється це тим, що в той час ще не існувало вираже­ної суспільної потреби у евристиці для винахідників, оскільки необхідні темпи технічної творчості могли задовольнити і випадкове винахідництво, і метод "спроб і помилок". Лише в 20-х роках XX століття стали з'являтися нові методи активізації творчості. їх метою було підвищення кількості оригінальних ідей у їхньому загальному потоці, тобто інтенсифікація процесу генерування ідей. Ро­зробка нових методів пошуку нових технічних рішень продовжується і сьогод­ні. В останній чверті XX століття намітився новий напрямок - методизація тво­рчості, що означає процес методичного озброєння творчої праці вченого, нова­тора і інженера. Зміст цього терміна охоплює комплекс заходів з дослідження, широкого вивчення і, головне, практичного використання найефективніших методів творчості, а також оцінки результатів їх використання. Методизація творчості розвивається і стає обов'язковою умовою подальшого прогресу науки і техніки.

Усі методи активізації творчості можна розділити на раціональні і ірраціо­нальні. Раціональні методи використовують логіку аналізу технічних систем, закономірностей їх розвитку. Це морфологічний аналіз, функціонально-фізичний метод конструювання, алгоритм вирішення винахідницьких задач, функціонально-вартісний аналіз та інші. Ірраціональні методи спираються го­ловним чином на активізацію творчих здібностей винахідника, його інтуїцію, фантазію, здатність до аналогій. Це метод контрольних запитань, мозковий штурм, синектика, асоціативні методи та інші.

Метод контрольних запитань. Як відомо, стародавні греки вважали наймудрішою на світі людиною Сок­рата, а той вважав, що вміє в житті робити добре тільки одне - ставити запи­тання. За допомогою поставлених ним запитань співрозмовники самі знаходили істину. Можливо, відсутність під рукою у кожного винахідника свого Сократа спонукало ряд винахідників замінити співрозмовника - мудреця на списки контрольних запитань.

Метод контрольних запитань (МКЗ) - один із методів психологічної акти­вації творчого мислення. Його мета - за допомогою навідних питань підвести до розв'язку задачі. Списки таких питань пропонувалися в 20-х роках XX сто­ліття. МКЗ може застосовуватись у вигляді монологу винахідника, у вигляді промови, зверненої до самого себе, наодинці з собою, або у вигляді діалогу ви­нахідників, наприклад, в серії запитань, що задаються керівником. Широко ві­домі списки контрольних запитань, які запропонували А.Осборн, Д.Пірсон. Е.Раудзенц, Г.Буш та інші.

Наприклад, список Осборна містить 9 груп запитань, зокрема, такі запи­тання: "Що можна змінити? Чи можна що-небудь ущільнити? Стиснути? Згус­тити? Прискорити? Зменшити? Звузити? Розробити?".

Одним з кращих можна вважати список запитань, складений англійським винахідником Ейлоартом. Це свого роду програма роботи талановитого винахі­дника, який з фантастичною наполегливістю намагається розв'язати задачу ме­тодом спроб і помилок. Деякі питання потребують розвиненої уяви, інші - гли­боких і різнобічних знань, наприклад:

спробувати різні види матеріалів і види енергії;

дізнатися думку людей, які цілком необізнані у даній справі;

спробувати "національні" рішення: хитре шотландське, всеохоплююче ні­мецьке, марнотратне американське, складне китайське тощо.

В сучасних умовах МКЗ може бути використаний лише на початкових ста­діях постановки або розв'язування технічно нескладних задач. Справа в тому, що будь-яке формулювання запитання звичайно має на увазі можливі однора­зові зміни об'єкта. Розв'язування складних задач вимагає комбінації змін. І хо­ча в питаннях пропонується розглянути такі комбінації, але не пропонуються методичні рекомендації, як це зробити і як оцінити одержані результати. Однак фрагменти із списків контрольних запитань і навіть цілі списки входять до складу низки сучасних складніших і ефективніших методів пошуку.

Тому застосування списків іноді відносять до методів ліквідації безвихід­них ситуацій.

Мозковий штурм (МШ) відомий також під назвами мозкова атака, брейнс-тормінг, брейн-ринг, облога мозку, метод обміну думками тощо. Як один із по­пулярних методів психологічної активізації колективної творчої діяльності, за­пропонований американським підприємцем і винахідником Осборном у 1951 році. В основі МШ лежить припущення, що розв'язок завдання можна отрима­ти, даючи вихід з підсвідомості направленому потоку ідей. Осборн розумів, що лише невеликий відсоток людей здатний висловити нові, ще сирі, не сформу­льовані думки. Щоб зменшити упорядкованість мислення і допомогти новим ідеям прорватися із підсвідомості в свідомість, вводяться деякі правила:

Ніяка критика й винесення суджень, сприятливих або несприятливих, в процесі генерування ідей не допускається. Коли критика не допускається, будь-яка ідея добра і її легше висловити.

При МШ потрібно якомога більше ідей. Потрібні різноманітні ідеї і думки, які необхідно висловлювати вільно, не скуто, не задумуючись.

Члени групи не повинні бути дуже глибоко пов'язані один з одним і осо­бисто зацікавлені у завданні, що розглядається. Вони повинні мати уявлення про завдання, знати й розуміти його, але не зобов'язані бути фахівцями у цьому напрямку, хоч і не повинні бути невігласами.

Завдання послідовно розв'язують дві групи людей по 4 -15 чоловік в кож­ній. Перша група лише висуває різноманітні ідеї - це група "генераторів ідей". В ній бажано мати людей, схильних до абстракції і з буйною фантазією (екст­равертів). Сюди потрібно включити й суміжників (конструктори, технологи, економісти і постачальники) і одну - дві людини "зі сторони", що не мають жо­дного стосунку до завдання (лікаря, перукаря, поштового працівника). Ця група "штурмує" завдання протягом 20-50 хвилин з регламентом 2 хвилини на ідею, які фіксуються в протоколі, або записуються на магнітофон.

Друга група після закінчення "штурму" виносить думку про цінність вису­нутих ідей. Це група "експертів", сюди краще включити людей з аналітичним, критичним складом розуму (інтровертів). У завдання експертів входить не ли­ше оцінка ідей, але й аналіз прихованих можливостей кожної пропозиції. Тому фахівці-експерти повинні дати свої висновки з висунутих ідей і детально розіб­рати їх, обов'язково вишукуючи в них раціональні зерна, що містить будь-яка ідея, якою б парадоксальною вона не була.

Процесом розв'язання завдання управляє керівник, який ставить запитан­ня, інколи підказує, направляє дискусію у потрібному напрямку, слідкуючи за тим, щоб висловлювались не лише дуже практичні ідеї, а й фантастичні, непра­ктичні, які можуть дати поштовх новим, іншим ідеям.

Якщо завдання не розв'язане в процесі "штурму", то його можна повтори­ти, але краще з іншим колективом.

На перший погляд може здатись, що мозкова атака - інструмент не дуже серйозний, екзотичний і не дуже прийнятний для винахідницьких і раціоналіза­торських задач. Але це не так. З її допомогою можуть розв'язуватись досить рі­зноманітні, в тому числі, й досить складні завдання. Більше того, деякі керівни­ки науково-технічних колективів стихійно використовують правила мозкової атаки у своїй роботі, не будучи знайомими з ідеями Осборна, влаштовують "не­офіційні " наради у домашній атмосфері, за чашкою чаю і доброзичливо розг­лядають будь-яку висунуту ідею при розв'язанні гострих науково-технічних питань. При цьому часто запрошуються на такі наради і не фахівці, а люди зі сторони, які не мають досвіду з розв'язання поставленого завдання. До речі, ба­гатьма творцями науки і техніки у різних формах висловлювалась думка про те, що неочікувані рішення частіше дає не фахівець, а той, хто не знає того, що да­на задача не розв'язується. Відомий факт, коли Форд вимагав від своїх конс­трукторів створити автомобіль масою в 1 тонну, а вони не могли зробити авто­мобіль легший 1,5 т. Тоді Форд запросив авіаконструкторів, і вони ніяк не мог­ли сконструювати автомобіль, важчий 500 кг.

Все ж ефективність МШ визначається не тільки запрошенням "сторонніх". На сесії створюється атмосфера невимушеного обміну думками, коли значно легше варіювати й комбінувати ідеї, висловлені учасниками різних спеціально­стей. Тому під час МШ за 30...50 хвилин висувається від 50 до 150 різних ідей, 10-15 % з яких можуть бути не позбавлені глузду й прийняті до розроблення. При індивідуальній роботі за цей час висувається не більше 10... 20 ідей.

В 50...60-х роках XX століття МШ вважався досить ефективним і перспек­тивним методом пошуку нових технічних рішень. Поступово з'ясувалося, що складні винахідницькі задачі цим методом розв'язати не вдається. Нині вважа­ється, що МШ - це легкий і надзвичайно швидкий спосіб колективного пошуку різноманітних ідей при вирішенні не особливо складних технічних, наукових і організаційних завдань.

Здійснювались численні спроби модернізувати метод, розширити його мо­жливості, підвищити ефективність. З'явився ряд різновидів МШ, в тому числі індивідуальний, парний, масовий, поетапний, з додатковим збором пропозицій тощо. Загальним для всіх різновидів ефектом є деяке розширення можливостей методу, розвиток цінних ідей при продовженні роботи над ними після "мозко­вого штурму". Так, наприклад, в процесі одного МШ за 44 хвилини було пода­но 105 пропозицій, а наступного дня ще 23, з яких 4 виявились кращими будь-якої з перших 105 пропозицій. В зв'язку з цим, рекомендується після мозкового штурму проводити додатковий збір пропозицій учасників на другий день.

Питання про авторство і пріоритет рішень, знайдених в результаті "мозко­вого штурму", є дуже важливим і складним. Тому й рекомендується проводити мозковий штурм групами по 5-15 чоловік, де вже легше вирішити питання про авторство.

Нині, коли з'явилися десятки інших, більш складних і детально розробле­них методів і прийомів пошуку нових технічних рішень, "мозковий штурм" в його початковому чистому вигляді для розв'язування винахідницьких задач ви­користовується не дуже широко. Але цей метод вивчається в числі перших при підготовці фахівців із сучасної технології винахідництва.

Синектика - це найпотужніша із створених за кордоном методик психологічної активі­зації творчості. Вона є подальшим розвитком і удосконаленням "мозкового штурму". Запропонована в 1952-59 роках американським винахідником і дослідником Гордоном. Слово "синектика" грецькою означає "сполучення" різнорі­дних елементів. В основу синектики покладено мозковий штурм, але цей штурм веде професійна або напівпрофесійна група, яка від штурму до штурму нагро­маджує досвід розв'язування задач. При синектичному штурмі допускаються елементи критики і відбору ідей.

Синектори навчаються застосуванню чотирьох видів аналогій при пошуку нових ідей:

§ пряма - широко використовують всі інженери й винахідники, коли порів­нюють об'єкт або процес, що розглядається, із аналогічним об'єктом або про­цесом в іншій галузі техніки.

§ особиста (емпатія) - синектор порівнює себе з технічним об'єктом, уявляє собі, щоб він робив сам, якби був на місці цього об'єкта.

§ фантастична - застосовуючи її, синектори звертаються за допомогою до золотої рибки, чарівної палички, навчених тварин чи неймовірних припущень (зникла сила тяжіння тощо).

§ символічна, яка вимагає, буквально в двох словах, відобразити суть явища, причому слова повинні утримувати в собі дещо неймовірне, дивовижне. Літера­тори й журналісти часто використовують цей прийом для того, щоб у назві тво­ру або книги яскраво розкрити суперечливу суть персонажів або явищ, напри­клад "Без вини винні", "Очевидне-неймовірне".

Знайти найкращий варіант навіть тренованому колективу вдається не від­разу. Бажаний результат знаходять, звичайно, після 5-10 спроб.

Синектори працюють за певною програмою, в 4 етапи:

§ синектори формулюють і уточнюють проблему "як вона подана".

§ формулюють проблему "як її розуміють".

§ ведеться генерація ідей з використанням усіх вище згаданих аналогій.

§ ідеї переносяться на "проблему, як вона подана" і "як її розуміють". Важ­ливим елементом цього етапу є критична оцінка ідей експертами.

Синектичні засідання, які проходять, як правило, декілька годин, склада­ють незначну частину загального часу розв'язування поставленого завдання. Решту часу синектори вивчають і обговорюють одержані результати, консуль­туються із фахівцями, експериментують, займаються пошуками кращих спосо­бів реалізації рішення. Нерідко кінцеве рішення, до якого приходять синектори. здається настільки звичайним, що важко відмежуватись від думки, нібито його можна було одержати і без усіх хитромудрих "аналогогенеруючих процедур". Проте про практичну цінність методу можна судити з того, що послугами сине-кторів постійно користуються багато американських фірм, в тому ж числі такі, як Дженерал електрик, IBM, Ремінгтон тощо.

Цей досить складний метод прийшов у 50-60-х роках на зміну відносно простим методам, які не вимагають спеціального навчання. Головними перева­гами методів активізації пошуку, які були розглянуті вище, є простота й досту­пність. Такі методи, як мозковий штурм, можуть бути засвоєні після одного-двох занять. Навчання синектиці триває, як правило, всього декілька тижнів.

Методи активізації пошуку універсальні. їх можна використовувати для розв'язування універсальних завдань - наукових, технічних, організаційних та інших. Принциповий недолік розглянутих методів - непридатність при розв'язуванні досить важких завдань. Штурм (простий або синектичний) дає на порядок більше ідей, ніж звичайний метод спроб і помилок. Але цього мало, якщо "ціна" задачі 10 000 або 100 000 спроб. Крім того, розглянуті методи не дають об'єктивних критеріїв оцінки нових технічних ідей, за винятком експер­тних.

Методи активізації пошуку творчих рішень зберігають в дещо поліпшено­му вигляді стару тактику перебору варіантів. Ці методи не розвиваються, а спроби їх комбінування не дають істотно нового результату.

Морфологічний аналіз. Одним із найважливіших елементів творчої діяльності, будь-то наукової чи інженерної, є класифікація. Недаремно багато талановитих діячів науки й те­хніки люблять все піддавати класифікуванню. Ландау, наприклад, в студентські роки склав класифікацію зануд. До першого класу зарахував "гнусів" - нахаб, забіяк, скандалістів, до другого - "моралістів", до третього - "пісників", які від­різняються незадоволенням, пісним виразом обличчя, і до четвертого - "образ­ливих" - завжди на когось ображаються.

Класифікація дозволяє швидше і точніше орієнтуватись у великій різ­номанітності понять і фактів. Чудовим прикладом корисності класифікація є відкриття Д.І.Менделєєвим періодичної системи елементів, яка була збудована після впорядкування хімічних елементів за атомною вагою і класифікація по валентності.

Не випадково, морфологічний аналіз (МА), один з найбільш поширених методів технічного пошуку, базується на класифікуванні й відноситься до раці­ональних методів пошуку нових технічних рішень.

Термін " морфологія" (від грецького "вчення про форму") увів у 1796 році Гете - основоположник вчення про форму й будову рослин і тварин - морфоло­гії організмів. Це не поодинокий випадок, коли словотворчість поета дістала широке визнання й розповсюдження в багатьох науках: в подальшому з'явилась морфологія людини, морфологія фунтів тощо.

Вперше МА використав для розв'язування технічних завдань у 1942 році, Фріц Цвіккі. Він вказав, що цей метод дозволяє знаходити всі варіанти вирі­шення проблеми. За допомогою МА вченому вдалось за короткий проміжок ча­су отримати значну кількість оригінальних технічних рішень у ракетобудуван­ні, чим він дуже здивував керівників фірми. У 1943 р. він побудував морфоло­гічну матрицю (ящик) для реактивних двигунів, що працюють на хімічному па­ливі, яка містила 576 можливих варіантів, в числі яких були і схеми секретних тоді німецьких літаків-снарядів ФАУ-1 і ракети ФАУ-2, а в 1951 р. він склав морфологічний ящик, у якому містилось 36864 типи реактивних двигунів.

Суть МА полягає в тому, що у технічній системі, яка проектується або удосконалюється, виділяють декілька характерних для неї структурних, морфо­логічних ознак, тобто ознак будови системи. За кожною морфологічною озна­кою складають список конкретних варіантів технічних рішень. Варіанти мор­фологічних ознак будують у вигляді таблиці або наносять на систему коорди­нат, що дозволяє краще уявити пошукове поле. Перебираючи сполучення варіантів, можна виявити нові розв'язки завдання, які при простому переборі мо­жуть бути втрачені [5].

Побудувавши таблицю, або матрицю, проводять оцінку варіантів і виби­рають найкращий. Метод МА дає можливість розглянути сотні й тисячі нових сполучень, які без МА можуть бути не враховані, дає можливість охопити всі варіанти одним поглядом і системно дослідити, а звідси недалеко й до принци­пово нових рішень.

Але за дивовижну легкість отримання варіантів при виконанні МА дово­диться розраховуватись великою трудомісткістю при виборі варіантів. При по­будові морфологічної таблиці бажано зробити її якомога повнішою і не втрати­ти цікаві варіанти, але в той же час потрібно досягти максимальної її компакт­ності. Наприклад, для 20 ознак і 10 варіантів з кожної ознаки ящик буде містити 10 у 20-му ступені можливих рішень! Перебрати їх не зможе навіть ЕОМ!

Внаслідок цих причин МА частіше використовують не для пошуку якогось одного ефективного рішення, а при системному підході до розв'язування твор­чих завдань загального плану:

для пошуку компонувальних або схемних рішень машин;

для дослідження галузі можливого застосування технічних систем;

для виявлення простих винаходів, які до цього часу ніким не помічались;

для прогнозування розвитку технічних систем;

при функціонально-вартісному аналізі.