Технология творческого мышления - Марк Меерович

Вопрос о том, какую задачу и при каких начальных условиях решать, будет рассмотрен во второй части книги. Пока же отметим, что решение мини-задачи связано, как правило, с изменением значительно меньшего числа элементов, входящих в систему, и поэтому всегда предпочтительнее начинать с нее.

Рассмотрим вариант для СУ3 — замены мешалки из обычной стали на жаростойкую. НЭ2 здесь — недопустимо высокая стоимость. Составим схему задачи.

ОФ — получение однородного состава расплава стали.

ПД — механическое перемешивание мешалкой.

Состав системы — расплав стали, ковш, шлак, мешалка, механизм управления мешалкой.

НЭ1 — расплавление обычной мешалки.

СУ — использование жаростойкой мешалки.

НЭ2 — высокая стоимость.

Рассмотрим варианты технических противоречий в их крайних состояниях:

Если использовать жаростойкую мешалку, то она не расплавится, но будет стоить очень дорого.

Если же жаростойкую мешалку не применять, то высокая стоимость не создается, но сохраняется расплавляемость обычной мешалки.

Шаг 2. Формулируем изобретательскую задачу. Решать, как мы уже отмечали выше, предпочтительнее мини-задачу. Для ее постановки используем понятие «идеальная система», т.е. такая система, которой нет, но функция которой выполняется. Нам необходима «идеальная жаростойкая мешалка», т.е. такая мешалка, которая ничего не стоит, так как ее нет, но основное свойство которой — не расплавляться при температуре даже в 2000 °С — сохраняется и переносится на обычную мешалку.

Постановка изобретательской задачи:

Не вводя жаростойкую мешалку и тем самым не создавая ее высокой стоимости, устранить расплавляемость обычной мешалки.

Шаг 3. Определяем оперативную зону (ОЗ), или зону конфликта. В состав ОЗ обязательно должны войти объект, который подвергается вредному воздействию, и объект, который воздействует.

Нагрев мешалки и ее расплавление происходят в процессе перемешивания при контакте поверхности мешалки с расплавом стали. Здесь, в зоне контакта поверхности мешалки с расплавом, и возникает конфликт. Очевидно, что если нам удастся каким-то образом предохранить от нагрева свыше 1100 °С этот поверхностный слой, то более глубинные слои мешалки тем более не нагреются, и задача будет решена.

Шаг 4. Определяем оперативное время (ОВ). В данной задаче это время Т3 выполнения основной функции — перемешивания жидкой стали. Время Т3 состоит из времени Т2 нагрева мешалки до критической температуры 1100 °С и конфликтного времени Т1, в период которого мешалка будет нагреваться выше этой температуры. Цель решения — не допустить возникновения Т1, свести его к нулю.

Шаг 5. Физическое противоречие на макроуровне (М-ФП): поверхность мешалки, контактирующая с расплавленной сталью, должна иметь температуру не выше 1100 °С («быть холодной»), чтобы не терять способности перемешивать расплавленную сталь, и должна иметь температуру 1600 °С («быть горячей»), так как она все время контактирует с расплавленной сталью.

Шаг 6. Физическое противоречие на микроуровне (μ-ФП): между поверхностью мешалки и расплавом стали должны находиться частицы вещества, которые подвергаются воздействию температуры в 1600 °С, но не нагреваются свыше 1100 °С.

Шаг 7. Идеальный конечный результат (ИКР): техническая система должна сама обеспечивать между поверхностью мешалки и расплавленной сталью наличие частиц, которые подвергаются воздействию температуры в 1600 °С, но не нагреваются свыше 1100 °С.

Шаг 8. Сформулируем условия, которым должны удовлетворять частицы, чтобы обеспечивались необходимые по шагу 7 противоположные состояния:

а) находиться между поверхностью мешалки и расплавленной сталью (разделить их);

б) быть под воздействием температуры в 1600 °С и при этом не пропускать к поверхности мешалки температуру свыше 1100 °С.

Какие же свойства частиц могут обеспечить эти условия? Чтобы реализовать первое требование, частицы должны быть или подвижными и все время перемещаться вокруг движущейся мешалки, или, наоборот, обладать способностью крепко цепляться за поверхность мешалки, чтобы разделять контактирующие в зоне конфликта поверхности.

Для реализации второго условия частицы, нагревшись до 1100 °С, должны либо отдавать кому-то тепло, либо покидать зону конфликта, чтобы не было теплопередачи от расплавленной стали к поверхности мешалки.

Шаг 9. Выше уже отмечалось, что идеальное решение должна обеспечить сама система. Проанализируем состав системы (см. шаг 1) и посмотрим, нет ли в ее составе элементов, обеспечивающих сформулированные на шаге 8 свойства.

Какие здесь могут быть варианты? Задача фактически свелась к поиску вещества внутри системы, которое должно обладать вполне конкретными физическими свойствами: нагреваясь от источника высокой температуры, сохранять собственную температуру на более низком и вполне определенном уровне. Из курса физики известно, что подобными свойствами обладают вещества с кристаллической решеткой в момент изменения своего агрегатного состояния. Например, температура льда не может быть выше 0 °С, и в обычных условиях температура воды, которая образуется при таянии льда, никогда не будет выше этого значения, пока не растает весь лед. Аналогичный процесс происходит при кипении воды в открытом сосуде — на самой раскаленной плите температура воды не поднимется выше 100 °С.

Имеется ли в данной системе вещество, температура которого не могла бы превышать 1100 °С? Да, такое вещество имеется, это ТВЕРДЫЙ шлак. Он плавится при температуре 1000 °С, переходит в жидкое состояние и всплывает, так как значительно легче расплава стали. Следовательно, если покрыть мешалку слоем твердого шлака, то до тех пор, пока этот слой не расплавится полностью, температура поверхности мешалки не будет превышать 1000 °С.

Возникает новая задача: как покрыть мешалку слоем твердого шлака? Ведь в системе имеется только жидкий шлак, да и то в основном на поверхности расплава. Возможны, вероятно, два варианта: или остужать шлак и каким-то образом, загоняя его в расплав, обмазывать им мешалку, или, наоборот, поднимать мешалку над слоем шлака, что позволяет делать механизм ее вращения. Второй вариант явно предпочтительнее, так как при этом слой твердого шлака налипает на поверхность мешалки САМ, как только мешалку начинают протаскивать через слой шлака. Затем мешалку опускают в расплав и перемешивают до тех пор, пока весь твердый слой не расплавится и не всплывет на поверхность расплава. После этого операцию покрытия мешалки слоем твердого шлака повторяют.

В предыдущей главе отмечалось, что достичь идеального конечного результата удается чрезвычайно редко, примерно в одной задаче из тысячи. Во всех остальных случаях приходится дополнительно что-то вводить, усложняя либо саму систему, либо надсистему. Но сама нацеленность шагов АРПС на ИКР позволяет получить результат, максимально близкий к идеальному.

Вот еще одна проблема, не техническая — проблема бизнеса, решить которую практически идеально удалось только потому, что на эту идеальность ориентировались.

Проблема 2

ИДЕАЛЬНАЯ ПРАЧЕЧНАЯ

Проблема под таким очень смешным названием возникла в самом конце ХХ в. на курсах будущих предпринимателей, на которых М. Меерович, один из авторов этого пособия, читал лекции по курсу проектного менеджмента (предмет называется «Методы анализа проблемных ситуаций и поиска их наиболее эффективных решений»). Суть проблемы заключалась в следующем: группа недавно демобилизованных молодых офицеров искала для себя подходящую сферу бизнеса. В период службы у одного из них, связанного с хозяйственной деятельностью, периодически возникали проблемы со стиркой белья для солдат. Проведя небольшой маркетинговый анализ, они обнаружили, что «ниша» еще не заполнена: старые прачечные уже не работают, а новых пока маловато. Возникла бизнес-идея — создать прачечную. Но в процессе работы над бизнес-планом выяснилось, что средств на приобретение машин, аренду помещения, оплату коммунальных услуг и прочих расходов у них было явно недостаточно… Лизинга тогда еще не существовало, брать кредит они боялись…

На одной из последних лекций преподаватель предложил на примере модели создания какого-то реального производства проанализировать этот процесс и поискать варианты с минимальными затратами. «Это может быть вполне конкретная идея кого-то из вас», — добавил он. Тут-то товарищи бывшие офицеры и выложили идею прачечной…

Для решения этой проблемы используем АРПС (см. приложение 1).

Шаг 1. Бизнес-идея «Прачечная» как техническая система для стирки белья состоит из пункта приема и выдачи белья и помещения для машин, оборудованного инженерными коммуникациями (вода, канализация, электричество и т.д.). При разработке этой бизнес-идеи выяснилось, что средств на закупку оборудования, аренду помещения и пр. не хватает. Как быть?