Гаврилов Дмитрий Анатольевич : другие произведения.

Инженерно-техническое творчество в нефтегазовой отрасли

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:
Школа кожевенного мастерства: сумки, ремни своими руками
 Ваша оценка:
  • Аннотация:
    В данной книге конспективно представлен материал лекций, более 130 упражнений и 100 задач к начальному курсу "Инженерно-техническое творчество в нефтегазовой отрасли". Кроме эвристических и алгоритмических методов освещаются основы творческого поиска на базе диалектически выстроенного универсального языка-транслятора Диал. Упражнения носят междисциплинарный характер и будут полезны для развития интеллектуального потенциала научных и инженерно-технических специалистов. Впервые представлен сборник профильных изобретательских задач, основанный на патентном фонде нефтегазовой отрасли. Издание предназначено для студентов и аспирантов научно-технических и инженерно-технологических специальностей, преподавателей вузов и методологов теории творчества, для молодых специалистов и инженеров со стажем, для учителей физико-математических школ, а также всех настоящих и будущих изобретателей.
  ЁЛКИН С.В., ГАВРИЛОВ Д.А. Инженерно-техническое творчество в нефтегазовой отрасли. Избранные лекции курса и сборник задач. - М.: Центр стратегической конъюнктуры, 2014. - 368 с. ISBN 978-5-906233-92-9
  
  (избранный отрывок из книги)
  
  Нередко неискушенные участники семинаров высказывают сомнение в том, что изобретательству вообще можно научить - ведь это процесс творческий. А творчеству нельзя научить, это либо дано человеку, либо нет. И действительно есть люди более и менее склонные к творчеству, а есть такие, которые комфортно чувствуют себя на однообразных рутинных операциях.
  
  Некоторые авторы выделяют такие этапы психологического механизма творчества во времени (Цветков, Зарембо, 2009, С. 15-16):
  
  "1. На основе анализа задачи выясняется, что она творческая, то есть не имеет известной логической программы решения. У лица или лиц, решающих задачу, возникает потребность в новизне, появляется поисковая доминанта, которая выражается в попытках найти решение не логически, а интуитивно.
  
  2. Лицо или лица, решающие задачу, переходят на интуитивный уровень структурной организации интеллекта и ищут интуитивное решение задачи, воспринимая любую информацию как в контексте задачи, так и вне него. Казалось бы, принятие внеконтекстной информации, бессмысленной в рамках решения данной задачи, не имеет смысла и представляет собой пустую трату времени. Но вполне возможно, что эта внеконтекстная информация окажется источником by-информации и поможет найти интуитивное решение задачи.
  
  3. Когда интуитивное решение задачи "нащупано", его необходимо выразить языком, понятным в данной сфере профессиональной деятельности. Происходит вербализация решения, то есть изложение его в терминах и понятиях, принятых в данной конкретной среде. В режиме индивидуального творчества на это требуется много времени, поскольку автор идеи не может понять, почему его (самого) и его идею не воспринимают всерьёз. В режиме коллективного творчества... в творческой группе обязательно найдутся люди, способные идею понять и эффективным образом вербализовать.
  
  4. Когда интуитивно полученная идея решения задачи вербализована и доступна для понимания другими специалистами и участниками решения творческой задачи, должна быть выполнена формализация решения, его перевод в логически завершённую форму. Это значит, что решение творческой задачи оформляется в логическую программу, а сама задача перестаёт быть творческой".
  
  То есть дело выглядит со стороны так, что идея возникла логическим путём, на самом же деле совершается "креативный прыжок", "прыжок за границы разумности", по меткому выражению британского психолога, эксперта в области творческого мышления Эдварда де Боно. И всё же, и он считает заблуждением мысль о невозможности научения творчеству:
  
  "Это заблуждение очень распространено, потому что освобождает каждого от необходимости трудиться над своим разумом. Если способность к творчеству - врожденный дар, не стоит лезть из кожи вон, чтобы ему научиться...
  
  То, что некоторые люди от природы наделены творческими способностями, вовсе не означает, что они не могут усилить свой природный дар с помощью специальных методов и тренировок. Это также не означает, что все остальные люди не могут научиться творчеству.
  
  Когда я начинал писать на эту тему, то был почти уверен, что действительно талантливые люди решат, что не нуждаются в подобных методах. Действительность оказалась прямо противоположной. Многие известные люди говорили мне о том, насколько полезными оказались для них некоторые мои приёмы.
  
  Сегодня накоплен солидный опыт, говорящий о том, как метод нестандартного мышления помогает разрабатывать блестящие идеи, и о том, какую пользу может приносить человеку тренированный разум.
  
  На простых примерах очень легко продемонстрировать, как даже такой простой приём, как метод случайного слова, может немедленно вызвать несколько совершенно новых идей - таких, которые никогда бы не пришли в голову.
  
  С моей точки зрения, изучение творческого метода мышления ничем не отличается от изучения математики или какого-либо вида спорта. Нельзя сидеть сложа руки, отговариваясь тем, что талант дается от Бога и человек ничего не может с этим поделать. Сегодня мы знаем, что можно научить каждого полезным навыкам творческого мышления. Мы знаем, что природный дар можно усовершенствовать, применяя целенаправленные методики и упражнения.
  
  Творчеству можно и нужно учить. Те, кто придерживается противоположных взглядов, тормозят развитие общества" (Боно, 2005b).
  
  Человечество в самом деле накопило в течение многих веков существенный опыт приобщения людей к творческой деятельности и изобретательству. По косвенным данным ещё древнегреческий ученый и механик Архимед создал некое подобие "эвристической" школы, в которой обучал учеников искусству делать изобретения, то есть давал им методику. Среди изобретений Архимеда и его "команды": винт, рычажный подъёмник тяжелых грузов, катапульта для метания боевых ядер, оптический способ наведения снарядов на цель, способ определения состава металлических сплавов взвешиванием в воде, небесный глобус, на котором можно было наблюдать не только движения светил, но и затмения, и который приводился в движение водой, машина для поливки египетских полей и прочие, и прочие.
  
  Однако же "Архимед, этот гениальнейший механик-изобретатель, написал только один труд по прикладной механике; в остальных его трудах нет ни одного описания механизма, из них тщательно устранено все, что имеет прикладной характер, не описан ни один прибор..." - отмечал профессор С.Я. Лурье в классической биографии античного учёного, изданной в серии АН СССР ещё в 1945 году.
  
  Духовным наследником Архимеда был александриец Ктесибий, живший во II веке до нашей эры. В книге известного швейцарского учёного Андре Боннара "Греческая цивилизация" читаем: "Ктесибий, заставляя катиться по земле зубчатое колесо, цепляющееся своими зубцами, создал счетчик оборотов; это предок современного спидометра наших автомашин. Затем он перешел к улучшению водяных часов и добился с помощью системы зубчатых колес того, что часы стали бить и, кроме того, приводить в движение небольшие фигуры. Потом он занялся изобретением гидравлического насоса, а далее перешел к целой серии механизмов, предназначенных для извлечения вина из бочек, воды из подвалов и гноя из ран. Один из учеников Ктесибия прославился в области техники насосов и был в свою очередь учителем ученого, который в настоящее время считается во многих отношениях самым выдающимся после Архимеда инженером своей эпохи: это Герон Александрийский.
  
  Герон занимался не только чисто теоретической работой, он стоял во главе школы инженеров, основанной им в Александрии. Дело было совершенно новое. Хотя Месопотамия и Египет вырастили в давно минувшие века плеяду строителей, творения которых, вполне определенные, еще и теперь импонируют нам, всё же люди тех отдаленных времен не заботились о том, чтобы передать своим ученикам свои теоретические выкладки, и не сохранили для будущих поколений теоретических знаний, необходимых для продолжения и развития науки. И наоборот, школу, руководимую Героном, можно по праву сравнить с нашими политехническими школами. В этой школе, как и в современных школах, отвлеченные, общие курсы по арифметике, геометрии, физике, астрономии велись параллельно с практическими курсами - работой по дереву и металлу, по конструкциям машин и по архитектуре. Эти героновские курсы дошли и до нас".
  
  На историческом пути развития науки, техники и педагогики находились люди и даже именитые ученые, которые не только сомневались, но и отрицали возможность приобщения к творчеству и изобретательству через учебу. Видимо, один из первых, кто допустил такую ошибку, был французский психолог Теодюль Рибо, сказавший: "...Если бы мыслительному творчеству можно было бы учить, то изобретателей было бы больше, чем сапожников" (Саламатов, 1990).
  
  Заблуждения и сомнения некоторых философов, психологов и педагогов в возможности обучения творчеству и изобретательству проистекали из того, что одни из них считали, дескать, талант дается человеку один раз и навсегда Богом, другие - что талант творчества закладывается в мозг человека самой природой, третьи - что творческий интеллект имеет генетическое начало и передается детям от их родителей и предков.
  
  "Классики" теории изобретательства, английские профессора, машиностроители Мередит Тринг и Эрик Летуэйт, консультировавшие в своё время крупные промышленные корпорации считали, что "творчеству научиться нельзя, однако творческими способностями наделено поразительно много людей, и эти люди могут научиться эффективно применять свой талант к решению поставленной задачи" (Тринг, Летуэйт, 1980).
  
  В связи с этим методологам научно-технического творчества приходилось и приходится по нынешний день доказывать, что это совершенно не так.
  
  Известный французский философ-дуалист и основатель школы рационализма, математик, физик и физиолог Рене Декарт (1596-1650) призывал учить детей изобретательству так же, как их учат музыке, живописи, танцу. Уже в первой половине XX века английский ученый-физик, автор основополагающих работ по науковедению Джон Десмонд Бернал (1901-1971) убедительно показал, что творчеству, "...как и всему другому, можно научиться". "Гораздо труднее увидеть проблему, чем найти её решение. Для первого требуется воображение, а для второго только умение" - считал Бернал.
  
  Американские ученые решили поставить точку в этом споре. Им был выделен большой грант, на средства которого они обследовали большую группу людей, достаточную, чтобы сделать статистически обоснованные выводы. Они искали отличия между творческими людьми и нетворческими. После длительных исследований они, наконец, нашли это отличие. Оказалось, разница между этими двумя группами состояла в том, что люди из первой выборки считали себя творческими личностями, а люди из второй - так не считали. Это очень поучительный результат. Действительно, если с раннего возраста человека приучают к творческой деятельности, и он воспринимает такую деятельность как нечто естественное, то он вырастает творческой личностью. И наоборот. К счастью, несмотря на все упреки к современной школе, в учебных программах всех классов сохранился некоторый объем заданий, требующий творческого подхода. Остальное дело за учителем, будет он использовать эти задания или нет. В более сильных классах учителя чаще всего обращаются к творческим заданиям, а в классах послабее, как правило, пропускают. Школьная методология, да и университетская, не предполагают каждодневного развития творческих способностей на систематической основе (вузы в лучшем случае ограничиваются специальным курсом, оторванным от всех прочих дисциплин и не учитывающим междисциплинарный подход).
  
  Обычно, неявно считается, что нестандартное, творческое решение приходит "как бы свыше" и методы получения таких решений не рассматриваются. Зачастую учителя не подозревают о существовании методологии творческого мышления, хотя только наши поиски "навскидку" выявили более сотни книг и брошюр на русском языке, изданных на эту тему. Более того, по поводу того, что же такое творческое мышление нет до сих пор единого мнения. Каждый "предметник" тянет это "одеяло" на себя. А между тем как тянуть одеяло нет нужды - ибо оно накрывает все предметные области, и гуманитарные и естественнонаучные.
  
  Рассмотрим некоторые моменты творческого мышления. Важнейшей частью творческого мышления являются фантазия и вариативность. Способность фантазировать исходно заложена в каждом здоровом ребенке. Дальнейшее развитие зависит от родителей и среды, в которой ребенок находится. Первоначально фантазия развивается в процессе детских игр, прослушивания сказок и другой детской литературы, во время рисования и лепки.
  
  Вы сидите в самолёте, впереди вас лошадь, сзади автомобиль. Где Вы находитесь? И главное, насколько реальны, всамделишны для вас аэроплан, животное и машина. Полетит ли первый, заржёт ли второе, газанёт ли третье? Это с точки зрения взрослого наблюдателя просто карусель. Ну, а вашей личной точки зрения?..
  
  Позже в дело вступает конструирование, сочинение, экспериментирование с объектами окружающего мира. Именно в это время закладываются базовые способности к изобретательству. Вариативность - это способность комбинировать возможные варианты действий, решений, креативность же - создавать неожиданные композиции известных вещей. Чем больше нетривиальных вариантов может за интервал времени выдать человек, тем лучше его способности как генератора идей (см. тему "Эвристические методы активизации мышления и решения творческих задач").
  
  Другой важной особенностью личности является способность к "вдумчивому мышлению", что нередко зависит от темперамента. Постепенно это качество превращается в "способность погружаться в задачу". Нередко окружающие путают эту способность с рассеянностью. Откуда и пошло мнение о том, что все ученые "люди рассеянные", а изобретатели "слегка ненормальные". Нет, это совсем не так, просто это люди способные непрерывно думать над своими задачами, и как следствие, они мало обращают внимания на окружающую действительность, что выглядит как рассеянность. По рассказам учеников известного ученого, астрофизика Н.А. Козырева многие свои основные открытия он сделал в карцере тюрьмы, стоя без сна, по колено в воде, несколько суток. Способность погружаться в задачу спасла ему психику, а может и жизнь. Такого рода примеров из истории науки можно привести немало.
  
  Способность к анализу не менее важна, чем способность к генерации новых решений. Без них творческая личность превращается в бесплодного фантазера. Но критика и самокритика не должны мешать поиску иногда "безумных решений". (Поиски надо начинать с самого неподходящего места!). Возникающее между двумя этими способностями противоречие разрешается специальными методами. Наиболее известным из них является метод "мозгового штурма". В его модификациях использование этих противоречивых способностей человека разделено во времени. Поэтому мозговой штурм проходит в два этапа: первый - генерация возможных решений; второй - анализ полученных решений и определение наилучшего. Люди, тяготеющие к анализу более чем к синтезу решений не менее полезны для изобретательской деятельности, чем генераторы. Просто у каждого из этих двух типов свое место в общем процессе получения новых технических решений (Кудрявцев, 1987).
  
  Важной особенностью творческого мышления является способность выйти за рамки имеющихся решений и подходов. Там где неподготовленное мышление (или излишне стандартизованное) ходит по кругу, там изобретатель старается расширить границы своего видения, выйти вовне, изменить условия, преодолеть психологический барьер (Кедров, 1987). В конструкторском бюро одного французского авиазавода на стене висело гигантское изображение шмеля со следующей подписью: "Относительно большой вес тела этого насекомого в сравнении с малой несущей плоскостью его крыльев теоретически делает шмеля неспособным к взлету. Но шмель этого не знает и летает только поэтому" .
  
  Современный мировой патентный фонд содержит миллионы единиц хранения. Человечество накопило немалый опыт и в области синтеза технических решений, что вылилось в появление различных методов, способов, и даже теорий. Таким образом, появилась возможность целенаправленно учить изобретательству. Причем подходы в таком обучении мало отличаются от того, как например, учат студентов интегрировать.
  
  Любого человека обладающего некоторым минимумом способностей можно научить решать изобретательские задачи, используя стандартные приёмы. По мере развития изобретательской теории и практики происходит естественный процесс обобщения знаний. Системный подход к решению инженерно-технических изобретательских задач разрабатывал, например, советский исследователь процессов творчества Генрих Язепович Буш, философ по базовому образованию. Поэтому он и искал наиболее универсальные варианты развития творческих способностей (Буш, 1976), но, выстраивая свою теорию от простого к сложному, на наш взгляд добился излишней формализации в описании творческих процессов и избыточного наукообразия. И на каком-то этапе, когда перед принимающими решения советскими чиновниками встал вопрос, отдать ли предпочтение для всесоюзного внедрения разработкам Г.Я. Буша или Г.С. Альтшуллера, ТРИЗ тогда одержала верх, за исключением республик Прибалтики . Впрочем, и ТРИЗ в последующие годы усилиями последователей её автора не избежала напрасной конкретизации и углубления в частности.
  
  Каждый следующий подход, как правило, вбирает в себя всё лучшее, что было до него. Так и ТРИЗ (Теория решения изобретательских задач) в своём изначальном классическом варианте вобрала в себя прежде существовавшие методы развития творческих способностей и воображения РТВ (Кудрявцев, 1988), в том числе операционный механизм аналогий из синектики, и вполне уживается с упомянутым мозговым штурмом Алекса Осборна и его последователей. Кстати, необходимо отметить, что по сей день нет ни одного полного отечественного издания знаменитой книги создателя синектики Уильяма Гордона "Sinectics: The Development of Creative Capacity" (New York, 1961), хотя она насчитывает всего лишь 180 страниц. И сомнительно, что все создатели пособий и методических указаний (см. "Дополнительная литература") обращались к первоисточнику. Одни и те же мнения о синектике кочуют по страницам с точностью до выражений и без кавычек. Мы в своих изложениях основываемся на русском реферате этой книги, выполненном ленинградским изобретателем Игорем Константиновичем Кайковым в 1989 году (см. тему "Синектика").
  
  Использование метода противоречий в ТРИЗ заимствовано из диалектики, приёмы разрешения противоречий (в ТРИЗ их 50) - частью из эвристики, применение физических, химических, биологических эффектов заимствовано из естественных наук.
  
  В ТРИЗ впервые, применительно к творчеству, начинает использоваться понятие оператора, или стандарта. Но сам термин "оператор" заимствован из математики (оно, как и понятие вектора, введено в обиход ещё в 1880-х годах английским учёным и изобретателем Оливером Хевисайдом). Первоначально, по словам основоположника ТРИЗ Генриха Сауловича Альтшуллера, ему хотелось найти формулу, с помощью которой можно было бы делать изобретения. Однако позже всё оказалось сложнее, чем представлялось молодому романтику-изобретателю.
  
  Понятие "алгоритма" решения изобретательских задач также заимствовано из математики (Альтшуллер, 1973). Понятие "жизненного цикла" взято из маркетинга, или биологии, что теперь уже трудно установить.
  
  Понятие идеального конечного результата (ИКР - "функция сама по себе выполняется, а устройство отсутствует") полностью соответствует идеальным понятиям других наук: материальная точка, абсолютно твердое тело, идеальная жидкость, идеальный газ...
  
  Понятие о вещественно-полевых ресурсах (ВПР) и сам вещественно-полевой анализ сопоставим по подходу с диаграммами Ричарда Фейнмана, используемыми для расчетов в области элементарных частиц.
  
  Г.С. Альтшуллер старался формировать ТРИЗ как полноценную научную теорию, опираясь на достижения многих наук, и спустя десятилетия после первых попыток ему это во многом удалось (Альтшуллер, 1979; Альтшуллер, 2003). Как у всякой научной теории в ТРИЗ есть свои законы - законы развития технических систем, позволяющие предсказывать лучшие решения, а ведь именно предсказание (прогноз) является главным результатом, и целью любой науки. На сегодняшний день ТРИЗ признана во всем мире, это доминирующая теория в области получения новых технических решений, она преподается на постоянной основе, как учебный курс, более чем в 30 американских университетах. После смерти основоположника ТРИЗ, и особенно в последние годы, ТРИЗ стремительно внедрялась в той или иной степени и в программы университетов России (см. "Дополнительная литература"). Несколько десятков мастеров ТРИЗ, "посвящённых" ещё самим Г.С. Альтшуллером, выехали за границу и стали сотрудниками крупных корпораций, зачастую конкурирующих между собой (например Samsung). В этой связи часть информации по дальнейшему развитию этой теории данными специалистами в разных её аспектах стала частью коммерческой тайны.
  
  ТРИЗ - сильный бренд, но и подчинена она, соответственно, законам рынка и брендинга. Бренд можно продавать, бренд надо поддерживать, бренд надо адаптировать к рыночным условиям .
  
  В связи с такой экспансией ТРИЗ стали проявляться два фактора:
  
  1. Научная критика этой теории и попытка уточнения законов развития технических систем;
  
  2. Трудности применения к областям знания достаточно удаленным от сугубо технических дисциплин, что совершенно понятно, так как ТРИЗ была заточена в значительной степени на решение изобретательских задач. И хотя в её арсенале имеется "метод противоречий", он также ориентирован на технические и физические противоречия.
  
  Но жизнь не стоит на месте! В 1986 г. оформилась новая теория, обладающая колоссальным потенциалом к развитию и обобщению. Она была сформулирована как универсальный язык - Диал. Напомним, что математика тоже является универсальным языком науки, позволяющим решать широчайший круг задач. В основе Диала, впрочем, лежит диалектическая, а не формальная, логика, что делает его родственным ТРИЗ, и теория симметрии, что делает его, одновременно, родственным математике вообще, как системе с неограниченным количеством аксиом. В отличие от ТРИЗ в Диале используются супероператоры, т. е. такие математические объекты, которые способны к самодействию (самоприменению), что делает его ближе к диалектике, нежели ТРИЗ. Использование супероператоров позволяет получать новые приёмы (операторы, стандарты), и вообще не ограничивать их количество. Форма, в которой первоначально был создан Диал - язык (в том числе и в речевой форме), что позволяет сделать его инструментом мышления, переведя логические действия на уровень подсознания.
  
  Это обстоятельство, кстати, разрешает извечный спор между сторонниками полностью алгоритмизированного метода поиска эффективных решений задач и приверженцами спонтанного эвристического метода, упирающими на главенство развитого творческого воображения!
  
  Фактически Диал не только полностью обобщает ТРИЗ, но предоставляет такие инструменты, которых в ТРИЗ просто нет. Между Диалом и ТРИЗ возникает противоречие, как между общим и частным, универсальным и специальным.
  
  Хорошо известно, что на узком классе задач в конкуренции специализированного инструмента и универсального побеждает специальный, а на широком классе задач побеждает универсальный инструмент. Учитывая эту особенность и тот факт, что нефтегазовая отрасль, да и вообще техническая область, отличается всё-таки сравнительно узким классом задач, мы будем использовать оба подхода, постепенно подготавливая плацдарм для более широкого использования Диала.
 Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список

Кожевенное мастерство | Сайт "Художники" | Доска об'явлений "Книги"