Морфологический анализ

Рассмотрим еще один метод активизации творческого процесса - морфологический анализ, созданный швейцарским астрофизиком Фрицем Цвикки в 40-х годах прошлого столетия. Основная идея этого метода состоит в том, что структура любого знания определяется небольшим числом изначальных понятий. Комбинируя эти понятия, можно вывести все остальные знания. Цель морфологического анализа -выявить все возможные варианты решения заданной проблемы, которые при простом переборе могли быть упущены.

Обычно для морфологического анализа строят морфологический ящик, т.е. многомерную таблицу. В качестве осей берут основные характеристики рассматриваемого объекта и записывают их возможные варианты по каждой оси. Из ящика извлекают различные сочетания элементов, таким образом, общее количество вариантов в морфологическом ящике равно произведению числа элементов на осях. Эти варианты сочетаний и являются различными решениями задачи, причем специальных правил отбора нет, то есть варианты перебираются произвольным образом.

Несколько упрощенно, суть этого метода можно представить следующим образом [4]. Составляется таблица, в левой колонке которой могут быть перечислены, скажем, объекты воздействия, а в верхней строке —- возможные способы воздействия (мероприятия). Затем клетки заполняются возможными воздействиями на данный объект какими-либо вариантами данного способа. Достоинство метода в том, что можно целенаправленно формировать как объекты воздействия, так и способы воздействия, а затем систематически исследовать различные варианты. Приведем в качестве примера упрощенный вид морфологической таблицы для торговой фирмы, желающей увеличить сбыт и уменьшить расходы (см. Табл. 1).

Таблица 1. Упрошенный вид морфологической таблицы

В рамках морфологического анализа можно рассматривать и задачи с достаточно большим числом варьируемых переменных, то есть не только две переменные типа «объект воздействия» и «способ воздействия», как в нашем примере.

Разработка сценариев, метод построения и анализа дерева целей

Методы принятия решений, каждый из которых в той или иной степени формализован, представлен как свод правил действий, алгоритмов выбора, - это инструмент и, как каждый инструмент, он может быть полезен, бесполезен, а то и вреден. Разрешение проблемы выбора и принятие решения - процесс творческий, соединение науки с искусством, и таковым он останется всегда. Рост мощности методов позволяет переходить от использования лишь здравого смысла и интуиции (которые, конечно, всегда будут необходимы при принятии решения) к созданию большего числа альтернатив и более глубокой их проработке, повысив тем самым эффективность работы лиц, ответственных за принятие решений.

Будем исходить из того, что деятельность человека, в том-числе и принятие решения, является целенаправленной. В силу этого формирование цели (целей) деятельности -это первостепенный шаг, как по важности, так и по порядку действий. Поскольку цель (желаемый результат деятельности) взаимосвязана с той общей жизненной ситуацией, которая будет иметь место в момент окончания деятельности, постольку возникает вопрос о прогнозировании будущей картины мира (или региона, или какого-то сектора экономики и т. д.). Маленький, но красочный пример: пока руко­водители одной великой державы раскачались и закупили импортный завод по производству болоньевых плащей, мода на них прошла.

Прогнозирование будущей картины интересующей нас части мира и будущих возможных состояний в этой части мира (этой частью может быть и маленькое-маленькое предприятие) называют разработкой сценария. Разработка сценариев —

высококвалифицированная, кропотливая и ответственная работа. Кроме того, эта работа - неформалюуемая, творческая, для нее нет исчерпьгаающего алгоритма проведения.

Одной из основных задач при разработке сценария является определение факторов, которые характеризуют ситуацию и тенденции ее развития, а также определение альтернативных вариантов динамики их изменения. Разработка сценариев - широкое поле для использования экспертных методов.

Обычно перед разработкой сценария проводится анализ ситуации с определением основных действующих сил, взаимоотношений между факторами, которые существенны в данной ситуации, формируется набор существенных переменных, достаточно полно определяющих развитие анализируемой ситуации. Конечно, пере­менные могут быть как количественные, так и качественные. Первые позволяют получать более достоверные оценки (но не всегда!), вторые позволяют отразить действительный характер анализируемой ситуации. Количество переменных должно быть разумно необходимым, так как избыток переменных затрудняет анализ ситуации, а недостаток делает анализ поверхностным и ненадежным. Для каждой переменной выбирается своя шкала.

При разработке сценариев желательна многовариантность описания будущей ситуации. Группируя варианты сценариев в классы, можно определить рациональную стратегию воздействия на ситуацию. Несколько вариантов сценария обычно более информативны, чем один.

Для разработки сценариев привлекаются специалисты самых разных профилей. Результатом их работы, скажем, для фирмы-производителя должен быть прогноз потребности в продукции фирмы. Этот прогноз является, конечно, главной частью сценария, но не единственной. Необходим прогноз предельных возможностей смежников по развитию производства и поставок; прогноз жизненного цикла изделий; прогноз поведения конкурентов; прогноз новых возможностей, обусловленных научно-техническим прогрессом; иногда нужна оценка запасов природных ресурсов и предельных возможностей объемов их добычи и т.д. Ясно, что круг вопросов, включаемых в рассмотрение при разработке сценария, связан с желаниями, с формулируемыми целями. Цели и сценарий в определенной мере взаимосвязаны.

Желания и сценарий являются основой формирования не только главной, генеральной цели (или нескольких взаимно независимых целей), но и целого дерева целей, в котором достижение цели или группы целей данного уровня является необходимым условием для возможности достигнуть цель следующего, вышеле­жащего уровня. По мере перехода к нижележащим уровням (возможно, уже при переходе ко второму уровню) начинается формирование каких-то конкретных задач и заданий.

В качестве примера назовем дерево целей НАСА (Национальной администрации по

аэронавтике и исследованию космического пространства, США), которое было в

свое время (1965 год) таким:

Первый уровень — цели: изучение космоса; использование космоса.

Второй уровень — задачи: изучение Солнца и планет Солнечной системы;

исследование глубокого вакуума, радиации и других условий космоса и т. д. (всего

15 элементов).

Третий уровень — задания, обеспечивающие решение задач второго уровня:

всестороннее изучение Луны; развитие средств связи и навигации; изучение

биологических аспектов и т. д. (всего 68 элементов).

Четвертый уровень — принципиальные опыты. Проведение этих опытов

обеспечивало решение задач предшествуюших уровней (всего 31 опыт).

Пятый уровень —• системы: системы запуска космических кораблей; космические

корабли для облета планет человеком; системы для высадки людей и т. д. (оказалось

достаточным 46 систем).

Шестой уровень — подсистемы: аппаратура, необходимая для достижения

системами их конечных целей (бортовые источники энергии; средства обработки

данных и т. д., всего 437 элементов).

Седьмой уровень — функциональные элементы, составляющие в целом какую-то

подсистему: например, бортовые источники энергии — это собственно источники

энергии, преобразователи энергии из одного вида в другой, устройства накопления

энергии и регулирования ее расхода и т. д. (всего 274 наименования)

Восьмой уровень — конструктивные варианты подсистем: различные способы

технической реализации функциональных элементов (всего 804 элемента).

Наконец, девятый уровень — технические проблемы, связанные с преодолением

каких-то научных или инженерных трудностей (всего 2329 элементов).

Можно было бы ограничиться менее масштабным примером, но приведенный пример, думается, лучше иллюстрирует процесс разворачивания дерева целей, в котором полно, последовательно, в логической взаимосвязи строится остов последующей работы по планированию и управлению.

При построении дерева целей сверху вниз, исходя из главной цели, открывается возможность согласования затрат, сбалансированного распределения ресурсов. Достоинством рассматриваемой концепции является также то, что нижележащие уровни выдвигают свои предложения в соответствии с теми целями, достижение которых необходимо для достижения главной цели, а, не исходя из достигнутого ими уровня и их сиюминутных желаний, связанных с их собственным развитием.

Наконец, достоинство дерева целей в том, что оно позволяет если не исключить, то хотя бы сократить пропуски и ошибки в планировании. На основе дерева целей с использованием определенных методов экспертного оценивания оказывается возможным количественное соизмерение элементов дерева с помощью коэф­фициентов их относительной важности, которые выражают меру необходимости проведения того или иного мероприятия. Кроме только что названных величин, с помощью экспертизы по дереву целей можно оценивать возможные сроки завершения работ, а также экономические затраты, необходимые для этого. Наконец, дерево целей позволяет формально и достаточно точно оценить коэффициенты взаимной полезности, то есть увеличение научно-технического потенциала, который может быть использован при работе по решению данной задачи, за счет знаний, накопленных при решении какой-то другой задачи (или других задач).

К теме 1.5. «Методы логического поиска решений»

Инструменты ТРИЗ

Как уже отмечалось (см тему II), в России над проблемой рождения и развития плодотворных идей работал ГС. Альтшуллер, который создал принципиально новую

" методику изобретательства", основанную на объективных законах развития технических, художественных, научных и иных систем, - ТРИЗ.

" ПРИЕМЫ" - исторически первая форма ТРИЗ. Это достаточно конкретные рекомендации типа " Сделать наоборот":

• вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие;

• сделать движущуюся часть объекта или внешней среды неподвижной, а неподвижную - движущейся;

• повернуть объект " вверх ногами", вывернуть его.
Приемов было выявлено более сорока.

Следующим шагом стала сводная таблица приемов, дающая представление, в каких случаях применяется тот или иной прием и какое противоречие при этом разрешается. То есть, определена ситуация, при которой возникает изобретательская, да и любая творческая, задача. Как оказалось, в этот момент появляются противоположные требования либо к самой системе в целом, либо к ее части. Например; двигаться, оставаясь неподвижным; показать исключительность стандартного товара; чистоту при работе в " нестерильных" условиях и т.д. При разрешении противоречия система получает возможности дальнейшего развития, в отличие от компромисса, когда " здесь и сейчас" становится чуть-чуть лучше, но за улучшение приходится расплачиваться каким-либо ухудшением в других параметрах.

Умение «работать» с противоречиями - важнейшая составляющая творческого мышления. Вопросы «Почему?» и «Зачем?» помогают увидеть в одном и том же предмете, явлении или событии как плохие, так и хорошие стороны, что способствует выявлению противоречий в окружающем нас мире. Понимание противоречивости свойств, заключенных в любых объектах или действиях, способствует освоению диалектического подхода к анализу окружающего мира (здесь, помимо категории «противоречие», закона единства и борьбы противоположностей, необходимо освоение таких важнейших категорий диалектики, как «количество и качество», «возможность и действительность» и др.).

ГС. Альтшуллер в результате анализа патентного фонда изобретений выявил следующую закономерность: наиболее удачное решение задачи может быть получено тогда, когда выявлено и преодолено техническое противоречие. Таким образом, можно считать, что противоречие - ключ к решению творческой задачи.

Более развитая форма ТРИЗ-рекомендаций - " СТАНДАРТЫ". Сейчас их известно 76, проходят проверку еще несколько. Как правило, стандарт - это конгломерат, сочетание приемов, геометрических, физических, химических и иных эффектов, а также законов развития различных систем. Стандарты полнее, чем приемы, отражают логику развития (в частности, технических систем). Приведем без иллюстраций конкретными примерами формулировку одного из стандартов:

«3.1.1. Эффективность системы на любом этапе развития может быть повышена путем объединения с другой системой (или системами) в более сложную бисистему или полисистему, например, при объединении нескольких коротких звеньев мы получаем цепь или браслет, обладающие новым свойством, - гибкостью».

Следующий блок ТРИЗ - " ИНФОРМАЦИОВОВЫЙ ФОНД". Практика обучения ТРИЗ, решения изобретательских задач показывает, что зачастую сильные решения задачи связаны с использованием эффектов, выходящих за пределы специальности решающего. Поэтому в рамках ТРИЗ были созданы указатели различных явлений и эффектов: физических, химических, геометрических. Ведется работа над созданием информационных фондов в областях бизнеса, художественных и литературных системах.

При решении более сложных задач, в которых противоречие, мешающее осуществлению необходимого действия, скрыто, не содержится в самом условии, применяются как Законы Развития Технических Систем (ЗРТС), так и Алгоритм Решения Изобретательских Задач (АРИЗ), который был создан автором ТРИЗ ГС Альтшуллером в начале 60-х гг. прошлого столетия и является основным инструментом ТРИЗ.

Последняя, наиболее мощная версия - АРИЗ-85В (цифра 85 указывает на год разработки). При работе по АРИЗ решающий планомерно, шаг за шагом анализирует и упрощает условия задачи, формулирует Идеальный Конечный Результат (ИКР), выходит на ключевое противоречие, исследует его, определяет причины возникновения и разрешает при помощи инструментов ТРИЗ. Кроме этого, АРИЗ содержит части по проверке решения, развитию полученного ответа, совершенствованию самого алгоритма и т.д. Поскольку АРИЗ - программа сознательной работы человека над нестандартной для него задачей, она включает в себя ряд правил для преодоления психологической инерции.

Поясним, что понимается под ИКР. Часто при решении задач пользуются методом доказательства «от противного». Суть метода заключается в том, что решать задачу начинают с конца. Определив конечный результат - ответ, прокладывают дорогу к началу, то есть решают задачу. Довольно часто ответ неизвестен, тогда можно представить идеал разрабатываемой проблемы - идеальный конечный результат (ИКР). В одном из основных инструментов ТРИЗ есть такая формулировка ИКР: система сама должна обеспечить выполнение полезного действия, устранив при этом вредное действие (см методические указания [6]).

В настоящее время ТРИЗ превратилась в разветвленную научную дисциплину, в которой изучаются законы развития технических систем, предлагаются пути и способы развития творческого воображения, обосновывается жизненная стратегия творческой личности. Основным достоинством этой теории является ее технологичность и максимальная практическая направленность. При этом с помощью ТРИЗ решаются не только технические и жизненные проблемы: в теории предлагаются способы формирования талантливого системного мышления, благодаря которым человек обучается видению той или иной системы в ее пространственных и временных взаимосвязях с другими системами, образующими надсистему.

Система - это совокупность взаимосвязанных элементов или предметов, обладающая определенными свойствами, не сводящимися к свойствам отдельных элементов. Критерии оценки некоторого явления или предмета различаются в зависимости от того, на каком системном уровне выполняется его анализ: на уровне самого предмета или явления как системы, на уровне подсистемы - его составных частей, или на уровне надсистемы, частью которой является рассматриваемая система. В ТРИЗ в процессе поиска решения один и тот же предмет рассматривается в системе, в

подсистеме (микроуровень) и в надсистеме (макроуровень) с соответствующими критериями оценки.

Временные связи системы отражают тенденции ее развития, основу которых составляет процесс возникновения и разрешения противоречий, восхождение от простого к сложному, накопление количественных изменений и переход в новое качественное состояние. В этом суть диалектики как способа познания мира.

Так что же такое сильное талантливое мышление? Автор теории ТРИЗ так отвечает на этот вопрос: «Обычное мышление - когда человек видит только то, что дано в задаче.. Сильное мышление - когда одновременно работают минимум девять мысленных экранов: человек видит систему, данную в задаче, надсистему, подсистему - три разных этажа. И на каждом этаже - прошлое, настоящее, будущее» (цитата взята из книги Шустерман З.Г. Новые приключения Колобка, или Наука думать для больших и маленьких. - М.: Педагогика-Пресс, 1993).

Творческое мышление характеризуется умением преодолевать влияние стереотипов или психологической инерции, проявляющейся в мышлении. ТРИЗ предлагает способы преодоления подобной инерции, в частности, используя так называемый «морфологический ящик», краткое описание которого было приведено выше (см тему 1.4).

Инерция мышления при решении неформальных задач довольно часто обусловлена жесткими пространственно-временными представлениями о предмете или явлении. Для «расшатывания» привычных представлений об объекте с тем, чтобы получить серию новых идей в процессе поиска решения, в ТРИЗ применяют оператор РВС (Р - размер, В - время, С - стоимость). Преодоление психологического барьера при анализе неформальных, творческих задач достигается за счет уменьшения или увеличения размера системы, ускорения или замедления времени действия того или иного конфликта, назначения любой, пусть даже абсурдной стоимости (от бесконечности до нуля). Применение оператора РВС способствует выработке навыков преодоления противоречий путем разделения свойств во времени и в пространстве

В ТРИЗЕ есть понятие ресурсов, то есть невостребованных возможностей системы. ИКР может быть достигнут тогда, когда максимально использованы эти так называемые ВПР - вещественно-полевые ресурсы: вещественные, полевые, пространственные, временные, информационные (масса информации, которой владеет человек и которая заложена в рассматриваемых проблемах или в предметах). Целесообразно использовать в первую очередь внутрисистемные ВПР, затем внешнесистемные (из того, что не входит в систему) и в последнюю очередь надсистемные.

Так как процесс познания совершается в основном опосредованно, то большое внимание в ТРИЗе уделяется моделированию как ведущему способу опосредованного познания. В процессе моделирования все предметы и явления окружающего мира рассматриваются как система, выявляются ее структура и взаимосвязи, формируются общие способы разрешения проблем

В анализе и моделировании любой проблемной ситуации в ТРИЗ отталкиваются от модели технической системы. Существует реальная закономерность: чтобы построить минимальную техническую систему, нужны два взаимодействующих

вещества и энергия для их взаимодействия. Получается модель технической системы в виде треугольника с вершинами: В, - вещество, названное изделием, Вг - вещество, названное инструментом, П - энергия взаимодействия, или поле.

Такую модель называют «веполь» (от слов «вещество» и «поле»). В ТРИЗе существует большой раздел - вепольный анализ, изучающий свойства веполей. Задачи решаются в нем, например, путем завершения, достройки технического треугольника. Записывая условия задачи в пепельной форме, мы выделяем причины возникновения задачи, то есть «болезни» технической системы. Поэтому вепольный подход - это удобная символика для записи изобретательских «реакций» и инструмент проникновения в глубинную суть задачи.

Рассмотрим модель социальной системы. Это, например, родитель и ребенок - две единицы, взаимодействующие друг с другом. В социальных моделях технические термины «инструмент» и «изделие» заменены на «преследователь» и «жертва», а «поле» - на «судья». Например, во время разговора родителя с ребенком в роли преследователя выступает родитель, а в роли жертвы - ребенок. В технической системе изделие и инструмент определены жестко, а в социальной системе жертва и преследователь все время меняются местами. Дети постоянно проводят эксперименты с родителями, ставя их в положение жертвы.

Ниже мы познакомимся лишь с некоторыми отдельными инструментами ТРИЗ и с возможностью их использования при решении творческих задач.