Лоцманенко В.В., Кочегаров Б.Е. Проектирование и конструирование (основы)

Подождите немного. Документ загружается.

4. ТВОРЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

ПРИ КОНСТРУИРОВАНИИ ИЗДЕЛИЙ

Творческий процесс – это совокупность трех составляющих (Рис. 4.1):

Рис. 4.1. Составляющие творческого процесса

Творчество принято определять как «полет» мысли за пределы извест-

ного (в область фантастики). Оно дополняет знания и способствует созданию

вещей, которые не были известны ранее. Творческой личности присущи ог-

ромная любознательность и стремление создать что-то необычное, используя

не традиционный, а оригинальный путь решения. Конструктор с творческим

мышлением обычно убежден, что стоящая перед ним задача всегда имеет

оригинальное решение.

Наилучшей основой для рождения творческих идей является личный

опыт. Ценность личного опыта состоит в том, что он всегда с нами и при не-

обходимости им легко воспользоваться. Знания, полученные на основе лич-

ного опыта, называют активными. Пассивные знания дает косвенный опыт..

Это чтение, слушание лекций, размышления.

Человек с творческими наклонностями затрачивает много времени на

приобретение личного опыта. Для этого ему приходится много наблюдать,

копаться в различных механизмах, изучать работу многочисленных совре-

менных изделий. Такой человек всегда имеет представление о потребностях

общества в устройствах и приспособлениях, которые экономят время, облег-

чают труд и создают комфорт.

Творчество требует внутренней дисциплины. Конструктор с творче-

скими наклонностями продолжает решение трудной задачи до тех пор, пока

такое решение не будет найдено.

Инженерное творчество ближе к изобретательству, чем к научному ис-

следованию.

Управление творческим воображением. Успеха в творчестве чаще

всего добиваются лица, способные дать волю своему воображению, но при

этом умеющие своевременно «вернуть его на землю». Творческое воображе-

ние можно заставить трудиться, если стремиться достичь невозможного, вы-

работав при этом иммунитет против критики типа «это не будет работать».

Обычно решения, найденные с помощью имеющихся технических

средств, являются временными и часто служат источником новых проблем.

Творческий процесс

Управление творческим

воображением

Творчество Формирование

идей

Например, загрязнение воздушной среды – это побочный продукт индуст-

риализации государства; безработица – это следствие автоматизации произ-

водства и т.д. Существующими методами никогда не удается получить при-

емлемых решений тех проблем, которые имеют место быть.

Управление творческим воображением построено таким образом, что

наше воображение получает возможность найти выход из возникшего тупи-

ка, а затем вернуть мысль к реальной действительности. Этим методом мож-

но отыскать долгосрочные решения многих существующих в настоящее вре-

мя проблем.

Формирование идей. Любую творческую идею, как правило, выделяют

из большого числа менее значительных идей. Если рассматривается доста-

точно большое число возможных решений задачи, то вероятность отыскания

действительно творческого ее решения возрастает.

Процесс, посредством которого это достигается, называется формиро-

ванием идей. Для отыскания действительно полезных вариантов решения за-

дачи требуются тщательность, творческое воображение, внутренняя дисцип-

лина.

4.1. Способы формирования идей

Одним из наиболее старых и, к сожалению, малоэффективных спосо-

бов формирования идей является метод проб и ошибок. Этот метод, несмот-

ря на свою малую эффективность, лежит и в основе решения изобретатель-

ских задач. Заключается метод в последовательном выдвижении и рассмот-

рении всевозможных идей решения задачи. При этом всякий раз неудачная

идея отбрасывается, а вместо нее выдвигается новая. Правил поиска нужной

идеи нет. Нет и определенных правил оценки идей, т.е. пригодна или не при-

годна идея, заслуживает она внимания или нет – об этом приходится судить

субъективно. Ключом к решению задачи может оказаться любая идея, даже

самая дикая.

По мере развития технических знаний формировались представления о

том, что в принципе возможно и что невозможно. Появилась возможность

фильтрации, «очистки от мусора» идей: конструктор рассматривает варианты

решения, отбрасывая те из них, которые кажутся ему неудачными.

Усиление степени фильтрации идей – в этом главная тенденция исто-

рического развития метода проб и ошибок.

Проверка идеи в методе проб и ошибок осуществляется только путем

физического эксперимента. В настоящее время физические эксперименты

заменяются мыслительными или виртуальными (обычно при помощи ЭВМ).

Последние проходят намного быстрее, в этом их преимущество. Однако

мыслительные эксперименты субъективны, они не защищены от психологи-

ческих помех. Кроме того, мыслительные эксперименты, в отличие от физи-

ческих, как правило, не сопровождаются неожиданными побочными откры-

тиями, обнаружением непредвиденных ранее явлений и эффектов.

Метод проб и ошибок наиболее эффективен при решении простых за-

дач. При решении сложных задач приходится перебирать множество всевоз-

можных вариантов. Поэтому путь к правильному решению может растянуть-

ся на долгое время. При этом правильное решение вообще можно не заме-

тить или заметив, неверно оценить, счесть неудачным.

Темпы развития техники зависят, прежде всего, от появления и реали-

зации принципиально новых машин, приборов, процессов. Для их создания

нужны сильные нетривиальные дикие идеи. Но именно здесь метод проб и

ошибок начинает интенсивно «пробуксовывать».

Схема метода проб и ошибок приведена на рисунке 4.2. Точкой пока-

зано положение решения задачи (идея). Вектор ВИ показывает направление

исходного (начального) движения при поиске идеи. Буквами ПК обозначена

т.н. поисковая концепция. В направлении ПК осуществляется каждое новое

движение при поиске идеи, если предыдущее было неудачным.

Рис. 4.2. Схема, отображающая метод проб и ошибок:

ПК – поисковая концепция; ВИ – вектор инерции

Слабость метода проб и ошибок заключается еще и в том, что на пер-

вый взгляд кажется, что пробы при поиске идеи беспорядочны. Но в этом

беспорядке есть своя система: пробы ведутся по линии наименьшего сопро-

тивления. Легче всего пробовать в привычном направлении и конструктор,

сам того не замечая, идет туда, где «дорога более накатана» (и где, поэтому,

вряд ли можно найти новое). При новой поисковой концепции возобновля-

ются попытки как бы перепрыгнуть через барьер, тогда как можно было

«пойти в обход».

Метод проб и ошибок и основанная на нем организация творческого

труда пришли в противоречие с требованиями современной научно-

технической революции.

Нужны новые методы управления творческим процессом, способные

резко уменьшить число пустых проб. И нужна новая организация творческо-

го процесса, позволяющая эффективно применять новые методы.

К способам формирования идей относится метод мозгового штурма

(мозговой атаки). Метод изобретен в 1939 году основателем института твор-

ческих методов обучения А. Осборном (г. Буффало, США).

ПК

ВИ

Решение

История возникновения этого метода такова.

В годы второй мировой войны А. Осборн командовал одним из мор-

ских судов. Однажды его судно везло груз в Европу и оказалось без надеж-

ной охраны. В это время была получена радиограмма о готовящемся нападе-

нии на судно немецких подводных лодок. А. Осборн собрал команду судна

на верхней палубе, обрисовал ситуацию и попросил каждого высказать свою

версию защиты от возможного торпедного нападения на судно. Один из мат-

росов предложил всей команде встать вдоль борта, к которому будет при-

ближаться торпеда, и дружно дуть на торпеду, чтобы «отдуть» ее в сторону.

На этот раз встреча с подводными лодками не оказалась роковой, но идея,

высказанная матросом, была принята во внимание и оказалась плодотворной.

Вернувшись на базу, А. Осборн по разработанным им чертежам изготовил

мощный вентилятор, создающий мощный направленный поток воды. Этим

вентилятором в одном из рейсов удалось « отдуть» вражескую торпеду от

борта судна.

Так у А. Осборна родилась идея создания метода коллективного поиска

идей для устранения затруднительных ситуаций.

После окончания войны А. Осборн разработал метод мозгового штурма

и создал свою школу подготовки изобретателей и рационализаторов.

В США было проведено большое число сеансов мозгового штурма и в

самых различных областях деятельности, и почти все они оказались успеш-

ными.

Мозговой штурм – это метод получения новых идей путем творческо-

го сотрудничества отдельных участников организованной группы. Образова-

ние термина «Мозговой штурм» связано с тем, что группа участников, как

единый мозг « штурмует» творческие решения рассматриваемых проблем.

Это делается энергично, при этом все участники сосредоточивают свое вни-

мание на решении одного и того же вопроса. Практика показывает, что наи-

лучшие результаты получают, когда группа в составе 5…10 человек работает

не более часа. Для проведения сеанса мозгового штурма необходимо наличие

или присутствие стенографистки. Один из участников должен первым пред-

лагать идеи «для затравки». Им может быть руководитель группы.

Основа метода мозгового штурма состоит в следующем: каждая вы-

сказанная идея базируется на другой, комбинируется с ней и рождает сле-

дующую. В результате возникает поток идей, который и приводит к решению

поставленной задачи.

Основными положениями метода мозгового штурма являются:

- Недопустимость критики идей. Об этом участники сеанса преду-

преждаются в его начале. Если происходит нарушение, то наруши-

тель получает замечание или его просят уйти. Критика обычно при-

водит к насмешкам, нарушающим творческий процесс.

- Свободное выражение идей. Чем шире идея, тем лучше. Идея может

быть банальной.

- Чем больше идей, тем лучше. Вероятность получения одной или

большего числа действительно важных идей пропорциональна об-

щему числу высказанных идей.

- Обмен мыслями и сочетание идей. Участники сеанса должны ста-

раться развивать идеи своих коллег, пытаться объединять некоторые

идеи в новых комбинациях.

Метод наглядного представления заданной функции. Этот метод

формирования идей предложен англичанином Тейлором. Метод является

промежуточным звеном между постановкой задачи и ее решением. Для по-

нимания метода рассмотри примеры.

Пример первый.

Ставится задача разработать новую конструкцию газонокосилки. Для

решения задачи конструктор естественно изучает устройство существующих

газонокосилок. При этом он может принять решение не разрабатывать но-

вую, а усовершенствовать существующую газонокосилку.

Постановка той же задачи, но с упором на заданную функцию выгля-

дит так: разработать метод и далее устройство для подрезки травы. При

такой постановке задачи разработчик думает о том, как осуществить задан-

ную функцию, а необходимое для этого оборудование как бы отодвигается

на второй план. Оборудование в такой постановке задачи рассматривается

как средство для реализации заданной функции.

Пример второй.

Поставленная перед конструктором задача требует разработать новый

ключ для открывания консервных банок. Следуя методу наглядного пред-

ставления заданной функции, эта задача формируется следующим образом:

разработать метод извлечения содержимого из консервных банок.

В целом метод наглядного представления предполагает изображение

заданной функции, разработку способа реализации заданной функции и соз-

дание на их основе соответствующего устройства.

К способам формирования идей относится т.н. метод ассоциаций. Ас-

социация как связь идей может дать наибольший эффект только в том случае,

когда творческое воображение имеет возможность обращаться к другим иде-

ям, при этом одна идея возникает на основе другой. Например, человек, на-

блюдая, слушая, пробуя на вкус или осязая нечто, доступное ему в данный

момент, может одновременно представлять себе что-то другое, сходное с

тем, что он непосредственно воспринимает.

Человек, способный предложить большое число идей за единицу вре-

мени, имеет больше шансов выдать действительно ценные идеи.

Обдумывание вариантов решения задачи наиболее продуктивно тогда,

когда человек выполняет работу, не требующую умственного напряжения:

работает в поле, ожидает автобус и т.п. Если в голову приходит действитель-

но оригинальная идея, ее необходимо зафиксировать как можно быстрее, ибо

она может быть забыта, как только человек начнет размышлять над чем-

нибудь другим.

Следующим методом формирования идей является метод коллектив-

ного блокнота. В этом методе совмещаются индивидуальный процесс вы-

движения идей с коллективной их оценкой и доработкой.

Участникам поиска идеи выдают блокноты, в которых в самых общих

чертах изложено содержание проблемы. Наряду с этим, в блокноте приведе-

ны дополнительные материалы, помогающие участнику вникнуть в пробле-

му, воспользоваться необходимой специальной литературой. А затем – сво-

бодный поиск, который может продолжаться месяц и более. В продолжение

поиска участник не расстается с блокнотом и записывает в него все относя-

щиеся к проблеме мысли.

В конце срока он расставляет выработанные решения по приоритетно-

сти. Блокноты всех участников сдаются координатору, который готовит

обобщающий документ, выносимый на обсуждение всех участников поиска.

Методом формирования идей, который особенно эффективен при по-

иске неисправностей и решении сложных задач, является т.н. вживание в

роль (эмпатия). При его использовании необходимо, чтобы человек, заня-

тый поиском, ставил себя на место рассматриваемой вещи, идеи или устрой-

ства. Отвечая на собственные вопросы, этот человек должен представлять

себе, что он стал бы делать в этом случае.

Методом эмпатии активно пользуются при проверке эффективности

идеи: для этого один человек становится «идеей», а другие задают ему наво-

дящие вопросы, как защищающие, так и критикующие эту идею.

Метод можно использовать для проверки возможностей сбыта изделия:

несколько инженеров или руководителей предприятий берут на себя роль

покупателей и критически оценивают это изделие или обдумывают все при-

чины возможной коммерческой неудачи своего проекта.

Остановимся также и на т.н. «методе обратного мозгового штурма».

В основе метода лежит закон перехода к новым образцам техники через вы-

явление и устранение недостатков в существующем поколении технических

объектов при наличии необходимого научно-технического потенциала. Та-

ким образом, «метод мозгового штурма» предполагает прямое создание но-

вой техники, а «метод обратного мозгового штурма» – создание новой тех-

ники через модернизацию существующей.

При создании изделия, значительно улучшенного по сравнению с су-

ществующим, решаются 2 задачи:

1. выявление в существующих изделиях наибольшего числа недостат-

ков;

2. максимальное устранение этих недостатков во вновь разрабатывае-

мом изделии.

Полный список недостатков состоит из двух частей:

- недостатки, обнаруженные при изготовлении, эксплуатации, ремон-

те и утилизации выпускаемых изделий;

- недостатки, которые возникнут в обозримом будущем у вновь раз-

рабатываемого изделия.

Условие задачи для обратного мозгового штурма должно содержать

краткие и достаточно исчерпывающие ответы на следующие вопросы:

- Что представляет собой технический объект, который необходимо

улучшить?

- Какие известны недостатки объекта, связанные с его изготовлением,

эксплуатацией, ремонтом и т.д.?

- Что требуется получить в результате обратного мозгового штурма?

- На что следует обратить особое внимание?

Изложение по первому пункту целесообразно сопроводить наглядным

эскизом, макетами, слайдами.

По второму пункту информация наиболее полно и объективно может

быть собрана у изготовителей, пользователей, наладчиков и ремонтников.

По третьему пункту мозговой штурм должен дать максимально полный

список недостатков и дефектов у рассматриваемого изделия. Во время сеанса

обратного мозгового штурма участники должны угадать все будущие недос-

татки на 10…20 лет вперед, чтобы полученный полный список недостатков

обеспечивал наиболее длительную конкурентоспособность созданного изде-

лия.

По последнему пункту необходимо указать, в каком направлении осо-

бенно нетерпимы недостатки и дефекты, такие, как прочность определяющих

деталей, надежность работы системы, экономия жидкого топлива, охрана ок-

ружающей среды и т.п.

Правила для участников сеанса обратного мозгового штурма – то же,

что и для участников прямого мозгового штурма.

4.2. Содержание творческого процесса

Творческие идеи, как правило, не возникают спонтанно. Они чаще по-

являются у людей любознательных. Творчество начинается с внимания к де-

талям самого процесса, которые обычно игнорируются. Многие считают, что

только упорядоченный процесс обеспечивает творческое решение проблемы,

создание нового устройства, появление новой идеи. Однако какой-либо фор-

мулы творчества не существует. То, что целесообразно в одном случае, мо-

жет оказаться нецелесообразным в другом. Важно, чтобы конструктор имел

верное представление о творческой стороне умственной деятельности.

ЭТАПЫ ТВОРЧЕСТВА

Этап 1. Беспокойство и осознание задачи. Часто творчество начина-

ется с того, что в определенной ситуации человек сталкивается с чем-то та-

ким, что вызывает у него раздражение или беспокойство. Такая ситуация

ставит перед ним определенную проблему, заставляет взяться за ее решение

и предпринять некоторые шаги (говорят, потребность – мать изобретения, но

только деятельность рождает изобретателя).

Этап 2. Подготовка. Подготовительный этап – это период сознатель-

ной и направленной умственной деятельности. Этот этап требует самой вы-

сокой дисциплины ума. На этом этапе очень подробно исследуются все воз-

можные решения и их различные сочетания, способные привести к удовле-

творительному результату. Часто проблема решается уже на этом этапе. Если

же решение получить не удается, то во всяком случае конструктор знакомит-

ся с задачей в мельчайших подробностях.

Этап 3. Вынашивание идеи. Теперь мозг уже полностью насыщен все-

возможными вариантами, но еще не способен видеть творческую идею. Он

продолжает работать над поиском решения, даже если необходимо отказать-

ся от этой задачи и перейти к выполнению другой. Этот этап характеризуется

началом непроизвольной мыслительной работы над решением задачи. Про-

блеме дается возможность «дозревать» в течение определенного времени, ко-

гда мозг на уровне подсознания проверяет различные « забытые» комбина-

ции.

Этап 4. Озарение. Озарение имеет место, когда творческая идея или

оригинальное решение приходят мгновенно, обычно во время отдыха или

выполнения другой работы, совершенно не связанной с решением данной за-

дачи.

Этап 5 . Проверка. Творческая идея найдена. Теперь необходимо ее

оценить и решить, действительно ли она является решением задачи. Для та-

кой оценки необходимы данные, подтверждающие ценность идеи. В этом

можно убедиться путем анализа, с помощью эксперимента, а иногда, опира-

ясь на мнение признанных авторитетов. Этот процесс часто требует большо-

го напряжения.

Данный этап является последним и наиболее важным этапом творче-

ского процесса.

4.3. Препятствия творчеству

При конструировании изделий возникают некоторые препятствия, ме-

шающие творческому подходу к их созданию. Эти препятствия могут быть

как личного, так и организационного плана.

КЛАССИФИКАЦИЯ И КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ВОЗМОЖНЫХ ПРЕПЯТСТВИЙ

Отсутствие гибкости. При ознакомлении с некоторыми предметами

или концепциями часто имеет место неизменное представление относительно

их функций. Это ограничивает ценность этих предметов. Например, канце-

лярская скрепка – это и дырокол, и звено цепочки, и хорошая отмычка.

Сила привычки. Имеется в виду использование прежнего образа мыш-

ления, прежних методов и приемов при решении новых проблем. Устано-

вившийся подход приводит к тому, что новые проблемы решаются по старо-

му, старыми методами.

Узкопрактический подход. Вместо всестороннего обдумывания про-

блемы, сразу переходят к фактам и тем самым берутся за ее непосредствен-

ное решение. Преждевременный упор на детали проблемы без рассмотрения

вариантов исключает всякую возможность творчества.

Чрезмерная специализация. Чрезмерная специализация, например,

образования, может настолько ограничить кругозор, что технические позна-

ния инженера в его понимании реального мира будут неглубокими. Это об-

стоятельство не способствует поиску идей, лежащих на стыке различных

дисциплин.

Влияние авторитетов. Часто инженеры и студенты находятся под

влиянием суждений и методов признанных авторитетов. Однако творческие

идеи не нуждаются в поддержке авторитетов. Такие идеи являются ориги-

нальными и возникают в результате самовыражения автора.

Боязнь критики. Чем сильнее творческие способности человека, тем

необычнее идеи рождаются у него в голове. Если конструктор постоянно ду-

мает о приемлемости его идей другими специалистами, то это может пода-

вить в нем творческое начало (есть выражение: любая идея имеет право на

жизнь).

4.4. Как убеждать в правильности своих идей

При обсуждении новой идеи сталкиваются не только с беспристраст-

ным мнением, но и с консерватизмом, боязнью перемен и перестраховкой.

Конструктор поэтому должен проявлять выдержку и стремиться к тому, что-

бы его идея вызвала интерес и была принята. Томас Эдисон однажды сказал:

«Общество никогда не бывает готовым к тому, чтобы принять какое-то изо-

бретение. Каждая новая вещь встречает сопротивление, и изобретателю тре-

буются годы, чтобы люди начали слушать его, и еще годы, чтобы внедрить

это изобретение».

При обсуждении идеи конструктор должен иметь ответ на любой из

вопросов типа:

- Сколько будет стоить изделие?

- Будет ли оно иметь спрос?

- Какие изменения вызовет реализация этой идеи?

- Соответствует ли изделие выпускаемому предприятием ассортимен-

ту товаров?

Не следует при обсуждении идеи показывать свое превосходство как

автору.

Чаще всего идеи получают одобрение позже, когда участники обсуж-

дения обдумают суть идеи. Время обладает свойством сглаживать и даже ос-

лаблять критику.

5. ДИЗАЙН. ОСНОВЫ ТЕОРИИ И МЕТОДОЛОГИИ

5.1. Специфика дизайна. Основные понятия и определения

Термин "дизайн" появился в нашей стране недавно. До этого проекти-

рование вещей называлось "художественным конструированием", а теория

создания вещей "технической эстетикой". В переводе с английского "ди-

зайн" означает – замысел - проект, чертеж, рисунок. Это слово породило и

производные понятия: "дизайнер" - художник-конструктор, "дизайн-форма" -

внешняя форма предмета и др. Дизайн – это различные виды проектиро-

вочной деятельности, имеющей целью формирование эстетических и

функциональных качеств предметной среды. Художественное конструи-

рование – дизайн в узком смысле – проектирование промышленных изде-

лий, обладающих эстетическими свойствами.

Обратите внимание на то, что в отличие от обычных видов искусства,

таких как живопись, эстетическая и выразительная составляющая дизайна

хоть и является неотъемлемой, но отнюдь не единственной, а в некоторых

случаях не самой важной составляющей. Например, если идет речь о дизайне

автомобиля, на первое место разработчиками ставится, прежде всего, функ-

циональность изделия, а отнюдь не эстетическая ценность дизайна. Ведь что

проку от супер стильного автомобиля, который не сможет сдвинуться с мес-

та? С другой стороны, если целью стоит разработка дизайна одежды, то пер-

вичным будет уже привлекательность, эстетичность изделия.

Ценность каждой вещи в двух началах - пользе и красоте. В каждом

предмете заложено техническое и эстетическое начало, всегда непостоянное

и исторически сменяемое. В конце 30-х годов дизайн стал проникать и в об-

ласть культурно-бытовых изделий: художники участвовали в проектирова-

нии первого советского дискового телефона, радиоприёмника, осветительной

аппаратуры, мебели. В отличие от сферы " чистой техники" дизайнерские

произведения в той или иной мере носят на себе следы влияния личности ху-

дожника.

В культуре ХХ века дизайн стал новым явлением, возникшим как реак-

ция на стихийное формирование визуальных и функциональных свойств

предметной сферы. Родившись в начале века, он прочно стал на ноги в его