Курс «Современный ТРИЗ». Модуль «Алгоритм решения инжиниринговых задач АРИнЗ»

Станислав Горобченко

Курс «Современный ТРИЗ». Модуль «Алгоритм решения инжиниринговых задач АРИнЗ»

Об авторе

Горобченко Станислав Львович долгие годы специализируется на промышленном маркетинге и имеет богатый опыт, как личных продаж, так и организации продаж и маркетинга.

Им написано более 150 статей, несколько книг и более 10 курсов по актуальным вопросам совершенствования промышленных продаж, использования методологии ТРИЗ для продаж и маркетинга, применения методик ТРИЗ к реальным продуктам и услугам в промышленном маркетинге и инжиниринге. Значительное внимание в его работах уделяется разработке и совершенствованию новых методов и приемов продаж, оценки рынка, вывода на рынок новых товаров, прогнозирования на основе теории решения изобретательских задач (ТРИЗ).

В представляемом модуле обобщены наработки автора по применению ТРИЗ для создания вопросников и анкет для решения маркетинговых задач. Модуль является продолжением модуля курса ТРИЗ в маркетинге и бизнесе.

Сегодня основная сфера интересов автора – исследование бизнеса, продажи промышленного оборудования и развитие практики и теории использования ТРИЗ для решения практических задач и консультирования промышленных предприятий, а также проведение курсов по ТРИЗ.

Узнать подробнее об авторе Вы можете на его странице в контакте ТРИЗ КРЕАТОР по ссылке:

https://vk.com/public156182121) или обратиться к автору напрямую по мейл [e-mail].

Введение

Несмотря на большое внимание, уделяемое разработчиками ТРИЗ решению изобретательских задач в целом, разработка методики, которая бы в большей степени отвечала решению определенных классов задач, таких как инжиниринговые задачи, в настоящее время отсутствует.

Мы попытаемся определить, какие методики, принятые в ТРИЗ, будут наиболее работоспособны при решении инжиниринговых задач, и попытаемся сформировать алгоритм, в наибольшей степени отвечающий решению этого класса задач.

Для этого мы уточним понятие "инжиниринг", поскольку, отталкиваясь от него, нам будет легче понять, какие практики могут быть применены, и дадут наибольшую эффективность. Далее на этой основе мы выделим методики, которые наиболее эффективны при решении подобного класса задач, проведем небольшой обзор существующих и используемых инженерных практик и дадим рекомендации, как использовать новый алгоритм.

1. Что такое инжиниринг? Наверху инженерных проблем

Совет американских инженеров по профессиональному развитию (American Engineers' Council for Professional Development – ECPD) дал следующее определение термину «инженерия»: «Творческое применение научных принципов для проектирования структур, машин, аппаратуры, производственных процессов, а также работа по использованию их отдельно или в комбинации; конструирование или управление тем же самым с полным знанием их дизайна; предсказание их поведения в определенных эксплуатационных режимах. Люди, которые постоянно и профессионально практикуют инженерию, называются инженерами».

Интернет-энциклопедия «Википедия» трактует «инжиниринг (от англ. engineering) как «инженерно-консультационные услуги исследовательского, проектно-конструкторского, расчетно-аналитического характера, в том числе: создание технико-экономических обоснований проектов, выработку рекомендаций в области организации производства и управления, то есть как комплекс коммерческих услуг по обеспечению процессов подготовки к производству и реализации продукции, по обслуживанию и эксплуатации промышленных, инфраструктурных и других объектов».

В сформированной Европейской экономической комиссией и принятой инженерным сообществом классификации выделяются несколько видов инжиниринга. Наиболее распространенные его виды – консультационный, строительный, технологический и комплексный инжиниринг. Последний включает в себя многие функции перечисленных видов: проектирование, поставку оборудования, руководство строительно-монтажными работами, сдачу промышленного объекта «под ключ». Инжиниринг также включает в себя предоставление рекомендаций относительно путей и приемов реализации продукции.

Таким образом, можно выделить основные виды инжиниринговых услуг:

Сам инжиниринг носит системный и проектный характер. В нем должны учитываться основные этапы проекта и выполняться работы по организации и сопровождению проекта. При разработке инжиниринговых проблем также можно выделить их основные этапы. К ним, как правило, относят:

1. определение потребности

2. исследования

3. разработку технологии

4. подбор оборудования

5. поставку и внедрение

Для целей нашей работы важно выделить пункты 1–3, где влияние творческой составляющей и соответствующее выделение класса задач, характерных именно для инжиниринга, наиболее выражено.

2. Инженерные практики. Тупики и прорывы

Тупики. Мозговой штурм

Не секрет, что до сих пор наиболее часто компании, чтобы решить вопросы инновационного развития и проработки инжиниринговых задач, используют мозговой штурм. Хотя давно признано, что такой метод дает множество достаточно бессмысленных идей и не направляет мышление инноватора сразу в сторону сильных решений, тем не менее, в свое время инновационные компании давали весьма значительные результаты, особенно, на фоне редкости патентов. В этом смысле патенты, закрывающие пространство возможных решений от конкурентов "патентным зонтиком", было особенно актуально. Так, известно, что лабораторией Эдисона за шесть с половиной лет работы было получено около 300 патентов, что составляло 1 патент за 8 дней. Еще более усовершенствованной была система Белла, сотрудники лаборатории которого получили с 1879 года по 1900 год свыше 3000 патентов, что составляло в среднем 1 патент за каждые два с половиной дня в течение 12 лет.

Другие способы, такие как тотальный синтез (AEG), морфологический ящик Цвики, метод контрольных вопросов, синектика, эмпатия и пр., в инжиниринговых компаниях практически не используются. Таким образом, метод мозгового штурма, являющийся, по сути, усиленным методом проб и ошибок, по-прежнему царствует в большинстве инжиниринговых компаний.

Простые инструменты активизации творческого мышления, по всей видимости, не дадут больших прорывов и в эпоху информатизации. Как и раньше, они остаются тупиковой ветвью развития творческого мышления.

Прорывы. ТРИЗ

С приходом ТРИЗ все изменилось. Впервые поиск инновационных решений был поставлен на научную почву с применением системного и диалектического подходов и развиваемых на их основе методик. Основные базовые положения классической ТРИЗ дали возможность инноваторам научиться формулировать проблемы через противоречия, представлять цели через понятие идеальности, использовать банки приемов и обобщенный опыт решения задач, учитывать закономерности развития технических систем.

В свою очередь начали выделяться разнообразные классы задач, под которые начал специализироваться ТРИЗ и различные алгоритмы, по аналогии с АРИЗ (Алгоритмом решения изобретательских задач). К разнообразным ветвям ТРИЗ стали относиться ТЭР (Теория эффективных решения), ОТСМ – ТРИЗ (Основы теории сильного мышления), ТРИЗ – ФСА, дерево эволюции технических решений, ТПАнализ и др.

Отдельное место в решении инженерных задач занял Алгоритм решения инженерных проблем Г. Иванова (АРИП). Его наиболее сильной стороной стала возможность решать инженерные проблемы, не применяя сложных алгоритмов, поиска и использования "далеких" ресурсов, доступ к которым на реальных промышленных предприятиях часто отсутствует.

Тем не менее, не появилось ни одной методики, учитывающей особенности решения именно инжиниринговых задач, которые не сводятся в чистом виде, ни к инженерным, ни к изобретательским.

Указанные трудности стали отправной точкой в разработке возможных вариантов алгоритма решения инжиниринговых задач. Мы поставили себе целью найти такие инструменты в ТРИЗ, которые были бы наиболее приближены к решению инжиниринговых задач, и разработать для них наиболее приемлемый алгоритм.

Схема существующих и предлагаемых методик, специализированных на решении инженерных проблем, представлена ниже на рис.1.1.

Рис. 1.1. Алгоритмы решения задач, специализированных на инженерных проблемах

3. Алгоритм решения инжиниринговых задач

Алгоритм решения инжиниринговых задач обобщает последовательность действий для обнаружения потребности, средств ее разрешения, выявления технических возможностей и постановки локальных задач. Алгоритм приводим ниже, рис.3.1.

Рис. 3.1. Алгоритм решения инжиниринговых задач (АРИнЗ)

Рассмотрим алгоритм подробнее. Алгоритм решения инжиниринговых задач, в связи с большой требовательностью к возможности коммерциализации готового инжинирингового продукта, обладает значительной чувствительностью к выполнению условий по цене, бюджету проекта и пр. Другой его стороной является также чувствительность к ограничениям инжиниринговой компании и ее способностям (возможностям) предложить, разработать или скомплектовать соответствующий инжиниринговый продукт.

Это также означает, что ключевые факторы успеха решения инжиниринговой задачи будут заключаться в том, что в них будут учитываться способности компании, ее ресурсы, нахождение зон максимальной прибыльности и правильное определение ИКР для компании. Должно проводиться такое же рассмотрение ИКР для клиента с целью оценки его состоятельности и возможности по выбранной главной функции также точно определить главные потребительские свойства разрабатываемого продукта. На этом этапе оценивается жизненный цикл продукта, компании и рынка (потребителя), для которого предназначен инжиниринговый продукт.

Получение двух ИКР и их согласование в достаточной мере будет гарантировать, что предложенный продукт впишется в ограничения, характерные для рынка по потребности, ее размаху, рынку, цене, условиям компании-покупателя и ее потребителей, конкурентоспособности и пр.

Согласованное с двух сторон ИКР создает условия для формирования противоречия как для компании, разрабатывающей инжиниринговый продукт, так и для компании-потребителя инжинирингового продукта.

Формирование противоречий, к которым могут относиться не только технические, но и маркетинговые (бизнес) противоречия, создают основу для формирования прообраза решения и нахождения принципиального решения.

После этого проверенная концепция решения переводится в фазу внедрения или "материализации", т.е. разработки принципиальных конструкторских решений, разработки чертежей и технической документации, разработки технических заданий для партнеров-участников проекта, выпуска тестовой партии, отработки технологии и пр. вплоть до выпуска конечного инжинирингового продукта.

Конечно же, не все виды задач можно отнести к тем, которые могут быть решены предложенным алгоритмом. Поэтому важно определить основные отличия от других алгоритмов, применяемых для решения инженерных задач (проблем), в частности от АРИЗ и АРИП.

Алгоритм решения инжиниринговой задачи будет заключаться в применении инструментов ТРИЗ на каждом этапе инжиниринга. Рассмотрим подробнее, какие инструменты решения задач могут быть применены на каждом из представленных выше этапов.

3.1. Определение потребности

В инжиниринговых задачах все начинается с определения потребности. Нужно очень тщательно выявить проблему, отделить ее от симптомов и сформулировать истинные потребности предприятия. Проблема должна быть проверена на состоятельность, в частности, для инжиниринговых задач характерно особенное внимание к финансовой состоятельности решения, наличию рынка и этапу его развития, соответствию законам развития потребностей и экономическим закономерностям, а также законам развития и предоставления услуг.

Многие неудачи во внедрении сильных решений были связаны с неучетом системных ограничений, накладываемых со стороны внешнего, как правило, делового окружения, элементами которого являются системы, представленные выше.

На этапе определения потребностей из массы направлений, мнений специалистов и руководителей, и различных их обоснований должна быть выявлена определенная системообразующая проблема, которую можно было бы решить средствами, ресурсами и способностями компании.

По результатам определения потребности должен быть проведен выбор проблемы.

3.2. Выбор проблемы

При выборе проблемы необходимо определить границы системы, понимая ее как триаду связей рынка, потребителя, компании и продукта. Это позволит лучше определить масштаб проблемы и проверить ее на возможность решения в ближайшей или дальней перспективе.

Инструментами, помогающими в выборе проблемы, являются:

1. Анализ проблемы в зависимости от ее жизненного цикла

2. Анализ проблемы по ЗРТС

3. АВИЗ (алгоритм выбора изобретательских задач)

4. Функционально-ориентированный поиск

5. Анализ эволюции системы "Рынок – потребитель – продукт" по системному оператору

6. Анализ по закону корректирующего действия надсистемы и потенциальных барьеров

7. Анализ проблемы по ФСА по вкладу решения проблемы в общее системное решение

8. Технико-экономические показатели

9. Анализ проблемы по влиянию на интересы ЗС (Заинтересованных Сторон)

10. Дерево эволюции и выбор следующего шага в развитии системы

11. КЭА (квантово-экономический анализ) Шнейдера и модель бизнес-куба Семеновой, развиваемой также в работе Горобченко С. Л. (см. Горобченко С. Л. Как найти своего дилера в России, журнал ТПА, №2, 2013).

По результатам этапа проблема уточняется и формируется ключевая задача.

3.3. Постановка ключевых задач

Постановка ключевых задач является одной из ответственных сторон в решении инжиниринговых задач. Для ее решения могут быть предложены следующие инструменты, используемые в ТРИЗ:

1. Определение основных потребительских свойств продукта на рынке.

2. Выявление физических параметров продуктов, определяющих их основные потребительские свойства.

3. Уточнение инновационной стратегии фирмы-клиента и стратегического направления продвижения продуктов на рынке.

Для выявления ключевых проблем используются:

3.1. Закономерности развития технических систем

3.2. Анализ развития системы по S-образной кривой

3.3. Бенчмаркинг и анализ лучших доступных технологий

3.4. Компонентно-структурный анализ

3.5. Функциональный анализ

3.6. Потоковый анализ

3.7. Причинно-следственный анализ

3.8. Закономерности развития потребностей

3.9. Закономерности развития предоставления услуг

3.10. Экономические законы и маркетинговые закономерности

Для постановки и решения ключевых задач используются:

4.1. Диагностический анализ

4.2. Функционально-идеальное моделирование

4.3. Функционально-ориентированный поиск

4.4. Перенос свойств

4.5. Вещественно-полевые ресурсы

4.6. Технические и физические противоречия, способы их разрешения

4.7. Стандарты на решение изобретательских задач

4.8. Классический алгоритм решения изобретательских задач

4.9. Бенчмаркинг

3.4. Формирование идеального решения проблемы (ИКР)

На этапе формирования идеального решения проблемы с учетом анализа по п. 3.1–3.3, выявления проблемы, оценки ее реальности и постановки ключевых задач проводится определение основных разрывов между ИКР и существующим положением дел в системе и этапами развития технической и бизнес-системы клиента, рынка и продукта. Как правило, они не сходятся. В результате этого возникает задача по согласованию между собой ИКР для клиента ("я полностью удовлетворяю свою единственную потребность"; "никаких хлопот и мне это ничего не стоит") и ИКР инжиниринговой компании (например, "я одним продуктом удовлетворяю максимальное количество потребностей клиентов, при этом это недостижимо для конкурентов, затраты на производство отсутствуют, прибыль максимальна").

3.5. Триада "ПРОДУКТ – КОМПАНИЯ – ПОТРЕБИТЕЛЬ (РЫНОК)"

Как мы знаем, и продукт, и компании, и потребители, и рынок в целом проходят через 4 основные стадии развития – зарождение, развитие, зрелость и старость. Каждый из этапов имеет свои закономерности развития и может быть определен по диагностической таблице, табл. 1.

Табл. 3.1. Диагностика рынка, компании и продукта (по О. М. Герасимову)

Рассмотрим сочетания "продукт – компания – рынок" подробнее.

1. Старый рынок и старый продукт

На начальном этапе не рекомендуется развитие нового продукта, необходимо использовать методики MPV.

На стадии активного развития продукта нужна защита своего рынка и своего продукта от конкурентов. Рекомендуются меры защиты – патент, повышение добавленной ценности (Value), меры по совершенствованию технологического процесса и снижению его затратности.

На этапе стабилизации развития решаются задачи по снижению затрат и развитию сервисных функций. Предлагаемые способы – повышение добавленной ценности продукта и снижение затрат на технологию, совершенствование технологии и перевод ее на серийное и массовое производство.

На этапе спада рекомендуется решать задачи по снижению затрат и развитию сервисных функций. Для этого применяются методики повышения или сохранения ценности продукта для оставшихся ниш.

2. Старый рынок и новый продукт

На начальном этапе используются существующие ресурсы и развиваются потребности к использованию и внедрению на рынок нового продукта. Требуется объединить новую техническую систему (продукт) с лидирующими системами. Рекомендуется отработать технологический процесс и по возможности, довести его до серийного производства. Одновременно требуется уточнять соответствие продукта рынку и возможности компании, т.е. верифицировать его, искать пути к добавлению ценности продукту (Value). На этапе активного развития продукта рекомендуется адаптировать имеющиеся инфраструктурные ресурсы к нуждам развивающейся системы и развивать ценность продукта (Value).

На этапе стабилизации продукта желательно находить способы смены принципа действия ТС или ее компонентов, разрешающую тормозящие развитие противоречия. Рекомендуется использовать методики нахождения добавленной ценности и прогнозирования развития системы.

3. Новый рынок и старый продукт

На начальном этапе стараются адаптировать продукт к новому рынку. Используется методика развития продукта в новых областях.

На этапе активного развития продукта требуется адаптировать продукт к новым видам применения. Используется методики решения задач по поиску применений продукта в новых областях.

На этапе стабилизации эффективны глубокое свертывание, объединение альтернативных систем. Используются методики прогнозирования и повышения добавленной стоимости продукта (Value).

На этапе спада ищутся локальные области, в которых система все еще будет конкурентоспособной. Для этого заново рассматривают качества продукта по методике MPV и используется методика поиска применимости продукта в новых областях.

4. Новый рынок и новый продукт

На начальном этапе развивают систему в области, где ее достоинства превосходят ее недостатки, используя методику поиска новых качеств продукта в новых областях.

На этапе активного развития продукта адаптируют продукт под новый рынок. Стремятся выйти на массовое производство. Используются методики повышения добавленной стоимости и прогнозирования.

На этапе стабилизации развития используют комбинирование инноваций (совершенствующие и радикальные). Основным подходом к решению задачи является прогнозирование и методика поиска качеств продукта в новых областях.

На этапе спада проводится поиск радикальных инноваций. Используются методики прогнозирования и поиска качеств продукта в новых областях.

Однако, в отличие от традиционного подхода, рассматривающего эти составляющие каждое само по себе, они активно взаимодействуют друг с другом. Подробности вы можете найти в работах С. Л. Горобченко, Л. Н. Семеновой, А. Шнейдера.

При формировании ИКР необходимо рассмотреть основные тенденции развития каждого из членов триады. Необходимо найти правильные сочетания между ними и обозначить роль каждого при их взаимодействии на каждом этапе.

Первый этап рынка

На первом этапе рынка возможна взаимосвязь только между первыми двумя уровнями компаний. Гаражная компания должна перерасти в инжиниринговую.

Рис. 3.2. «Продукт – рынок – компании», первый уровень рынка

Второй этап рынка

На втором этапе интерес к опробованным решениям возникает у больших компаний или могущественных дилеров. Если потребитель говорит «да», то без сомнения за заказы начинается борьба и привлекаются все новые «участники соревнований». Дилеры с широкими сетями будут интересоваться продвижением продукции и частично использовать решения.

Рис. 3.3. «Продукт – рынок – компании», второй уровень рынка

Третий этап рынка

Количество потребителей растет, а вместе с ними растет конкуренция, цены создают возможности для роста, стандартизируется продукт.

Рис. 3.4. «Продукт – рынок – компании», третий уровень рынка

Четвертый этап рынка

Больше нет новых потребителей. Все потребители старых решений ушли со старого рынка, переключившись на новый продукт. Продукт стандартизирован и кастомизирован. Бизнес введут в своем большинстве могучие компании третьего уровня или владельцы дилерских (дистрибьюторских) сетей.

Рис. 3.5. «Продукт – рынок – компании», четвертый уровень рынка

Пятый этап рынка

Рождаются новые рынки с новым продуктом. Потребители начинают уходить. Возникают ниши, в которых начинают работать или новые энтузиасты, или новые дочки гигантских глобальных компаний. Сети переходят на новые продукты, сохраняя свою монополию на канал распространения.

Рис. 3.6. «Продукт – рынок – компании», четвертый уровень рынка

Примерно так происходит движение всех элементов рынка и сопровождающих ее участников канала распространения.

Это также означает, что остальные состояния будут маловероятны, или будут существовать лишь в умах романтически настроенных менеджеров. Как только речь зайдет о финансовой отчетности, иллюзии быстро пойдут на убыль.

Рассмотрим пример.

Как следует из приведенного обзора, существует определенное сбалансированное сочетание между продуктами, компаниями и потребителями (рынками). При стремлении компаний к собственному ИКР или, говоря языком бизнеса – реализации собственных интересов, существуют некоторые уравновешивающие силы, создающие баланс на рынках. Успешные компании должны согласовать свои ИКР с таким целевым аттрактором. Только в этом случае продукту инжиниринговой компании удастся преодолеть большинство барьеров и быть успешным продуктом.

3. 6. Ресурсы в инжиниринговых задачах

Как можно было видеть, инжиниринговые задачи отличаются комплексностью и многоуровневостью. Решение ищется на уровне потребителей, рынка, компаний и продукта. Их окружает рыночная среда, включающая политические, экономические, технологические и социальные системы, сами потребности имеют структуру, например, по Маслоу, а инжиниринговые продукты в значительной степени отвечают требованиям развития технических систем.

В этом плане можно рассмотреть и поля сил, действующие на потребность, и законы, обуславливающие работу указанных систем. Так, известно, что новые банковские продукты, например лизинг оборудования, способен увеличить продажи и повысить надежность обслуживания арматуры, за счет снижения поставок "серой" арматуры, а специализация лизинга под встроенные устройства – такие, как трубопроводная арматура – способны, в свою очередь, расширить сферу применения лизинговых услуг. Такое взаимодействие банков и поставщиков трубопроводной арматуры способно придать новое качество продукту для потребителя и обеспечить рост его продаж.