Законы развития технических систем. ТРИЗ

3.

Закон повышения идеальности искусственных систем

С развитием системы увеличивается ее соответствие набору критериев идеальности. Критерии идеальности могут меняться со временем.

Этот закон отражает стремление учитывать и увеличивать полноту удовлетворенности потребителя использованием системы на каждой ступени ее улучшения. Он не указывает пути повышения уровня свойств системы на этапах ее создания и развития, а лишь определяет критерии для согласования позитивности результатов произведенных изменений в системе.

Цель совершенствования искусственных систем – все более полное удовлетворение имеющихся потребностей. Верно и наоборот: более полное удовлетворение потребности характеризует функциональное средство как более идеальное.

Повышение идеальности систем может происходить путем их развития, а также путем передачи их функций другим системам, если это имеет позитивный эффект.

Развитие систем в направлении повышения их идеальности характеризуют следующие их изменения:

• Улучшение существующего способа их функционирования.

Для этого увеличивают согласованность систем с требованиями объекта функции, надсистемы и окружающей среды, с интересами субъекта потребления и производителя, социума и биосферы, а также сокращают вред от использования систем.

Для этого стремятся максимально использовать имеющиеся ресурсы или изменяют надсистему, встречно повышая ее согласованность, еще для этого увеличивают глубину использования свойств элементов системы.

• Разработка способов достижения требуемого уровня реализации ценных дополнительных свойств системы или перенос известных.

Для этого создают и реализуют новые функциональные возможности системы.

• Увеличение экономичности системы*.

Для этого разрешают проблему за счет имеющихся ресурсов или сокращают количество потребляемых ресурсов.

Расширяют связи с надсистемой, что позволяет взаимно использовать и экономить ресурсы.

Увеличивают глубину использования свойств элементов системы.

Повышают универсальность систем. Универсальность систем растет, если расширяются их функциональные возможности и увеличивается диапазон их применения, что делает их пригодными для большего спектра задач.

* – известный критерий высокой идеальности «системы нет, а функция выполняется» – это экономический предел реализации функциональной системы.

В ТРИЗ часто трактуют идеальность, исходя из предельного сокращения расходов, а бесконечно высокий результат вычислений степени идеальности от этого сокращения демонстрируют с помощью формулы I=F/C или используют некоторые другие ее вариации. Никто не говорит, что дешево – это плохо, но еще говорят, что не в деньгах счастье.

Если у вас есть собственный автомобиль или велосипед, то отказаться от них и найти возможность перемещаться другим образом, вы вряд ли сочтете идеальным решением.

В этом случае формула верна в той части, что идеально продать велосипед, если он стал не нужен, и приобрести нужное, а возможности для перемещения останутся доступными (функционального средства нет, а функция перемещения доступна).

Еще идеальнее, если доступно воспользоваться более подходящими средствами для перемещения – иметь возможность приобрести новый велосипед или автомобиль.

Максимальное сокращение затрат – отличный критерий, который во многих случаях дает хорошие решения, и в каких-то случаях устремляет к идеалу.

К примеру, существуют прогнозы, что через несколько десятилетий почти исчезнет личный транспорт – шеринг-сервисы (SHAR – делиться, англ., обмен между людьми), эффективные общественные системы управления транспортом и его автоматическое обслуживание избавят людей от всех хлопот с уходом, хранением и ремонтом собственного авто. Такие же перспективы есть и у шеринг-сервиса жилья.

Главный конструктор танка Т-34 Михаил Кошкин говорил, что самая надежна деталь в танке та, которой в нем нет. При проектировании конструкторы всегда стараются упростить систему и, используя ресурсы более важных подсистем, избавиться от лишних деталей. Этот процесс называется свертыванием системы.

Идеальность системы отражают всесторонние объективные и субъективные оценки потребителя.

В соответствии с универсальной формулой эффективности системы может быть составлен перечень важных сторон ее устройства, технологии ее создания или особенностей приобретения, перечень экономических и функциональных критериев для оценки аспектов ее эксплуатации и вредных следствий использования.

Каждую их этих характеристик системы могут усилить или ослабить особенности субъективного потребительского восприятия.

Оценка идеальности системы начинается с выбора критериев. Выбранный набор критериев должен представлять собой комплекс, который позволит всесторонне взвесить ее качества.

Будем считать, что каждая из характеристик может иметь ранг важности, и что полная удовлетворенность потребителя реализацией каждой из характеристик суммарно указывает на 100% ее уровень.

Уровень удовлетворенности потребителя каждой из важных характеристик использования системы может быть отдельно оценен, а их сумма укажет на уровень удовлетворенности характеристиками системы.

Итак, для оценки идеальности системы, нужно:

составить перечень важных характеристик ее использования, опираясь на аргументы универсальной формулы эффективности;

ранжировать эти критерии путем попарного сравнения;

определить вес (значимость) каждой характеристики (это значение Vn в ниже приведенной формуле, следует учесть, что вес каждого следующего критерия в ранжированном списке должен быть ниже предыдущего) из расчета, что сумма весовых характеристик равна 100% (это значение Σ Vn в ниже приведенной формуле);

определить меру удовлетворенности уровнем реализации каждой из характеристик (это значение αn в ниже приведенной формуле);

рассчитать степень идеальности системы, опираясь на указанную ниже формулу.

Формула степени идеальности функционального средства3:

I = Σ αn Vn,

Где:

I – суммарная степень идеальности функционального средства, %;

Vn – важность удовлетворения энного требования из комплекса имеющихся, %

(Σ Vn = 100%);

αn – мера удовлетворенности способом реализации требования (безразмерный коэффициент),

0 ≤ αn ≤ 1 (αn = 0, если требование потребителя не удовлетворено; αn = 1, если потребитель полностью удовлетворен);

n – номер требования.

Пример.

Допустим, для работы требуется дрель. Составим набор критериев обычного потребителя для оценки идеальности пути разрешения подобной проблемы с помощью магазина инструментов, который конкурирует с другими ему подобными в «красном океане4».

Нужен инструмент с определенными техническими характеристиками, есть требования к его надежности, эргономичности, дизайну, а еще важно его наличие в ближайшем магазине и оптимальная стоимость.

Поэтому идеально, если доступно (находится поблизости и устраивает по цене) именно то, что нужно для работы: удобный и надежный инструмент, который еще и привлекательно выглядит. Каждая из этих характеристик может иметь допустимые отклонения – это значит, что недопустимые отклонения ведут к неидеальному решению проблемы.

Допустим, оцениваема дрель позволит полностью справиться с работой, но потребитель придает каждому из требований определенную значимость, и может оценивать, насколько он удовлетворен, что позволит рассчитать итоговый уровень восприятия.

Имея список важных критериев и сбалансированную таблицу их сравнения, можно найти варианты более полного удовлетворения потребителя и варианты увеличения прибыльности магазина.

Так, попарное сравнение характеристик идеальности позволяет графически построить кривую «безразличия», которая отражает, насколько улучшение одной из характеристик может позволить ухудшить другую при условии сохранения уровня удовлетворенности потребителя.

Например, насколько более удобное расположение магазина может позволить поднять в нем уровень цен при условии сохранения потока постоянных покупателей.

Аргументы этой таблицы учитывают и пригодность дрели для выполнения работы, и рациональность пути, который предваряет ее использование, и ее эксплуатационные характеристики, может учесть и вред, если мы сформулируем в чем он может проявиться.

Например, вред может характеризовать масса дрели или вид ее исполнения (аккумуляторная дрель / дрель со шнуром для ее питания от электрической сети).

Оценивая справедливость полученного результата расчетов, можно подтвердить: если в ближайшем магазине такая же дрель окажется чуть дороже, то привлекательность вариантов может быть одинаковой. Если другая дрель эргономичнее и немного дороже, то привлекательность обоих вариантов тоже может быть равна, но следует отметить, что для уровня проявления каждой из характеристик существует пороговое значение, опускаясь ниже которого вариант потеряет свой образ идеального.

Например, бытовая дрель имеет низкую надежность и малую допустимую продолжительность непрерывного использования. Она не годится для профессиональной работы.

Затратить на поиски нужной модели целый день или пытаться найти вариант подешевле неэффективно – рабочее время тоже стоит денег, и этот вариант в п.4 тоже можно оценить (объективно и субъективно).

Если дрель используется эпизодически, то идеально брать ее в прокат, сократив при этом стоимость приобретения, устранив затраты на ее хранение и ремонт.

На подобный путь взаимодействия с потребителем, успешно создав «голубой океан», перешел известный производитель качественного строительного электроинструмента Hilti, переориентировав сбыт с продажи на сервисное обслуживание.

В результате: не нужно искать в продаже нужный инструмент, не нужно покупать его, не нужно хранить, не нужно обслуживать, не нужно ремонтировать, его привезут, когда он понадобится, и сами потом увезут.

А еще – это отличный профессиональный инструмент.

Эффективность такого способа использования инструмента потребителем максимальна.

Путь к синтезу идеального инструмента.

Оставить в искусственной системе только важные потребительские функции, убрать все ненужные, добавить функции недостающие и важные для потребителя, предельно сократить расходы, повысив доступность такой системы – это путь специализации ТС, и это путь повышения ее эффективности.

Некоторые авторы способов конструирования социальных технологий такой путь изменения ТС называют «стратегией построения голубого океана качеств системы».5

Маловажные, или нужные не всем, функции могут быть предложены на условиях индивидуальной предпродажной комплектации системы. К примеру, так предлагают дополнительные опции автомобиля или компьютера, на этом же принципе построен и заказ компонентов пиццы.

Известный цирк Дю Солей (Цирк Солнца) построил свой бизнес на том, что:

• Убрал из программ дорогие номера с животными и перестал приглашать звезд цирка.

• Добавил оригинальные номера.

• Добавил режиссуру и единый театральный сценарий представления.

Таким образом – максимально сократил расходы, добавил оригинальность и театральность представления. В результате билеты в Дю Солей дороже, чем в обычный цирк (на уровне театральных), а представления интересней.

Бенчмаркинг – хорошо зарекомендовавшая себя практика сравнения вариантов исполнения своего продукта и продуктов конкурентов. Производя сравнение, эксперты сравнивают характеристики количественно.

Но наиболее важен выбор правильных критериев. Определить важные критерии позволяет тестирование на потребителях, опрос пользователей, а также интуиция и креативный подход разработчика. Стивен Джобс говорил, что бесполезно спрашивать клиентов о том, чего они хотят. Он говорил: «Чаще всего люди не понимают, что им на самом деле нужно, пока сам им этого не покажешь» – у человека обычно еще нет набора требований к новому функциональному средству, и может быть лишь некоторая неудовлетворенность имеющимся.

Не всегда неудовлетворенность и ее корневые проблемы очевидны, когда не с чем сравнить – некоторый вред от функционирования, недостаточная или плохо контролируемая деятельность может казаться нормальной. Поэтому разработчику еще потребуется выявить задачи, которые нудно разрешить на пути к полному удовлетворению потребителя, и оценить их важность – оценка степени идеальности должна учитывать все важные стороны использования функционального средства, которые потребитель рассматривает совместно.

Все функциональные средства, которые позволяют достичь цели, в какой-то степени идеальны, если не имеют неприемлемых характеристик.

Но для достижения цели каждое из них может требовать различных затрат, содержать в себе вред и иметь различный уровень соответствия функциональным требованиям. Расчет степени идеальности системы позволит выбрать наиболее эффективный уровень реализации каждой из ее характеристик, что сделает систему наиболее конкурентоспособной.

Критерии идеальности.

Критерии вытекают из определения идеальной системы, и из формул эффективности и идеальности.

1. Система пригодна удовлетворить потребность во всем разнообразии обстоятельств, для которых она предназначена.

Поэтому в одном случае от системы потребуется повышенный уровень согласованности ее свойств с условиями, в которых она будет использована, и узкая специализация ее возможностей, а в другом – определенный уровень ее универсальности. А в каких-то обстоятельствах может потребоваться соответствующий набор специальных инструментов.

2. Сценарий использования системы, набор ее функций и уровень их выполнения соответствуют актуальным требованиям к ним.

Идеальная ТС развивается, меняясь во времени, и за счет этого соответствует сегодняшнему уровню требований к ней.

3. Уровень выполнения главной функции ТС удовлетворяет потребителя.

Идеальна любая система, которая полностью удовлетворяет требованиям потребителя, а эффективность и привлекательность одних из них может быть выше, чем других.

4. Все дополнительные функции, которыми располагает система, важны для потребителя и представляют собой полноценный комплекс.

При составлении набора инструментов на каждом рабочем месте нужно учитывать все нюансы технологии, учесть вспомогательные операции, смежные технологические процессы, и действия в межоперационный период, иначе есть вероятность не достичь необходимого результата, или столкнуться с неудобствами.

Традиции или современный сценарий использования функциональных средств часто требует от них определенного комплекса свойств и функциональных возможностей. К примеру, складной зонтик, по сравнению с нескладывающимся, можно носить в сумке, мало места он занимает и в шкафу.

5. Уровень выполнения дополнительных функций удовлетворяет потребителя.

Уровень реализации всех функций идеальной ТС лежит в зоне комфорта, рациональности и достаточной согласованности. Вряд ли, к примеру, вы назовете идеальным для себя выбор одежды, которая вам не совсем подходит своим стилем, цветом или размером.

6. Использование ТС доступно, целесообразно, требует минимальных затрат на внедрение и поддержку (еще лучше – бесплатно).

То, что система идеальна, не означает, что она наиболее эффективна – она должна быть достаточно экономичной, но каждый из потребителей может быть по-своему рационален в своем выборе – для кого-то важнее действенность системы, а кто-то не готов экономить на себе – у каждого могут быть свои представления о целесообразности и эффективности.

7. Использование ТС безвредно или уровень создаваемого ею вреда допустим.

Человек, выбирая наиболее привлекательное, готов допустить некоторые неудобства и недостатки.

8. Использование ТС не сужает имеющиеся возможности.

Приоритет экономии средств – это путь к снижению уровня удовлетворения потребности. Идеально, как минимум, иметь более широкие возможности.

Итак, пригодность функционального средства отражает его способность удовлетворить одну из потребностей или их имеющийся набор говорит о достаточной действенности его свойств для цели применения.

Эффективность отражает размер полезности пригодного средства.

Идеальность же функционального средства учитывает важность определенного уровня полезности функций и требуемую их комплексность, которые в целом определяют удовлетворенность потребителя.

4.

Закон повышения согласованности

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что с ростом совместимости характеристик взаимодействующих частей искусственной системы между собой, ТС с надсистемой, с окружающей средой, с социумом и с субъектом потребления, а также и с критериями идеальности, растет эффективность использования технической системы и ее идеальность.

Цели различных видов согласования в общем виде описывает закон повышения идеальности искусственных систем. Этот закон требует соответствия системы ряду требований к ней и достаточной эффективности (не ниже удовлетворительного уровня). Низкоэффективная система плохо согласована с социальными задачами – имеет низкую доходность, что малопривлекательно и потому не идеально.

Применение универсальной формулы для расчета эффективности и формулы для оценки идеальности может носить демонстрационный характер, показывая взаимосвязь аргументов для того, чтобы описать и сопоставить все важные доводы, отличающие альтернативы, сделать выводы и осуществить выбор.

Можно и математически выразить эффективность и степень идеальности, имея заключения экспертов, соответствующие статистические данные или данные опросов целевых социальных групп.

В анализе следует учитывать и субъективные оценки, которые в маркетинге имеют не меньшее влияние, чем объективные. Для того чтобы оценить объективную и субъективную значимость вариантов исполнения функционального средства, оценки характеристик можно ранжировать методом парного сравнения и указать сравнительную степень весомости каждого аргумента.

Согласование формирующейся системы и последующих ее изменений происходит на всех уровнях структуры системы и надсистемы, а также в части связей этой структуры с окружающей средой, субъектом потребления и социумом.

Это следующие сферы согласований:

• Согласование структуры и взаимодействия элементов системы для обеспечения действенности рабочего органа.

• Согласование действенности рабочего органа системы с объектом функции.

• Согласование системы с надсистемой, в составе которой она предназначена функционировать.

• Согласование системы с окружающей средой, в которой ей предназначено работать.

• Согласование системы с требованиями субъекта потребления.

• Согласование системы со структурой и возможностями техносферы.

• Согласование системы с требованиями социума и биосферы.

Согласование структуры элементов системы и их взаимодействия.

Несогласованность проявится во время эксплуатации системы, если неудачно выбран ее принцип действия.

Многолезвийные ножницы для нарезания зелени требуют слишком большого усилия, а их близко расположенные друг к другу лезвия больше мнут, чем режут.

Физически гораздо легче, быстрее и аккуратнее работать многолезвийным ножом.

Человек участвует во многих технологических процессах в качестве подсистемы, что требует специфического согласования его физических и психических особенностей с процессами.

Периодическое изменение скорости конвейера снижает усталость рабочих, для повышения производительности труда требуется достаточная освещенность рабочего места, комфортный температурный режим, защита от сильных акустических воздействий, отсутствие в воздухе вредных веществ и хорошая вентиляция, необходимо соблюдение техники безопасности, необходимы и регулярные перерывы в работе.

Поэтому вытеснение человека из технологического процесса все чаще еще и согласуется с задачами снижения себестоимости производства и с задачами сокращения вреда, причиняемого производством здоровью человека…

Согласование свойств технической системы с надсистемой и окружающей средой.

Согласование места расположения магазина с типовыми маршрутами потенциальных клиентов.

Технологическое согласование в токарных работах состоит в том, что по размеру детали подбирается соответствующий станок, для каждого вида операций используют определенные специальные резцы, а в зависимости от материала детали и требуемого качества поверхности – режимы обработки.

В строительстве технологические операции и расчеты упрощает использование простых геометрических форм с хорошо изученными свойствами.

Использование симметричных форм – один из видов их согласования с симметричным воздействием сил или с воздействием симметричных противодействующих потоков (корпус корабля и самолета, оболочка артиллерийского снаряда), а еще симметричность формы часто упрощает процесс изготовления.

Проектируемый электроинструмент должен быть согласован с параметрами электросети, которую будет использовать.

Несогласованность проявится, если при проектировании системы неверно выбран алгоритм ее взаимодействия с надсистемой.

К примеру, автоматически захлопывающийся замок для входной двери упрощает и ускоряет ее запирание, но он не должен запирать закрытую сквозняком дверь, если не включен этот режим срабатывания.

В части согласованности ТС с окружающей средой следует учесть в каких условиях должны вестись работы. Например, работы могут производиться при низких температурах, во влажных помещениях, или во взрывоопасной среде.

Окружающая среда может негативно взаимодействовать с системой и с надсистемой, если при проектировании неправильно выбраны какие-то из параметров свойств элементов этой системы.

Тарелки с встроенными отдельными емкостями для продукта и его отходов – шелухи от семечек и орехов, фруктовых косточек, фантиков и т.п. – гораздо удобнее того, что мы обычно составляем из подручных средств и используем при просмотре телевизора.

Они должны бы сокращать вероятность рассыпания, но мелкое и пологое место для семечек и орехов не удержит их даже при незначительных ваших перемещениях на диване.

Согласование свойств ТС с субъектом потребления.

Производитель закладывает в свой продукт набор привлекательных для потребителя функциональных возможностей и назначает стоимость, уровень которой связан и с реализованным уровнем свойств, но каждый из потенциальных покупателей может видеть идеальность приобретения и использования этого функционального средства несколько иначе – на восприятие влияют его индивидуальные психологические особенности и условия, в которых он планирует это средство применить. Особенности самой проблемы и особенности восприятия зачастую имеют многосторонний характер, и это следует учесть производителю.

К примеру, миниатюрные наушники фирмы Beats, изготовленные из современных материалов, очень легкие, что создает иллюзию недостаточной качественности и непрочности. Поэтому в корпус наушников вставлен небольшой грузик. Берешь их в руки, и думаешь – «солидная вещь».

Известен случай, когда эффективное средство для устранения неприятного запаха плохо продавалось из-за того, что не имело собственного запаха – покупателям казалось, что оно слабовато. После того, как это учли и добавили ароматизатор, продажи резко возросли.

Вы не задумывались, почему почти все зубные пасты имеют привкус мяты? Есть множество других приятных привкусов и запахов, но мяту мы ассоциируем с чистотой и свежестью. Мятные они потому, что это работает – их с удовольствием покупают.