Нурали Латыпов - Инженерная эвристика

• Название: Инженерная эвристика
• Автор: Нурали Латыпов
• Жанр: Техническая литература

В книге представлены классические и новейшие — от эвристических до логических — методы активизации инженерно-технического мышления. Авторы демонстрируют междисциплинарный подход к решению изобретательских задач и тренингу интеллекта на основе универсальных языков. Последовательность в решении научно-технических проблем достигается методом выявления и разрешения противоречий. При этом формулировка проблемы в виде парадокса оказывается сильнейшим стимулом для развития творческой мысли.

Книга содержит более 170 вопросов и задач, на которых заинтересованный читатель может проверить качественный уровень собственного мышления, а в случае затруднений — обратиться к приводимым решениям и ответам. Многие из этих задач озвучены авторами в 2011–2012 гг. в ходе семинаров и тренингов в рамках проекта ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «Академия молодого инноватора», на интеллектуальных состязаниях молодых специалистов компании.

Рекомендуется инженерам, преподавателям и учащимся инженерно-технических и естественнонаучных специальностей вузов, инновационно ориентированным молодым специалистам производственного и исследовательского комплексов, а также всем читателям, заинтересованным в формировании у себя эффективного, продуктивного, действенного мышления, достижении нового интеллектуального уровня развития.

---

Нурали Латыпов, Сергей Ёлкин, Дмитрий Гаврилов Инженерная эвристика

Вступительная статья

Инженерное творчество — занятие в высшей степени интересное, поскольку именно здесь происходит синтез теории и практики, «дедукции» и «продукции». Инженер должен, с одной стороны, находить самые смелые и неожиданные для текущей практики решения, поскольку, следуй он в общей колее, работа такая не принесёт выгоды никому. С другой стороны, инженеру, в какой бы полёт фантазии он бы ни устремился, надо сверять свои координаты с жёсткими условиями технико-экономической реальности. Эта стыковка полёта мысли и земных ограничений делает инженерное дело одним из увлекательнейших занятий на свете. Практика может быть разнообразна по степени приземлённости.

Например, программист работает в мире, почти что полностью подконтрольном человеку, где всё создано усилиями людей. И каждый шаг может быть проанализирован.

А вот самолётостроитель должен приспособить своё детище к существованию в мире, где мало что можно предсказать, где условия бывают крайне сложными и тяжёлыми, и ничего, после всех испытаний, отыграть назад уже будет нельзя. В то же время он должен добиться в столь непредсказуемых условиях хорошо предсказуемого результата.

Но и программист, и самолётостроитель, в отличие от служителя муз, имеют возможность и обязаны сверять каждый шаг своего творчества с действительностью. Это долженствование кажется ограничением, хотя и мнимым. Написать хорошую программу сложнее, чем хорошую пьесу. Но с другой стороны, интересную пьесу сложнее создать, чем написать картину. Пьесу должны поставить и представлять на театральной сцене разные люди, а картину вы пишете вполне самостоятельно, и никому на уже написанное не повлиять.

Даже у людей искусства, впрочем, давно бытует фраза, что форма освобождает. Когда мы выбираем ту или иную художественную форму, можно уже больше заботиться о содержании. И вот такое же освобождение происходит в инженерии. Когда вы существуете в среде, сформировавшейся независимо от вас, это налагает множество ограничений, но ещё и позволяет опереться на уже имеющиеся силы и подходы в собственном творчестве.

Об инженерном творчестве написано и мало, и много. «Много», потому что есть — и по сей день актуальны — выдающиеся на этом поприще работы, назову здесь лишь две из самых замечательных.

Вспомню труд канадского специалиста Эдварда Крика «Введение в инженерное дело». В предисловии к первому русскому изданию монографии редактор (а это было время косыгинских реформ, 1970-й год) отмечал: «На множестве убедительных примеров автор доказывает… необходимость изучения и знания не только технических и технологических наук, но и дисциплин, на первый взгляд далёких от них. Любое знание пригодится инженеру в век кибернетики, ракетоплавания и бионики. Но особый упор делает Э. Крик на глубокое знание инженером экономики. Вся книга пронизана мыслью, что инженер, не умеющий сделать экономический расчёт себестоимости, составить смету затрат на проектирование и производство, вычислить эффективность разрабатываемой новинки и экономически обосновать один вариант из множества, — неполноценный инженер»[1].

Соглашаясь с такой оценкой, всё же не могу не подчеркнуть: инженер не является таковым по сути, если хотя бы не совершенствует сделанного до него. Прорывной в этом плане была отечественная разработка. В 1950-х годах Генрих Альтшуллер закладывает основы будущей ТРИЗ, Теории решения изобретательских задач, нацеленной на эффективный поиск новых инженерно-технических решений. Всё же сама инженерная (да и любая идея) предшествует стадиям конструирования и проектирования. Инженерные задачи подразделяются, в сущности, на две основные группы. Конструкторские — когда в рамках имеющихся физических ограничений находят оптимальные варианты в проектировании. И изобретательские — когда применяется новый принцип достижения решения, достигается новый вариант изделия, технологии, системы с обходом существующих ограничений. Двигателем изобретательской мысли в ТРИЗ выступает разрешение выявленного технического противоречия[2].

А «мало» об инженерном труде написано в том плане, что творчество «киношное», театральное, литературное и поэтическое как бы существуют, но технического творчества до определённого момента просто не признавали.

Знаменитый писатель и не менее выдающийся физик Чарлз Перси Сноу, анализируя западное общество ещё в середине 1950-х годов в работе «Две культуры и научная революция» отмечал усиливающуюся поляризацию между учёными и техническими специалистами с одной стороны, и гуманитариями — с другой: «Художественная интеллигенция, которая случайно, пользуясь тем, что никто этого вовремя не заметил, стала называть себя просто интеллигенцией, как будто никакой другой интеллигенции вообще не существует… Среди художественной интеллигенции сложилось твердое мнение, что ученые не представляют себе реальной жизни и поэтому им свойствен поверхностный оптимизм. Ученые со своей стороны считают, что художественная интеллигенция лишена дара провидения, что она проявляет странное равнодушие к участи человечества, что ей чуждо все, имеющее отношение к разуму. Поляризация культуры — очевидная потеря для всех нас. Для нас как народа и для нашего современного общества. Это практическая, моральная и творческая потеря»[3].

Кстати, уже тогда Сноу обнаружил и ростки нового, назревающего кризиса, теперь уже в своей научно-технической среде, собственно «разбегание» науки и техники:

«У тех, кто работает в области чистой науки, сложилось совершенно превратное мнение об инженерах и техниках. Им кажется, что все связанное с практическим использованием науки совершенно неинтересно. Они не в состоянии представить себе, что многие инженерные задачи по четкости и строгости не уступают тем, над которыми работают они сами, а решение этих задач часто настолько изящно, что может удовлетворить самого взыскательного ученого…»[4]

В истории культуры есть масса примеров, когда художественная, естественнонаучная и техническая культуры представляют однородный сплав. И этот сплав, как правило, имеет своё громкое имя.

Например, в 1842 году вышла примечательная статья великого Гектора Берлиоза, в которой он так характеризовал молодого изобретателя музыкальных инструментов Антуана-Жозефа Сакса:

«Это человек проникновенного, цепкого, светлого ума, настойчивый и твердый в любом испытании. Он одновременно математик, акустик, чеканщик, литейщик и токарь. Он умеет, и думать, и делать — выдумывает и сам же выполняет».

Почему я обратил внимание на это высказывание? Из уст композитора прозвучала хвала искусству инженерному! Хотя создатель саксофона, проникавший с юных лет в саму природу музыкальных духовых инструментов, был и сам блестящим исполнителем. Его детище вот уже как сто семьдесят лет непременный участник оркестров — саксофон, изобретённый на перекрёстке творчества гуманитарного и технического, давно стал классикой.

Но такая похвала звучит всё реже и реже, слово «культура» в вездесущих СМИ предполагает сейчас что угодно, кроме технической, технологической культуры. Искусство — вот это культура. А мы, инженеры, кто тогда, спрашивается?!

Если наука и провозглашалась когда-либо сектором культуры в узком кругу, то про культуру инженерную как-то принято не упоминать. Давно я не слышал такого словосочетания! А между тем, возвращаясь к музыке, она часть общечеловеческого достояния, но ведь надо же было изобрести и сами инструменты, её порождающие, и отработать саму технологию изготовления таковых. Трудно художественное от инженерного отделить! Невозможно.

Ещё тревожнее тот печальный факт, что и сами инженеры склонны иногда отказываться от собственного права на «творческое начало»! Если согласиться с наблюдениями одного из видных мировых экспертов в сфере развития творческого мышления, доктора Эдварда де Боно, в большинстве своём те, кого называют «технарями» — цитирую — «…склонны верить в то, что творчество хорошо для рекламщиков, создателей упаковки, дизайнеров, специалистов в области маркетинга, но оно вовсе необязательно там, где всем управляют строгие числа и законы физики.

Но, как только они смогли увидеть логику творчества как способ поведения шаблонных систем, их отношение немедленно изменилось. Это очень важный момент, потому что множество людей признают ценность новых нестандартных идей, но оказываются неготовыми принять необходимость творчества, если эта необходимость остается на уровне лозунга.

А стоит им увидеть действительную логическую необходимость в творчестве, объясненную с помощью логики, — отношение радикально меняется. Понимание логики творчества само по себе не сделает вас творческой личностью. Но оно способно убедить в необходимости творчества и позволяет понять принцип действия определенных приемов нестандартного мышления и то, почему на первый взгляд алогичные приемы на самом деле абсолютно логичны в рамках логики шаблонных систем. И, наконец, понимание логики творчества мотивирует личность к действиям в этом направлении.