Выпуск новых изделий как гарантия процветания фирмы
Содержание
Введение
1 Новые изделия и
положения фирмы
.1 Новые изделия
.2 Оценка новой продукции
.3 Создание опытного
образца
Творческий процесс
.1 Творчество
.2 Правление творческим
воображением
.3 Формирование идей
.4 Наглядное представление
заданной функции
.5 Матрица идей
.6 Метод мозгового штурма
3 Творческий процесс
4
Инженерное
проектирование
4.1 Научный метод
4.2 Процесс проектирования
Заключение
Список использованных
источников
Введение
История техники изобилует очерками о
людях, практический гений
которых
в какой-то степени обусловил появление современных
технических
достижений.
Инженерное проектирование можно
рассматривать
как науку. Под наукой обычно подразумевают
обобщенные
и
систематизированные знания. Научный метод дает решение проблемы, а
при
его повторном применении получают сравнимые результаты. Это утверждение
справедливо
и для инженерного проектирования как науки. Если инженер строго соблюдает
последовательность этапов,
он каждый раз будет создавать удачные
изделия. Ценность
этих изделий повышается по мере приобретения
опыта,
подобно тому как компетентность в традиционных
дисциплинах
растет по мере накопления знаний.
Инженерное
проектирование,
представляет собой применение ряда фундаментальных
принципов
и соотношений, составляющих творческий процесс и процесс проектирования. Для
более полной реализации возможностей инженерного проектирования особое
внимание
необходимо уделять отдельным этапам и их взаимосвязи.
Инженерное проектирование отличается
от естественных наук тем, что в процессе проектирования
основное
внимание
обращается на изучение
подходов
и методов, дающих
надежды на получение плодотворных результатов.
1. Новые изделия и положения фирмы
.1 Новые изделия
Все промышленные предприятия,
ориентирующиеся на получение прибыли, в той или иной степени связаны с выпуском
продукции (изделия, услуги и т. д.), от сбыта которой зависит существование и
развитие фирмы. Способности, талант и внимание руководителей, инженеров,
технологов,
работников службы технического контроля, специалистов но рекламе и сбыту,
торговых работников и обслуживающего персонала направлены на то, чтобы
выпускаемая продукция давала прибыль и, следовательно, обеспечивала доход
акционерам.
Однако рано или поздно каждое изделие
вытесняется другим или вследствие конкуренции
снимается
с производства, так как оно
перестает приносить прибыль.
Мощными факторами,
вызывающими замену одного вида продукции другим, являются совершенствование
технологии
и мода. Вспомним о ящиках со льдом, устройстве для приготовления мороженого в
домашних условиях, патефоне
со скоростью вращения диска 78 об/мин, паровозе
и
пропеллере самолета. Даже обычная копировальная бумага заменяется новой
бумагой, которая не пачкает рук. Все
это лишь
немногие вещи, которые уже заменены
или могут
быть заменены другими - лучшими, более удобными или более привлекательными.
Изделия, которые несколько лет назад были совершенно неизвестны, сегодня
представляют прибыльные отрасли промышленности, например множительные аппараты
«Ксерокс», фотоаппараты «Поляроид», лазеры, спутники «Телстар», шариковые
ручки.
Любая отрасль промышленности, если
она не развивается, не совершенствуется, оказывается нежизнеспособной
в
современном мире. На
протяжении всей истории развитие производства
связано главным образом с созданием новых видов
продукции. Наглядным примером могут служить
фирмы
«Форд», «Дженерал моторе», «Истман кодак», «Дюпон» и «Америкен
телефон энд
телеграф компани». Поиск и
разработка идей для создания новых видов продукции
приобрели
в последние годы большое значение. В будущем,
по мере
усиления конкуренции, появлении все новых и
новых видов продукции срок пользования существующими изделиями будет постоянно
сокращаться.
Новые виды продукции характеризуются
типичной кривой цикла жизни, изображенной на фиг. 1.1. Сбыт продукта (любого
товара) после его появления быстро увеличивается (участок А), достигает
максимума (/?), когда рынок насыщается, а затем сбыт начинает сокращаться. Хотя
формы кривой сбыта и кривой прибыли аналогичны, они не совпадают по фазе, так
как уменьшение прибыли (от точки А) наблюдается раньше, чем происходит
сокращение сбыта. Это объясняется тем, что максимальный
размер
прибыли (точка А) соответствует точке максимального наклона кривой сбыта. Как
только прирост сбыта начинает уменьшаться, можно ожидать уменьшения прибыли.
До сих пор стратегия рынка строилась на основе кривой сбыта, хотя очевидно, что
стратегию производства лучше
строить на основе кривой прибыли, так как в этом
случае
можно составить долгосрочный прогноз. Однако во
многих
фирмах отсутствуют графики прибыли, построенные вплоть до периода убывания
сбыта. Применение вычислительных машин способствует улучшению организации
решения
подобных задач. Появление новых изделий (как
результат
изменения модели) для разных отраслей промышленности носит различный характер.
На графике рисунке 1 лишь
подчеркивается необходимость постепенного ввода
изделий на рынок. Как правило, цикл жизни изделий широкого потребления короче,
чем цикл жизни изделий тяжелой промышленности.
В настоящее время
периодический выпуск новых изделий как гарантия процветания фирмы является
общепризнанным. Поэтому требуется активный поиск новых идей.
Рисунок 1- Типичный цикл жизни новых изделий
выпуск продукция мозговой штурм
Статистика показывает, что для
создания одного изделия, пользующегося
большим спросом и способного приносить прибыль,
необходимо иметь 55-60 хороших идей, которые можно получить как внутри фирмы,
так и от внешних источников. К внутренним источникам идей относятся:
1)
совершенствование
существующих изделий;
2)
выпуск
побочной продукции (например, фирма, изготавливающая лодки, начинает выпускать
подвесные моторы, якоря или вспомогательное оборудование);
3)
организованное
творчество в группах конструкторов и разработчиков;
4)
система
поощрения идей и предложений, исходящих от
торговых работников,
производственников,
лаборантов, работников
службы доставки, секретарей и среднего руководящего персонала.
К источникам идей, внешних по
отношению к фирме, относятся:
1) изучение возможностей и
последствий конкуренции;
2) деятельность и новая
продукция фирм вне сферы действия
рынка сбыта;
3) идеи от существующих и
потенциальных клиентов;
4) перечни изобретений и заявок
на патенты;
) консультанты по поиску
патентной информации;
6) консультации научных
работников и инженеров;
7) университеты и частные
лаборатории;
8) технические, экономические и
другие специальные книги
и журналы;
) собрания профессиональных
обществ и торговых ассоциаций;
10) правительственные
консультационные организции.
1.2 Оценка новой продукции
Когда фирма приступает к разработке
полого изделия, существует лишь один шанс из пяти получить прибыль. Готовясь к
выпуску продукции, фирма выясняет, какие клиенты, конкуренты, поставщики,
оборудование, рабочая сила
и социально-экономические условия и в совокупности определяют возможности
успеха. Единственной гарантией успеха является четкое определение и глубокое
понимание задач фирмы на период от двух до пяти или до десяти лет.
Кроме
того, необходимо правильно распределить ответственность между разработчиками
нового изделия, инженерами, специалистами по организации сбыта продукции и
работниками
торговли, которые находятся в курсе всех мероприятий,
проводимых фирмой.
Процесс появления нового изделия
можно разбить на ряд контролируемых этапов (рисунок
2).
1 Поиск новых идей
Получение идей для создания новых
изделий от внутренних и
внешних источников.
Отбор идей
Рисунок 2-
Этапы
создания нового изделия
Отсеивание идей, явно не
соответствующих целям и возможностям фирмы. Эту работу выполняют руководите- ли
фирмы, поскольку только они имеют наиболее полное представление о целях и
задачах фирмы.
Анализ возможностей производства и
сбыта
Переход от идеи к конкретным
рекомендациям, включая разработку первоначальной
программы создания
изделия. Программа предусматривает проверку создаваемого
изделия
на конкурентоспособность
и оценку возможностей сбыта,
определение
потребностей
производства, каналов распределения
продукции, типа потребителей основного
и вспомогательного
оборудования, необходимого для создания изделия, и финансовых
затрат, необходимых для окончательной отработки изделия.
Разработка изделия
Конструирование и проверка на всех
этапах: от идеи, представленной па бумаге, до получения готовой продукции. Точно
определяются размер, форма, вес и назначение изделия, методы обработки,
материалы, способ изготовления, рабочие характеристики, патентоспособность,
технологическая оснастка,
производственные затраты и порядок обслуживания.
Руководители предпочитают называют,
эту стадию
научно-исследовательской и опытно-конструкторской
работой. К сожалению, научные
исследования составляют относительно небольшую часть программы разработки повой
продукции, так как результатом научных
исследований обычно
являются знания, а результатом разработки - продукция.
5 Опытная продукция
Относительно небольшое
число изделий, изготовленных на
производственной линии для испытания прочности зажимных приспособлений,
крепления и т.п.; проверка
квалификации персонала; определение
времени, затрачиваемого на
изготовление изделия; контроль
качества и технический осмотр; оценка стоимости.
6 Проверка состояния
рынка
На данном
этапе выбирается определенный участок рынка
сбыта, на который па стадии опытного производства направляется создаваемая продукция.
Специалиста по сбыту
интересует реакция покупателей, отношение оптовых торговцев, спрос на
изделие, конкурентоспособность по
отношению к аналогичным изделиям и круг покупателей. Эти коммерческие
эксперименты необходимо проводить до принятия решений об организации массового
производства.
.3 Создание
опытного образца
Превращение идеи и
новое изделие, которое имеет успех и удовлетворяет необходимым критериям,
связанным с его производством и сбытом, обладает высоким качеством при
минимальных затратах на производство и своевременно поставляется потребителю,
зависит от таланта и
творческих способностей инженерного
персонала. Временные и денежные затраты на проектирование и разработку нового
изделия прямо пропорциональны техническому содержанию идеи и степени применения
известных материалов и технологических процессов.
Рисунок 3 - Проверка инженерной деятельности
Разработка изделия
представляет собой первый этап в процессе создания нового изделия и находится
полностью в компетенции инженерного
персонала. За ним следует разработка технологического
процесса (рисунок 3).
Разработка изделия состоит из проектирования, анализа и испытаний.
Проектирование, по-видимому, - наиболее
ответственный этап, поскольку здесь определяются физическая
форма
и технические характеристики изделия и проверяется осуществимость самой идеи.
Но многих
фирмах программы создания
новых изделий терпят неудачу,
потому что в целях экономии
на
этапе проектирования решения
о конструкции изделий
принимают чертежники на основе устных
указаний
инженеров или эскизов на клочках бумаги. Для успеха программы работы на данном
этапе необходимо поручать квалифицированным инженерам-конструкторам, которые
должны знать и понимать
(а на
мелких предприятиях и
выполнять)
обязанности
проектировщика и
художника-конструктора, исследователя технических
решений, чертежника, изготовителя макетов, инжепера-испытателя,
экономиста-калькулятора,
специалиста по материалам и инженера-технолога. Инженер-конструктор
должен
поддерживать тесные деловые взаимоотношения с
производственным
персоналом, агентами по закупкам, службами контроля качества, сбыта, перевозок,
персоналом, осуществляющим техническое обслуживание изделия, покупателями и
вкладчиками капитала. От каждого из них
зависит, будет ли разработка изделия успешной или нет.
Вторая стадия создания изделия -
разработка технологического процесса - состоит из трех этапов: изготовление
изделия, движение материалов и управление предприятия.
Инженер-технолог, консультируясь с конструктором,
разрабатывает
технологию изготовления изделия и контроля его качества, а также выбирает
станки, оборудование и аппаратуру,
необходимые для того, чтобы изделие удовлетворяло техническим условиям и
требованиям рынка. Движение материалов включает такие операции, как закупка,
получение
и обработка всех материалов, идущих на
изготовление изделия, а также хранение и перевозка готовой
продукции.
Одним из наиболее трудно поддающихся прогнозированию видов деятельности
является управление предприятием,
поскольку оно связано с отбором, профессиональной подготовкой и распределением
кадров, контролем за рабочей силой, материалами и оборудованием.
Контроль за движением материалов и
управление пред- приятием при создании нового изделия обычно
осуществляет руководитель производства (product
manager). Разработка
технологического
процесса должна быть увязана с
разработкой и проектированием изделия; это обеспечит
экономию
времени и средств
и приведет к совершенствованию существующих изделий, а также позволит получить
представление
о том, какого рода новые изделия удовлетворяют современным требованиям с точки
зрения сбыта.
2 Творческий процесс
.1 Творчество
Творчество можно определить как
успешный полет мысли за пределы известного. Оно
дополняет
знания, способствуя созданию
вещей, которые не
были известны ранее. Творчески сконструированные технические устройства часто
бывают построены из известных
элементов или основаны
па известных принципах, сочетаемых каким-либо
новым,
оригинальным способом. Инженерное творчество
ближе
к изобретательству, чем к научному исследованию.
Творческой
личности присущи огромная любознательность
и
стремление создать что-то необычное, уделяя при этом
внимание
не традиционным, а оригинальным решениям. Человек
с творческой жилкой непрерывно изучает потребности общества в повой
промышленной продукции и убежден, что стоящая перед ним задача всегда имеет
оригинальное решение.
Наилучшей почвой для рождения
творческих идеи является личный опыт. Личный опыт ценен потому, что он всегда с
вамп и при необходимости им легко воспользоваться. Подготовку, полученную па
основе личного опыта, можно назвать активной. Пассивную подготовку дает
косвенный опыт, например чтение, слушание лекций
или размышление. Таким
образом, человек с творческими наклонностями затрачивает много времени на
приобретение личного
опыта, для чего он наблюдает, копается в различных механизмах и изучает работу
многочисленных современных изделий. Такой человек всегда знают
потребности общества в устройствах и приспособлениях, которые
экономят
время, облегчают труд и создают комфорт.
Творчество требует внутренней
дисциплины. Если человек берется за решение завладевшей им трудной проблемы и
не оставляет ее до тех пор, пока не
будет получено решение,
то он обладает качествами, необходимыми для
творческой
деятельности. Творческие люди, как правило, необычны,
они глубоко верят в своп возможности и предпочитают работать в одиночку.
.2 Управление творческим воображением
Творческие открытия
чаще всего делают люди, способные давать волю своему воображению, но умеющие
своевременно вернуть его на землю. В фирме «Алюминум компани» родился новый
термин управление творческим воображением (imagineering)
удачно
определяющий этот процесс. Творческое воображение можно заставить работать,
только сбросив оковы традиционности, выработав иммунитет против критики типа
«это не будет работать» и приняв вызов достичь «невозможного». Существующими
методами никогда не удастся получить удачных решений трудных, неупорядоченных,
нерешенных проблем, порожденных нашим окружением. Обычно решения, получаемые с
помощью имеющихся технических средств, являются лишь временными и часто служат
источником новых проблем. Это скоростные автомагистрали, загрязнение воздуха,
которое является побочным продуктом индустриализации общества, и безработица
как следствие автоматизации. При управлении творческим воображением мы. даем
нашему воображению возможность найти выход из возникшего тупика, а затем
возвращаем нашу мысль к реальной действительности. Этим методом можно отыскать долгосрочные
решения многих существующих в настоящее время проблем, в том числе таких, как
бедность, трущобы, расовая сегрегация, автоматизация, ограниченность ресурсов,
загрязнение окружающей среды, транспортные проблемы, проблемы образования и
урбанизация.
2.3 Формирование
идей
Почти любую творческую идею выделяют
из большого числа менее значительных идей. Если рассматривается достаточно
большое число альтернатив, то вероятность отыскания действительно творческого
решения возрастает. Процесс, посредством которого это достигается, называется
формированием идей (ideation).
Для
отыскания действительно полезных вариантов решения задачи требуется
тщательность, творческое воображение и внутренняя дисциплина. Одним из способов
формирования идей является метод ассоциаций. Ассоциация, или связь идей, - это
явление, состоящее в том, что человек, наблюдая, слушая, пробуя на вкус или
осязая нечто, доступное ему в данный момент, одновременно представляет себе
что-то другое, сходное с непосредственно воспринимаемым. Связь идей может дать
наибольший эффект в том случае, когда творческое воображение может обращаться к
другим идеям и одна идея возникает на основе другой.
Проверено, что человек, способный
предложить большое число идей за единицу времени, имеет больше шансов выдать
действительно ценные идеи. Умение высказывать новые идеи требует постоянной
практики и может совершенствоваться путем познания природы, окружающих
предметов и повседневных событий. Обдумывание вариантов решения задачи наиболее
продуктивно тогда, когда человек выполняет работу, не требующую умственного
напряжения, например косит траву, красит, моет окна, ожидает автобуса или
приема у врача. Действительно, в процессе обдумывания идей часто можно
выполнять работу такого рода. Если в голову приходит идея, которая
действительно является оригинальной или представляется ценной, то ее необходимо
как можно быстрее записать, ибо она может быть забыта, как только человек
начнет размышлять над чем-нибудь другим.
При более строгом подходе к
формированию идей необходимо, чтобы характеристики проблемы анализировались на
основе следующих критериев.
2.4 Наглядное
представление заданной функции
Стимулированию творческих решений
при проектировании может способствовать соответствующая постановка задачи.
Очень часто инженеры тратят время на решение неверно сформулированных или
малозначительных проблем. Метод наглядного представления заданной функции (functional
visualization), разработанный
старшим консультантом по экономическим вопросам фирмы «Харбридж хаус» Тейлором,
служит переходным звеном между постановкой задачи и ее решением и способствует
соответствующему настроению мыслей и расширению информационной основы
творчества.
Основная цель наглядного
представления состоит в такой постановке задачи, при которой особое внимание
уделяется назначению проекта и обеспечивается постепенный и обдуманный переход
от заданной функции к концепции, которая наилучшим образом отвечает
поставленным требованиям.
Рассмотрим в качестве примера
типичную постановку задачи, заключающейся в разработке новой газонокосилки.
Естественно, что, пытаясь придумать новую конструкцию, конструктор должен иметь
наглядное
представление о существующих двух- или четырехколесных ротационных
газонокосилках. Возможно, что, вместо того чтобы изобретать что-то новое, он
примет решение усовершенствовать существующую газонокосилку.
Постановка той же задачи, но с
упором на заданную функцию, будет выглядеть так: разработать метод или
устройство для подрезки травы. В данном случае разработчик автоматически станет
думать о том, как осуществить заданную функцию, в то время как необходимое для
этого оборудование отодвинется на второй план. Оборудование в этом случае
следует рассматривать как средство реализации заданной функции.
Другим примером может служить
следующее задание конструктору: разработать новый ключ для открывания
консервных банок. Используя метод наглядного представления заданной функции,
эту проблему можно сформулировать следующим образом: разработать метод
извлечения содержимого из консервной банки.
В целом метод наглядного
представления предполагает изображение заданной функции, изобретение способов
осуществления этой функции и создание на их основе соответствующего устройства.
.5 Матрица идей
Более сложный метод генерирования
идей заключается в морфологическом (т. е. относящемся к форме или структуре)
анализе независимых переменных, связанных с решаемой проблемой или поставленной
задачей. Для каждой из этих переменных рассматриваются различные параметры,
типы систем, свойства или методы и в совокупности эти характеристики образуют
таблицу, или матрицу.
Различные сочетания указанных
характеристик рождают альтернативные идеи или рекомендуемые решения
поставленной задачи. Таким образом, число возможных комбинаций здесь больше,
чем в случае генерирования идей методом свободных ассоциаций.
Рисунок 2.5.1- Типичная диаграмма идей
Для сформулированной выше задачи
поиска идеи создания новой транспортной системы на рисунке
2.5.1 показано 30 различных идей, полученных для
механической системы наземного транспорта при рассмотрении двух переменных:
типа системы и источника энергии. Если эту же задачу исследовать с добавлением
третьей переменной - источника финансирования (что очень важно), то матрица
становится трехмерной и имеет вид параллелепипеда, составленного из кубов
малого размера, число которых зависит от числа переменных. В нашем случае
получено 150 возможных комбинаций, образующих такое же число различных идей.
Многие идеи явно неприемлемы и их сразу же необходимо отбросить, но в
распоряжении конструктора все же остается большое число идей, которые при ином
подходе могли бы остаться незамеченными.
.6 Метод мозгового штурма
Мозговой штурм представляет собой
метод получения новых идей путем творческого сотрудничества отдельных членов
организованной группы. Образование термина связано с тем, что группа как единый
мозг штурмует творческие решения рассматриваемых проблем. Это необходимо делать
энергично, причем все члены группы должны сосредоточивать свое внимание на
одном и том же вопросе. Этот метод изобрел в 1939 г. Осборн, заместитель
ректора университета в г. Буффало и основатель Института творческих методов
обучения.
В Соединенных Штатах было проведено
большое число сеансов мозгового штурма в самых различных областях, и почти все
они оказались успешными с точки зрения полученных идей. Ведущие фирмы и
общественные организации считают этот метод полезным. Такие сеансы устраиваются
в фирмах «Дженерал моторе», «Дженерал электрик» и «Вестингауз», федеральных
организациях, органах управления штатов и городов, вооруженных силах и учебных
заведениях. Если сеанс мозгового штурма оказывается безуспешным или
заканчивается хаосом, то неудачу следует полностью отнести на счет его
руководителя. Ни при каких обстоятельствах руководитель не должен подчеркивать
свою осведомленность в рассматриваемом вопросе или пытаться подчинить группу
своей воле, поскольку это может привести к плачевному результату: мало кто
отважится выступать. Очень важно, чтобы руководитель умел подавлять любую
критику, которая может возникать в процессе работы в форме таких замечаний:
«Это не будет работать», «Это уже продавалось», «Этого никто не купит», «Где ты
слышал, чтобы так делали?» Руководитель должен с самого начала потребовать,
чтобы идеи, высказываемые во время сеанса, обсуждались не сразу.
Сеанс, проводимый в непринужденной
обстановке, когда все участники свободно высказывают идеи по обсуждаемой
проблеме, а руководитель выступает в роли арбитра и иногда побуждает членов
группы к высказыванию идей, обычно является полезным и плодотворным.
Мозговой штурм - это не упражнения в
высказывании нелепостей, а целенаправленная работа группы, стремящейся найти
новые творческие идеи. Каждый член группы должен сосредоточить свое внимание на
решаемой задаче и не увлекаться рассуждениями или высказыванием критических
мнений. Наилучшие результаты получают тогда, когда группа в составе пяти-десяти
человек работает не более часа. Если руководитель считает, что число участников
больше оптимального, то он может составить из них две конкурирующие группы и
посмотреть, кто из них получит большее число идей. Для проведения сеанса
мозгового штурма необходим руководитель или арбитр и стенографистка ( или
магнитофон), а один из выделенных членов группы должен первым предлагать идеи
для затравки. В некоторых случаях руководитель может сам выступать в этой роли.
Метод основан на том, что одна высказываемая идея базируется на другой,
комбинируется с ней и порождает следующую, в результате чего возникает поток
идей. Члены группы должны высказывать свои идеи абсолютно свободно. Идеи,
высказанные во время сеанса, подвергаются пересмотру, явно плохие отрасываются,
н для более глубокого исследования составляется упорядоченный перечень,
начинающийся с хороших идей и заканчивающийся неудовлетворительными.
3 Творческий процесс
Обычно творческие идеи не возникают
мгновенно, как в этом пытаются убедить нас некоторые авторы, желающие
драматизировать творческий процесс. Часто приходится
читать об изобретателе, которому совершенно новая идея открылась в результате
внезапного озарения, позволившего ему увидеть новое устройство во всех деталях.
Такие события происходят редко. Чаще всего это просто сильное преувеличение,
стоящее на грани гиперболы.
Творческие идеи чаще появляются у
людей, обладающих большой любознательностью, которая свойственна всем детям,
однако угасает в людях зрелого возраста. Творчество начинается с внимания к
деталям, которые обычно игнорируются. Многие убеждены, что только
последовательный упорядоченный процесс обеспечивает творческое решение
проблемы, создание нового устройства или появление новой идеи. Следует, однако,
иметь в виду, что не существует какой-либо формулы творчества. То, что подходит
в одном случае, может не подойти в другом. Хотя процесс творчества далее
рассматривается в определенном порядке, творческие идеи могут быть получены и в
том случае, когда процесс содержит не все перечисленные этапы или протекает в
другой, более предпочтительной последовательности. Важно, чтобы конструктор
имел верное представление о творческой стороне умственной
деятельности.
Этап 1. Беспокойство и осознание
задачи
Часто творчество начинается с того,
что в определенной ситуации человек сталкивается с чем-то, вызывающим у него
раздражение или беспокойство. Такая ситуация ставит перед ним определенную
проблему, заставляет его приняться за ее решение и предпринять некоторые шаги.
(«Потребность - мать изобретения», но только деятельность рождает
изобретателя.)
Этап 2. Подготовка
Подготовительный этап представляет
собой период сознательной и направленной умственной деятельности. Этот очень
важный этап требует самой высокой дисциплины ума. На этом этапе очень подробно
исследуются все возможные решения и различные сочетания, способные дать
удовлетворительный результат. Довольно часто проблема может быть решена уже на
этом этапе. Если же здесь и не будет получено решение, удовлетворяющее
конструктора, то, во всяком случае, он ознакомится с задачей в самых мельчайших
подробностях.
Этап 3. Вынашивание идеи
Теперь ум уже полностью насыщен
всеми возможными вариантами, но еще не способен выдать творческую идею и
продолжает терзаться поиском решения, даже если необходимо отказаться от этой
задачи и перейти к выполнению другой. Этот период характеризуется началом
непроизвольной мыслительной работы над решением задачи. Проблеме дают
возможность дозревать в течение определенного времени, когда мозг
подсознательно проверяет различные «забытые» комбинации.
Этап 4. Озарение
Озарение имеет место, когда
творческая идея или оригинальное решение приходит мгновенно, обычно в период
отдыха или во время выполнения другой работы, совершенно не связанной с
решением данной задачи. Некоторые считают, что можно глубже проникнуть в
сущность идеи, когда мозг не работает (часто во время сна или отдыха) .
Разве не случалось вам, например,
напрягать ум, безуспешно пытаясь вспомнить какую-нибудь фамилию, название
города или вещи, а ответ внезапно приходил в голову, когда вы думали о чем-либо
другом? Это и есть некоторое подобие озарения.
Этап 5. Проверка
Итак, вы нашли творческую идею. Теперь
необходимо ее оценить и решить, действительно ли она является решением задачи.
Для такой оценки необходимы данные, подтверждающие, что полученная идея
действительно является ценной, а в этом можно убедиться путем анализа, с
помощью эксперимента, а иногда опираясь на мнение признанных авторитетов. Этот
процесс называется проверкой и часто требует большого напряжения. Это последний
и наиболее важный этап творческого процесса.
Рисунок 3.1 - Процесс творчества
При подсознательно работающем мозге
включение механизма припоминания происходит лишь в том случае, когда этому
предшествует подготовительный этап и этап вынашивания идеи. При осознанно
работающем мозге механизм припоминания включается в любой момент.
На рисунке
3.1
графически показана скрытая работа мозга в процессе творчества
представим память в виде бездонного ящика,
разделенного на две основные части барьером памяти. В верхней части нашей
модели памяти содержатся наиболее свежие или устойчивые фактические данные, например
имена, адреса, важные даты, сведения, относящиеся к той или иной научной
дисциплине. В нижней части хранятся
давние или несущественные фактические данные, с которыми вы были знакомы ранее,
но уже давно позабыли, например старые номера телефонов, фамилия учительницы,
преподававшей один из предметов в пятом классе, или телевизионная передача,
которую вы смотрели в прошлый четверг. Эти данные (почти забытые) исключительно
трудно вспомнить, поскольку они находятся за барьером памяти. К сожалению, фактические
данные оседают все ниже и ниже и чем дальше хранится тот или иной факт в памяти
и чем реже о нем вспоминают, тем ниже он опускается относительно барьера памяти
и может быть забыт навсегда.
Как уже указывалось ранее,
творческая мысль не представляет собой абсолютно новую идею. Нельзя создать
что- то такое, чего еще не существовало бы. Творчески мыслящий человек
фактически рождает новые, еще не испытанные комбинации идей, уже существующих в
его голове. Мозг - это бездонная кладовая идей, куда ежедневно добавляется
множество других идей. Активный и любознательный ум накапливает гораздо больше
идей, чем пассивный, и поэтому он может создать гораздо больше новых
комбинаций.
Рассмотрим теперь процесс
припоминания фактов. Осознанно работающий мозг может включать механизм
припоминания в любой момент. Самый незначительный сигнал может заставить этот
механизм «зацепить» факт, который всплывает в памяти. Если же человек захочет
вспомнить факт, лежащий довольно глубоко, то он должен подать гораздо более
сильный сигнал, чтобы механизм памяти «опустил крючок» поглубже. Сила сигнала
прямо пропорциональна объему подготовительной работы (этап 2), происходящей в
мозгу. Если эта подготовка ведется тщательно, но факт все же не удается
припомнить, то мозг по- прежнему продолжает работать и происходит вынашивание
идеи (этап 3).
В этом периоде (период отдыха
осознанно работающего мозга) подсознание будет подавать сигналы механизму
припоминания, заставляющие его углубиться за барьер памяти и отыскать факт,
кажущийся забытым. Наилучшее время для такой деятельности - отдых, состояние
расслабления или сон. Чаще всего механизм припоминания будет «поднимать» факты,
которые сознание считает совершенно новыми и оригинальными (происходит
озарение). Эти факты, идеи, творческие мысли и плоды вдохновения нужно
немедленно записывать, чтобы воздействовать па них сознанием, иначе они быстро
опустятся за барьер памяти и будут забыты навсегда. Вот почему многие люди с
творческими
наклонностями держат на тумбочке у своей постели карандаш и записную книжку:
озарение часто пробуждает их от глубокого сна.
4 Инженерное проектирование
Проектировать - это творить,
создавать что-то новое. Результатом проектирования часто оказываются изделия,
обеспечивающие получение прибыли. Инженерное проектирование - это непрерывный
процесс, в котором научная и техническая информация используется для создания
новой системы, нового устройства или процесса, приносящих обществу определенную
пользу.
Умение проектировать - это
одновременно и наука и искусство. Как науку проектирование можно постигнуть
путем систематических занятий, накопления опыта и решения проблем. Как
искусство проектирование требует полной отдачи от тех, кто стремится овладеть
им. Проектирование предполагает применение анализа и синтеза. Однако нередко
анализ отождествляют с проектированием, ибо считают, что если в данной ситуации
проведен хороший анализ, то и проектирование выполнено хорошо. Анализ, т. е.
расчленение рассматриваемой ситуации на контролируемые элементы и изучение
каждого элемента в отдельности, выполняется при проектировании для проверки
первоначально поставленных целей. Синтез - объединение элементов в единое целое
- ближе к проектированию, чем любой другой процесс, но он должен быть
творческим, чтобы комбинация объединяемых элементов была оригинальной. В
процессе проектирования наука и искусство, анализ и синтез неотделимы друг от
друга и проявляются одновременно.
При проектировании устройства,
системы или процесса можно базироваться на одном из двух принципов: 1)
эволюционные изменения и 2) создание нового. Метод эволюционных изменений
характерен для первых лет промышленной революции, когда конкуренция товаров
была слабой, технология совершенствовалась медленно и риск при вложении
капиталов был минимальным. Если изделие совершенствуется в течение
определенного промежутка времени путем внесения лишь незначительных улучшений,
то риск допустить крупные ошибки невелик и конструктор может проявить свои
творческие способности.
В настоящее время в большей степени,
чем когда-либо, проектирование связано с непрерывным созданием новых изделий.
Бурный рост научных и технических открытий, конкуренция между фирмами за рынки
сбыта выдвинули на первый план создание новых изделий, что настоятельно требует
внедрения технических новшеств. В этом случае творческих
навыков
конструктора и его способностей к анализу бывает недостаточно, поскольку нет
опыта, на основе которого можно было бы принимать решения. Поэтому такая
практика проектирования сопряжена с большим риском. Подобно тому как наука
неотделима от искусства и анализ связан с синтезом, эволюционные изменения и
появление нового происходят одновременно. С самого начала мысль конструктора
должна быть направлена на создание нового, на поиск жизнеспособной идеи,
обладающей оригинальностью. По мере работы над проектом конструктор непрерывно
сверяет свои идеи с прошлым и текущим состоянием вопроса. Проектирование может
быть нацелено на будущее, но его результаты должны основываться на том, что
было известно в прошлом. Таким образом, конструктор одновременно создает новое
и осуществляет эволюционные изменения.
Наибольших успехов в проектировании
может достигнуть тот, кому присущи следующие качества, приобретаемые в процессе
обучения (в том числе путем самообразования), а также благодаря внутренней
дисциплине и любви к творчеству.
Грамотность
Конструктор должен знать физические
законы и основы математики.
Мастерство
Конструктор должен разрабатывать и
непрерывно совершенствовать аналитические и графические методы решения задач,
методы экспериментальной работы, устные и письменные способы передачи идей.
Заинтересованность
Важно, чтобы конструктор проявлял
заинтересованность и активную любознательность, обладал гибкостью мышления,
проявлял научную добросовестность, ответственность за разрабатываемую
конструкцию, охотно принимал решения, умел излагать и отстаивать свои идеи и
стремился выносить суждения на основе опыта.
Творчество
Успех зависит также от желания
избегать традиционных решений, стремление
добиваться оригинальных результатов и искать области применения устройств, а
также от убежденности в том, что творческое решение существует.
.1 Научный метод
Прежде чем обсуждать методику
проектирования, сопоставим «метод проектирования» с «научным методом» для
проведения сравнения между ними. Хотя оба эти метода не связаны друг с другом,
пх существование обусловлено относительными успехами каждого из них.
Результаты, получаемые при проектировании, обычно обогащают научные
исследования,
которые в свою очередь дают конструктору дополнительную информацию для новых
разработок.
На рисунке 4.1
схематично представлены основные этапы в научном методе и методе
проектирования, каждый из которых можно разбить на ряд подэтапов.
Научный метод начинается с
некоторого объема существующих знаний в форме научных законов. Когда ученый наблюдает
за природой в свете этих
законов, его научная любознательность требует поиска, исследования или
разработки повой идеи, он принимает гипотезу, объясняющую изучаемое явление.
Рисунок 4.1- Научный метод и метод проектирования(основные
этапы)
Затем он проводит логический анализ
гипотезы, в результате которого предложенное объяснение явления либо
подтверждается, либо отвергается. Построение
гипотезы и анализ повторяются несколько раз, так как анализ часто показывает слабость
или порочность гипотезы, которую необходимо изменить и затем проанализировать
заново. Если гипотеза подтверждается, ученый должен доказать ее справедливость
своим коллегам. Наконец, идея сообщается научной общественности, тем самым
увеличивается объем существующих знаний. На этом цепь пополнения знаний
замыкается.
Метод проектирования начинается с
получения информации о состоянии данной области: сведения о технических
устройствах, материалах, методах изготовления, компонентах, процессах,
состоянии рынка и т. д. Например, современное общество обеспокоено такими
проблемами, как загрязнение окружающей среды и транспортные перегрузки. Фирмы
пытаются создать новые системы, процессы или устройства, а конструктор
определяет потребность в системе, обеспечивающей решение подобной проблемы.
Затем сформулированная потребность должна быть представлена в виде
математической или графической модели, выражающей концепцию. Осуществимость
этой концепции проверяется путем анализа. Как и для научного метода, повторный
анализ и повторное формирование концепции не обязательно приводят к тому, что
идея достигает стадии производства. Производственный цикл замыкается, когда
устройство оказывается приемлемым с точки зрения технологии и расширяет круг
существующих технических средств. Затем цикл повторяется снова.
Хотя эти два метода сходны друг с
другом и требуют аналогичной умственной деятельности, они существенно
различаются мотивировкой и обстановкой, в которой протекают оба процесса.
Ученым движет научная любознательность, потребность в профессиональном
признании или престиже среди своих коллег, и он работает в условиях, когда
время и деньги не являются определяющими факто рами. В то же время
инженер-конструктор должен создавать что-то полезное обществу. Он постоянно
находится под давлением фактора времени, конкуренции, состояния рынка и затрат
на разработку изделия; живет в состоянии неопределенности, даже когда
разработанное им изделие принято, поскольку он обязан обеспечить оригинальность
изделия и его сбыт, так как конкуренты стараются создать лучшее изделие.
4.2 Процесс проектирования
При проектировании устройства,
системы или процесса необходимо обеспечить выполнение ряда условий, связанных с
такими факторами, как затраты, время, критерии отбора, техническая осуществимость,
рабочие характеристики, производство, техническая эстетика. Для этого
проектирование должно осуществляться по методике, гарантирующей получение
действительно полезного изделия, имеющего шансы на успешный сбыт. Методика
проектирования - это не формула и даже не инструкция, а последовательность
событий, составляющих процесс проектирования, в рамках которого возможно
логическое развитие конструкции. Процесс проектирования состоит из отдельных
этапов (фиг. 3.2), позволяющих определить фактическое состояние разработки и
последующий этап. Этапы могут повторяться, так как в процессе работы над
изделием требуется принимать ряд решений. Чаще всего происходит чередование
этапов, пока, наконец, не будет достигнуто такое состояние разработки, при
котором возможен переход на следующий этап. Наиболее часто повторяются такие
этапы, как выработка концепции и анализ, на которых общее представление о
конструкции проверяется с использованием физических законов, многократно
обдумывается и вновь проверяется возможность создания изделия. Формирование
новых идей может происходить на этапе, изображенном на
схеме,
либо в зависимости от характера разработки еще раньше.
Рисунок 4.2.1 - Процесс проектирования.
Ниже кратко описан каждый этап процесса
проектирования.
Определение потребности.
Конструктор, сталкиваясь с
определенной ситуацией, которая его раздражает или волнует, стремится что-то
сделать для ее изменения, и его творческое воображение под действием этого
стимула определяет существующую потребность.
Определение цели
Формулировка в общих выражениях
характеристик системы, устройства
или процесса, которые удовлетворяют эту потребность.
Научные исследования
Сбор всей доступной информации,
связанной с решением поставленной цели.
Формулировка задания
Перечень данных и параметров,
обеспечивающих достижение поставленной цели.
Формирование идей
Процесс рождения новых идей.
Выработка концепции
Оригинальная, новаторская,
творческая, изобретательская деятельность в форме выработки вариантов возможных
решений поставленной цели. На этом этапе обычно выполняются эскизы от руки.
Анализ
Проверка выбранных концепций на
соответствие физическим законам.
Эксперимент
Создание опытного образца и
лабораторные испытания (определение рабочих характеристик, работоспособности,
надежности и долговечности).
Решение
Описание системы, процесса или
устройства в виде отчета, содержащего описание изделия, рабочие чертежи,
технические условия, перечень деталей и калькуляцию затрат.
Производство
Определение объема производства и
потребности в производственном оборудовании; методы изготовления продукции,
приобретение сырья и полуфабрикатов, автоматизация, календарное планирование,
контроль качества и приемочный контроль.
Распределение продукции
Установление конкурентоспособных
цен, реклама, нахождение рынков сбыта, обеспечение прибыли.
Потребление
Контакты с потребителями, ремонт,
обслуживание.
Заключение
В заключении отметим еще раз, что
проектировать - это творить, создавать что-то новое. Результатом проектирования
часто оказываются изделия, обеспечивающие получение прибыли. Инженерное
проектирование - это непрерывный процесс, в котором научная и техническая
информация используется для создания новой системы, нового устройства или
процесса, приносящих обществу определенную пользу. Проектирование состоит из
следующих этапов. Определение потребности. Определение цели. Научные
исследования. Формулировка задания. Формирование идей. Выработка концепции.
Матрицы решение. Анализ. Эксперимент. Решение. Изготовление изделия. Распределение
продукции. Потребление. Принятие субъективных решений. Общие принципы.
Графические и аналитические методы. Поиск компромиссных решений. Проектирование
- это творческий и чрезвычайно трудоемкий процесс, начиная с генерации идеи и
заканчивая ее воплощением в жизни. Инженер должен четко представлять этот
процесс, должен найти допустимое решение, сделать правильный выбор при
реализации поставленной задачи. Проектирование является «научным» искусством.
Осознав цели и задачи, четко представляя конечный результат,
инженер-проектировщик способен воплотить свои замыслы в жизнь, и тогда свет
увидит новое устройство, новая система, новый технологический процесс.
Список использованных источников
. Гуленков,
В.Ю.
Архитектура
внешнего мира //Методический
материал//М.: Совинстандарт, 1991. - 41 стр.
2. Дукарский,
С.М.
Автоматизированная
система технологической классификации // Наука и искусство
проектирования-2006-№2;
. Рубин,
Г.Я. Система группирования изделий машиностроения //РИСК-2006-№1;
. Смиронов,
Е.С. Система классификации технологической документации //Наука
проектирования-2005-№9;
. Шляпников
В.И. Российский комплекс//Машиностроительный комплекс-2006-№1;