Статьиcегодня статей - 264

Три языка описания систем

Дата публикации: 27.06.2012

  

1. Зачем нужна событийная модель

 

Компонентный и функциональный анализ для современной ТРИЗ стал привычным способом детализации систем. В последние годы к ним добавляют причинный анализ, который ранее, в классической ТРИЗ, специально не выделялся. Однако углубление в суть проблемы и поиск ее физических корней можно с некоторыми допущениями назвать причинным анализом.

 

Компонентная модель – тело системы. Функциональная – душа системы с ее идеалами и потенциальным предназначением. Но вот событийная модель – это перечень свершившихся фактов, вернее наших представлений о том, что именно произошло и происходит внутри и вокруг анализируемой системы. Это более или менее полная картина событий и явлений, включая проблемные ситуации и нежелательные явления.

 

Итак, мы можем анализировать структуру и работу системы на языке компонент, функций и событий:

  

система и функции  

  

Нежелательные явления, противоречия и конфликтам, а также намерения приблизить систему к воображаемому идеалу, дает мотивацию к действию, обнаружению явных или скрытых проблем и их решению. В рядовой инженерной практике люди склонны связывать эти проблемы с недостатками отдельных элементов системы. Часто это приводит к успеху, негодная деталь заменяется новой, и система вновь продолжает функционировать. И лишь многократные повторные поломки одной и той же детали дают понимание системной проблемы. Процесс анализа углубляется, изучаются функции проблемного элемента, их выполнимость во взаимодействии с окружением. Здесь же выясняются событий, предшествующие поломке (аварии, катастрофе). Полнота картины достигается за счет более или мене точного описания системы на всех трех уровнях или языках: компонентном, функциональном и событийном.


Какие модели мы строим ради решения проблемы? Что важнее, модель анализируемой системы или модель проблемной ситуации?

Эти вопросы заставляют задуматься даже опытных ТРИЗ экспертов. Модель анализируемой системы нужна как гарантия понимания всех тонкостей объекта исследования, однако такая модель бывает чрезмерно громоздкой и избыточной. Модель проблемной ситуации может быть существенно проще, поскольку концентрирует внимание лишь на корне проблемы, оставляя за скобками факторы более высокого системного уровня и потенциальные возможности решения через замену задачи. Поэтому выбор стратегии решения и глубины анализа производится на основе доступных ресурсов времени и средств, которыми располагает решатель. Нередко процедура решения ограничивается компонентным анализом из-за его простоты и наглядности. Удовлетворительное решение на его основе «закрывает» проблему при одновременной потере возможности получить более сильное решение на основе функционального и/или причинного анализа.
В качестве примера рассмотрим недорогую кофеварку, которую мы намерены модернизировать, так, что бы уменьшить время варки кофе, увеличить  выделение аромата и (по возможности) уменьшить стоимость ее производств.

 

Итак:

 

А) Компонентная модель (перечень компонент – материальных объектов и обозначение их связей):

 

Компонентная модель  

 

Б) Функциональная модель (перечень действий и их последовательность):

 

Функциональная модель

 

Здесь внимание обращено на перечисление наиболее значимых функций. Подразумевается некоторая протяженность действий или функций  во времени.

 

В) Событийная модель (последовательность или перечень сопутствующих событий):

 

Событийная модель 

 

Событийная модель выделяет наиболее значимые события, включая обслуживание самой системы. Часть событий происходит в подсистеме (на микроуровне), часть – относится к сфере надсистемы, и происходит вокруг системы. Поэтому графически функциональная и событийная модели могут существенно отличаться, что указывает на зависимость и незавершенность системы.

 

Разборка на элементарные функции и события позволяет раскрыть суть происходящего в системе и выделать ключевые и малоизученные явление, которые существенно влияют на работу системы. Для кофе-машины это группа событий связанных с «таинством» варкой кофе, когда горячая вода смешивается с порошком, проникает внутрь твердых частиц кофе, частично растворяет их и экстрагирует ароматические вещества. При этом нередко используют бойлеры с давлением 6, 10, 15, 20 и даже 30 бар для ускорения варки и получения насыщенного вкуса и аромата. Поэтому контейнер с порошком кофе должен выдерживать высокое давление, быть удобным и надежным, и как следствие имеет немалый вес и стоимость. Попытка заметно улучшить хотя бы один из ключевых параметров подобной машины неминуемо приводит к ухудшению других или существенному увеличению ее стоимости.

 

Как разобраться с клубком подобных проблем и противоречий?

 

Как выделить наиболее существенные из них?

 

2. Параметрическая детализация

 

Не смотря на качественные различия принципов компонентного, функционального и причинного анализа, они могут быть совмещены. Ключевые звенья трех схем могут быть выделены и указаны их главные параметры, а затем нетрудно выделить ключевые противоречия и проблемы:

 

Параметрическая детализация

 

Кроме красных двунаправленных стрелок, обозначающих противоречия в этой схеме мы можем выделить другие «элементарные» проблемы, которые едва ли стоит называть противоречиями. Например, усиление экстрагирования и уменьшение времени варки может быть достигнуто за счет умягчения воды, т.е. за счет введения дополнительной функции - добавить немного соли в воду. При этом с точки зрения классической ТРИЗ, введение соли можно назвать решением для технического противоречия скорость варки – температура варки. Т.е. мягкая  вода позволяет повысить скорость варки без увеличения температуры. Но с точки зрения приведенной выше схемы, задачу умягчения воды мы можем рассматривать как «элементарную» проблему введения требуемой функции.

 

3. Клубок противоречий

 

Среди десятков параметров кофе-машины, сотен параметров ее отдельных компонент можно выделить группу наиболее значимых параметров, определяющих главную функцию и качество сопутствующих событий.

Итак, перечень выделенных нами параметров:
1) Время варки;
2) Давление;
3) Температура;
4) Количество экстракта перешедшего в напиток;
5) Количество ароматических веществ выходящих из напитка;
6) Предельное давление, которое способен выдержать контейнер с порошком кофе и фильтром.

 

Попытка сократить время варки (параметр 1) потребует нежелательное увеличение температуры (2) и/или давления (3), что обозначено красными стрелками противоречий:

 

Клубок противоречий 

 

Попытка сократить время варки (1) без изменения иных параметров будет «наказана» уменьшением выделенного в напиток экстракта (4) и уменьшением аромата (6):

 

Клубок противоречий 

 

Желание увеличить количество экстракта перешедшего в напиток влечет за собой необходимость увеличить время варки и/или температуры и/или давления:

 

Клубок противоречий 

 

Увеличение давления потребует увеличить прочность контейнера, а следовательно его веса и стоимости.

 

Клубок противоречий 

 

А если мы учтем параметры молотого кофе и фильтра (размер частиц твердого вещества и размер отверстий фильтра), то получим еще несколько противоречий и проблем фильтрации, а затем и проблем очистки фильтра.

 

По сути, параметрический анализ позволяет развернуть клубок проблем, преобразовать его в парные (или более сложные) цепи противоречий, которые открывают панораму взаимозависимостей внутри рассматриваемой системы. Чем глубже анализ, тем больше вовлеченных параметров и противоречий.

 

Разрешить отдельные противоречия и локальные проблемы можно, но радикально усовершенствовать систему в целом вряд ли удастся без изменения ее структуры.

 

И здесь представляется уместным две стратегии:

1) улучшение отдельных компонент системы и согласование их работы;

2) изменение принципа функционирования и структуры системы.

 

Первый путь (эволюция и поэтапные изменения частей системы) представляется более надежным, поскольку опирается на прошлый достаточно успешный опыт. Путь радикальных инноваций сулит скачек качества, но увеличивает риск ошибок, присущих революционным процессам.

  

4. Интересы и приоритеты

 

Стойкий аромат кофе уместен и желателен в кафе, однако скромный работник офиса может предпочесть бережное отношение к его порции аромата. Это противоречие не имеет однозначного решения, поскольку владелец кафе заинтересован в щедром распространении аромата как стимулятора спроса, а скромный потребитель может пожелать сохранение всех составляющих напитка внутри его чашки. Есть еще третья заинтересованная сторона – производитель кофейных машин, который наверняка желает расширить рынок и удовлетворить все разумные индивидуальные и коллективные потребности, а также сократить производственные затраты.

Как быть? Можно ли угодить всем?

 

Предположим, данная задача была поставлена производителем кофейных машин, вдохновленного запросами рынка. И он наверняка укажет на те главные качества кофеварки, которое могу принести ему наибольшую прибыль и удовлетворение. И для начала разработчику предстоит превратить пожелания заказчика в техническое задание с подробным описанием желаемых характеристик.

 

Предположим, заказчик поставил задачу создать новую кофеварку для офиса. Быстрота процесса и аромат – приоритетны, но при этом стоимость кофеварки должна быть минимальной.

 

Развитие событийной модели может дать следующие ориентиры или образы идеала:

1) Насколько сотрудников офиса получаю порции кофе одновременно;

2) У каждого в чашке любимый сорт, объем, крепость и аромат.

 

Т.е. прежде формируется некая идеальная событийная модель, а затем синтезируется функциональная и компонентная модель воображаемой машины, которая способна обеспечить намеченную цепь «идеальных» событий.

 

Итак, первый шаги синтеза или перехода от событийной к функциональной модели может заключаться в формуле: «Параллельный процесс формирования N порций напитка, приготавливаемого из N образцов молотого кофе.  Фактически это означает, что общим может быть только запас горячей воды (бойлер), а кассету с кофе и чашку приносит каждый свою.

 

кофеварка с кассетной загрузкой 

 

кофеварка с кассетной загрузкой

 кофеварка с кассетной загрузкой

 

кофеварка с кассетной загрузкой

 

Заключение

 

Фактически решение было получено из определения идеального события: «получения одновременно N порций напитка из N образцов молотого кофе». Тогда зачем так много говорилось о противоречиях?

Это уже не новость, что задачи синтеза решаются без выделения противоречий. Противоречия – результат ошибок синтеза (проектирования). Их обнаруживают позднее и устраняют, решая задачи рационализации, когда система (изделие) шаг за шагом доводится до совершенства или приемлемого уровня качества.

 

Автор: Кизевич Геннадий

 

 

 

Добавить в блокнот

(Голосов: 1, Рейтинг: 5.00)


Добавить комментарий:

Комментарии:
    Креативная неделя
    Интернет магазин

    Учебно-методическая литература по развитию творческого воображения

    Учебные кейсы для самостоятельного дистанционного обучения

    Записи вебинарских учебных курсов



     



    Подписка на рассылку