Обзор ТРИЗ для системных и бизнес аналитиков. Часть 5.

И снова здравствуйте! Если вы размышляли о содержании предыдущих частей обзора, то уже смогли сообразить, что основным отличием ТРИЗ от других методов решения проблем является отсутствие перебора вариантов. ТРИЗ базируется на формулировании правильной проблемы и нахождении правильного решения. Некоторые методы формулировки правильной проблемы были описаны ранее. Пришла пора поговорить о правильных решениях. И начнем мы этот разговор с законов развития технических систем.

Введение

Напомню читателям, что ТРИЗ была разработана для решения изобретательских задач в технических системах. Законы развития технических систем занимают очень важное место в ТРИЗ. Понимание того, куда и как развивается техническая система, позволяют нам понимать, в каком направлении лежит правильное решение проблемы, с которой мы сталкиваемся в каждом конкретном случае.

Мы, аналитики, имеем дело с информационными и управленческими системами. Чтобы не утонуть в философских спорах о том, относятся ли информационные и управленческие системы к классу технических систем или нет, давайте сразу согласимся с очевидным выводом, что информационные, управленческие и технические системы имеют очень много отличий друг относительно друга. С другой стороны, даже опытный аналитик в конкретной ситуации не всегда сходу может провести между ними четкие границы.

По поводу законов развития технических систем можно найти много информации, опубликованной в интернете. Для заинтересованных читателей приведу несколько ссылок:

1) Информацию «из первых рук» можно получить на сайте, посвященном Г.С. Альтшуллеру. В частности, в электронной книге по ТРИЗ.

2) В Википедии есть 2 статьи (первая и вторая), посвященные законам развития технических систем. Однако въедливому читателю не стоит забывать о том, что Википедия является не только сводом знаний человечества, но также и сводом его заблуждений.

3) Исследователь ТРИЗ из Красноярска Ю.П. Саламатов написал книгу «Система законов развития техники», в которой предпринял зачетную попытку структурировать отдельные законы в единую систему.

Даже беглое знакомство с законами развития технических систем позволяет сделать вывод о том, что одни законы специально «заточены» под технические системы, а другие законы достаточно универсальны для того, чтобы внимательно рассмотреть их применимость для информационных и управленческих систем.

Закон S-образного развития

О том, что технические системы развиваются по определенным законам, было известно задолго до того момента, когда Г.С. Альтшуллер сформулировал принципы ТРИЗ. В частности, Ф. Энгельс, друг и единомышленник К. Маркса, еще в 19-м веке написал работу «История винтовки», в которой с точки зрения диалектического материализма описал развитие этой весьма полезной в некоторых случаях технической системы.

Г. Альтшуллер интегрировал знание об S-образном развитии систем в ТРИЗ. В частности, он написал:

Технические системы, как и биологические (и любые другие), не вечны: они возникают, переживают периоды становления, расцвета и упадка и, наконец, сменяются другими системами.
[Г.С. Альтшуллер. Найти идею: Введение в теорию решения изобретательских задач. Новосибирск: Наука. Сиб. отд., 1986]

Обычно закон S-образного развития иллюстрируется следующим графиком, на котором по вертикальной оси измеряется какой-то показатель системы,  по горизонтальной оси – время.

Сегодня большое количество исследований в самых разных сферах позволяют сделать вывод, что не только технические системы, но и другие виды систем развиваются по S-образному закону. Вот несколько интересных ссылок:

- В своей статье Д. Кучерявый привел интересные ссылки на примеры развития систем по S-образному закону из биологии, истории развития ядерного оружия, поведения рынков сбыта.
- Ицхак Адизес в своей статье Жизненные циклы организации описал, что организации в своем развитии также подчиняются S-образному закону.

Приведенные данные позволяют нам сформулировать правдоподобную гипотезу о том, что информационные и управленческие системы тоже развиваются подобным же образом.

Что нам, аналитикам, дает это знание? Начиная новый проект, мы должны, в первую очередь, понять, на какой стадии жизненного цикла находится рассматриваемая в проекте система. Одно дело, если (см. рисунок) система новая (находится на стадии зарождения I или становления II), и совсем другое дело, если система уже стареет (стадия III) или даже загибается (стадия VI). Решения проблем, возникающих в системе на ранних стадиях развития, следует искать в том, чтобы использовать имеющиеся в системе ресурсы и возможности. Для систем, находящихся на поздних стадиях своего развития, решение проблем стоит искать не в старой системе (где ресурсы развития уже порядком исчерпаны), а в переходе к новой системе, которая должна прийти ей на смену.

Показательной в этом смысле является история авиастроения. Развитие авиационных двигателей позволяло постоянно увеличивать скорость самолетов, начиная с 1904 года по 1943 год. Когда скорости самолетов достигли 700-950 километров в час, дальнейший рост скорости стал даваться с большим трудом: конструкторы прилагали серьезные усилия ради небольшого прироста скорости. Причиной этого являлся «звуковой барьер». Дальнейшее повышение скорости требовало повышения тяги и мощности двигателей в геометрической прогрессии. А повышение тяги – это увеличение габаритов мотора и всего самолета. Противоречие не могло быть решено по пути дальнейшего совершенствования традиционных двигателей, поэтому им на смену пришли реактивные двигатели.
[Ю.П. Саламатов. Система законов развития техники. Сборник «Шанс на приключение». Петрозаводск, Карелия, 1991]

Закон повышения степени идеальности

Закон повышения степени идеальности заслуживает особого внимания. В ТРИЗ этот закон формулируется следующим образом:

Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности
[Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. М: Советское радио, 1979, с. 125-126]

В различных источниках вы также можете встретить рядом с приведенной формулировкой закона следующую формулу:

Степень идеальности = Функции / Факторы расплаты

Система тем более идеальна, чем больше она выполняет полезных функций, и чем меньше требуется затрат для их выполнения. Иногда вместо термина «функции» используют термин «польза»; а вместо термина «факторы расплаты» используют также термин «затраты».

В первой части обзора мы уже рассматривали примеры проявления этого закона на практике, в том числе, пример с клавиатурой в iPhone и iPad.

Здесь же следует отметить, что этот закон дает нам, аналитикам, прямое указание на то, каким должно быть правильное решение возникшей проблемы: это решение должно приводить к повышению степени идеальности рассматриваемой системы.

Из приведенной формулы следует, что существует две основных стратегии повышения степени идеальности системы:

1) за счет увеличения количества и/или качества полезных функций
2) за счет снижения затрат, включая затраты на борьбу с различными нежелательными эффектами

Очевидно, что обе стратегии можно применять и одновременно. В следующих частях обзора мы подробнее рассмотрим методы ТРИЗ, помогающие реализовать описанные стратегии.

Законы, описывающие состав технической системы

Законы этой группы определяют условия жизнеспособности технических систем. К этой группе законов относятся:

1) Закон полноты частей системы
необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является наличие и минимальная работоспособность основных частей системы. Каждая техническая система должна включать четыре части: двигатель трансмиссию, рабочий орган и орган управления

2) Закон энергетической проводимости системы
необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы

3) Закон согласования ритмики частей системы
необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является согласование ритмики (частоты колебаний, периодичности) всех частей системы

[Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. М: Советское радио, 1979]

Большие помещения (склады, ангары и т.п.) зимой нет смысла отапливать, так как они редко посещаются людьми, а хранящимся в них деталям и машинам холод не причиняет вреда. Но иногда людям приходится довольно долго работать в этих помещениях, и при этом выполнять действия, требующие точных и быстрых движений. Теплая одежда мешает, сковывает движения. Снять ее невозможно – холодно! – а работать в ней неудобно.

Давно возникла идея снабжать человека индивидуальным подогревом (спираль, вшитая в рабочую одежду), это намного выгоднее обогрева всего помещения. Но быть подключенным к источнику тока или носить его с собой крайне неудобно. Идеальнее было бы решение, когда человек обрабатывался бы на расстоянии. Энергия должна приходить к человеку сквозь воздух, без потерь (не нагревая воздух и другие предметы). Какое поле проходит без потерь через воздух? Электромагнитное – можно использовать инфракрасные лучи (ИК-нагрев) или радиоволны сверхвысокой частоты (СВЧ-нагрев).
[Ю.П. Саламатов. Система законов развития техники. Сборник «Шанс на приключение». Петрозаводск, Карелия, 1991]

Законы этой группы «заточены» на преобразовании энергии: механической, акустической, тепловой, химической, электрической и магнитной, ядерной энергии. В отличие от общих законов развития законы этой группы являются специальными. Область их применения ориентирована, в первую очередь, на технические системы: механические, тепловые и электрические машины, электромагнитные устройства и т.д.

Мы, аналитики, имеем дело с информационными и управленческими системами, основанными на преобразовании информации. К сожалению, отличия наших систем от технических систем НЕ позволяют нам прямо применять в своей практике законы этой группы.

С другой стороны, наличие таких законов для технических систем дает нам повод задаться следующим вопросом: а каковы законы, определяющие состав и принципиальную жизнеспособность информационных и управленческих систем? Я предлагаю читателям пока самостоятельно подумать над этим вопросом и поделиться своими мыслями в комментариях. А в одной из следующих частей обзора мы обязательно вернемся к обсуждению этого вопроса.

Законы, описывающие преобразование структуры технической системы

Законы этой группы описывают принципы изменения структуры технических систем. К законам этой группы относятся:

1) Закон перехода с макро- на микроуровень
Развитие рабочих органов системы идет сначала на макро-, а потом на микроуровне

2) Закон неравномерного развития частей системы
Развитие частей системы идет неравномерно; чем сложней система, тем более неравномерно развитие ее частей

3) Закон повышения степени вепольности
Развитие технических систем идет в направлении увеличения степени вепольности

4) Закон перехода в надсистему
Исчерпав возможности развития, система включается в надсистему в качестве одной из частей; при этом дальнейшее развитие идет на уровне надсистемы.
[Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. М: Советское радио, 1979]

С одной стороны, мы понимаем, что структура технической системы формируется с целью организовать требуемое преобразование энергетических потоков. С этой точки зрения законы развития структуры технических систем мало в чем помогут аналитику, работающему с информационной или управленческой системой.

С другой стороны, в наших системах мы имеем дело с информационными потоками; наша цель состоит в том, чтобы определенным образом организовать преобразование информационных потоков в системах. Для этого мы вводим в наши системы новые объекты и устанавливаем отношения между ними; при необходимости мы разделяем объекты на части; мы объединяем разнородные системы в единую систему и т.д.

Другими словами, хотя информационные потоки отличаются по своей природе от энергетических потоков в технических системах, структурные преобразования информационных и управленческих систем имеют много общего со структурными преобразованиями технических систем. В конце концов, не случайно же специалисты в rocket science пользуются таким бешеным спросом в различных финансовых организациях!

Во второй части обзора (ситуация 4) мы рассматривали пример системы, которая осуществляла обмен данными между бензовозом и офисом для on-line проверки кредита клиента и отправки разрешения на отгрузку ГСМ. Для обеспечения такого обмена данными в системе применяется технология мобильного интернета. Проблема возникает в тот момент, когда бензовоз покидает зону покрытия мобильного оператора и, соответственно, между бензовозом и офисом нет связи.

Решение проблемы путем использования альтернативных систем связи (например, спутниковый телефон или радиосвязь) требует значительных затрат.

Однако, кредит может быть записан на электронную карту клиента и списываться непосредственно при отпуске ГСМ (для этого необходимо снабдить клиентов перезаписываемыми электронными картами). Бензовоз же оснащен своим информационным блоком (контроллером), который может сохранять данные о выполненных отгрузках ГСМ.

После возвращения на базу данные из контроллера бензовоза синхронизируются с БД офиса. Клиент также может синхронизировать данные своей карты с данными в офисе на любой стационарной заправочной станции компании.

При таком подходе сам бензовоз выполняют роль канала связи с офисом… хотя и немного более медленного, чем каналы связи мобильного оператора :)

Заключение

1) Законы развития технических систем дают нам представление о том, в каком направлении развивается та или иная система. Сталкиваясь с проблемой, с противоречием, мы должны найти решение, которое изменит нашу конкретную систему. Законы развития показывают нам правильное направление такого изменения. Следовательно, при поиске решения мы имеем четкий ориентир, подобный маяку, помогающему кораблям прокладывать правильный курс.

2) Среди рассмотренных законов есть общие законы развития систем, как технических, так и любых других. Мы можем использовать эти законы в своей аналитической деятельности в виде as is.

3) Законы преобразования (развития) структуры системы следует применять осторожнее, учитывая то обстоятельство, что информационные потоки отличаются от энергетических потоков в технических системах.

4) И, наконец, законы, определяющие состав технической системы, мы не можем применить к информационным и управленческим системам, потому что они — другие. Наличие таких законов в отношении технических систем вызывает лишь сожаление об отсутствии аналогичных законов для наших систем. Но не все так плохо! Мы ведь можем эти законы открыть сами, не так ли, уважаемые аналитики?

Обсуждение статьи на форуме.

Предыдущие статьи по теме

1. Обзор ТРИЗ для системных и бизнес аналитиков. Часть 1
2. Обзор ТРИЗ для системных и бизнес аналитиков. Часть 2
3. Обзор ТРИЗ для системных и бизнес аналитиков. Часть 3
4. Обзор ТРИЗ для системных и бизнес аналитиков. Часть 4