Материал: 1284

105

Tзад, С

Рисунок 2.57 – Отклик системы на импульсную функцию

106

3МЕТОДЫ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА

3.1Постановка задачи

Творчество представляет собой явление, относящееся прежде всего к конкретным субъектам и связанное с особенностями человеческой психики, закономерностями высшей нервной деятельности, умственного труда. Одни ученые считают, что мышление начинается там, где создалась проблемная ситуация, которая предполагает поиск решения в условиях неопределенности, дефицита информации. Другие утверждают, что определяющим механизмом творчества является не логика, а интуиция. «Посредством логики доказывают, посредством интуиции изобретают», – говорил А.Пуанкаре. И действительно, интуиция нередко помогает в поиске правильного решения, однако при этом следует отметить, что если раньше явление интуиции относилось к чему-то мистическому и сверхъестественному, то в настоящее время доказали, что интуиция имеет материалистическое объяснение и представляет собой быстрое решение, полученное в результате длительного накопления знаний в данной области и, следовательно, длительной подготовки. Это, скорее, итог умственной деятельности, чем начало. Таким образом, интуиция приходит в качестве вознаграждения за труд исследователя и поэтому сложному механизму творческого мышления присущи как интуиция, так и логика.

Специфический акт творчества – внезапное озарение (инсайт) – заключается в осознании чего-то, всплывающего из глубин подсознания, в схватывании элементов ситуации в тех связях и отношениях, которые гарантируют решение задач.

Поиск решения творческой задачи у заинтересованного и квалифицированного инженера всегда продолжается в подсознании, в результате чего могут быть решены самые сложные задачи, причем сам процесс обработки информации при этом не осознается. В сознании отражается лишь результат (если он получен). Поэтому исследователю иногда кажется, что на него ниспослано озарение, что удачная мысль пришла неведомо откуда. Можно констатировать, что человек использует это явление каждый раз, когда он откладывает какое-нибудь дело, чтобы дать мыслям созреть и, таким образом, рассчитывает на работу своего подсознания.

Одной из проблем творчества является его мотивационная структура. Мотивации (побуждения) связаны с потребностями, которые делятся на три группы: биологические, социальные и идеальные (познавательные). Биологические потребности (например, принцип экономии сил) лежит в основе житейской изобретательности и совершенствовании навыков, но могут приобрести и самодовлеющее значение, превратившись в лень. Среди социальных потребностей мотивами к творчеству могут быть стремление к материальному вознаграждению, к почету и уважению в обществе. Идеальные – составляют потребности познания в самом широком смысле. Они ведут свое происхож-

107

дение от потребности в информации, изначально присущей всему живому, наряду с потребностью в притоке вещества и энергии. Удовлетворение любой потребности требует информации о путях и способах достижения цели. Но существует потребность в информации и как стремление к новому, ранее не известному. Наиболее важным для творчества видом мышления является воображение. Творческому воображению, фантазии принадлежит решающая роль в создании нового и развитии общества. Эта способность должна постоянно развиваться, стимулироваться и тренироваться. Различают три типа воображения: логическое (выводит будущее из настоящего путем логических преобразований); критическое (ищет, что именно в современной системе несовершенно, и нуждается в изменении); творческое (рождает принципиальные новые идеи и представления, опирающиеся на элементы действительности, но не имеющие пока прообразов в реальном мире).

Активизация творческого мышления предполагает знание факторов, отрицательно влияющих на него. К числу таких факторов относится отсутствие гибкости мышления, сила привычки, узкопрактический подход, чрезмерная специализация, влияние авторитетов, боязнь критики, страх перед неудачей, чересчур высокая самокритичность, лень.

Противоположностью творческого воображения является психологическая инерция мышления, связанная со стремлением действовать в соответствии с прошлым опытом и знаниями, с использованием стандартных методов и т.д.

В связи с этим необходимо формулировать технические задания таким образом, чтобы исключать возможность психологической инерции и ее отрицательного влияния на творчество, стремиться всемерно развивать творческое воображение.

Творческая личность обладает рядом особенностей и прежде всего умением сосредоточить внимание и долго удерживать его на каком-либо вопросе или проблеме. Это одно из важнейших условий успеха в любом виде деятельности. Без упорства, настойчивости, целенаправленности немыслимы творческие достижения.

Получение значимого результата самым непосредственным образом зависит от исходной мировоззренческой позиции автора, принципиального системного подхода к постановке проблемы и определению общих путей движения исследовательской мысли. В научно-техническом творчестве материалистическая диалектика как наука о наиболее общих законах развития природы, общества и мышления и системный подход составляют единое направление в развитии современного научного познания.

Фиксация проблемы начинается с точного названия объекта проектирования и описания недостатков существующего прототипа или аналогов. Заметим, что фиксация проблемы является лишь отправной точкой для отыскания недостающей информации по объекту проектирования, а вовсе не окончательной формулировкой проблемы, которая в полной мере будет выполнена на последующих этапах системного исследования.

108

При обосновании проблемы необходимо рассмотреть потребность в проектируемом объекте. Потребность определяется следующими факторами:

-наличием серийно выпускаемого объекта, выполняющего рассматриваемую в данной проблеме функцию;

-наличием недостатков этого объекта;

-возможными направлениями устранения этих недостатков;

-технической и технологической возможностью выхода из рассматриваемой проблемной ситуации.

Анализ потребности необходимо проводить на основе детального информационного исследования и с учетом опыта эксплуатации прототипа объекта проектирования.

В ряде случаев решение сформулированной проблемы сводится к улучшению известного устройства, называемого прототипом, путем внесения

внего определенных изменений. Улучшение или модернизация ТО не охватывает другие классы задач, такие как поиск новых потребностей и формулировка новых функций ТО; разработка принципиально новых технических решений, не имеющих прототипов; постановка задач поиска новых технических решений как задач математического программирования. Заметим, что методология поиска новых технических решений (генерация вариантов) относится к задачам инженерного творчества [16].

Задачи инженерного творчества, как правило, решаются итерационным путем, т.е. делается несколько приближений к искомому решению, поскольку искомое неизвестно.

Постановка задачи - нелегкая работа. Однако нужно всегда помнить, что правильная постановка творческой инженерной задачи - это половина ее решения. Она часто связана с отсечением многих бесперспективных и тупиковых направлений поиска. Нередки случаи, когда решение задачи находят в процессе ее постановки. Поэтому не следует экономить время на анализ и постановку задачи.

Операция 1. Описание проблемной ситуации. Эта операция представ-

ляет собой самую предварительную краткую формулировку задачи, в которой должны содержаться ответы на следующие вопросы:

а) в чем состоит затруднение или проблемная ситуация и какова ее предыстория?

б) что требуется сделать для устранения проблемной ситуации, т.е. какую потребность нужно удовлетворить?

в) что мешает устранению проблемной ситуации или достижению це-

ли?

г) что дает решение задачи для людей, предприятия, народного хозяйства и т. д.?

Пример описания проблемной ситуации:

а) бытовая радиоэлектронная аппаратура в большинстве случаев оснащена унифицированными межкомпонентными разъемами типа RCA, еще известными под названием «тюльпан» (рисунок 3.1, а). Для соединения аудио-

109

видеокомпонентов через указанные разъемы используются соответствующие кабели RCA-RCA или «тюльпан-тюльпан». Оконечная часть кабеля представляет собой металлический штекер с соосным расположением контактов. Контакт общего проводника выполнен в виде внешней цилиндрической поверхности («юбка»), по центру располагается штыревой сигнальный контакт (рисунок 3.1, б). Современный этап развития бытовой аппаратуры характеризуется появлением новых цифровых форматов для воспроизведения звука и изображения, в частности DVD-video, DVD-audio, Super Audio CD, MiniDV.

Указанные форматы обеспечивают исключительное качество звука и изображения, недоступное для ранее существовавших форматов [17]:

-диапазон воспроизводимых частот для аудиоаппаратуры – 10 100000 (сто тысяч) Гц;

-динамический диапазон усиления для аудиоаппаратуры – свыше 120

дБ;

-четкость воспроизводимого изображения для видеоаппаратуры - свыше 540 ТВЛ (телевизионных линий).

Проблемная ситуация заключается в том, что разъемы типа RCA рассмотренной выше конструкции уже не в состоянии передавать информационный сигнал новых форматов без видимых и слышимых искажений. Таким образом, потенциал высокого качества звука и изображения, заложенный в новых форматах раскрывается не в полной мере. Фактически, потребитель современной аудиовидеоаппаратуры переплачивает деньги за качество, которого на самом деле не получает;

Рисунок 3.1 – Межкомпонентный разъем (а) и штекер (б) типа RCA

б) кардинальным решением поставленной проблемы явилась бы передача информационных сигналов между компонентами бытовой аппаратуры, основанная на иных физических принципах действия, через разъемы и кабели другого типа (например, оптический цифровой канал, который ограниченно уже применяется в бытовой аппаратуре);

в) однако, такое кардинальное решение неприемлемо для устранения проблемной ситуации, поскольку теряется совместимость с многочисленным