Ошибки инноваторов, и как их избежать. ТРИЗ для чайников – 5, второе издание

Лев Хатевич Певзнер

Это дополненное второе издание книги «ТРИЗ для чайников 5», посвященной одному из важных инструментов ТРИЗ — анализу типовых ошибок при развитии технических система. Для упрощения освоения материала в книге приведено большое количество примеров, иллюстрирующих материал.Книга адресована широкому кругу инженеров, менеджерам по инновациям и инвестициям.

ГЛАВА 3. Типовые ошибки первого этапа

Основная цель первого этапа — пройти путь от минимально работоспособной технической системы до создания коммерчески оправданной работоспособной конструкции и попыток ее внедрения.

На этом этапе возникают не только ошибки, описанные в главе 2, но и другие, которые будут рассмотрены ниже.

3.1. Неправильный выбор место внедрения

Новая система внедряется не там, где ее можно применить, а там, где без нее нельзя обойтись.

Многие системы имеют очень широкое применение, а ошибка значительного числа изобретателей является стремлении продвинуть свою систему в первое же место, которое увидит сам разработчик. Обычно это наиболее популярное место для технических систем с такой функцией. В результате внедрение происходит там, где новая система сталкивается с жесткой конкуренцией со старой системой, имеющей преимущества в надежности и привычности (инерцию мышления никто не отменял). Особенно опасны попытки внедрения там, где у новой системы нет очевидных преимуществ перед старой. А в силу не отлаженности конструкции, ненадежности она оказывается неконкурентной со старыми системами.

.

Пример

В 1946 году американский инженер компании «Raytheon» Перси Спенсор получил патент США №2 495 429 на микроволновую печь.

А уже через год, первая в мире СВЧ-печь «Radarange» была изготовлена. Её высота — 1,8 метра, вес 340 килограмм, а сама она напоминала большой холодильник. Однако предназначалась она не для приготовления пищи, а для быстрого размораживания продуктов.

Компания определила рынок довольно специфически — солдатские столовые и столовые военных госпиталей. При цене в $3 000 её могли купить только предприятия.

Рисунок 45. Первая в мире СВЧ-печь «Radarange»

Первые же попытки внедрения показали неэффективность такого применения новой системы. В армии не было проблемы с размораживанием продуктов, поскольку обычные электрические печи со спиралями справлялись с этим вполне эффективно, а были и дешевле и проще.

Однако неожиданно СВЧ-печи начали с большим энтузиазмом закупать рестораны, поскольку, новинка обладала неоспоримым достоинством: американские блюда типа сэндвичей и хот-догов приготавливались в них молниеносно.

Следующим шагом стал переход к бытовым микроволновым печам. В 1955 году компания» Tappan Company» выпустила такую печь, но она была слишком большой и дорогой ($ 1 200) для домашнего использования.

Прорыв произошел в начале 1960-х годов, когда японская компания «Sharp» и американская компания «Raytheon» предложили Микроволновые печи по цене 300—500 долларов. Да и размеры стали вполне приемлемыми.

Первоначально спрос на новое изделие был невысок. Помимо достаточно высокой цены, людей останавливали предубеждения об опасности использования сверхвысоких частот (СВЧ). Покупатели боялись, что микроволновая печь могла служить причиной для радиации, импотенции, онкологии или слепоты. В 1970 году выпуск СВЧ-печей составлял лишь 40 тысяч штук в год, и это был явно элитарный продукт для высшего среднего класса.

Со временем мифы об опасности СВЧ-печи не подтвердились. Люди, купившие печи не болели, и выяснилось, что микроволны очень быстро затухают в атмосфере. Уже на расстоянии полуметра от микроволновки излучение становилось в 100 раз слабее. Достаточно отойти от печи на расстояние вытянутой руки, чтобы чувствовать себя в полной безопасности. Да и американцы распробовали преимущества микроволновых печей. К середине 1970-х годов микроволновые печи были уже были в более, чем половине американских домов.

Пример

Начиная с 1952 года, швед Ингвар Бранемарк (P.Branemark) проводил исследования, в области остиоинтеграции — соединения костей с помощью металлических элементов. Он попробовал заменить элементы из нержавеющей стали на титановые, которые были легче и прочнее. Бранемарк попытался использовать их для соединения сломанных костей, но он столкнулся с проблемой: титановые элементы прочно соединялись с костями и после заживления раны их было невозможно удалить. В течение 13 лет он безуспешно пытался применять титановые элементы в остеоинтеграции, пока не нашел титану другое применение. Титановые импланты стали блестящим решением для протезирования зубов. Главный недостаток титановых имплантов стал их достоинством. Импланты из титана сращивались с челюстной костью и становились надежной основой для зубных протезов.

Сейчас это самый надежный метод протезирования зубов.

Рисунок 46. Остиоинтеграция

Тест-рекомендация. При внедрении новой системы ошибочно пытаться внедрять ее в тех сферах, где проявляются ее недостатки, или достаточно устойчивы преимущества старой системы. Рекомендуется искать те сферы применения новой системы, где ее преимущества будут очевидными, а недостатки менее значимы, или становятся преимуществами.

Рисунок 47. Титановые импланты

Пример

Внедрение самоуправляемых автомобилей в роли такси в городах вызывает множество споров о возможных рисках для людей в городе и сильно тормозится юристами. Многие также опасаются социальных проблем, связанных с потерей рабочих мест большим числом водителей. В то же время, внедрение самоуправляемого транспорта на месторождениях, в сельском хозяйстве и на строительстве в удаленных регионах, где риски меньше, а водителей не хватает, могло бы обеспечить бесконфликтное внедрение этих разработок. Зато после отработки всех элементов конструкции новой системы и накопления опыта, можно было бы быстро и эффективно распространить внедрение на другие сферы.

Пример

Экзоскелеты, в первую очередь, нужны не рабочим на конвейере (где сейчас пытаются осуществить их внедрение), а пожилым людям и инвалидам, особенно, если экзоскелеты будут еще одновременно стабилизировать устойчивость людей (защищать от падения, поддерживать неустойчивых пожилых людей). Такие разработки уже существуют. Роботов с функциями устойчивого сложного движения активно внедряет американская компания «Boston Dynamics».

Рисунок 48. Инвалид с экзоскелетом

Рисунок 49. Роботы компании «Boston Dynamics» устойчивы

Разумеется, это специальная модификация экзоскелетов, выполненная по принципу гибридизации двух систем [12]. Однако важность этой проблемы очень велика, и сфера их применения столь широка, что рынок экзоскелетов в таком варианте возрастает на несколько порядков.

3.2. Попытки внедрения ТС широким фронтом

Многие разработчики, увидев перспективы новой системы, стараются внедрить ее повсюду, где она может быть использована. Здесь их подстерегает две опасности:

— Нехватка ресурсов, поскольку сама система еще не приносит доходов, а значительные инвестиции не предоставляются¹³.

— Неудачная конкуренции со старыми системами, у которых есть преимущества в надежности, сервисе, привычности и налаженной инфраструктуре. При этом неудача в одном месте начинает порочить систему в целом.

Правильной тактикой является выбор одного или нескольких направлений, где новая система имеет неоспоримые преимущества и начинать захват плацдарма рынка с них.

Для автомобилей такой удачной точкой внедрения стали пожарные автомобили (лошади боялись огня, что создавало трудности по доставке воды и помпы к горящему дому). Стоит отметить, что в то время грузоперевозки и пассажирский «извоз» автомобилями были невыгодны по сравнению с телегами и каретами, и попытки внедрять их там было бы ошибкой.

.

Пример

В конце XIX века началось бурное развитие производства алюминия. И хотя он все еще оставался дорогим металлом, производители активно пытались внедрить его везде, где только это казалось возможным.

В частности, в 1894 году американская железнодорожная компания New Haven and Hartford Railroad выпустила специальные легкие пассажирские вагоны из алюминия. Карл Бенц в 1899 году представил первый спортивный автомобиль с алюминиевым корпусом на выставке в Берлине.

По заказу Альфреда Нобеля в Швейцарии в 1891 году был построен первый пассажирский катер с алюминиевым корпусом. Через три года на шотландской судостроительной верфи была построена 58-метровая торпедная лодка из алюминия для ВМФ Российской империи. Катер, названный «Сокол», развивал рекордную скорость того времени — 32 узла.

Однако все эти «новинки» не стали прологом к массовому использованию алюминия в этих направлениях. Более дешевая и прочная сталь до сих пор имеет преимущество перед алюминием в этих сферах применения. Попытки внедрить алюминий там, где это не давало больших преимуществ, привели только к финансовым потерям.

Зато в авиации, где алюминию не было равных, он быстро прижился.

Тест-рекомендация. При внедрении новой системы ошибкой является попытка внедрения ее широким фронтом везде, где ее можно применять. Правильный путь — составьте список возможных применений нового материала или системы и выберите те, где перспективы наиболее высоки (где невозможно обойтись без системы и ее уникальных свойств). Отложите внедрение во второстепенных зонах, где прежние системы имеют сильные позиции.

3.3. Попытки одновременного внедрения множества вариаций ТС

Иногда одна и та же система разрабатывается в нескольких вариантов, и изобретатели пытаются одновременно продвигать все эти варианты. Это вызывает неоправданное распыление ресурсов и замедляет развитие системы. Со временем слабые варианты системы отпадают, и развитие сосредотачивается на наиболее сильном из них.

Пример

В конце XIX века в автомобилестроении одновременно развивались три направления: электромобили, автомобили с ДВС и автомобили с паровым двигателем. По техническим характеристикам и численности они были близки. На начало ХХ века в США 38% автомобилей имели электрические двигатели, 40% — паровые, 22% — бензиновые [4].

Рисунок 50. Электромобиль Willys-Overland модель1923 года

Такое разнообразие распыляло ресурсы и мешало развитию системы. В конце концов, автомобили с ДВС выиграли конкуренцию и стали основным направлением в автомобилестроении.

Тест-рекомендация. Если при внедрении технической системы, возможно несколько принципиально разных вариантов ее реализации, необходимо провести анализ для выявления наиболее перспективного направление (минимальные затраты на внедрение, готовность надсистемы и общества, хорошие перспективы). Затем следует сосредоточить все ресурсы на его продвижении.

Замечание. Ниже будет рассмотрен «эффект колеи», который крайне важно учитывать при конструировании и продвижении технической системы.

3.4. Попытки внедрить неэффективную новую систему

Часто первоначальная система (функциональный центр) может быть предельно неэффективной. Попытки внедрения такой «сырой» системы дискредитирует идею изобретения, что в дальнейшем тормозит ее продвижение в обществе и развитие в целом.

Пример

Считается, что первая газоразрядная лампа изобретена в 1856 году Генрихом Гейслером, который получил синее свечение от заполненной газом трубки, возбуждаемой при помощи соленоида. Первый патент на газоразрядную лампу был получен в 1891 году Николой Теслой. Прибор состоял из источника высокого напряжения высокой частоты и газоразрядной аргоновой лампы, но свечение было очень слабым. Серьезным шагом в развитии стало наполнение трубки не аргоном, а парами ртути, при которых свечение приобрело сине-зеленый свет. Однако и эта лампа была малоэффективна (поскольку большая часть свечения была в невидимом глазом ультрафиолетовом диапазоне) и не имела успех во внедрении.

Прорывом стало применение 1926 году покрытия стеклянной колбы газоразрядных ламп флуоресцентным порошком, преобразующим невидимый ультрафиолетовый свет, испускаемый возбужденной плазмой, в однородный белый свет (или свет определенного цвета). Изобретатель этой технологии Эдмунд Гермер был признан изобретателем лампы дневного света, а с 1938 года «Дженерал электрик» начало коммерческое использование ламп дневного света.

Тест-рекомендация. Если система малоэффективна, то перед стартом проверьте перспективы ее развития на несколько шагов вперед с помощью ЗРТС. Необходимо максимально повысить эффективность выполнения главной функции новой системы. Если удалось найти перспективные решения, следует попытаться внедрять их.

Знание и использование законов развития технических систем многократно повышает шансы на успех внедрения. Вместо того чтобы внедрять функциональный центр (первую систему), следует сделать несколько шагов вперед по обычным линиям развития [1,2], и внедрять более продвинутую и более эффективную конструкцию.

3.5. Избыточный перфекционизм

«Нет в мире совершенства — вздохнул Лис».

«Маленький принц», Антуан де Сент-Экзюпери

Новую систему легко совершенствовать, и некоторые изобретатели стремятся максимально ее улучшить, внося все новые и новые изменения, что задерживает ее выход на рынок. Однако конкуренты не дремлют, и, если затянуть вывод системы на рынок, можно просто опоздать, и затем придется отвоевывать рынки, что гораздо сложнее и более затратно. Поэтому, как только система становится достаточно работоспособной, для продажи, ее нужно быстро выводить на рынок.

Более того, иногда, чтобы захватить рынок, целесообразно выводить в работу даже не завершенную систему, дорабатывая ее в процессе продажи и начала эксплуатации.

Пример

В 1942 году американская компания «Hughes Aircraft» получила заказ на строительство транспортного самолета, для переброски войск и грузов из США в Европу. Основное условие — запрет на использование стратегических материалов. Поэтому самолет проектировали и строили, в основном, из… березы.

Его характеристики впечатляют и сейчас: длина 66 метров, высота — 24 метра, размах крыльев — 98 метров, вес — 136 тонн, максимальный груз — 59 тонн, максимальное количество пассажиров — 700 человек. Дальность полета 5634 километра. И хотя проект был готов уже в 1943 году, но завершение строительства постоянно откладывалось из-за того, что руководитель проекта Говард Хьюз постоянно вносил все новые и новые изменения, что затягивало выполнение проекта. К 1944 году ситуация изменилась, и государство потеряло интерес к проекту. Помимо вложенных правительством 22 миллионов долларов, Хьюз вложил свои 18 миллионов долларов и… в 1947 году самолет совершил свой первый и единственный полет. К этому времени строительство таких самолетов уже потеряло смысл.

Пример

Майкрософт часто выводит на рынок достаточно сырые продукты, которые дорабатываются в течение нескольких лет новыми дополнениями и обновлениями¹⁴.

Рисунок 51. H-4 Hercules «Еловый гусь»

Тест-рекомендация. Хотя неправильно пытаться внедрить слишком сырую систему, но нельзя затягивать внедрение постоянно ее совершенствуя. Надо помнить — нет предела совершенству, и как только система способна стабильно и эффективно работать (то есть становится продаваемой) — ее надо сразу выводить на рынок. Анализируйте достаточность новизны и эффективности новой системы для выхода на рынок, и сразу выводите ее на рынок, ограничившись достигнутым, если система стала рыночной. Дальнейшее совершенствование системы можно проводить в процесс внедрения.

3.6. «Дефицит новизны»

Обычно эта ошибка связана с попыткой создать новую систему на базе старой, с минимальными изменениями, максимально сохраняя все основные элементы конструкции старой системы.

Пример

Во время Первой Мировой из-за возросшей плотности огня, (пуль и осколков снарядов) возродилась идея защиты солдат стальными доспехами. Бронежилеты, появившиеся войны, напоминали рыцарские доспехи.

Рисунок 52. Бронежилет Первой Мировой войны

Но они оказались тяжелыми и неудобными, и солдаты не могли в них передвигаться и воевать. Идея бронежилетов реализовалась только в конце XX века с появлением новых легких и прочных материалов.

Рисунок 53. Коляска и первый автомобиль Луи Рено.

Пример

Первый автомобиль практически сохранил внешний вид и все атрибуты коляски, а первые беспилотники были просто обычными самолетами, на которые установили системы телекоммуникационного управления. Лишь затем и те, и другие начали радикально изменяться с учетом новых возможностей.

Современные автомашины и беспилотники совсем не похожи на своих родителей.

Рисунок 54. Истребитель-бомбардировщик А-4С и один из первых боевых беспилотников QF-4

Рисунок 55. Современный автомобиль и ударный беспилотник MQ-9 Reaper, 2007 год

В настоящее время эту ошибку с поразительной точностью повторяют создатели самоуправляемых автомобилей. Фактически, они пытаются установить систему самоуправления на обычные автомобили.

Рисунок 56. Самоуправляемый автомобиль «Google»

На самом деле, уже сейчас можно смело менять всю конструкцию автомобиля. Например, грузовой автомобиль должен представлять ровную платформу, на которую в зависимости от ситуации можно устанавливать контейнер, кузов или иную надстройку. Блок управления должен находиться сзади в самом безопасном месте и получать информацию с камер слежения, расположенных по углам платформы. Очевидно, что многие изменения можно делать уже сейчас. Иным должен стать и легковой пассажирский автомобиль. Например, для транспортировки больного в больницу и назад (если он не нуждается в сопровождении, например, направляется на прием к врачу), это будет легкая платформа с одним удобным откидывающимся сиденьем для безопасной транспортировки.

Тест-рекомендации. При попытке использования старых систем на новой элементной базе, или гибридизации систем не следует ограничиваться применением нового материала или использованием одной новой подсистемы. Необходимо сразу сделать прогноз, учитывая возможности, которые дает новый материал или новая система, и внести изменения, которые могут быть реализованы вследствие свертывания или развертывания. В этом поможет блиц-прогноз по ЗРТС, с учетом новых ресурсов и функций.

Замечание. При прогнозе желательно сделать также учесть изменения надсистемы, что может существенно облегчить внедрение самой системы.

3.7. «Недостаточная новизна» или использование устаревших подсистем

Изобретатели часто стремятся использовать в новой системе наиболее отработанные к этому времени подсистемы, чтобы упростить внедрение. К сожалению, зачастую в систему включаются подсистемы, которые хотя и надежны, но исчерпали свой ресурс развития и не способны эффективно работать в сочетании с другими подсистемами в новой системе.

Это один из вариантов недостаточной новизны, когда новая система не может быть реализована при использовании ключевых старых подсистем, не соответствующих ее уровню. В этом случае необходимо выбрать новую подсистему, из числа наиболее перспективных.

Пример

На конец XIX века, самым надежным двигателем был паровой, который эксплуатировался к этому времени уже более 100 лет. Его конструкция была надежной и отлаженной, в отличие от двигателей внутреннего сгорания, которые только начинали свое развитие. Но попытки установить паровой двигатель на самолет (А. Ф. Можайский 1882 год) или на подводную лодку (США, 1861 г., Швеция, 1886 г.) не увенчались успехом.

Успех пришел к братьям Райт, использовавшим двигатель внутреннего сгорания.

Другим вариантом «недостаточной новизны», является отсутствие к моменту создания системы подсистем более высокого уровня, необходимых для ее реализации, поскольку наука и техника еще не достигла необходимого уровня.

Пример

Люминесцентные светильники были изобретены Томасом Эдисоном в 1896 году (запатентованы в 1907 году). В серийное производство они пошли, начиная с конца 1930-х годов, причем в основном, в промышленности и общественных зданиях, где оценили их экономичность. Попытки же внедрить люминесцентные светильники в быту, домах и квартирах, провалились. Их размеры, цвет света и шум не одобрили и не приняли пользователи, которые продолжали использовать бесшумные лампы накаливания с мягким светом. Ситуация радикально изменилась в начале XXI века с появлением электронных микроприборов, когда стало возможным поместить стартер и другие подсистемы люминесцентной лампы внутри цоколя стандартного размера E27 (как в лампе накаливания). Такие лампы было также легко менять, как лампы накаливания, они имели мягкий свет и работали бесшумно.

Тест-рекомендации. Проанализируйте совместимость использованных в системе подсистем. Если работа одной из них по своему уровню отстает, то есть несовместима с работой других, что мешает работе системы в целом, попытайтесь заменить ее на более передовую. Если это не удается — внедрение разумно приостановить.

Замечание. Иногда это связано с нарушением уровня развития подсистем в системе. В таких случаях рекомендуется согласовать уровни развития подсистем, заменив устаревшую подсистему на новую.

3.8. «Избыток новизны»

Альтернативой «недостатка новизны» является ситуация, когда создатель пытается насытить новую систему максимальным количеством инноваций.

Надо понимать, что новые системы — это всегда ненадежные, не отлаженные системы. Поэтому большое число инноваций всегда сопряжено с повышенным риском отказов и затруднениями в процессе отладки, так как часто непонятно, в какой именно из новых подсистем произошел сбой. Это также требует больших финансовых затрат на отладку новой системы, ее производства и разработку новых элементов. Как следствие, финансовые потери, срыв сроков.

Пример.

Все самолеты выдающегося советского авиаконструктора Р. Л. Бартини отличались очень высокой степенью новизны. По этой причине только одна его разработка (дизельный бомбардировщик ЕР—2) выпускалась небольшой серией. Остальные его машины — более десятка типов — остались экспериментальными.

Рисунок 57. Р. Бартини и его самолет ЕР-2

Заметим, что блестящие решения Бартини, отработанные им элементы конструкции и технологии, широко применялись в самолетах других конструкторов.

Замечание. Справедливости ради, стоит отметить, что такая ошибка случается крайне редко, а системы этого типа могут быть полезны как «банк» новых идей и передовой образец для конструкторов серийного производства. Например, идеи Роберта Бартини активно использовали все известные советские авиаконструктора, такие как А. Н. Туполев, В. М. Петляков и другие. Обратите внимание, насколько серийный пикирующий бомбардировщик Пе-2 похож на ЕР-2.

Тест-рекомендации. Признаками избытка новизны являются частые аварии, ненадежность системы, нестабильность ее работы. При наличии большого числа инноваций можно попытаться разбить внедрение на этапы и определить последовательность внедрения новых элементов.

3.9. Включение в систему материалов и подсистем не имеющих ресурсов развития

Появление новой системы предполагает ее быстрое развитие. Поэтому все ее подсистемы должны иметь значительный ресурс для развития. Крайне нежелательно использовать подсистемы и материалы, которые хоть и применимы на момент создания системы, но не обладают такими ресурсами.

Пример.

В 1920-х годах много спорили по поводу того, какой материал выбрать для создаваемых самолетов: дельта-древесину¹⁵, которой было в достатке, или дюралюминий, которого катастрофически не хватало в СССР. Правильный стратегический выбор в пользу металла был сделан благодаря четкой позиции А. Н. Туполева.

Конец ознакомительного фрагмента.

Примечания

13

В последнее время ситуация меняется, и, в попытках быстро захватить рынки, инвесторы часто готовы идти на рискованные инвестиции.

14

За это их проклинают пользователи, но при наличии фактической монополии, компании — это безразлично.

15

Дельта-древесина — конструкционный композитный материал, древеснослоистый пластик на основе формальдегидной смолы, армированной древесными волокнами. Получался пластификацией древесного шпона (обычно берёзового) путём пропитки его фенол — или крезолоформальдегидной смолой с последующим горячим прессованием под высоким давлением. Дельта-древесина имеет всего в два раза большую, чем обычная древесина, плотность, при этом значительно превосходя её по прочности (она выше, чем у многих алюминиевых сплавов, хотя и ниже, чем у авиационного дюралюмина после термической обработки и искусственного старения). Кроме того, этот материал практически не горюч, обладает абсолютной стойкостью к поражению грибком (гнили) и имеет длительный срок службы без потери качеств (десятки лет в неблагоприятных условиях). Википедия