ТРИЗ для «чайников» – 5. Типовые ошибки в развитии технических систем, издание 2-е

Красивую идею очень хочется быстрее внедрить. И находятся те, кто пытается внедрить ее, не имея достаточной базы.

20 сентября 1859 года американец Джордж Симпсон получил патент N 25 532 на электронагревательный прибор, который позволял нагревать платиновую спираль электрическим током, получаемого от гальванических батарей.

Вероятно, эту дату и можно считать днем рождения электроплиты. Хотя это был только проект, так и не реализованный. Создателем первой реальной электроплиты стал канадец Томас Ахерн, и появилась она только 1892 году. Томас Ахерн был владельцем ресторана, в котором и внедрил свое изобретение. А на следующий год электрическая духовка Ахерна произвела фурор на Всемирной выставке в Чикаго. К сожаление, не осталось ни прототипа печки Ахерна, ни чертежей. Да и массового внедрения новой системы после этого триумфа не произошло[3 - Формально печку Ахерна можно считать первоэтапной системой. Ведь она вполне реализовывала главную функцию. Но без работоспособной надсистемы использовать ее было невозможно.]. Без развитой надсистемы печка Ахерна была неработоспособной.

Рисунок 4. Томас Ахерн

Вторая попытка внедрения электрических плит была осуществлена лишь через 10 лет. Дэвид Смит Керл устранил часть проблем. Он выпустил первую малую серию из 50 электроплит в австралийском городе золотодобытчиков Калгурли в 1905 году, и запатентовал ее.

Город был молодым и прогрессивным, и все 50 плит были раскуплены.

Несмотря на блестящий маркетинг, внедрение оказалось преждевременным. Проект оказался неприбыльным. Электричество было дорогим и его позволить могли только состоятельные люди, которых в городе было немного. Вскоре проект закрыли. Надсистема не была готова к внедрению.

Реальный коммерческий старт электроплитам дал блестящий предприниматель, основатель компании АЕГ Эмиль Ратенау. Он нанял инженеров, которые создали первую полноценную бытовую электроплиту. Первые модели были изготовлены из чугуна и были похожи на газовые плиты. Но вместо обычных чугунных плит, нагреваемых газовыми горелками, были установлены замысловатые пластины, которые нагревались электрическим

Рисунок 5. Патент на «Электроплиту Калгурли»

током. Плита нагревалась около получаса, да и стоила она недешево, но рынок состоятельных клиентов в Европе был уже достаточен для коммерческого внедрения новой системы.

Электроплита АЕГ стала хотя и не массовым продуктом, но была коммерчески оправданной. Это было начало второго этапа для электроплит.

Тест на готовность надсистемы:Есть ли возможность системе функционировать стабильно и быть экономически оправданной в рамках существующих надсистем. Достаточно ли хорошо обеспечена ее поддержка.

1.4. Неправильный выбор главной функции

Главная функция определяет предназначение технической системы. Иногда новые технические системы могут иметь много разных функций, и ее реализация зависит от той, которая будет выбрана в качестве главной. Разработчик всегда берет за основу только одну функцию, не обращая внимания на большие функциональные ресурсы вновь создаваемой системы. Например, компьютеры, которые первоначально были предназначены для расчетов, сейчас, в основном, используются совсем по другим назначениям.

Пример

В 1902 году инженер Уиллис Карриер изготовил первый образец охлаждающей воздух машины (кондиционера). Это чудо техники было установлено в одной из бруклинских типографий. Охлаждающий воздух агрегат был смонтирован, чтобы уменьшить влажность воздуха (на влажной бумаге краска сохнет очень медленно). А влажность, как известно, уменьшается при снижении температуры. Но прохлада, о которой меньше всего думал типографский делец, обернулась для него дополнительной прибылью. Получился сверхэффект. Рабочие, печатавшие в комфортных условиях, стали меньше уставать, объемы печати значительно выросли.

.

Пример

Приехав в Холмогоры после посещения Голландии, Петр Первый возмутился:

– Поморы строят «пузатые» корабли. Неправильно! Не как в Голландии!

И, действительно, поморские корабли, кочи, проигрывали в скорости голландским. Вот только цели у них были разные. Поморам не надо было ходить в Америку и Индию. Зато, вмерзая в лед, не трескались, а выталкивались.

Рисунок 6. Поморские кочи и испанские галеоны

Так из-за некомпетентности Петра Первого Россия потеряла уникальное ноу-хау. Только спустя 200 лет его восстановил по старым рисункам норвежец Фритьоф Нансен.

Тест-рекомендация. Для новой системы проанализировать все ее функции и ресурсы, а также попытаться на основе конструкции предложить новые функции, с последующим анализом их применения в разных областях.

Например, сотовые телефоны с простейшими системами мониторинга здоровья, могут спасать жизнь больных с хроническими заболеваниями, такими как диабет, гипертония и другие, подавая сигнал бедствия, и вызывая скорую помощь. Сами системы мониторинга смогут стать обязательными системами, которыми будут оснащаться хронические больные и пожилые люди.

Экзоскелеты, в первую очередь, нужны не военным или рабочим, а пожилым людям и инвалидам, при условии, что они будут одновременно стабилизировать устойчивость людей (защищать от падения, поддерживать неустойчивых пожилых людей). Разумеется, это специальная модификация экзоскелетов. Но сфера их применимости возрастает на несколько порядков, как и важность.

Рисунок 7. Инвалид с экзоскелетом

1.5. Недооценка перспектив развития рынка

Недооценка перспектив развития рынка, влечет отсутствие достаточного объема инвестиций. Новая система предполагает возможность появления новых функций. И не всегда сразу видно, как эти функции могут быть использованы и, какие рынки они открывают. Достаточно часто разработчик не способен оценить рынки, которые могут быть созданы благодаря новой функции.

Пример

Еще в 1861 году немецкий изобретатель Иоганн Филипп Рейс на заседании Физического общества, состоявшемся в 1861 году во Франкфурте-на-Майне, сделал сообщение о созданном им проводном устройстве для электрической передачи звука на расстояние.

Но так как этот аппарат, названный Рейсом телефоном, плохо передавал тон и сильно искажал тембр звука, то современниками он был признан как «бесполезная игрушка». Ни Рейс, не его окружение не смогли оценить перспективы своего изобретения.

Прошло еще 15 лет, и американец Александр Белл подал заявку на изобретение принципа телефонирования. 14 февраля 1876 года заявка была зарегистрирована, а спустя 10 лет началось быстрое развитие телефонирования.

Пример

Идея о создании компьютерной мыши возникла у американского ученого Дугласа Энгельбарта еще в конце 1950-х годов, когда он работал в Стэндфордском исследовательском институте.

Существовавшие тогда манипуляторы (джойстики, световые перья, клавиатура) были неудобными для его работы, и поэтому Дуглас придумывает новое устройство.

Первоначально конструкция датчика перемещения мыши, состояла из двух перпендикулярных колес, выступающих из корпуса устройства. При перемещении мыши колеса крутились каждое в своем измерении. Получилось не очень удобное и некрасивое решение.

Рисунок 8. Дуглас Энгельбарт с прототипом мышки

Но ученые Стэндфордского института не увидели перспектив изобретения (хотя и получили патент), и не оценили его потенциал. И институт продал лицензию на этот манипулятор компании Apple… за 40 тысяч долларов. Как говорится, комментарии излишни [9]!

Пример

Первоначально ноутбуки разрабатывались как переносные персональные компьютеры для выполнения расчетов в дороге. Насколько широко используются ноутбуки, сейчас нет необходимости говорить. Более подробно кейс рассмотрен в [1].

Тест-рекомендация. Любая идея должна быть проверена на идеальность. То есть необходимо сделать предположение, что все недостатки будут устранены, а преимущества многократно увеличены. Аналогом может быть использовано применение оператора размеры-время-стоимость, в применении к основным функциям новой системы. После этого попытаться понять, как это может быть использовано.

1.6. Внедрение неполных систем

Для многих систем полнота, в том числе, наличие двигателя и системы управления является необходимым условием для эффективного выполнения главной функции. Без них внедрение новой системы (с новой главной функцией) будет малоэффективно и обречено на провал.

Пример

Патент на первую посудомоечную машину получил в 1850 году Джоэль Гоутон.

Устройство представляло собой цилиндрическую стойку, внутри которой размещалась вертикальная шахта с поставленной в нее посудой. Горячая вода, льющаяся в шахту, стекала в специальные ведёрки, которые при помощи ручного привода поднимались и снова выплёскивали в шахту воду. Устройство было предельно неудобным и неэффективным, посуда плохо отмывалась, устанавливать ее в бак было сложно, системы наполнения бака водой и откачки не было. Поэтому все ограничилось созданием патента.

Лишь спустя четверть века в 1887 году в Чикаго появилась первая годная к практическому использованию посудомоечная машина, созданная Джезофиной Кокрейн. Получив патент годом раньше, она представила свое детище на Всемирной выставке в 1893 году, где произвела фурор. Правда машина была с ручным проводом, а значит, хозяйке приходилось стоять рядом и крутить ручку, а это весьма утомительное занятие, возможно даже более утомительное, чем мытье посуды вручную. Правда достаточно быстро посудомойку оснастили приводом паровой машины и, Джезефина получила первый заказ от отеля Палмер Хаус в Чикаго. Разумеется, дома такие машины никто ставить не собирался.

В 1924 году англичанин Уильям Говард Ливенс сделал первую электрическую посудомоечную машину, пригодную для домашнего использования. Фактически это был прообраз современной посудомоечной машины, с полным функциональным центром. Оставалось только усовершенствовать систему управления.

Этот прорыв сделали в 1960 году инженеры компания Miele, выпустив полностью автоматическую посудомойку.