5 марта 2017 г.

Чуксин П. "Методика прогноза развития технических систем" Стендовое сообщение

Методика прогноза развития технических систем

Чуксин Петр, "ТРИЗ-профи", Россия

Разработана и проверена при выполнении нескольких проектов методика прогнозирования технических систем. В ее основе лежат законы и тенденции развития технических систем. Прогноз, выполняемый по данной методике, включает подготовительный, информационный, аналитический, решательный, концептуальный, верификационный, внедренческий, послепрогнозный этапы. Алгоритмы проведения проектных работ на каждом из этапов позволяют сократить трудозатраты и повысить точность прогноза. Визуализация результатов и предложений прогнозной концепции позволяет упростить принятие проекта заказчиком.

Ключевые слова: методика прогноза, законы развития технических систем, ТРИЗ, дерево прогноза, концепция.

Предметная область, проблема

Разработка относится к методам прогнозирования технических систем, основанных на ТРИЗ. Целью разработки было создать пошаговый алгоритм прогноза, сократить трудозатраты и повысить точность прогноза при выполнении консультационных проектов.

Когда мне впервые пришлось столкнуться с выполнением прогнозного проекта, то первым делом, естественно изучил работы предшественников. В ТРИЗ, несмотря на явные практические успехи, достигнутые многими тризовцами в прогнозировании, методика прогнозирования в явном виде не описана. Есть хорошие статьи, они описывают прогнозный анализ и решение проблем, но не касаются других этапов. Изучил и традиционные "классические" методы прогноза, такие как нормативный, экстраполяционный, фактографический и др. Для моего проекта эти методы мало подходили, особенно при дефиците времени, поскольку они трудоемки, мало инструментальны.

Кроме проблемы коротких сроков на выполнение проекта существовала также проблема реализуемости прогноза. Заказчиков не интересовали футуристические предложения, требовались практичные прогнозные концепции, которые могли бы быть реализованы в сравнительно короткие сроки, на базе существующих или модернизированных технологий и оборудования. В общем-то, по факту, нужны были изобретения высокого уровня, которые бы выводили технические системы (ТС) заказчика на новый этап развития, придавали им новые дополнительные функции.

Пришлось самому комбинировать, искать и осваивать новые приемы и методы работы при выполнении прогнозных проектов. Стоит отметить, что многие найденные приемы успешно применялись затем и в обычных, не прогнозных проектах.

Аналоги и прототип

В ТРИЗ написано немало статей, в которых говорится о ходе и результатах прогноза развития технических систем. В качестве примера можно сослаться на работы М. Рубина, В.Сибирякова, Б.Злотина [ 1, 2, 3 ]. Приводимые в них методы выполнения прогноза описывают его наиболее важную и интересную часть - анализ и решение проблем. О других, совершенно необходимых этапах, таких как сбор информации или представление результатов заказчику упоминается вскользь или не говорится вовсе.

Прототипом для данной методики послужила статья С.С. Литвина и В.М. Герасимова, "Дальнее прогнозирование развития технических систем на базе ТРИЗ и ФСА" опубликованная еще в 1986 году [ 4 ]. Предлагаемый авторами метод дальнего прогнозирования основан на построении серии моделей прогнозируемого объекта, анализе по законам развития технических систем и приемах оформления результатов работы.

Описание сущности методики

Сущностью прогнозного проекта является сбор и обработка информации о прогнозируемой ТС с целью создания новой информации о будущем поколении ТС. Предлагаемая методика использует наименее трудоемкие и наиболее эффективные способы обработки информации. Она описывает шаги, ведущие к разработке идеи ТС нового поколения и приемке прогнозного проекта заказчиком.

На рисунке 1 представлены этапы и перечень работ при выполнении прогнозного проекта. Тот, кто выполняет прогноз всегда, в явном или не явном виде проходит все эти этапы. Все они являются обязательными, но часть работ на каждом из этапов можно опустить (со снижением качества прогноза).

Рис. 1. Этапы проведения методики прогноза

На подготовительном этапе работы с заказчиком определяются цели, ожидаемые результаты, сроки, состав прогнозной команды, место и график проведения встреч рабочей группы (см.рис.2.). Кроме того, оговариваются стоимость работ по прогнозному проекту, вопросы конфиденциальности и патентной защиты результатов. По возможности, на этом этапе проводится также краткое предварительное ознакомление членов рабочей группы с ТРИЗ и прогнозной методикой.

На информационном этапе проводится сбор и изучение информации о прогнозируемой ТС, ее подсистемах и ближайшей надсистеме. Предусмотрена определенная структура информационной базы прогнозного проекта, которая уточняется и пополняется информацией на протяжении всей работы.

На аналитическом этапе строится серия моделей прогнозируемой ТС: модель современного состояния надсистемы, историческая, структурная, функциональная, противоречий, параметрическая, ИКР, патентная. Большинство этих моделей объединены деревом эволюции ТС, которое строится и уточняется в процессе всего проекта.

На решательном этапе с помощью инструментов ТРИЗ проводится решение задач, разрешение ключевых противоречий в развитии прогнозируемой ТС.

На прогнозном этапе найденные идеи и решения задач объединяют в прогнозную концепцию. При построении концепции составляется техническое задание на поиск технологий, машин, материалов, применение которых позволит реализовать идеи прогнозной концепции.

Рис. 2. График проведения прогноза

Оформленная концепция проверяется на работоспособность, логичность, новизну на верификационном этапе прогноза. По результатам верификации концепции первоначальный ее вариант уточняется и дополняется.

На внедренческом этапе прогнозная концепция и решения оформляются в виде схем, диаграмм, прогнозных деревьев. Составляются приложения, в которых описываются варианты и планы последовательной реализации прогнозной концепции.

На послепрогнозном этапе производится "разбор полетов", уточняются шаги методики, делается анализ приемки и внедрения проведенного прогнозного проекта.

Общие признаки с прототипом

Как уже было сказано, прототипом при разработке новой методики была работа С.С. Литвина и В.М. Герасимова "Дальнее прогнозирование развития технических систем на базе ТРИЗ и ФСА" [ 4 ].

Методика имеет следующее общие признаки с методом Литвина-Герасимова:

§ Компонентный, структурный, функциональный, генетический, параметрический анализ прототипа;

§ Формулирование прогностических противоречий;

§ Анализ развития прототипа по законам развития;

§ Свертывания элементов ТС с помощью известных методик ФСА;

§ Построение ИКР-моделей прогнозируемого прототипа;

§ Выявление, формулирование прогностических противоречий, выбор ключевых противоречий;

§ Разрешение противоречий с помощью Приемов, Стандартов, Эффектов, АРИЗ;

§ Выявление сверхэффекта от полученных решений;

§ Согласование линий прогнозирования, разработка концепции;

§ Составление рекомендаций заказчику по перестройке производства для реализации прогноза.

Существенные отличия

Предлагаемая нами методика имеет следующее существенные отличия от прототипа:

§ Формализованы все основные этапы проведения прогноза;

§ Введен блок совместно анализа развития ТС и надсистемы на аналитическом этапе;

§ Увеличено число моделей ТС, добавлены: надсистемная, патентная, ИКР-ные;

§ Использовано графическое представление информации о тенденциях развития ПС и ее подсистем в виде дерева эволюции [5, 6];

§ Модульная структура методики позволяет эффективно работать в составе прогнозной группы, в случае необходимости опускать часть работ;

§ Прогнозная концепция оформляется в виде заявки на изобретение, иллюстрированной фотографиями, рисунками и схемами;

§ Прогнозная концепция проходит проверку (верификацию) с помощью экспериментов, оценки ее оппонентами, анализа изобретений из патентного фонда, информации из Интернета;

§ На послепрогнозном этапе производится рефлексивный анализ проекта, собираются материалы, подтверждающие или опровергающие правильность прогноз.

Новизна прогнозной методики

Следует сказать, что при разработке методики не ставилась задача обеспечить новизну. Более того, мы исходили из того, что в методике предпочтительны надежные и проверенные приемы.

Новый положительный результат в предлагаемой методике достигается за счет алгоритма выполнения прогноза, который включает восемь этапов. Методика формализует проведение прогнозных работ, позволяет перевести их из разряда высшего пилотажа в консультационных проектах в разряд стандартных, рутинных операций.

Новым элементом методики является изучение и анализ тенденций развития прогнозируемой ТС совместно с тенденциями развития надсистемы. При этом одновременно выявляются и формулируются противоречия как в развитии ТС, так и в развитии надсистемы. Другим важным новым элементом методики является построение прогнозного дерева, визуализация тенденций развития ТС и ее подсистем. Следующим важным элементом методики является оформление прогноза в виде заявки на изобретение.

Методика позволяет более четко организовать проведение работ на всех этапах проекта. Одновременно можно вести работы параллельно в нескольких направлениях разными специалистами, предварительно обученными применению данной методики, быстро свести полученные ими результаты в прогнозную концепцию. Использование приема визуализации, как для промежуточных результатов, так и для прогнозной концепции позволяет упростить составление отчета и приемку результатов прогноза заказчиком.

Точность прогноза повышается за счет всестороннего анализа прогнозируемой системы с различных точек зрения при разработке моделей. Анализ действия законов и тенденций развития техники на прогнозируемую систему позволяет сделать заключение о будущем направлении развития данной ТС.

Сокращение трудоемкости проведения прогноза достигается путем объединения разрозненных моделей и построения дерева прогнозной системы и ее подсистем. Объединение в дереве эволюции системной, структурной, исторической, отчасти параметрической и функциональной моделей позволяет упростить работу с информацией и снизить трудозатраты на проведение прогноза.

Убедительность прогноза достигается за счет визуализации результатов прогноза, представление их в виде деревьев и таблиц, содержащих минимум текста. Положительным эффектом при принятии прогноза является сокращение времени на ознакомление с результатами заказчика.

Выполнение прогнозной концепции не в виде пространных текстовых сценариев, включающих оптимистический, реалистический и пессимистический варианты, а форме заявки на изобретение прогнозных деревьев и визуализированных ключевых предложений, позволяет упростить принятие проекта заказчиком. Алгоритм написания концепции в виде заявки на изобретение также сокращает трудозатраты.

Прогнозные материалы содержит не только описание тенденций развития предлагаемого объекта в будущем, но и конкретные рекомендации заказчику по шагам, необходимым для реализации прогнозной концепции. На внедренческом этапе составляются предложения описывающие варианты и планы перестройки производства для реализации прогнозной концепции.

Еще одним преимуществом методики перед существующими является комфорт при сдаче проекта заказчику и пользовании результатами прогноза. Визуализация результатов прогноза наглядно убеждает в глубине проведенных исследований, дает возможность заказчику воспользоваться результатами прогноза даже в том случае, когда он не во всем согласен с предложенной концепцией.

Потенциальные проблемы

Несмотря на то, что методика позволяет уменьшить затраты времени на выполнение этапов проекта, прогноз все равно остается трудоемким занятием, требующим основательных технических знаний и умения работы с большими объемами информации. Для выполнения прогнозного проекта необходимо определенное время, как минимум три месяца.

Руководитель прогнозной группы и ведущие пользователи предлагаемой методики должны в обязательном порядке иметь ТРИЗ образование и опыт решения не учебных, а реальных задач. Кроме того, участники прогнозного проекта (прогнозной группы) со стороны заказчика должны пройти хотя бы краткосрочное обучение предлагаемой методике и основам ТРИЗ.

Построение прогноза по данной методике возможно в случае свободного доступа к информации о прогнозируемой системе от заказчика, из книг, журналов, беспрепятственного доступа в Интернет.

Следующие шаги

Эта статья - презентация новой методики, но не сама методика. Для обучения применению методики планируется проведение семинаров в обучающей программе ТРИЗ-профи. Следующий шаг - публикация самой методики, которая планируется в следующем году. В публикации будет выполнено детальное описание шагов методики, разобран пример выполнения проекта по данной методике. Мы планируем также собрать статистику по применению методики, сравнить ее с другими методиками.

Оценка применимости методики

Предложенная прогнозная методика и отдельные ее модули проверены при выполнении реальных проектов для южнокорейских компаний "LG Electronics", "LG Cable", "Posco", "Huyndai Heavy Industrials", британской "Shelbourne Reynolds Ltd." и российской "ИНТЕКО-Агро".

Литература

1. Рубин М.С. Методы прогнозирования на основе ТРИЗ. Петрозаводск, 1999. http://www.trizminsk.org/e/216002.htm

2. Злотин Б.Л., Зусман А.В. Законы развития и прогнозирование технических систем. Методические рекомендации. Кишинев, МНТЦ "Прогресс", Картя молдовеняскэ, 1989.

3. Сибиряков В.Г. Семенова Л.Н. Из прошлого в будущее. Технология прогнозирования развития систем с помощью ТРИЗ. Новосибирск, 2000 http://www.trizminsk.org/e/248023.htm

4. Литвин С.С., Герасимов В.М. Дальнее прогнозирование развития технических систем на базе ТРИЗ и ФСА. Рукопись, Ленинград, 1986, 8 с.

5. Chuksin P. Shpakovsky N. Analysis and Representation of Information in Forecasting. World Сonference TRIZ Future 2005. Graz, 2004, s. 371-376

6. Шпаковский Н.А.Деревья эволюции. Анализ технической информации и генерация новых идей. Триз-профи, М., 2006, 244 с.