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

2.3. Неготовность надсистемы

Стандартной является ситуация, когда система намного опережает надсистему, в которой она должна работать. Без поддержки надсистемы попытки стартовать новую систему проваливаются. Особенно ярко это проявилось при внедрении электрических бытовых приборов. В сущности, все бытовые приборы были изобретены во второй половине XIX века: пылесос в 1869 году, холодильник в 1850 году, кондиционер в 1902 году, фен в 1890 году.

Их электрические аналоги появились в конце 1890-х и начале 1900-х годов, с разработкой М. О. Доливо-Добровольским в 1889—1891 годах трехфазного асинхронного электродвигателя. Однако массовое использование этих приборов началось только с 1920-х годов, одновременно с развитием городских электрических сетей в США и Европе.

Пример

Красивую идею очень хочется внедрить как можно быстрее. И часто находятся те, кто пытается сделать это, 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, получаемым 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. 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 сожалению, не осталось ни прототипа печки Ахерна, ни чертежей. Да и массового внедрения новой системы после этого триумфа не произошло1212
  Формально печку Ахерна можно считать первоэтапной системой, так как она вполне реализовывала главную функцию. Но без работоспособной надсистемы использовать ее было невозможно.


[Закрыть]. Без развитой надсистемы (электрической сети) печка Ахерна была неработоспособной.

Рисунок 34. Томас Ахерн

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

Рисунок 35. Патент на «Электроплиту Калгурли»

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, так как надсистема не была готова к внедрению.

Реальный коммерческий старт электроплитам дал блестящий предприниматель, основатель компании АЕГ Эмиль Ратенау. Он нанял инженеров, которые создали в 1908 году 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 током. Плита нагревалась около получаса, да и стоила она недешево, но рынок состоятельных клиентов в Европе был уже достаточно развит для коммерческого внедрения новой системы.

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

Рисунок 36. Эмиль Ратенау.

Тест-рекомендация на готовность надсистемы: перед началом внедрения проверить, может ли техническая система функционировать стабильно и быть экономически оправданной в рамках существующих надсистем. Если надсистемы не готовы, внедрение следует отложить.

2.4. Неправильный выбор главной функции

Главная функция определяет предназначение технической системы. Иногда новые технические системы имеют много разных функций, и успех внедрения зависит от того, какая функции будет выбрана в качестве главной. Разработчик, обычно, сосредотачивается на одной функции, не учитывая функциональные ресурсы создаваемой системы. Например, компьютеры первоначально были предназначены для расчетов, хотя сейчас они, в основном, используются для совершенно других целей.

Ошибкой является также ограниченное, неполное использование возможностей системы и ее других функций.

Пример

В 1902 году инженер Уиллис Карриер изготовил первый образец машины для охлаждения воздуха (кондиционера). Это чудо техники было установлено в одной из бруклинских типографий. Агрегат, охлаждающий воздух, 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. Поняв это, Уиллис Карриер резко изменил назначение системы, основав в 1915 году компанию «Carrier Corporation», которая выпускает кондиционеры для охлаждения помещений в жаркое время. Эта компания успешно работает до настоящего времени.

Рисунок 37. Карриер и типография

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, корабли не трескались, а выталкивались. Корпус корабля имел другую главную функцию.

Рисунок 38. Поморские кочи и испанские галеоны

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

Тест-рекомендация. Для новой системы перед переходом к массовому внедрению необходимо проанализировать все ее функциональные ресурсы, а также попытаться на основе ее конструкции предложить возможные новые функции. Далее следует провести анализ применения этих новых функций в различных 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. Такие системы мониторинга могут стать обязательными устройствами для хронических больных и пожилых людей.

2.5. Недооценка перспектив развития рынка

Недооценка перспектив развития рынка ведет к недостаточному объему инвестиций. Новая система предполагает возможность появления новых функций, которые не всегда очевидны в плане их использования и открытия новых рынков. Разработчики часто не способны оценить рынки системы, которые могут быть созданы благодаря новой функции, особенно если новая функция системы пока крайне невысокого качества, или ее предназначение не до конца понятно.

Стоит отметить психологический эффект – пока системы нет, то и ее функция не кажется важной, но после того, как вы привыкаете к этой системе (и ее функции), становится трудно без нее обходиться. То есть надо уметь видеть перспективы новой функции.

Пример

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

Однако, поскольку его аппарат, названный телефоном, плохо передавал тон и сильно искажал тембр звука, современники сочли его «бесполезной игрушкой». Ни Рейс, ни 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

Изобретатель ксерокса Честор Карлсон получил первый оттиск 22 октября 1938 года, а патент – 6 октября 1942 года. Он пытался внедрить свое изобретение, и в течение 5 лет, обошел 20 компаний надеясь на их помощь в развитии новой системы.

Рисунок 39. Xerox WorkCentre 6605

Однако везде получил отказ с формулировкой, что его изобретение слишком громоздко, пачкает бумагу и.. вообще «Кто, черт возьми, захочет копировать документ на обычной бумаге?» Лишь в 1944 году компания Battelle Institute предложила усовершенствовать аппарат, а в 1947 году лицензию на его выпуск купила небольшая семейная фирма Haloid Company.

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, поэтому Энгельбарт придумал новое устройство.

Первоначально конструкция мыши, состояла из двух перпендикулярных колес, выступающих из корпуса устройства. При перемещении мыши колеса крутились, каждое в своем измерении. Это решение оказалось не очень удобным и эстетичным.

Рисунок 40. Дуглас Энгельбарт с прототипом мышки

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

Пример

Первоначально ноутбуки разрабатывались как переносные персональные компьютеры для выполнения расчетов в дороге. Сейчас нет необходимости говорить о том, насколько широко используются ноутбуки.

Тест-рекомендация. Ценность новой технической системы не всегда сразу понятна, и система не всегда имеет достаточно высокие характеристики.

Поэтому, любая идея должна быть проверена на идеальность. Это означает, что нужно предположить, что все недостатки будут устранены, а преимущества многократно увеличены. Для этого можно использовать оператор «размеры-время-стоимость» в применении к основным функциям новой системы. Затем следует попытаться понять, какие потребности могут быть удовлетворены, какие применения возможны и как эта техническая система может быть использована. Это позволит оценить перспективы рынков новой технической системы.

2.6. Внедрение неполных систем

Для многих систем полнота, в том числе, наличие двигателя и системы управления, является необходимым условием для эффективного выполнения главной функции. Внедрение неполной новой системы будет малоэффективным и обречено на провал, дискредитируя изобретение.

Пример

Джоэль Гоутон получил в 1850 году патент на первую посудомоечную машину

Устройство представляло собой цилиндрическую стойку, внутри которой размещалась вертикальной шахтой для посуды. Горячая вода, льющаяся в шахту, стекала в специальные ведёрки, которые при помощи ручного привода поднимались и снова выплёскивали воду в шахту. Устройство было крайне неудобным и неэффективным: посуда плохо отмывалась, установка ее в бак была сложной. Не было системы наполнения бака водой и откачки не было. Поэтому все ограничилось созданием патента.

Рисунок 41. Ручная посудомоечная машина Карла Хюльтенберга,1860 год, Швеция

Лишь спустя четверть века в 1887 году в Чикаго появилась первая пригодная 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 вскоре посудомойку оснастили приводом паровой машины, и Джезефина получила первый заказ от отеля Палмер Хаус в Чикаго. Разумеется, применение в домашних условиях таких машин тогда не рассматривались.

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

Рисунок 42. Электрическая посудомоечная машина для ресторана, 1917 год

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

Тест-рекомендация. При создании и старте новой технической системы необходимо проверить полноту ее частей по ЗРТС. Если какая-либо часть отсутствует, разработать конструкцию полной системы.

2.7. «Рукастый робот»

Обычно машинная технология отличается от ручной. Например, швейная машинка шьет не так, как человек.

Ошибкой является попытка реализовать ручную технологию в новых технических системах, не учитывая машинную специфику (машинную технологию).

.

Пример

При ручной добыче золота старатель «идет по жиле», промывая песок в лотках. То есть он промывает только золотоносный песок с наибольшим содержанием золота, причем порциями

.

Рисунок 43. Старатель и драга

Драга захватывает ковшами и золотоносный слой, и покрывающий его слой почвы, и кустарники. После этого в промывку идет все, что меньше по размеру 1,3 см., остальное отделяется на «сите» и сразу выбрасывается в отвалы. Промываемый материал подается на резиновые коврики с решеткой, и золотой песок оседает на них. Это совершенно иной принцип добычи золота – поточный.

Пример

Первоначально, при ручном производстве, листовое стекло получали, расплющивая выдуваемый стеклянный шар на медной подкладке, что давало маленькие и дорогие стекла.

Машинная технология предполагает непрерывное полосовое производство стекла.

Тест-рекомендации. Сохранение принципов технологии предшествующих систем (как правило ручной) в новой системе может быть причиной торможения (задержки) в развитии новой системы. Необходимо оценить возможность перехода на машинную технологию, понимая при этом, что потребуется создание совершенно новой технической системы.

Замечание. Среди типовых переходов на машинную технологию: переход от штучной технологии к непрерывной, переход к сборочному производству, переход к конвейерной технологии и т. п.

На современном этапе основной «ручной» труд связан с управлением. Именно принципы управления подлежат особому контролю при переходе к машинным технологиям, к принципиальным изменениям.

2.8. Внедрение систем, исчерпавших потенциал развития

Принцип действия, обеспечивающий выполнение главной функции системы, должен обладать новизной, по сравнению с другими. Если внедрение системы основано на устаревшем принципе действия, в то время как существуют более передовые технологии выполнения этой функции, то такое внедрение обречено на провал и приведет к ненужным затратам.

Пример

Голубиная почта, которая известна еще с XII века, получила в начале ХХ века широкое распространение. Однако идея установки голубятен на автомобили была попыткой создания новой системы, которая опоздала уже в момент создания, так как в то время уже активно развивалось радиосвязь.

Тест-рекомендация. Перед внедрением новой системы необходимо проверить существующие перспективные альтернативные варианты выполнения главной функции системы. Если такие альтернативы существуют и готовы к внедрению, следует отказаться от внедрения изобретения на базе старого принципа, и создавать новую систему на более передовом принципе.

Рисунок 44. Передвижная голубиная почта. 1908 год.

Может показаться, что все осталось в прошлом и сейчас такие ошибки невозможны, настолько все очевидно. Но это не так!

Пример

В госпитале Брайтон-марина (Бостон, США) в клинической лаборатории, когда вы сдаете анализ крови, медсестра-регистратор сверяет ваши данные с информацией в своем компьютере. Два года назад у них было внедрено новшество: на большом экране-тачскрине появляется вопрос (например «Ваше имя») и клавиатура с алфавитом, чтобы вы могли ввести ответ. Затем вы нажимаете «ввод», и вам задается следующий вопрос. Казалось бы, все правильно в соответствие с законом вытеснения человека из системы (исключена медсестра). Но задумайтесь: экрана касаются десятки разных пациентов, то есть потенциально заразных людей. Это небезопасно. А ведь давно существуют системы занесения данных с голоса, которые безопаснее и быстрее! И явно недорого. Такие системы, например, используются в автомобильных навигаторах, или смартфонах. То есть, из-за психологической инерции, была внедрена явно устаревшая система.

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.