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

3.13. Внедрение недостаточно безопасных систем

В новых системах бывает трудно обеспечить надежность из-за не изученности системы и неотработанности технологии изготовления и использования. Если выход из строя системы вызывает значительные потери или представляет опасность для пользователя, это негативно сказывается на продвижение системы на рынок. Обычно после серьезной аварии следует запрет на использование новой системы, что надолго откладывает ее внедрение. У системы остается репутация опасной и несвоевременной.

Пример

Первый светофор был установлен в Лондоне 10 декабря 1868 года на столбе около Британского Парламента (изобретатель Дж. П. Найт). Управлялся он вручную. Стрелка в горизонтальном положении обозначала требование остановки, а при поднятии вверх до 45 градусов – предупреждение о том, чтобы участники дорожного движения передвигались бы с максимальной осторожностью. В темное время суток светофор подсвечивался газовым фонарем. 2 января 1869 года газовый фонарь светофора взорвался, травмировав управляющего светофором полицейского, после чего в Европе светофоры были запрещены.

Светофоры появились вновь уже после появления электрического освещения в 1910-х годах. Примечательно, что, сам светофор работал нормально, но ненадежной оказалась дополнительная система – освещение светофора, которая, в сущности, к светофору отношения не имела. Однако, запретили всю систему в целом.

Пример

В конце 1960-х были созданы два сверхзвуковых пассажирских самолета – ТУ-144 (СССР, 16 самолетов) и Конкорд (Британия-Франция, 20 самолетов). Эти машины оказались дорогие в эксплуатации и ненадежными. После двух аварий ТУ-144 и одной аварии Конкорда полеты были прекращены, а проекты сверхзвукового пассажирского самолета закрыты.

Рисунок 62. Конкорд

Тест-рекомендация. При запуске новой технической системы, рекомендуется оценить опасность ее аварий (и их последствий) и надежность отдельных подсистем в системе, а также системы в целом. Если система недостаточно надежна, а риски аварий и серьезность последствий велики, следует приостановить внедрение до отработки технологий и повышения надежности системы.

Пример

После первых аварий с участием самоуправляемых автомобилей последовали строжайшие запреты на их использование. Это произошло несмотря на то, что аварийность самоуправляемых автомобилей была на порядок меньше, чем обычных! Однако законодатели потребовали абсолютной безопасности.

Рисунок 63. На одном из прототипов самоуправляемого автомобиля помяли заднее крыло

3.14. Попытка внедрения новой недостаточно эффективной технической системы

Грубой ошибкой в развитии является попытка внедрения новой недостаточно эффективной технической системы для замены известной и пока более эффективной, чем новая.

Пример

С появлением первых солнечных панелей, разработчики сразу стали искать возможные применения для них. Были удачные и эффективные варианты, такие как использование солнечных панелей в космосе, но были и попытки внедрения там, где позиции прежних систем с той же функцией были достаточно прочные, и их использование было явно эффективнее.

В 1957 году была предпринята попытка оснастить каски солнечными панелями для обеспечения радиосвязи между солдатами. Чуть позже, в 1959 году, была сделана попытка создать радиоприемник с солнечными панелями.

Но, как часто это бывает на первом этапе, эти малоэффективные системы, не смогли конкурировать с обычными батарейками и не прижились.

Рисунок 64. Первые попытки применения солнечных батарей

3.15. Внедрение систем ограниченного применения

Рынок всегда определяет интерес к реализации новой системы. Если рынок невелик, внедрение может оказаться неэффективным. Ограничение рынка часто связано с ограниченными возможностями применения технической системы.

Пример

Эксплуатация экранопланов возможна только на больших свободных водных пространствах при небольших волнах. Их использование сильно ограничивает возможность судоходства в этих местах, что значительно сужает возможность использования экранопланов. Именно поэтому, экранопланы так и не пошли во внедрение. После испытаний проект закрыли.

Рисунок 65. Экраноплан «Орленок»

Пример

В 2024 году, пытаясь обеспечить продовольствием жителей сектора Газа, американская администрация приняла решение о строительстве плавучего пирса стоимостью 300 миллионов долларов. Однако не был учтен факт, что функционирование такого пирса возможно при волнении не более 90 см, хотя в этом районе более сильное волнение случается очень часто. В результате, через пару недель после завершения строительства, первый же шторм вывел пирс из строя, и он прекратил существование. Проект был закрыт.

Тест-рекомендация. Если система имеет ограниченную область применения, следует проанализировать экономическую целесообразность ее внедрения.

3.16. Попытки внедрения нестабильно работающей системы

Зачастую на это не обращают внимание, считая, что, если сама система работает в стандартных условиях, значит основное сделано и она готова к внедрению. Это ошибка. Система может работать вполне удовлетворительно в узком диапазоне внешних условий, но быть при этом очень неустойчивой, нестабильной в работе при отклонениях от них. Это снижает эксплуатационные возможности системы.

Обычно, для обеспечения ее стабильной работы подключаются дополнительные, управляющие и корректирующие подсистемы, а также вносятся изменения в надсистеме, чтобы повысить стабильность работы системы.

Пример

В настоящее время внедрение беспилотных автомобилей сталкивается с массой проблем. Одна из них – резкое торможение из-за внезапного появления перед машиной другого автомобиля. При резком торможении, которое выполняет самоуправляемый автомобиль, в него часто врезается автомобиль, движущейся за ним. Причинами торможения могут быть и реальные (неудачный маневр машины двигающий впереди), так и ложные. Например, если на повороте за опасность принимается машина, двигающаяся по соседней полосе. Кроме того, есть множество других признаков, которые искусственный интеллект автомобиля воспринимает неправильно. Например, система может принять рисунок на футболке человека, стоящего на обочине, за дорожный знак.

Это указывает на типовую ошибку – эффективная работа самоуправляемого автомобиля возможна только при наличии большого числа дополнительных управляющих и корректирующих систем.

Необходимо появление и внедрение большого числа дополнительных систем для анализа не только в автомобиле, но и в светофорах, и на дорожных знаках, и в других местах. Только тогда самоуправляемый автомобиль будет работать гораздо эффективнее.

Тест-рекомендация. Если система работает нестабильно при отклонениях от стандартного режима, добавьте дополнительные, управляющие и корректирующие системы, чтобы стабилизировать ее работу при таких отклонениях.

Глава 4. Ошибки присущие второму этапу

Второй этап – быстрое развитие технической системы. На этом этапе обычно присутствует острая конкуренция между несколькими компаниями, развивающую новую систему. Поэтому на втором этапе необходимо быстро совершенствовать систему. Это можно эффективно выполнять в соответствие с основными законами развития технических систем: согласования-рассогласования, повышения динамичности и управляемости, развертывания-свертывания, а также основными тенденциями развития [2]. Любая остановка в развитии означает проигрыш в конкурентной борьбе.

Разумеется, тот, кто начинал развитие системы, имеет преимущества, но это не гарантирует ему успех, и он может проиграть, если допустит существенные ошибки.

4.1. Типовые ошибки при переходе с первого этапа НА второй

Под началом второго этапа в ТРИЗ предполагается переход к коммерческому использованию. Однако, поскольку нет четкого разграничения между этапами, то и допускаемые ошибки на смежных этапах будут схожими.

4.1.1. Сохранение ручных технологий или конструктивных решений 1-го этапа

На первом этапе выпускается небольшое количество систем, и детали обычно изготавливаются по индивидуальной ручной технологии. Сборка – так же ручная, с подгонкой деталей «по месту». Такая технология недопустима в серийном производстве.

Переход ко второму этапу – это переход к серийному или массовому производству, при котором технология должна быть изменена на массовую. Сохранение при переходе к массовому производству конструктивных и технологических решений 1-го этапа, связанных со штучным производством и эксплуатацией, применением ручного труда, «подгонки по месту» и т. п. достаточно распространенная ошибка.

Пример

По просьбе министерства, Харьковский электромеханический завод (ХЭМЗ) должен был построить цех для серийного изготовления мощных выключателей. Но поскольку он в сроки не укладывался, ПО «Электросила» (Ленинград) получила заказ на один такой выключатель. Проект установки был выполнен «на скорую руку», и изготовление шло практически по эскизам, «по месту», без разработки технологической оснастки. Это было вполне оправдано, так как речь шла всего об одной единице продукции. Позже потребовалось сделать еще одну установку, потом еще, и министерство выделило заводу деньги на строительство цеха для выпуска крупных серий установок. Однако установка пошла в производство без коренной переработки конструкции и технологии под массовый выпуск. В результате, продукция получилась очень дорогой, а добиться ее удешевления и автоматизации производства было уже невозможно без существенной реконструкции цеха.

(Из опыта Бориса Злотина)

Пример

В компании «ГруппаТехмаш» была проблема – во время посадки вагона на шасси торцевые швы «юбки» лопались. Чтобы избежать этого, предложено было на углы наваривать треугольные металлические накладки из листового металла. При испытаниях все было сделано красиво и аккуратно, и рацпредложение было принято к внедрению.

Однако после внедрения рацпредложения в серийное производство:

– за аккуратностью выполнения работы никто не отвечал, и накладки устанавливались криво;

– создание двойного слоя листов без сварки снизу привело к тому, что внутренние поверхности листов между корпусом и треугольной накладкой не защищались краской от коррозии. На эксперименте этого не было заметно (коррозия не успела появиться), но все проявилось спустя 2—3 месяца. В результате за это время была выпущена большая партия вагонов с откровенным браком.

(Из практики автора)

Рисунок 66. Защитные треугольные накладки на углах вагон-домов

Переход к массовому производству связан с повышением точности изготовления деталей и подсистем (чтобы избежать ручной подгонки), повышением их надежности, созданием специальной оснастки и использованием специфического оборудования [1]. Например, единичную деталь из плоского листа можно сделать вручную, но при массовом производстве выгодно будет применять пресс, даже несмотря на то, что изготовление штампа потребует значительных затрат. Сварку одного изделия можно сделать вручную, но для серийного производства потребуется изготовление кондуктора, или даже целой механизированной линии.

Рисунок 67. Сварочная линия

Тест-рекомендация. При выходе даже на малосерийное производство необходимо проверить сохранение в производственном процессе элементов ручного производства (детали, конструкция, технология сборки). Если такие элементы обнаружены, их следует исключить.

4.1.2. Попытки массового внедрения системы без адаптации к надсистеме

Крайне часто внедрение новой системы сильно ограничивается отсутствием удобных элементов коммуникации с надсистемой (сопутствующих систем) или отсутствие самой надсистемы, без которой невозможно развитие системы.

Пример

Наиболее ярким примером необходимости разработки сопутствующих элементов является работа Томаса Эдисона при создании системы электрического освещения.

Существует распространенное мнение, что электрическую лампочку придумал Томас Эдисон. Это не так! Германский изобретатель Генрих Гюбель придумал выкачать воздух из стеклянной колбы, русский ученый Александр Ладынин предложил использовать вольфрам в качестве рабочего тела, а австриец Франьо Ханаман и венгр Шандор Юст предложили делать вольфрамовую спираль, технологию изготовления которой разработал Уильям Кулидж.

Тогда в чем же заслуга самого Эдисона?

Дело в том, что даже при наличии электрических сетей, широкое распространение электрического освещения было бы невозможно без качественной электрической арматуры – удобных электрических патронов, выключателей, электросчетчиков, предохранителей, розеток и многого другого. Именно это понял и сделал Эдисон. Его компания «Дженерал электрик» выпускала не только лампочки, но и множество вспомогательных приборов, которые обеспечили развитие и существование электрических сетей в целом, и для электроосвещения в частности. Для самой лампы он разработал удобный винтовой цоколь и ее грушеобразную форму.

Именно это и обеспечило успех. Все же попытки внедрения массового электроосвещения до Эдисона провалились из-за отсутствия удобной коммуникации с надсистемой.

Тест-рекомендация. При переходе к крупносерийному производству, проверьте адаптирована ли новая система для работы с надсистемой. В случае необходимости разработайте элементы для удобной адаптации системы к надсистеме.

4.1.3. Попытки массового внедрения системы без ее адаптации к использованию широким кругом лиц

С переходом к массовому использованию системы необходимо создать удобные интерфейсы и алгоритмы для пользователей. Если пользователи первого этапа – профессионалы, или небольшое число заинтересованных энтузиастов, которых можно обучить достаточно сложным алгоритмам использования, то при переходе к массовому использованию, систему нужно изменить так, чтобы ей мог пользоваться рядовой человек без сложного обучения, даже неграмотная домохозяйка!

Примером могут служить автомашины и бытовая техника. Если на первом этапе эксплуатация стиральной машины была достаточно сложной, то теперь стирка сводится к тому, что вы помещаете белье в машину, засыпаете стиральный порошок и нажимаете на кнопку. Все остальное делает машина.

Тест-рекомендация. Проверьте насколько новая система проста и удобна для использования рядовым пользователем. Если необходимо, измените систему управления новой системой так, чтобы ею мог при минимальном обучении мог управлять массовый пользователь.

4.1.4. Не учет отдаленных последствий

На первом этапе изделия изготавливаются штучно и эксплуатируются в течение короткого времени. При ручном производстве изготовление может быть более качественным, поскольку на несколько изделий легче выделить время и внимание. При переходе к массовому производству даже небольшие погрешности (особенно с увеличением срока службы изделия) могут привести к нежелательным отдаленным последствиям, которые возникают или проявляются через некоторое время или при определенных условиях. И если при штучном производстве последствия таких погрешностей не заметны (или относятся на счет досадных ошибок), то при массовом производстве даже небольшие или редкие сбои с проявлением отдаленных последствий могут иметь большое значение.

Пример

Стальные листы обшивки вагон-домов «Ермак» крепятся к каркасу болтовыми соединениями. Но если болт не затянуть до конца, через некоторое время из-под него потечет ржавчина, поскольку будет невозможно обеспечить качественную окраску и защиту поверхности. Как сказал один из рабочих – «бывает, что один из 500 болтов плохо затянут, но разве это беда?!». А теперь оценим ситуацию иначе: на вагон-доме 250 болтов. Один незатянутый болт означает, что 50% вагонов будут бракованными!

Рисунок 68. Ржавый подтек на вагон-доме под болтом

К сожалению, во время нахождения вагонов на производственной площадке дефект, как правило, не успевает проявляется. Подтеки ржавчины появляются через несколько месяцев, уже у потребителя.

Иногда отдаленные последствия появляются не сразу, в после накопления определенной величины вредного фактора (вредного вещества, старения материала, напряжений, коррозии и других нежелательных явлений).

Тест-рекомендация. Переход к массовому производству любой новой системы требует выполнения разработанного в ТРИЗ, аварийного прогноза по Злотину. Это позволит избежать большей части опасностей, связанных со случайным возникновением брака, проявляющегося через определенное время как отдаленные последствия.

4.1.5. Барьер цены

В начале широкого распространения новой системы ее стоимость достаточно высока, что отпугивает потребителей и тормозит массовое внедрение системы. Ошибкой является попытка получать прибыль (даже вполне обоснованную!) сразу на начальном этапе.

Одним из правильных путей может стать первоначальное дотирование продукта до создания первичного массового спроса и снижения цены, как следствия действия тенденции удешевления.

Пример

Распространение массового электрического освещения началось с того, что в 1882 году Эдисон построил первую в Нью-Йорке распределительную подстанцию, обслуживавшую улицу Pearl Street и 59 клиентов в Манхэттене. Он основал компанию Edison General Electric по изготовлению электрогенераторов, лампочек, кабелей и осветительных приборов. Но как завоевать массовый рынок, если цена производства электрических лампочек достаточно высока, и желающих покупать их немного? Эдисон установил продажную цену лампочки 40 центов при её себестоимости 1,1 доллара. Первые четыре года Эдисон увеличивал выпуск лампочек, снижая их себестоимость, но убытков избегать не удавалось. Зато, когда себестоимость лампы упала до 22 центов, а их выпуск вырос до 1 млн. штук, Эдисон за один год покрыл все затраты.

Пример

Путем Эдисона пошли и те, кто продвигал внедрение экономичных ламп в США в начале XXI века. Первоначально их стоимость была около 6—8 долларов за штуку, и желающих покупать их было немного. Но правительство США взяло курс на снижение потребления электроэнергии. И федеральное правительство и правительства штатов начали дотировать продажи экономичных ламп специальными купонами, снижая их стоимость для потребителя в 3—4 раза. Цена в 2 доллара стала приемлемой для многих жителей, и лампы начали покупать. Оказалось, что они не только экономят электроэнергию, но и перегорают значительно реже. Американцы быстро привыкли покупать их вместо ламп накаливания. Вскоре и цена на экономичные лампы существенно снизилась, и от дотаций стало возможно отказаться. К этому времени, экономичные лампы вошли в привычку у потребителей.

Рисунок 69. Лампа Эдисона

Тест-рекомендация. При переходе к массовому внедрению следует оценить, будет ли высокая цена новой системы препятствием для формирования рынка. Если да, то временно снизить ее, ввести дотации, чтобы обеспечить завоевание рынка.

4.1.6. Недооценка тенденции удешевления

В канун 1878 года выступая с речью, Эдисон сказал:

– «Мы сделаем электричество настолько дешёвым, что только богатые будут жечь свечи».

Стандартной ошибкой начала второго этапа является недооценка «тенденции удешевления» [1]. То есть представление о том, что новая система очень дорогая и так будет всегда.

Тенденция снижения стоимости продукта. После построения функционального центра ТС (или разработки новой технологии, или получения нового вещества) происходит быстрое совершенствование конструкции и технологии производства, что вызывает быстрое снижение стоимости продукта. Особенно стремительно это происходит для продуктов и технологий, имеющих массовый спрос, удовлетворяющих массовые потребности.

Те, кто делает ставку на высокую цену продукта начала второго этапа, часто проигрывают. Это надо учитывать при планировании рынка, понимая, что:

– широкий рынок может быть только при дешевом продукте;

– дешевый продукт может быть только при широком рынке.

.

Пример

В конце 1980-х шла отчаянная борьба за рынок персональных компьютеров. Узким местом стал рынок микросхем памяти для них. На это и сделала ставку команда «Apple» во главе с генеральным директором Джоном Скалли. Они закупили миллионы микросхем по высокой цене и… проиграли. Дефицит быстро закончился, а цены на микросхемы памяти стремительно упали.

И таких историй очень много. Стремительное падение цены на алюминий, после замены химической технологии производства на электролиз, стремительное падения цен на антибиотики после разработки химической технологии производства вместо «бульонной» и многое другое.

Тест-рекомендация. При старте новой технической системы тщательно проанализируйте все ее дорогостоящие элементы. Оценить перспективы изменения их цены на основе тенденции удешевления или замены их качественными суррогатами.

Замечание. Помните, что если материалы, используемые в системе, не являются особо редкими в природе, то всегда находится альтернативная технология, обеспечивающая их дешевое массовое производство. Если природные материалы оказываются редкими или дорогими, то их часто можно заменить суррогатами, которые допускают нормальное функционирование системы.