Реферат: Эвристические методы

Эвристические методы – последовательность предписаний или процедур обработки информации, выполняемая с целью поиска более рациональных и новых конструктивных решений.

Эвристические методы обычно противопоставляют формальным методам решения, опирающимся на точные математические модели. В психологической и кибернетической литературе под эвристическими методами понимаются любые методы, направленные на сокращение перебора, или индуктивные методы решения задач.

Впервые учение об эвристических методах разработано и введено в практику Сократом. Архимед в "Учении о методах механики" подробно описал способы рассмотрения и решения новых задач. От него искусство решения трудных проблем получило свое название "Эвристика".

Известно несколько десятков эвристических методов, использование которых позволяет решать самые различные проблемные задачи, возникающие в человеческой деятельности и общении.

Эвристические методы обеспечивают выявление, обработку и упорядочение системы закономерностей, механизмов и методологических средств антиципации, конструирования нового задания и целеустремленных способов деятельности на основе обобщения прежнего опыта и опережающего отражения моделей будущего с целью полного удовлетворения потребностей моделей

Существует множество методов поиска идей. С некоторой степенью условности их можно разделить на три группы:

Методы психологической активизации мышления.
Методы систематизированного поиска.
Методы направленного поиска.

Для решения сравнительно простых задач целесообразно использовать методы, относящиеся к двум первым группам. Методы направленного поиска специально создавались для решения сложных задач и, несмотря на сложность этих методов, их применение в данном случае оказывается оправданным. Применение же методов направленного поиска для простых задач может оказаться нецелесообразным из-за того, что сложность самих методов будет выше сложности решаемой задачи или по причине непригодности этих методов для решения таких задач.

Методы психологической активизации мышления

Методы психологической активизации творческого мышления направлены на устранение, так называемой психологической инерции мышления, препятствующей нахождению изобретательских решений и новых бизнес идей, мешающей более всестороннему рассмотрению проблемы. Эти методы позволяют значительно увеличить число выдвигаемых идей и повышают производительность этого процесса. Однако, для решения сложных изобретательских и нестандартных бизнес задач, в основе которых заложены противоречия, эти методы малоэффективны.

Наиболее известные методы психологической активизации:

Мозговой штурм
Обратная мозговая атака
Теневая мозговая атака
Корабельный совет
Метод фокальных объектов
Аналогии. Синектика
Метод "Приемы аналогий"
Оператор РВС
Конференция идей
Метод маленьких человечков
Метод гирлянд ассоциаций и метафор
Метод "Шесть шляп мышления"
Метод "Коучинг"

Рассмотрим некоторые из них.

Мозговой штурм

Наиболее известным методом психологической активизации мышления является "мозговой штурм", предложенный А. Осборном (США) в 40-х годах. "Мозговой штурм" является коллективным методом поиска изобретательских решений и новых бизнес идей, основная особенность которого заключается в разделении участников на критиков и "генераторов"", а также разделение процесса генерации и критики идей во времени. Кроме этого "мозговой штурм" предусматривает выполнение ряда правил:

Нельзя критиковать предлагаемые идеи, споры и обсуждения запрещаются.
Приветствуются любые идеи, в том числе фантастические. Нет плохих идей.
Поощряется развитие, усовершенствование и комбинирование чужих идей.
Идеи следует излагать кратко, не прерывать эстафету идей.
Главная цель – получить как можно больше идей.

Обязательными условиями проведения "мозгового штурма" является создание благоприятных условий для преодоления психологической инерции и боязни высказывать нелепые идеи из-за боязни их критики, привлечение в группу специалистов различного профиля, склонность их к творческой работе. Руководителем группы (ведущим) должен быть специалист по методам технического творчества.

"Мозговой штурм" достаточно универсальный метод, применение которого возможно в научной, технической, административной, торговой, рекламной деятельности, как для поиска нестандартных решений в технике, так и для поиска новых бизнес идей.

Метод маленьких человечков

Метод маленьких человечков широко применяется в ТРИЗ (Теория решения изобретательских задач)

Суть метода состоит в том, чтобы представить объект в виде множества (толпы) маленьких человечков. Такая модель сохраняет достоинства эмпатии (наглядность, простота) и не имеет присущих ей недостатков (неделимость человеческого организма).

Техника применения метода сводится к следующим операциям:

Необходимо выделить часть объекта, которая не может выполнять требования задачи и представить эту часть в виде маленьких человечков.
Разделить человечков на группы, действующие (перемещающиеся) по условиям задачи.
Полученную модель надо рассмотреть и перестроить так, чтобы выполнялись конфликтующие действия.

Аналогии. Синектика

Приемы использования аналогий относятся к методам психологической активизации творческого мышления. Наиболее интересным методом, использующим аналогии, является "Синектика" – метод решения изобретательских задач и поиска новых бизнес идей группой специалистов, широко использующих различные типы аналогий. Этот метод был предложен У. Гордоном (США) в 1952 году. Он основан на свойстве человеческого мозга устанавливать связи между словами, понятиями, чувствами, мыслями, впечатлениями, т. е. устанавливать ассоциативные связи. Это приводит к тому, что отдельное слово, наблюдение и т. п. могут вызвать в сознании воспроизведение раннее пережитых мыслей, восприятий, и "включить" богатую информацию прошлого опыта для решения поставленной задачи. Аналогия является хорошим возбудителем ассоциаций, которые в свою очередь стимулируют творческие возможности. Известно много примеров аналогий, среди которых можно отметить следующие:

Прямая аналогия , в соответствии с которой осуществляется поиск решений аналогичных задач, бизнес идей, примеров сходных процессов в других областях знаний с дальнейшей адаптацией этих решений к собственной задаче.

Личная аналогия предлагает представить себя тем объектом, с которым связана проблема, и попытаться рассуждать о "своих" ощущениях и путях решения технической задачи или бизнес проблемы.

Символическая аналогия отличается тем, что при формулировании изобретательской задачи или бизнес проблемы пользуются образами, сравнениями и метафорами, отражающими ее суть. Использование символической аналогии позволяет более четко и лаконично описать имеющуюся проблему.

Фантастическая аналогия предлагает ввести в изобретательскую задачу или бизнес проблему фантастические средства или персонажи, выполняющие то, что требуется по условию задачи. Смысл этого приема заключается в том, что мысленное использование фантастических средств часто помогает обнаружить ложные или избыточные ограничения, которые мешают нахождению решения проблемы, выходу на новую бизнес идею.

На начальном этапе "Синектики" аналогии используются для наиболее четкого выявления и усвоения участниками сути решаемой проблемы. Происходит отказ от очевидных решений. Затем в процессе специально организованного обсуждения определяются главные трудности и противоречия, препятствующие решению. Вырабатываются новые формулировки проблемы, определяются цели. В дальнейшем при помощи специальных вопросов, вызывающих аналогии, осуществляется поиск идей и решений. Полученные решения подвергаются оценке и проверке. При необходимости происходит возврат к проблеме для повторного ее обсуждения и развития полученных ранее идей.

Для успешного использования аналогий в решении, как технических, так и бизнес задач требуется специальная подготовка, а также способность человека к фантазии и образному мышлению.

Методы систематизированного поиска

Списки контрольных вопросов
Морфологический анализ
Функциональный анализ
Функциональный метод проектирования Мэтчетта
Метод фокальных объектов
Метод гирлянд ассоциаций и метафор
Метод многократного последовательного классифицирования
Метод синтеза оптимальных форм
Метод системного экономического анализа и поэлементной отработки конструктивных решений
Метод "Пять почему"

Рассмотрим некоторые из них.

Функциональный анализ

Функциональный анализ – это разновидность анализа, предполагающая рассмотрение объекта как комплекса выполняемых им функций, а не как материально-вещественных структур. Например, электрическая лампа накаливания рассматривается как носитель функции "излучать свет", а не только как совокупность конструктивных элементов (колба, цоколь, нить накаливания и др.).

Функциональный анализ исходит из предпосылки, что в анализируемом объекте полезным функциям всегда сопутствуют вредные и нейтральные функции. Например, нож мясорубки при работе одновременно выполняет несколько функций: полезную функцию – "измельчать продукт", вредную функцию – "сминать продукт", нейтральную функцию – "нагревать продукт". Следует учитывать, что полезные Функции одного объекта могут быть вредными или нейтральными для другого (и наоборот).

Функциональный анализ позволяет абстрагироваться от конкретного исполнения объекта, и сосредоточить внимание на его функциях. Поиск альтернативных вариантов реализации функций осуществляется с целью снижения затраты и повышения уровня выполнения функции. Функциональный анализ может с одинаковым успехом применяться для совершенствования как технических, так и нетехнических объектов и процессов.

Списки контрольных вопросов

Разработано множество различных списков вопросов, но все они, несмотря на их отличия, преследуют одну цель – посредством ответов на вопросы, направить ход мысли по направлению к наиболее сильным решениям. Специально подобранные вопросы требуют таких ответов, которые позволяют лучше уяснить проблему и условия ее решения, "подсказывают" возможные пути решения, помогают преодолевать психологическую инерцию. Контрольные вопросы составляются на основе опыта решения схожих задач. Они могут использоваться при совершенствовании производства, продукции, организационных структур, для поиска новых бизнес идей для выявления ошибок при поиске решений различных проблем. Вот пример списка контрольных вопросов.

Какова основная функция объекта (процесса)?
Что представляет собой идеальный объект (процесс)?
Что будет, если убрать данный объект (не выполнять процесс)?
Какие функции выполняет данный объект (процесс), нельзя ли часть из них сократить?
Как иначе можно выполнить основную функцию объекта (процесса)?
В какой другой области наилучшим образом выполняется данная функция и нельзя ли позаимствовать решение?
Можно ли разделить объект (процесс) на части? Можно ли отделить слабое звено? Можно ли объединить несколько элементов?
Можно ли неподвижные объекты сделать подвижными и наоборот?
Нельзя ли поменять последовательность операций или исключить предварительные, подготовительные операции?
Нельзя ли использовать вредные факторы и функции?
Какие дополнительные функции может выполнять данный объект?
Где в объекте (процессе) заложены излишние запасы? Как их сократить?

План действий при использовании контрольных вопросов может быть следующим:

Уточнить проблему.
Выбрать список контрольных вопросов, наиболее соответствующих характеру решаемой проблемы.
Последовательно рассмотреть каждый вопрос списка, пытаясь использовать заложенную в нем информацию для решения проблемы.
Фиксировать все возникающие идеи и дополнительную информацию, которую необходимо привлечь к процессу поиска.

Результатом использования списков может быть целый спектр изобретательских решений, оригинальных бизнес идей или переосмысление проблемы и формулирование ее с других позиций с целью дальнейшего поиска решений.

Список контрольных вопросов Эйлоарта

Это список вопросов, составленный английским изобретателем Т. Эйлоартом. В сущности он дал "программу" работы способного изобретателя, который с фантастической настойчивостью пытается решить задачу.

Некоторые вопросы требуют развитого воображения, другие – глубоких и разносторонних знаний. Есть и вопросы по-своему очень тонкие, свидетельствующие о богатом опыте и наблюдательности автора. Интересен этот список еще и тем, что многие его вопросы в той или иной степени совпадают с идеями, вошедшими в арсенал ТРИЗ.

Список контрольных вопросов по Эйлоарту выглядит так:

Перечислить все качества и определения предлагаемого изобретения, изменить их.
Сформулировать задачи ясно. Попробовать новые формулировки. Определить второстепенные и аналогичные задачи. Выделить главные.
Перечислить недостатки имеющихся решений, их основные принципы, новые предложения.
Набросать фантастические, биологические, экономические, молекулярные и другие аналоги.
Построить математическую, гидравлическую, механическую и другие модели (модели точнее выражают идею, чем аналоги).
Попробовать различные виды материалов, состояния веществ, эффекты, виды энергии:
- газ, жидкость, твердое тело, гель, пену, пасту и др.;
- теплоту, магнитную энергию, электрическую энергию, свет, силу удара и т. д.;
- различные длины волн, поверхностные свойства и т. п.;
- переходные состояния - замерзание, конденсация, переход через точку Кюри и т. д.;
- эффекты Джоуля-Томсона, Фарадея и др.
Установить варианты, зависимости, возможные связи, логические совпадения.
Узнать мнение некоторых совершенно неосведомленных в данном деле людей.
Устроить сумбурное групповое обсуждение, выслушивая все рассуждения и каждую идею без критики.
Попробовать "собственные" (личные) решения: хитрое, всеобъемлющее, расточительное, сложное.
Спать с проблемой, идти на работу, гулять, принимать душ, ехать, пить, есть, играть, играть в теннис – все с ней.
Бродить среди стимулирующей обстановки (выставки, технические музеи, магазин для технического творчества), просматривать журналы.
Набросать таблицу цен, величин, перемещений, типов материалов и т. д., разных решений проблемы или разных ее частей, искать проблемы в решениях или новые комбинации.
Определить идеальное решение, разрабатывать возможные.
Видоизменить решение проблемы с точки зрения (скорее или медленнее) размеров, вязкости и т. п.
В воображении залезть внутрь механизма.
Определить альтернативные проблемы и системы, которые изымают определенное звено из цепи и таким образом создают нечто совершенно иное, уводя в сторону от нужного решения.
Чья это проблема? Почему его?
Кто придумал это первый? История вопроса. Какие ложные толкования этой проблемы имели место?
Кто еще решал эту проблему? Чего он добился?
Определить общепринятые граничные условия и причины их установления.

Методы направленного поиска

Функционально-физический метод поискового конструирования Р. Коллера
Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ)

ТРИЗ - теория решения изобретательских задач декларировалась ее автором Г.С. Альтшуллером как альтернатива многочисленным и малоэффективным методам активизации перебора вариантов, позволяющая "превратить процесс решения изобретательских задач в точную науку". Чем же на самом деле является ТРИЗ? Каковы ее реальные возможности и перспективы?

Краткая справка о классическом ТРИЗ

Теория решения изобретательских задач появилась в 60-х годах в СССР.
Основателем теории являлся Г.С. Альтшуллер (15.10.1926 - 24.09.1998) – писатель-фантаст, инженер, изобретатель.

ТРИЗ представляет собой набор методов, объединенных общей теорией. ТРИЗ помогает в организации мышления изобретателя при поиске идеи изобретения, и делает этот поиск более целенаправленным, продуктивным, способствует нахождению идеи более высокого изобретательского уровня.

В ТРИЗ в качестве главного направления впервые стало изучение и использование в изобретательстве законов развития технических систем.

Основным инструментом ТРИЗ являлся Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ). АРИЗ представляет собой ряд последовательных логических шагов, целью которых является выявление и разрешение противоречий, существующих в технической системе и препятствующих ее совершенствованию. В своем развитии АРИЗ имел ряд модификаций. Практическое применение имели модификации АРИЗ-77 и АРИЗ-85В.

В ТРИЗ используется ряд инструментов для решения задач. К ним относятся:

Таблица устранения технических противоречий, в которой противоречия представляются двумя конфликтующими параметрами. Эти параметры выбираются из списка. Для каждого сочетания параметров предлагается использовать несколько приемов устранения противоречия. Всего 40 приемов. Приемы сформулированы и классифицированы на основе статистических исследований изобретений.
Стандарты решения задач . Сформулированы стандартные проблемные ситуации. Для разрешения этих ситуаций предлагаются типовые решения.
Вепольный (вещественно-полевой) анализ. Определены и классифицированы возможные варианты связей между компонентами технических систем. Выявлены закономерности и сформулированы принципы их преобразования для решения задачи. На основе вепольного анализа были расширены стандарты решения задач.
Указатель физических эффектов. Описаны наиболее распространенные для изобретательства физические эффекты и возможности их использования для решения изобретательских задач.
Методы развития творческого воображения. Используется ряд приемов и методов, позволяющих преодолеть инерционность мышления при решении творческих задач. Примерами таких методов являются Метод маленьких человечков, Оператор РВС.