Д. Сахал Технический прогресс: концепции, модели, оценки. Часть 1

Об очень важной для понимания ТРИЗ книге

Мы, все ТРИЗовцы, очень хорошо знаем, что именно в ТРИЗ и именно Альтшуллером впервые были предложены работоспособные законы развития технических систем, а работы немецких философов в направлении «философия техники», науковедов типа Поппера, Куна, Лакатоса, Фейерабенда, советских философов типа Белозерцева, Ладенко, методологов типа Половинкина и т.п. сводились в основном к «философской болтовне». И это и в самом деле так.

Но есть и очень важное исключение. В 1985 году я прочитал только что вышедшую книгу Девендры Сахала с совершенно невразумительным русским названием

Д. Сахал Технический прогресс: концепции, модели, оценки

Москва, «Финансы и статистика» 1985 г.

Но там же было и английское название

Devendra Sahal. Patterns of Technological Innovations

New York University 1981

Addison – Wesley Publishing Company, Inc. Reading, Massachusetts 01867, USA

С грехом пополам я его перевел как «Законы технологических инноваций» - и сперва очень удивился. А потом, прочитав, понял, что это – важнейшее дополнение к работам по законам, начатым Генрихом Сауловичем и продолжаемым всеми нами. Прямо по классическому принципу дополнительности – взгляд с противоположной стороны на законы развития. И все делалось в то же время (семидесятые годы), когда Альтшуллер работал над своей системой законов. Нам остается провести гибридизацию идей Альтшуллера и Сахала.

Когда я оказался в Америке в 1993 году, я сразу попробовал найти профессора Сахала. Но оказалось, что в середине восьмидесятых он вышел на пенсию и вернулся домой в Индию, откуда был родом. Поиски в Индии, где я бываю довольно часто и имею много друзей, также не увенчались успехом. Более того, на Гугле я обнаружил запрос на поиск – его племянник и сын из Индии разыскивают его – последнюю весть о нем они имели в начале девяностых, когда он уехал в Англию – и пропал. О его судьбе они ничего не знают…

Эту книгу я перечитывал несколько раз, каждый раз вынося что-то новое и полезное. Последний раз – в начале декабря этого (2010) года, во время довольно тяжелой поездки с семинарами в Индию и оттуда в Японию. Вечера были свободны и я сделал некоторые выписки из этой очень информативной книги. Думаю, они будут полезны коллегам.

Ниже обычным шрифтом приведено то, что писал Сахал. Правда это не точные цитаты, очень часто тексты сокращены, перегруппированы, пересказывают или суммируют (насколько я их понял) идеи автора.

А курсивом приведены мои комментарии.

Борис Злотин

Начнем в американском стиле – с выводов:

Базовое положение теории научно-технического прогресса Сахала – отказ от трактовки инновационного процесса как случайного, зависящего только от фантазии гениев, признание накопленного опыта как определяющего развитие фактора.

С моей точки зрения специалиста по ТРИЗ – это единственно правильная позиция. И она распространяема и на биологическую и социальную эволюцию. Причем случайности мы, естественно, не отрицаем, они существуют и особенно сильны в моменты кризисов, когда система на грани потери устойчивости. Но общее развитие определяют не они, а некоторые закономерности. Вопрос только – какие.

Метод работы Сахала – не остроумные философствования или рассуждения на технические темы, а очень серьезное изучение реального развития множества самых разных систем – тракторов, самолетов, электрических генераторов, транспортных средств, потребительских продуктов и т.п. и делание выводов на базе этого изучения.

Меня это потрясло при первом чтении. Как раз перед этим (начало 1986 года), мы с Генрихом Сауловичем проводили семинар по ТРИЗ в Челябинске и имели затяжную дискуссию по поводу изучения законов развития. Я отрицал его главную идею – «законы развития технических систем надо выявлять на базе анализа патентного фонда, опираясь только на изобретения высокого уровня. Я считал, что так можно выявлять приемы и стандарты, а законы нужно выявлять только на изучении реально существующих и достаточно массово производимых и используемых систем. К этому выводу я пришел на базе нескольких лет изучения истории развития военной техники. Мне так и не удалось убедить Генриха Сауловича, впрочем, и он не сумел поколебать мою позицию… Так что Сахал сразу завоевал мою симпатию…

Кроме качественной работы по выявлению законов, Сахал проводит довольно сложный статистический анализ на базе разных опубликованных и очень невнятных данных по изменению параметров систем и объемов их производства и продаж.

Эта часть работ Сахала показалась мне наименее интересной и важной, никаких серьезных результатов это не дало, разве что «украсило» книгу бесполезной математикой и усложнило ее чтение. Но дополнительный хороший урок – в изучении развития очень сложных нелинейных систем математические умствования большею частью бесполезны – просто пока не существует математики, способной более или менее адекватно описывать такие системы.

Главный и ошеломительный вывод Сахала (фактически противоположный тому что мы принимаем как незыблемую основу ТРИЗ) – изобретательство одно вовсе не «делает погоды» в развитии технических систем, его нельзя отрывать от простого, нормального хорошего инженерного развития. И именно это «нормальное развитие» подчиняется своим очень сильными закономерностями и должно изучаться и использоваться теми, кто хочет создавать хорошие технологии и продукты.

Например, Сахал показывает, основной дизайн современного электрического турбогенератора был практически полностью создан, сделан к 1910 году, при этом максимальная мощность в 1917 была 0.8 Мегаватт (M), а в 1972 – 540 М.

А конструкции почти не изменились, достижение такой мощности стало возможно благодаря появлению лучших материалов (сталь, медь, изоляция) и технологий их обработки (штамповка, изоляция, обмотка). А также улучшение отдельных деталей и подсистем, в том числе систем охлаждения, балансировки, расширение спектра скоростей размеров, напряжений, токов, моментов, улучшение устройств управления, возбуждения, защиты и т.п. То же показано Сахалом для развития автомобилей, тракторов, пассажирских самолетов и т.п.

Я по образованию специалист по турбо- и гидрогенераторам. В семидесятых годах работал на «Электросиле» как испытатель генераторов и участвовал в разработках «миллионника» - турбогенератора мощностью в 1000 Мегаватт. В планах были и полутора и трех-миллионники… Миллионник разработали, испытали вот только на станции он так и не попал и сегодня в 2010 году на всех станциях работают в основном те же «сотки», «трехсотки», да «пятисотки» то есть генераторы имеющие мощности порядка 100М, 300М и 500М. Мне это когда-то казалось какой-то глупостью, действием каких-то «темных сил консерваторов». А Сахал все четко объясняет буквально двумя параграфами:

«В 50 – 70 годах был период быстрого роста электростанций, в том числе атомных во всем мире. При этом единичная мощность генераторов очень быстро росла от примерно 50 до 500 мегаватт, но отношение мощности генератора к мощности системы оставалось более или менее постоянным».

То есть существенный рост мощности генераторов требовал соответствующего роста мощности станций – а это не экономично, слишком длинные линии электропередачи плохо работают из-за избытка так называемой «реактивной мощности». Да и резко растет опасность обесточивания важных потребителей в случае выхода из строя одной станции

«Эмпирическое правило – мощность одного генератора не должна превышать 7 – 10% мощности всей системы чтобы его можно было при отказе заменить за счет резерва мощности системы который обычно 15 – 20%».

Город среднего размера может потреблять несколько тысяч мегаватт энергии. Если на станции есть несколько «пятисоток», да «трехсоток» то нет проблем с выводом одной или пары машин на ремонт. А вот если стоят только «миллионники» то выход из строя любого из них обернется трагедией…

Но почему наши «Большие Начальники» и «Электрические Академики» этого не знали??? Почему они нам, разработчикам, морочили головы с такими заданиями? Да знали они все прекрасно! Только вот такие разработки занимали десятилетия и давали прекрасные возможности получать «жирные заказы» под «самый большой в мире». А также защищать диссертации, набирать штаты, расти по службе, ездить в загранкомандировки… А что будет через 20 лет начальственных старичков волновало мало – или ишак околеет или эмир помрет, все равно никого не накажут. И они оказались абсолютно правы.

База развития не «великие озарения» или революционные идеи, а постепенный, медленный но непрерывный прогресс, постепенно «дожимавшие» системы в котором главную роль играют небольшие полезные усовершенствования и улучшения. Лидеры не великие изобретатели типа Ватта, Модсли, Фультона и т.п., а скромные ремесленники, рабочие, мастера.

Сахал показывает что история развития паровых машин распадается на множество относительно небольших эпизодов – повышение точности обработки валов (от 1/16 до 1/100 дюйма), улучшение уплотнений, позволяющее поднять давление, изменение конструкции котла позволяющее чистить его не за 6 часов а за 3 и не после каждого рейса, а через рейс и т.п.

Роль этого «нормального развития» и Генрихом Сауловичем и всеми нами (ТРИЗовцами) всегда очень недооценивалась. Для реального развития, очень важен «союз изобретательства и инжиниринга». Нужно чтобы классические инженеры имели представление о ТРИЗ а изобретатели – об общей технике проектирования, испытания, построения систем и моделей и т.п.

Технический прогресс по Сахалу есть процесс кумулятивный – цепная реакция нарастания знаний и умений (типа «богатые богатеют»). Истоком потока нарастающих технологических новшеств становится обучение в процессе создания, испытания и использования тех или иных систем. Достигнутое сегодня становится основной будущих достижений. Инженеры все глубже осознают потенциал тех или иных технологий – как это работает, какие потребляет или создает ресурсы, как их сэкономить, как лучше использовать.

Технический прогресс часто принимает форму множества мелких нововведений (решений от нулевого до второго уровней по классификации ТРИЗ), обладающих при незначительности каждого в отдельности кумулятивным действием.
Накопление опыта не связано непосредственно с немедленным техническим прогрессом – эта связь является долгосрочной. Лишь со временем накопленный опыт порождает некоторый «взрыв развития» (типичная нелинейность!)

Идеологически это постепенное продвижение вперед за счет изменений и изобретений нулевого или первого уровня в принципе не может быть представлено как метод проб и ошибок – таких изменений слишком много, слишком много возможных вариантов, никто конечно их не перебирает, выбирают то, что должно сработать. Каждый шаг в общем-то прост и логичен, делается сознательно, проверяется и служит основой для других шагов. А развитие – кумулятивный эффект этих целенаправленных изобретений.

Правда, Сахал принципиально не рассматривает и не анализирует «большие изобретения», которые порождают новые системы. Но это уже – наш, ТРИЗовский вопрос, это мы делать умеем. А вот научиться бы эффективному «развитию по Сахалу!»

В принципе, мы это уже умеем. Директед Эволюшен может осуществлять такую работу быстро и эффективно за счет того что:

· Все задачи, даже самые мелкие, в том числе и вторичные задачи, возникающие как результат решения первичных, могут быть своевременно выявлены с помощью специальных инструментов:

· Компьютерный вопросник,

· Автоматический Проблем Формулятор и

· Техника «диверсионного анализа».

· Решение таких задач, как правило, труда не представляет, но в софтвере для их решения есть специальные наборы операторов

· Интеграция многих мелких решений в единую систему эффективно осуществляется на том же Проблем Формуляторе

Такие работы для многих компаний могут быть куда более привлекательными чем даже создание новых генераций продукта. По своему направлению они близки к задачам классического ФСА, но могут дать гораздо больше.

Очень важный вывод Сахала по всей книге: «Как ведение войны нельзя оставлять на усмотрение генералов, так и развитие технологий – слишком важный и долгосрочный процесс, который не может быть полностью контролируем инженерами и экономистами. Необходима самостоятельная наука о технологии». И его книга посвящена выработке некоторых положений этой будущей науки.

Рассмотрим более подробно некоторые другие аспекты, описанные в книге Сахала

Эволюционные процессы по Сахалу

Разные теории инновационного процесса

Сахал рассматривает разные гипотезы инновационного процесса и ищет их подтверждения. В частности:

Гипотеза спроса на технологию Шмуклера

Поток изобретений в области пропорционален общему объему продажи ее продукции.

Теория индуцированных инноваций

Предложена Хиксом, развита другими авторами. Когда труд дороже капитала, фирмы начинают заниматься трудосберегающими технологиями.

Теория циклов инноваций Шумпетера

Сходство между начальным актом нововведения, осуществляемого немногочисленными героями – предпринимателями и диффузией технологий, осуществляемой подражателями – последователями. Немногие готовы открыть новое дело, но как только кто-то перешел Рубикон, многие готовы ему подражать. Поэтому открытие нового бизнеса сопровождается массой вторичных имитаций. При этом изобретения не распространяются равномерно, возникают группы или кластеры. Это приводит к буму в области капиталовложений, что сопровождается вторичными волнами, связанными с нововведениями в связанных отраслях промышленности.

Шумпетер следуя идеям Кондратьева (50 летние волны экономической конъектуры) утверждает, что волны Кондратьева связаны:

Первая – 1787 – 1800 – с появлением паровой машины
Вторая – 1843 – 1857 – с распространением железных дорог
Третья – 1898 – 1911 – с распространением автомобилей и электричества.

Нововведения нарушают сложившуюся структуру экономических связей между потоками продукции и потребляемых материалов, финансами, предпочтениями покупателей и т.п. В результате экономическая система больше или меньше выводится из равновесия. Из-за инерции системы возникающие возмущения поглощаются с задержкой, что нередко приводит к тому, что реакцией на подъем, связанный с инновацией через некоторое время может стать упадок, рецессия, спад, в результате которого происходит реорганизация цен и сокращение издержек массового производства.

Сахал рассмотрел разные гипотезы и утверждает, что большинство из них, в частности давление технологий, спроса, индуцированных инноваций и т.п. не подтверждаются. Тем не менее, говорит Сахал, эти гипотезы неприемлемы только в экстремальной и исключительной форме, но в реальности они остаются некоторыми действующими факторами и воздействуют так или иначе, чаще косвенно через другие переменные.

Здесь с Сахалом можно только согласиться. Буквально все эти теории построены на очень общих «логически безупречных», но не имеющих отношение к реальности предположениях. Наверное главная причина – их строили в основном экономисты, очень слабо «подкованные» в технике и просто не знающие ее «изнутри», не слишком интересовавшиеся ее историей. Эти теории все без исключения слишком примитивные, слишком логичные и рациональные, неспособные отразить сложность развития нелинейных систем. Теории секса, построенные ленивыми евнухами…

Нелинейная эволюция

Сахал пишет:

«До сих пор преобладает взгляд на социально-экономические системы как на экзогенные управляемые гомеостатические системы, возвращающиеся к стационарному состоянию после временных возмущений. То есть социальный прогресс рассматривается как всегда достигающий после некоторых отклонений состояния равновесия».

С этим Сахал принципиально не согласен и предлагает рассматривать социально-экономические системы как эндогенно управляемые гомодинамические системы, способные отыскивать новые пути эволюции через иерархии неустойчивостей. Тем самым процесс социально-экономических изменений рассматривается как неравновесный. Традиционный подход учитывает только механизмы изменений, а в центре его внимания – весь изменяющийся организм технологии.

Я не уверен, но, кажется, Сахал – первый кто описал эволюцию технологий как заведомо нелинейный процесс, неизбежно проходящий через серию кризисов. Эволюция в кризисной зоне всегда не стационарна и не равновесна. Когда-то, после изобретения людьми методов использования огня и создания первых орудий (копье, нож, копалка) начавшаяся благодаря этому цепная реакция развития технологий сделала эволюцию социумов неравновесной раз и навсегда.

Сахал пишет:

«Кардинальная особенность современного подхода к моделированию социально-экономических процессов состоит в стремлении полностью объяснить ход этих процессов текущими или ожидаемыми значениями некоторых переменных». И с этим он категорически не согласен. По его мнению эволюция – процесс многомерный и эволюция в одних осях может иметь иные закономерности, чем в других. Разные подсистемы могут эволюционировать с разной скоростью, могут влиять на эволюцию друг друга, ускоряя или замедляя ее.

При этом, хотя непредсказуемость изменений и велика, но в течение длительной эволюции почти всегда происходит очень интересный эффект – удается изменить в нужном направлении, улучшить характеристики системы, которые сперва считались принципиально неизменными, которые считалось невозможным улучшить. А также те, о которых просто не думали, считая что они никакого отношения к системе не имеют. И чаще всего это происходило путем совершенно неожиданным, ранее не рассматривавшимся или начисто отвергнутым. Конструктору, изобретателю приходиться «прорываться» через какие-то реальные или мнимые ограничения, психологическую инерцию, профессиональные стереотипы.

Например, конструкция крыла большого утолщения со спрятанными внутри устройствами крепления и обеспечения жесткость (лонжероны, нервюры и т.п.) появилась только в тридцатых годах, хотя была вполне возможна и раньше. Просто никто не понимал, что тонкие и, казалось бы не способные оказывать большое сопротивление потоку воздуха проволочные растяжки крепления крыла в самом деле пагубно влияют на аэродинамику. Здесь опять хорошее «место для ТРИЗ»

Это все, конечно, не значит, пишет Сахал, что не может быть революционных процессов, которые способны резко изменить развитие. Но такие процессы характерны в основном для начальных этапов эволюции когда той или иной областью техники занимается считанное количество людей и в основном на свой страх и риск или из своего интереса. Чем крупнее масштаб системы, ее использование, число занимающихся ею людей, чем дольше существует система и т.п., тем меньше возможность и вероятность появления реальных крупных «творческих прорывов», тем важнее кумулятивное развитие.

Процесс развития как «обучение»

Сам процесс развития Сахал трактует как «обучение» - по мере разработок и эксплуатации накапливаются небольшие полезные улучшения которые дают кумулятивный эффект, во много раз улучшая систему. Причем это именно обучение деятельности и в процессе самой деятельности. В частности:

Обучение есть накопление опыта, а суть этого есть своевременного выявление проблем разных типов и уровней и знание способов их решения либо их обхода, устранения и т.п. Накопление опыта имеет практический а не теоретический характер
В процессе обучения при инновационной деятельности нет некоторого «единого учителя» нет и «единых уроков». Технология своим развитием обязана множеству участников, термин обучение интерпретируется в широком смысле.
Обучение идет очень хорошо в рамках реальной и конкретной инновационной деятельности.
Важнейшая часть обучения – моделирование которое позволяет снять неизбежный риск реализации чего-то сразу в большом масштабе. Обучение путем моделирования и проведения различных испытаний. Правда, успех модельных испытаний часто вовсе не гарантирует успеха в реальной эксплуатации машины, поскольку модели моделируют отдельные оси и не могут в большинстве случаев обнаружить системные и сверхсуммарные эффекты. В реальности часто возникают факторы и эффекты, которые в испытаниях не были замечены, не проявлялись.
Обучение включает не только рассмотрение старых решений их успехов и ошибок, но и обучение предвидению новых возможностей (и решению задач, что Сахал старательно избегает упоминать).
Конструирование есть процесс продвижения в неизвестное, технологическое нововведение зависит от получения необходимых технических знаний через систематический и организованный процесс проб и ошибок. Здесь важно правильно понимать метод проб и ошибок – это вовсе не случайные, а продуманные достаточно ограниченные пробы, направленные на минимизацию возможных ошибок, построенные так чтобы давать понятные и однозначные ответы на важные вопросы связанные с развитием. Лучшие пробы типа «да или нет».
Другой подход к методу проб и ошибок - создание некоторой близкой к реальности модели и ее всестороннее испытание для обнаружения возможных неожиданностей...
Решения конструкции есть творчество конструктора, но оно ограничено реальными возможностями (ресурсами и ограничениями), связанными с уже накопленным опытом.
В большинстве случаев накопление опыта позволяет существенно упрощать конструкцию
Эволюционные изменения не просто сумма небольших изменений, они накапливаются в единую систему. В частности, изменения технологии зависят не от текущих стимулирующих факторов, а от их накопления, кумуляции. С нашей точки зрения это означает, что происходит цепная реакция со скоростью пропорциональной достигнутому уровню, чем больше есть, тем быстрее идет, богатые богатеют и т.п.
Изменения в системе в процессе ее эволюции не просто накапливаются, а интегрируются в некоторую систему, имеющую новые свойства, не сводящиеся к свойствам ее элементов – принцип эмерджентности.
Эволюционные изменения необратимы. В технике или социальной жизни можно искусственно вернуться к уже отжившим, архаическим конструкциям или социальным отношениям, но это – всегда регресс, такая «искусственно состаренная» система будет неконкурентоспособной и обязательно проиграет новым. Правда иногда возврат может быть только кажущимся, внешним, демонстрационным, а суть может быть совершенно иной. В социальной жизни такие проявления порождают разные типы фундаментализма (типа того, что протестантизм постулировал «возврат к апостолам», а оказался проявлением развития новейшего капитализма. В технике иногда возникают моды на старые модели, виды, стили... но моды очень поверхностные и не длительные.
В разных областях техники эволюционные изменения идут с разной скоростью. Одни технологии более восприимчивы к нововведениям чем другие. Разница в масштабах, давлении маркета или усилий правительства для военных областей и избыточности (наличии ресурсов, занимающихся технологией людей, уровень их заинтересованности и т.п.), в том числе потенциальном объеме маркета и возможном объеме инвестиций. Одна и та же система в разное время развивается с разной скоростью. В начале 20 века снизился темп развития сельскохозяйственного оборудования, бумаги, железнодорожного транспорта. А в нефтяной области шло ускорение и т.п.
Само существование технической системы становится одним из факторов, определяющих эволюцию. Типичный пример – существование «переломных точек» в эволюции
Изобретения в разных областях существенно влияют на друга (нелинейности!). Одна инновация может способствовать другим, их вынуждать и поддерживать, но может также и тормозить некоторые другие, мешать их развитию. Изобретение расточной головки для станка повышает шанс на развитие парового двигателя. А улучшение технологии реактивных двигателей препятствует дальнейшему улучшению винтовых. Развитие технологий огнестрельного оружия надолго отбросило назад разработки луков и арбалетов, они снова «пошли вперед» только с возникновением новой области – спортивного применения.
В технике большую роль играет дивергенция – расхождение систем по специализированным экологическим нишам, самостоятельное развитие в своей нише, появление новых элементов, функций, ресурсов и т.п.
А после стадии дивергенции наступает время конвергенции, то есть схождение или сближение систем. Начинается перенос локальных достижений между относительно близкими системами, например, от морских самолетов к сухопутным, от истребителей к бомбардировщикам и т.п.. Любопытно, что долгое время считалось что в биологии есть только процесс дивергенции, а конвергенции нет. Сегодня это далеко не столь очевидно. Возможна конвергенция за счет схождения не слишком далеко разошедшихся подвидов, а также путем горизонтальных переносов генных структур.
Инновации возникают кластерами. Сахал считает, что это происходит когда на пути развития встают разного рода препятствия, которые приходится обходить. Исходное изобретение порождает вторичные задачи разного типа – устранение недостатков, улучшение системы, решение вторичных проблем, решение проблем с адаптацией к новым нишам и т.п. группирующиеся вокруг «центрального нововведения» Возникает ситуация 2СЕ^{^[1]} или, скорее nCE – взаимные влияния и взаимодействия между множеством изобретений. Происходит и кластеризация равноценных, крупных изобретений.
Эволюционная динамика системы зависит от двух ключевых факторов – истории системы и ее масштаба. Краткосрочная эволюция определяется динамикой развития (историей) и ресурсами самой системы, а более долгосрочная – надсистемой и чем больше срок прогноза, тем более высокий уровень надсистемы в это вовлечен и эволюцию определяет. В широком плане развитие общества проявляется через развитие его определенных подсистем с опорой на ресурсы всего общества и более того - всей геосферы, а если рассматривать ресурсы солнечной энергии, то и космосферы.
Процесс накопления опыта имеет «мертвые зоны» – потеря информации, появление ложной и устаревшей информации.
Для обеспечения устойчивого экономического роста по Сахалу надо ориентироваться на поддержку процессов улучшения малыми шагами а не на «глобзы^{^[2]}».
Рост технологий идет ступенчато, по мере ввода новых мощностей. Повышение спроса вызывает скачек роста мощности. Некоторое время после скачка мощности опережают расширение рынков сбыта, возникает перепроизводство, падают цены и падает экономия, достигнутая укрупнением производства. Покупатели выжидают еще большего падения цен. Замедляется возврат инвеста^{^[3]}. Цены падают вплоть до уровня издержек производства. Потом растет потребление, растет тенденция стабилизации цен, опять возникает перегрузка производства и опять растет производство и цикл повторяется.
Существует значительное запаздывание по времени между приобретением нового опыта и разработкой новой системы или серьезным улучшением существующей. С 1918 по 1928 постоянно росло производство тракторов Фордзон, а характеристики их практически оставались неизменными. Только после этого пошло улучшение характеристик. Это вполне понятно с точки зрения маркета – рынок не насыщен, продажа от характеристик не зависит, все кто могут, купят такой трактор как есть. А вот когда первичный спрос насыщен и когда появились конкуренты – становятся нужны улучшения.

Задержка внедрения тех или иных новаций связана с многими факторами, в том числе психологической инерцией, но чаще всего переделяется конкретными и серьёзными экономическими и социальными причинами. Например, конные жатки были изобретены в начале 30 годов 19 века, но широко распространились только через 20 лет. В основном из-за слишком малых семейных ферм – экономия труда не окупала капитальных затрат на покупку жатки. Но фермы укрупнялись, а жатки удешевлялись – в результате настал момент когда условия распространения стали благоприятными для жаток.

Это нелинейность, связанная с задержкой реакции может приводить к появлению колебательных процессов. Эти колебательные процессы изменение количества инноваций в системах вносят свою долю в экономические колебания типа «подъем – депрессия»
Сегодня развитие ускоряется и очень велика международная конкуренция во многих областях. Поэтому улучшения начинают следовать почти сразу за первым представлением продукции.

Таким образом техническое нововведение зависит от приобретения знаний через систематически организованный процесс проб и ошибок, пишет Сахал.

Здесь только очень важно учесть, что вопреки нашей собственной ТРИЗ демагогии, сам по себе МПиО – далеко не случайный перебор случайных вариантов, а направленный с помощью интуиции или каких-то правдоподобных рассуждений процесс поиска. К сожалению, часто очень плохо направленный, потому что интуиция работает не у всех и не всегда, а вот психологическая инерция «всегда готова». Наверное стоит это назвать «Направленный Метод Проб и Ошибок» (НМПиО). Это значит что заведомо идиотские попытки все-таки не проводятся, попытки предваряются построением тех или иных моделей, чаще всего на базе здравого смысла и простой логики и очень редко строго логических или математических. Строятся предположения, что же может получиться из такой попытки. А также используются рассуждения по аналогии или исходя из каких-то ресурсов системы – как это можно попробовать использовать и т.п. Не пытаются, например, просто нагадить внутрь машины – что получится заранее ясно. А вот добавить в масло, например, антифрикционную или повышающую температуру кипения присадку можно, даже если не очень понятно, что это даст... А дальше – направленные эксперименты, проверка разных присадок…

Крутая ошибка Сахала

Сахал пишет:

Полученные результаты свидетельствуют о наличии случайного закона распределения потенциальных возможностей развития технологии. Но важно и то, что определенный тип вероятностного распределения зарождается в рамках некоторого детерминированного механизма. Из этого следует вывод: Хотя для любой конкретной технологии эволюционный потенциал случаен, уровень его использования – результат продуманной политики.

Сахал получил эффект «случайного распределения» эволюционного потенциала из-за «бездумного» применения слишком простой математической статистики там, где она принципиально не может работать – в развитии нелинейных систем^{^[4]}. С точки зрения ТРИЗ при знании законов развития и умении находить и использовать эволюционные ресурсы и эволюционный потенциал технологий, потенциальные возможности новых технологий:

Не случайны
Зависит от запаса эволюционных и других ресурсов
Вполне определимы, предсказуемы
Поддаются целенаправленному управлению, развитию, пополнению

Но это – одна из очень немногих ошибок мистера Девендры Сахала!

Вообще, представления о некоторой случайности научно-технического развития – дань «древней истории» науки и техники. Да, в истории науки и техники вроде бы есть некоторые случайные явления – открытие Гальвани дерганья лягушачьей лапки при прикосновении металлическим предметом, проложившее начало электротехнике, открытие радиоактивности, поляризации света при отражении, фотоэффекта и т.п. Но вот, насколько они в действительности случайны?

Случайность открытий – просто признак очень раннего этапа развития, когда ученых мало и исследуют более или менее случайные вещи «на что глаз упал». Здесь идет «пятнистое развитие», постепенно в случайном порядке «вскрывающее» разные кластеры. Но как только некоторые начальные «раскопки» удались, ситуация резко меняется. Уже никак были совсем случайными открытие Эрстеда и Фарадея – превращение электричества в магнетизм и обратно. В эту область после Гальвани и Вольта уже пришли «шумною толпою» исследователи и открытия эти становилось неизбежным, открыл бы ни один, так другой... Игра шла исключительно «на опережение» - типичная ситуация гонки при открытии новой маркетинговой ниши.

Сегодня же такие «случайные открытия и изобретения» превращаются в нонсенс, поскольку произошли несколько огромных изменения в развитии научных исследований и инженерных работ:

· До восьмидесятых годов большинство открытий шло от производственной деятельности, например:

o Почти вся физика твердого тела развилась благодаря созданию полупроводников, лазеров и легких прочных и жаропрочных сплавов для авиации,

o Информатика и математика – благодаря разработкам компьютеров и сетей

o Биология – благодаря требованиям медицины

o Экономика и психология – благодаря потребностям бизнеса и политики и т.п.

Поэтому совершенно не случайна великолепная книга Волюслава Владимировича Митрофанова «От производственного брака к открытию».

· Сегодня все большее количество открытий идет из университетов и научных центров крупных компаний.

· Наличие большого числа ученых и огромные инвесты в науку привели к тому, что вероятность найти что-нибудь существенно новое без огромных затрат на исследование стала близкой к нулю.

· С развитием техники научных исследований и, особенно, развитием систем их финансирования, профессиональная «организованная наука» планомерно исследует все новые области не оставляя «пустой земли» для любителей.

· После появления некоторых новых идей или открытий в разных странах, компаниях, среди представителей разных наук возникает массированная атака для достижения некоторой цели, выделяются средства, оборудование и здесь любителю делать нечего – как бегуну соревноваться с машинами на фривее. А среди «профи» идет некоторое выравнивание потенциала, обмены, кражи, переоткрытие открытого, многократная проверка каждой «подозрительной зоны». В результате победитель, лучший опережают остальных «на голову» только. Да и победителем оказывается не один гений а большая группа «крепких середняков»...

Продолжение следует

[1] 2СЕ – с английского Cause-Effect Co-Evolution - причинно-следственная ко-эволюция, когда причина порождает следствие, а оно усиливает причину и т.п. nCE – ситуация когда в этом процессе участвует более чем два разных элемента или процесса и все они могут влиять друг на друга

[2] Словечко, придуманное Альтшуллером. Глобза означает «глобальный замах». Так он стаскивал за штаны тех из нас, кто стремился залезть «в светлые эмпиреи» вместо того, чтобы делать полезную работу.

[3] Возврат инвеста (Return of invest) – главная финансовая характеристика любого бизнес-предприятия, описывает величину «роста денег» в результате их вложения в Дело (если меньше 10 раз и без перспективы роста – лучше и не соваться) и вероятный срок этого возврата (если больше 10 - 15 лет, о Деле можно смело забыть) -

[4] Хотя бы потому, что Сахал использует обычную «гауссову» статистику, а в системах с цепными реакциями (процесс развития чаще всего именно цепная реакция) должна использоваться степенная статистика, основанная не на распределении Гаусса а на распределении Парето, известное также как «распределение с тяжелым хвостом», «распределение Ципфа» или «закон 20/80» в социологии, «1/f распределение» в физике, «фрактальное распределение» в синергетике и т.п. В оправдание Сахала стоит сказать, что в его время само распределение Парето было, конечно, известно, но вот необходимость его применения к системам с цепными реакциями была показана лишь в конце восьмидесятых годов.

Алфавитный указатель:

Quote:
Я по образованию специалист по турбо- и гидрогенераторам. В семидесятых годах работал на «Электросиле» как испытатель генераторов и участвовал в разработках «миллионника» - турбогенератора мощностью в 1000 Мегаватт. В планах были и полутора и трех-миллионники… Миллионник разработали, испытали вот только на станции он так и не попал и сегодня в 2010 году на всех станциях работают в основном те же «сотки», «трехсотки», да «пятисотки» то есть генераторы имеющие мощности порядка 100М, 300М и 500М. Мне это когда-то казалось какой-то глупостью, действием каких-то «темных сил консерваторов». А Сахал все четко объясняет буквально двумя параграфами:
«В 50 – 70 годах был период быстрого роста электростанций, в том числе атомных во всем мире. При этом единичная мощность генераторов очень быстро росла от примерно 50 до 500 мегаватт, но отношение мощности генератора к мощности системы оставалось более или менее постоянным».

То есть существенный рост мощности генераторов требовал соответствующего роста мощности станций – а это не экономично, слишком длинные линии электропередачи плохо работают из-за избытка так называемой «реактивной мощности». Да и резко растет опасность обесточивания важных потребителей в случае выхода из строя одной станции

«Эмпирическое правило – мощность одного генератора не должна превышать 7 – 10% мощности всей системы чтобы его можно было при отказе заменить за счет резерва мощности системы который обычно 15 – 20%».
Город среднего размера может потреблять несколько тысяч мегаватт энергии. Если на станции есть несколько «пятисоток», да «трехсоток» то нет проблем с выводом одной или пары машин на ремонт. А вот если стоят только «миллионники» то выход из строя любого из них обернется трагедией…

Но почему наши «Большие Начальники» и «Электрические Академики» этого не знали??? Почему они нам, разработчикам, морочили головы с такими заданиями? Да знали они все прекрасно! Только вот такие разработки занимали десятилетия и давали прекрасные возможности получать «жирные заказы» под «самый большой в мире». А также защищать диссертации, набирать штаты, расти по службе, ездить в загранкомандировки… А что будет через 20 лет начальственных старичков волновало мало – или ишак околеет или эмир помрет, все равно никого не накажут. И они оказались абсолютно правы.

Поскольку я тоже по первой специальности являюсь специалистом в области электрических станций, то должен сказать, что описанное Сахалом правило мы изучали. Именно отталкиваясь от подобных эмпирических формул и выбиралась мощность энергоагрегатов электростанций. Так что действительно, ничего таинственного здесь нет. Осталось понять, только ли за орденами и диссертациями тянулись те, кто разрабатывал генераторы - миллионники. По моему глубокому убеждению, конечно же не за этим (хотя, несомненно, были там и ордена и диссертации). При росте энергосистемы (а такой тренд присутствовал - в СССР стремительно соединялись в единую систему локальные сети, к началу семидесятых произошло объединение энергосистем европейской части СССР и стран соцлагеря, проектировались сверхдальние линии электропередач для связи с Сибирью, где на Экибастузских углях должен был возникнуть кластер мощнейших ТЭС. Все это приводило к значительному увеличению мощности системы, а следовательно к росту допустимой единичной мощности электрогенератора. Отсюда и проектирование таких конструкций. Да ведь и какнонам тризовским это не противоречит, увеличение единичной мощности приводит к росту удельных показателей.
Остановило этот процесс несколько факторов. Во первых, мощность котлоагрегатов росла более медленными темпами и уже для питания 500М генераторов зачастую ставили два котла. Котлы превратились в монстров. "П"-образный котел, если бы его выпрямить, мог бы стать вровень с 60-этажным домом. И вя его внутренняя поверхность выполнена из стальных трубок, находящихся в жесточайших условиях - сотни атмосфер давление и огромнейшие температуры. Частовая паропроизводительность 600 - 800 тонн пара. Выход из строя одного шва - остановка котла... Но тенденция к росту единичной мощности в мире наблюдается. Японцы и немцы построили по нескольку таких агрегатов. Так что не так уж и не правы были наши "Большие начальники" и "Энергетические Академики".
Второй причиной можно назвать транспортную. Размеры и вес ротора большого генератора начинали очень уж сильно конфликтовать с возможностями железных дорог. Перевозка только по воде наталкивалась на проблему доставки в Сибирь и Казахстан, где и должны были строиться станции.
Можно назвать и еще несколько причин, но остановлюсь. Да и то что привел выше, дал только затем, что как мне представляется, важно детально выявлять весь комплекс ограничений и условий, а мешать этому могут идеологические догмы, которыми в данном пункте (также, впрочем, как и в упоминании о "науковедах"), погрешил Борис.

Форма поиска

Алфавитный указатель:

Рубрики:

Комментарии

Вход

Контакты