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LIBRI E ARTICOLI
L'ARTE DI INVENTARE LE STRADE CHE SCEGLIIAMO
Libri e articoli / E poi venne l'inventore
L'attività inventiva è multiforme, non è solo problem solving. Devi trovare un problema, risolverlo, trasformare una nuova idea in un progetto realizzabile, introdurre una nuova macchina, dispositivo o metodo. Eppure la cosa più importante è risolvere il problema. Puoi prendere un compito pronto. Spesso gli inventori risolvono problemi di concorrenza. Lo sviluppo di una nuova idea, la sua trasformazione in un progetto funzionante, l'implementazione può essere effettuata da altri, diciamo, un gruppo di specialisti: hanno letto la descrizione dell'invenzione, hanno richiesto dettagli all'autore e hanno introdotto la novità in produzione. Certo, è meglio se l'autore partecipa al lavoro in tutte le fasi. Ma è necessario e sufficiente che l'autore partecipi alla soluzione del problema, qui l'autore non può essere sostituito. La decisione è la base delle basi dell'invenzione. L'inventore dell'Ottocento era un maestro artigiano, costruì con le proprie mani una macchina nuova, la rifece in ogni sua parte, facendola funzionare. Un inventore moderno è, prima di tutto, un pensatore, un intellettuale. Certo, è fantastico se l'inventore ha mani abili. Bisogna conoscere la produzione, saper fare calcoli, progettare, disegnare. Eppure la cosa più importante sono le operazioni intellettuali sottili e precise. Prima di disegnare o realizzare un modello, è necessario sviluppare un'idea per una soluzione, e questo è un processo complesso. Innanzitutto, l'inventore deve rispondere a una domanda difficile: dovrebbe affrontare questo problema o abbandonarlo, sostituendolo con un altro problema volto a raggiungere lo stesso obiettivo? In sostanza, si tratta di stabilire se il dato sistema tecnico abbia riserve di sviluppo o se le riserve siano state esaurite ed è necessario creare un sistema fondamentalmente nuovo. Diamo un'occhiata a esempi specifici di come si pone una domanda del genere e di come dovrebbe essere risolta. Problema 40. NON INDOVINARE! Quando il ferro viene fuso negli altiforni, si formano le scorie, una miscela di ossidi fusi di magnesio, calcio, ecc. Le scorie, aventi una temperatura di 1000 °, vengono versate in grandi siviere e portate negli impianti di lavorazione delle scorie sui binari ferroviari. La fusione delle scorie è una preziosa materia prima per la produzione di materiali da costruzione. Ma la scoria indurita cessa di essere una tale materia prima: non è redditizio fonderla di nuovo. All'inizio tutta la scoria nel mestolo è liquida. Tuttavia, durante il trasporto, si forma una crosta dura che cresce rapidamente sulla sua superficie. Devi perforarlo con l'aiuto di dispositivi speciali (piuttosto ingombranti). La crosta, anche se perforata, conserva parte delle scorie liquide. Di conseguenza, solo due terzi delle scorie vengono scaricate dalla siviera negli impianti di lavorazione delle scorie. Il resto va in discarica. E devi dedicare molto lavoro per liberare il mestolo dalle scorie indurite, quindi estrarre queste scorie dall'impianto. E così è stata convocata una riunione presso l'istituto di ricerca. "Dobbiamo realizzare un secchio con un buon isolamento termico", ha suggerito uno scienziato. - Ci hanno provato - non va bene, - ha obiettato il rappresentante della pianta. - L'isolamento termico occupa molto spazio, il secchio si allarga e questo è inaccettabile per il trasporto ferroviario. - E il coperchio? - lo scienziato non ha ammesso. - Perché non realizzare una copertura termoisolante? Dopotutto, la maggior parte del calore va dall'alto, dove le scorie calde entrano in contatto con l'aria fredda. - Ci hanno provato, - sospirò il rappresentante della pianta. - Un secchio delle dimensioni di una stanza. Riesci a immaginare di che tipo di copertura hai bisogno? Devi installarlo e rimuoverlo con una gru. Tanta seccatura... - È necessario risolvere un altro problema, - disse il secondo scienziato. - Pensiamo alla ristrutturazione dell'intera produzione. In modo che le scorie non debbano essere portate lontano. "Non lo so, non lo so", obiettò il terzo scienziato. - Imposterei il compito in modo diverso: garantire la consegna ad alta velocità delle scorie. - Dobbiamo guardare alla radice, - disse il quarto. - Il compito può essere ancora più ampio: fondere la ghisa senza la formazione di scorie. E poi è apparso un inventore. "Non indovinare," disse. - Il compito dovrebbe essere formulato come segue ... Come pensi che dovrebbe essere formulato il compito? In sostanza, abbiamo davanti a noi tutto un mucchio di problemi (la cosiddetta situazione inventiva), e non si sa come scegliere quel singolo problema, la cui soluzione darà il miglior risultato. Problema 41. COMPRENDIAMO LA SITUAZIONE Per la produzione di lastre di vetro, il nastro di vetro incandescente viene alimentato su un nastro trasportatore. Il nastro scorre da un rullo metallico all'altro, raffreddandosi gradualmente. E poi il vetro deve essere lucidato a lungo, perché il nastro di vetro che non si è ancora indurito si piega, “strisciando” da un rullo all'altro, e sul vetro si formano delle irregolarità. Gli ingegneri che per primi hanno riscontrato questo problema hanno suggerito di rendere i rulli il più sottili possibile. Più sottili sono i rulli, minore è la depressione tra di loro. Ciò significa che il nastro di vetro risulterà più liscio. Ma qui è emersa una contraddizione tecnica: più sottili sono i rulli, più difficile è ricavarne un enorme trasportatore - decine di metri. Se, diciamo, lo spessore di un rullo è uguale allo spessore di un fiammifero, saranno necessari 500 rulli per ogni metro di nastro trasportatore e dovranno essere installati con precisione millimetrica. E se il rullo è più sottile del filo? "Va tutto bene", ha detto un giovane ingegnere. - Ci sono maestri che dipingono un quadro intero su un seme di papavero. Progettiamo un trasportatore con rulli molto sottili. E ci saranno artigiani. "Pensa a quanto costerebbe un nastro trasportatore del genere", gli obiettarono. - No, lasciamo i rulli grandi, proviamo a migliorare il processo di lucidatura, raddrizzeremo la superficie ondulata del vetro. - È necessario eliminare del tutto il nastro trasportatore! qualcun altro ha suggerito. - Sarebbe bello sostituirlo con qualcosa di fondamentalmente nuovo. E poi è apparso un inventore. "Diamo un'occhiata alla situazione", ha detto. - Di questi compiti, dovrebbe essere preferito ... E ha spiegato a quale compito dovrebbe essere data la priorità. E cosa ne pensi? I problemi 40 e 41 sono relativamente facili da affrontare. Nel problema 40 viene fornito il sistema "Trasporto di scorie", che fa parte del supersistema "Produzione di ferro". Non possiamo lamentarci del supersistema, non è necessario cambiarlo. Il sistema affronta anche il suo lavoro principale: sposta le scorie. Va tutto bene, tranne che alcune delle scorie si solidificano durante il trasporto. Non ha senso ricostruire l'intero sistema per questo motivo, e ancor di più il supersistema. Dopotutto, è assurdo rifiutare un'auto perché il vetro anteriore a volte è sporco ... In tali casi, il passaggio dalla situazione al compito avviene secondo una regola molto semplice: "Tutto rimane com'era, ma l'inconveniente scompare". Lasciare che la scoria continui a essere trasportata in normali siviere aperte, ma non deve formarsi una crosta dura. Il problema 41 mostra un'immagine diversa. Il sistema non fa fronte alla sua funzione principale: il trasportatore deve, prima di tutto, formare un nastro di vetro uniforme, e solo allora - questa è la seconda cosa - portarlo via dal forno. La rulliera ha esaurito le possibilità del suo sviluppo (non in generale, ovviamente, ma nella produzione del vetro), e deve essere sostituita con un nuovo sistema. Naturalmente, potrebbero esserci casi intermedi in cui non esiste una certezza assoluta: mantenere il sistema esistente o cercare un sistema fondamentalmente nuovo. In tali casi, si deve iniziare con una formulazione del problema in cui il sistema è preservato. Ogni scienza esatta non esclude l'arte. Ad esempio, con lo stesso telescopio, si possono ottenere risultati diversi, a seconda dell'abilità del ricercatore. Molto dipende dagli obiettivi che si pone. Supponiamo che il compito sia sostituire le navi convenzionali con qualcosa di fondamentalmente nuovo. Una nave è un sistema che opera a livello macro: lo scafo, i motori, le eliche - tutti questi sono pezzi di ferro, e molto, molto grandi. Prima o poi, questo sistema deve passare al livello micro, anche se oggi è difficile immaginare esattamente come sarebbe una nave del genere. Cosa può dire la teoria del problem solving inventivo? In primo luogo, il problema della transizione al livello micro è, in linea di principio, abbastanza risolvibile. In secondo luogo, il sistema "Nave" non è ancora entrato nella terza fase di sviluppo, quando una forma rigida e permanente sarà sostituita da una flessibile e mutevole. Le riserve per lo sviluppo del sistema sono lungi dall'essere esaurite e, pertanto, potrebbero passare molti decenni prima del passaggio al livello micro. E questo è tutto! È qui che la teoria si ferma. La scelta del compito dipende dalla persona. Deve decidere da solo cosa preferire: una gru nel cielo o una cincia in mano. È solo necessario capire chiaramente: se intraprendi la creazione di un sistema tecnico fondamentalmente nuovo, e quello vecchio non ha ancora esaurito le possibilità di sviluppo, il percorso per il riconoscimento e l'attuazione dell'invenzione sarà lungo, molto lungo. Un problema che è in anticipo sui tempi non è facile da risolvere. Ed è ancora più difficile dimostrare che un nuovo sistema è possibile e persino necessario. Nel capitolo precedente ho accennato al giroscopio vibrante. Quindi, la domanda per questa invenzione è stata depositata nel 1954 e l'inventore ha ricevuto un certificato di copyright solo ventuno anni dopo. Ci sono voluti due decenni per dimostrare la fattibilità, l'utilità e la novità dell'invenzione! Immagina che circa duecento anni fa un inventore venga dai costruttori navali e dica: "Perché ti preoccupi delle vele? Rimuovi le vele, metti una pompa a vapore - c'è una macchina del genere nelle miniere di carbone. Lascia che la pompa giri le ruote come un mulino ... Sarà fantastico!" È improbabile che qualcuno possa credere che questo non sia uno scherzo e che stiamo parlando di una grande invenzione: il battello a vapore. Il famoso inventore / designer sovietico Alexander Grigoryevich Presnyakov fece domanda per una nave insolita, senza eliche e ruote a pale. Sotto il fondo della nave c'è un elettromagnete a forma di tubo. Ci sono anche due piastre metalliche collegate a una batteria elettrica. L'acqua di mare è un conduttore di elettricità, quindi la corrente scorre tra le piastre. E il campo magnetico (ricorda la fisica del settimo grado) mette in moto un conduttore con corrente. Di conseguenza, l'acqua viene respinta e la nave avanza. Presnyakov ha presentato una domanda per un'invenzione nel 1955 ... ed è stata rifiutata. Gli esperti erano indignati: che sciocchezza - buttare via i motori e sostituirli con una pompa elettromagnetica! .. L'inventore ha dovuto discutere, dimostrare, convincere ... Solo nel 1969 Presnyakov ha ricevuto un certificato di copyright. Quattordici anni ha cercato il riconoscimento! E c'erano altre fasi avanti: sviluppo dettagliato del progetto, esperimenti, implementazione ... Non ci sono ancora navi con motori Presnyakov. Anche se nel tempo appariranno sicuramente. La transizione dei sistemi tecnici al microlivello è una legge. Ma la sequenza di sviluppo è la stessa legge: il sistema deve prima esaurire le possibilità di sviluppo a livello macro, e solo allora può essere effettuata la transizione al livello micro. Alexander Grigorievich Presnyakov non ha ricevuto il compenso dell'autore, la sua invenzione finora esiste solo sulla carta. Ma una pagina è inscritta per sempre nella storia della costruzione navale che la prima nave con un magnetoidro - un motore dinamico, in anticipo sui tempi, fu inventata da A. G. Presnyakov. La gioia della creatività, la consapevolezza di essere in grado di risolvere il problema del futuro: questa è la ricompensa dell'inventore. Anche la società ha vinto: quando arriverà il momento di trasferire il sistema "Nave" al livello micro, una delle strade di questa transizione sarà chiara. Le invenzioni premature finiscono per essere grandi e redditizie... C'è un'altra possibilità: il sistema "Nave" oggi non è affatto obsoleto, l'energia può essere indirizzata alla risoluzione di compiti relativamente piccoli per migliorare la nave e le sue singole parti a livello macro. Ci sono molti compiti qui: risolvi e implementa. In pochi anni puoi ottenere venti, trenta, cinquanta certificati di copyright, implementare la maggior parte delle invenzioni, vedere cosa è stato inventato in natura, ascoltare parole di gratitudine da persone che hanno facilitato il loro lavoro con la tua invenzione. E ottenere royalties. Problema 42 La nave è stata caricata nel porto. Una potente gru ha abbassato i pallet con i sacchi nell'apertura aperta della stiva della nave. Pioveva forte e l'acqua è entrata nella stiva. - Bene, il tempo, - brontolò uno dei traslocatori. - Bagnato... "Non c'è niente che tu possa fare al riguardo", rispose l'altro. - Durante il caricamento, non puoi chiudere la stiva, non puoi mettere il tetto ... E poi è apparso un inventore. "Abbiamo bisogno di un tetto speciale", ha detto. - In modo che la pioggia non passi e i carichi cadano liberamente. Guarda qui... Che tipo di tetto proponeva l'inventore? Migliaia di navi sono nei porti. Decine di migliaia di persone lavorano sotto il sole, la pioggia, la neve. Serve senza dubbio un tetto sopra le stive. Ed è facile inventarlo. Un problema simile è sorto molto tempo fa: per evitare correnti d'aria nel pavimento della fabbrica, le porte devono essere chiuse. E affinché i carrelli elevatori possano circolare liberamente, le porte devono essere aperte. La contraddizione è stata eliminata in modo molto semplice: le ante erano realizzate in gomma densa. Il caricatore guida liberamente: le porte si aprono e poi si chiudono. L'apertura della stiva della nave è più ampia delle porte della fabbrica. Ma le falde del tetto possono essere rese gonfiabili: staranno sopra la stiva come un tetto a due falde. Il carico spingerà liberamente tali porte e cadrà. A questa invenzione è stato facilmente rilasciato un certificato di copyright: tutto è così ovvio ...
È necessario risolvere tutti i tipi di problemi: piccoli, medi, grandi e grandi. Ma gli svantaggi del metodo per tentativi ed errori sono più pronunciati, più grande è il compito. Pertanto, enormi istituzioni stanno lavorando per migliorare i sistemi esistenti e non ci sono istituzioni per "inventare" sistemi fondamentalmente nuovi. Con l'avvento di TRIZ la situazione sta cambiando e si deve presumere che nel tempo verranno organizzati uffici di invenzione, specializzati nella ricerca e soluzione di problemi di un lontano futuro. La situazione più vantaggiosa è quando il sistema ha esaurito le sue possibilità di sviluppo e deve essere sostituito oggi da un altro sistema basato su altri principi. Le carenze del vecchio sistema sono evidenti a tutti, la nuova idea è attesa con impazienza. Come nel problema 41: non è redditizio rendere i rulli ancora più sottili. Il trasportatore a rulli deve ovviamente essere sostituito da qualcosa di fondamentalmente diverso.
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