CC BY
17УДК 001.83
Креативный конструктивизм замысла и развития мегасистемы «ЭкоМир»: инженерное творчество с Модерн ТРИЗ - реинвентинг и перспективы
ОРЛОВ М.А. (г. Берлин)
Раскрываются фундаментальные инварианты и концепты креативного инженерного мышления как сущностные основы проектной прагматики, эстетики и философии мегасистемы «ЭкоМир». Показана реализация креативных принципов «Максима Идеальной Системы» и «Максима Идеального Изменения», а также феноменологических авторских определений «Предельная система» и «Вечная система» в развитии системотехнических инвариантов «Дорога, путь (way)», «Ресурсы» и «Развивающаяся система» в проектах мегасистемы. Предложены практические механизмы применения теории креативного конструктивизма, развиваемой автором статьи в русле направления Модерн ТРИЗ, для дальнейшего эффективного проектирования и имплементации мегасистемы «ЭкоМир».
Ключевые слова:
ЭкоМир, НуperU, Green Way, Eco Energy, SkyWay, Spa ce Way, системотехнические инварианты, креативный конструктивизм, креативные принципы, феноменологические определения, Модерн ТРИЗ, Академия МТРИЗ.
1ехноцивилизацию создали инженеры. Миллионы изобретательно мыслящих умельцев, ремесленников, мастеров, инженеров и знатоков-учёных в течение нескольких тысяч лет находили новые идеи, строили всё, что нас окружает, производили и совершенствовали всё, что существует в дополнение к созданному Природой.
Вместе с тем техноцивилизация сейчас находится у смертельно опасной черты своего неуправляемого роста. Проблема состоит в нанесении непоправимого ущерба природе по очень многим аспектам. Потребительская, алчная, расточительная эксплуатация окружающего мира подошла к пределам, за которыми он не сможет самовосстанавливаться и обеспечивать жизнь самих людей.
К числу наиболее опасных источников разрушения относятся транспортные системы всех видов, кроме разве что велосипеда. Все эти аспекты доказательно проанализированы в проектных обоснованиях необходимости и возможностей развития метасистемы «ЭкоМир», выдающаяся концепция и конструктивные идеи которой были предложены ещё в конце 1970-х гг., а впервые опубликованы в начале 1980-х инженером Анатолием Юницким [1-4]. Глобальной миссией метасистемы «ЭкоМир», по замыслу Юницкого, является предотвращение необратимого перехода красной черты в разрушении природы и построение новой техноцивилизации как экоцивилизации, открывающей перспективы неограниченного гармоничного развития человечества.
Таким образом, важной задачей является увеличение эффективности проектирования и имплементации систем
и компонентов ЭкоМира. Эффективность проектирования включает ускорение и гарантию качества проектных решений. Создание эффективных решений требует от разработчиков и менеджеров особых способностей по креативному проектированию. Однако в учебных заведениях нет программ и методов формирования профессиональных навыков генерации эффективных идей, особенно в сложных проектных ситуациях с острыми противоречиями между требованиями и имеющимися ресурсами для достижения проектных целей.
Требуемые качество, скорость и надёжность обучения специалистов изобретательному системно-организованному проектному мышлению обеспечивают, в совокупности, образовательная методология и технология Модерн ТРИЗ (МТРИЗ), развиваемые в Академии МТРИЗ, основанной автором в конце 1990-х в г. Берлине, Германия. Программы обучения и тренинга по основам МТРИЗ [5-12] необходимы и незаменимы для проектной и производственной деятельности при создании метасистемы «ЭкоМир» для всех специалистов, включая менеджеров верхнего уровня.
Автор разделяет и поддерживает идеи инженера Юницкого почти 25 лет, а также раскрывает креативное пространство метасистемы «ЭкоМир» через МТРИЗ-моделирование в своих работах [6-12]. В развитие этого моделирования в настоящей статье впервые, на новом качественном уровне, формулируется обобщение креативных концепций ЭкоМира.
В основе эффективных инженерных идей и решений лежит креативное проектное мышление - способность
и навык мысленно увидеть будущую функцию, конструкцию, процесс. И только затем мысленное вйдение оформляется в эскизе и чертеже, в математической модели, реализуется в макете, технологии и производстве и, наконец, не считая утилизации, в применении и эксплуатации.
Впервые в истории цивилизации (и в истории инженерного творчества) ТРИЗ - Теория Решения Изобретательских Задач - раскрыла конструктивные принципы и закономерности креативного мышления, предложила креативный инструментарий - методы, модели и примеры -для эффективного изобретательного проектного мышления [13,14,15]. Наряду с инженерными знаниями возникло знание о творческом пространстве мышления инженера. Принципы ТРИЗ (ещё без этого названия] впервые были опубликованы в 1956 и 1962 гг. [13,14] её основателем Генрихом Альтшуллером [1926-1998] и до середины 1990-х гг. ТРИЗ развивалась под его руководством [15].
К середине 1990-х были сформированы начала МТРИЗ в виде новых структур и процедур (экстрагирование, реинвен-тинг, Мета-Алгоритм Изобретения Т-Р-И-3 и др.] для эффективного освоения и практического применения основ ТРИЗ. Создан де-факто «конструктивный язык» представления информации о процессе изобретения, аккумулирования и трансфера изобретательского опыта и решений, язык коммуникации в многопрофильных творческих командах (Think Tank Team],
Методы и модели ТРИЗ [МТРИЗ] при обучении объясняют процесс рождения идеи, а после обучения становятся навигаторами мышления для создания эффективных идей в новых проблемных проектных ситуациях.
Креативные идеи метасистемы «ЭкоМир» также могут быть эффективно интерпретированы в системе понятий МТРИЗ. Эта интерпретация поможет разработчикам глубже понять креативный конструктивизм, составляющий творческую сердцевину инженерных и социальных преобразований, развиваемых в проектах ЭкоМира. Для краткости рассмотрим примеры на двух ключевых системах ЭкоМира - SkyWay и SpaceWay (хотя, несомненно, все проекты ЭкоМира обладают выдающимися свойствами и характеристиками и отвечают рассматриваемым моделям и обобщениям].
Фундаментальным метафорическим ТРИЗ-принципом, задающим вектор развития и эволюции систем, является, в интерпретации автора, Максима Идеальной Системы: функция есть, а системы, её реализующей, «нет». Здесь присутствуют два креативных тренд-аспекга: 1] нет привычной системы для получения нужной функции; 2] функция создаётся другими (окружающими] системами либо её реализация перешла на другой уровень - вышестоящий
или нижестоящий. Ценность метафоры в том, чтобы устранить тормозящий стереотип привычного мышления, задать «невозможную» цель. Раскроем (экстрагируем] внутренние креативные «пружины» базовой струнной концепции - БкуШау.
В чём состоят ограничения развития привычных дорог? Они не прямые, они громоздкие по конструкции, энергоёмкие и ресурсоёмкие, экологически недружественные, а значит, дорого обходятся человечеству. В итоге они просто «медленные» и принципиально не имеют перспективы развития (остановились в развитии]. Таковыми являются все известные дороги - от сельской грунтовки до суперсовременного маглев-комплекса. Может ли быть построена подобная «дорога», чтобы все эти недостатки исчезли?
Именно такая «идеальная дорога», «идеальная система» и была изобретена А.Э. Юницким в виде струнной концепции, положенной в основу проектов БкуШау.
Маркерами эволюции технической системы «Дорога» для увеличения скорости и грузовой эффективности являются пятьтехнореволюций:
1-я революция (6000 лет назад, Шумерское государство в Месопотамии]: собственно, изобретение колеса -деревянного, потом - железного и т. п.;
2-я революция (5000 лет назад, Египет; 4000 лет назад, Европа]: изобретение пары «колесо - искусственная дорога» (деревянная, каменная];
3-я революция (500 лет назад, рудники Англии, Ирландии, России]: изобретение пары «чугунное колесо -чугунный литой рельс»;
4-я революция (160 лет назад, Роберт Томсон): изобретение пары «пневматическое колесо - дорога» (грунтовая, каменная, бетонная и др.];
5-я революция (30 лет назад - конец 1970-х, Анатолий Юницкий): изобретение пары «стальное колесо - стальной струнный рельс».
А.Э. Юницкий изобрёл принципиально новую дорогу -поднятую над землёй (8ку\/\/ау), что соответствует ТРИЗ-модели «Переход в другое измерение» с возможностью связывать пункты старта и прибытия по прямой (согласуется с моделями «Изменение агрегатного состояния», «Замена механической среды», «Применение композиционных материалов» и «Посредник»]. Разумеется, старого принципа дороги для достижения новых скоростей и пропускной способности больше не существует.
Рельсо-струнная (предварительно напряжённая] дорога - это неожиданное, креативное, смелое решение. Именно оно обладает, по ТРИЗ, выдающимися системо-
образующими сверхэффектами: создание экологических резиденций для пользователей этих дорог, рациональное использование и очищение земли, обеспечение безопасности и комфорта.
В таком же ключе можно рассмотреть идею струнного рельса А.Э. Юницкого, «отрицающего» классический монолитный (сплошной) рельс даже при его применении в различных версиях монорельсовых эстакадных дорог.
Радикальная проблема железнодорожной пары «стальное колесо - стальной рельс» состоит в том, что рельс имеет малый радиус прогиба, и поэтому железнодорожное колесо катится не по «идеально» ровному пути, а всё время как бы «выбирается из ямы» - из прогнутого рельса. И так для всех нескольких десяков или сотен колёс тяжёлого поезда (сосредоточенной нагрузки). На преодоление непрерывного сопротивления тратится колоссальная энергия.
Струнный «умный» рельс - в соответствии с ТРИЗ-моделью «Матрёшка» - имеет сердцевину из десятков и сотен проволок, натянутых каждая как струна, а все вместе - как единая мощная и идеально прямая «суперструна». Вот она - Максима Идеальной Системы: функция «идеальной» дороги есть, а привычного рельса нет. Изобретён новый «идеальный» рельс-система.
Теперь обратим внимание на то, что здесь присутствует ещё одна креативная ТРИЗ-метафора в интерпретации МТРИЗ - Максима Идеального Изменения: «изменений нет», а результат есть. Иное выражение для этой максимы такое: получить результат, «ничего не меняя»!
Действительно, внешне струнный рельс выглядит достаточно «солидно» и «монолитно», а потому кажется, что и он недалеко ушёл по радиусу прогиба от классического монолитного рельса, поскольку нет особых изменений, кроме внешней формы. Однако это не так: струнный рельс - принципиально новая техническая система. Так что внешних изменений нет (почти), а новая функция есть!
Далее, здесь реализовано чрезвычайно важное системотехническое определение МТРИЗ «Предельная система»: принцип такой системы не может быть превзойдён, она является наилучшей в классе всех систем этого вида. Принцип струнной дороги не может быть улучшен по совокупности свойств в классе-понятии «Дорога» как механической транспортной системы на основе системного инварианта этого класса - пары «колесо - рельс».
Немаловажно отметить, что струнный рельс становится системным инвариантом многих транспортных проектов, дающих название классу «струнные транспортные
системы», включающих БкуШау, Нурег11, БрасеШау. Креативное проектирование этих систем охватывается приведёнными понятиями по аналогии с примером на основе струнной конструкции БкуШау. В свою очередь, все эти системы вместе со струнной концепцией являются системообразующей сердцевиной-инвариантом сложных комплексов и мегасистем СгеепШау, ЕсоЕпегду, «ЭкоМир».
Для развития исследования креативного конструктивизма в системах «ЭкоМира» покажем присутствие ключевых системотехнических и креативных концептов, инвариантов и моделей в общепланетарном транспортном средстве (ОТС), идея которого предложена инженером А.Э. Юницким в конце 1970-х гг., а впервые опубликована в 1982 г. [1].
Прежде всего, ОТС является «Предельной системой» -её общая идея и физико-технические принципы (разгон, подъём в ближний космос, маневрирование, пребывание в космосе, возврат на Землю), а также принципы конструкционных трансформаций в процессе функционирования (телескопические структуры, растяжение-сжатие материалов) уникальны в своём роде для самонесущих геокосмических летательных аппаратов, не нуждающихся в точке опоры (принцип «барона Мюнхгаузена»), Изобретения А.Э. Юницкого создают конструктивную инженерную и креативную парадигму для осуществления устремлений
Сборник материалов II международной научно-технической конференции «БЕЗРАКЕТНАЯ ИНДУСТРИАЛИЗАЦИЯ КОСМОСА: ПРОБЛЕМЫ, ИДЕИ, ПРОЕКТЫ»
русского космизма и потому открывают новую историю земной, точнее, геокосмической, цивилизации.
В ОТС реализована Максима Идеальной Системы: линейный (ленточный) ротор, раскрученный в вакуумном канале до скорости, превышающей первую космическую, приобретает способность самостоятельно подниматься в космос, не теряя при этом устойчивость - он будет всё время растянут, как кольцевая струна.
В функционировании ОТС важную роль играет присутствие Максимы Идеального Изменения: удлинение окружности кольцевой структуры (роторов и корпуса) во время и после подъёма на заданную орбиту составляет незначительную долю от её длины на стартовой конструкции. Так, при расширении ротора от диаметра (упрощённо) 12 700 км при стартовой окружности длиной примерно 40 ООО км до диаметра орбиты, например, в 13100 км (т. е. при «высоте» орбиты в 200 км над поверхностью Земли) и длине орбиты (а значит, и ротора) в 41 100 км относительное удлинение ротора составит 2,75 %. Из чего следует заключить: такое удлинение может быть обеспечено даже за счёт безопасного упругого растяжения материала ротора и совершенно надёжно осуществимо при применении управляемых телескопических конструкций.
Количество инструментальных креативных моделей в идее ОТС включает почти все модели классической ТРИЗ. Приведём здесь наиболее важные, доминирующие, модели
в самой упрощенной иллюстративнои интерпретации: «Изменение агрегатного состояния объекта» - растяжение-сжатие системных компонентов конструкции; «Замена механической среды» - струнная структура основных конструкций; «Динамизация» и «Наоборот» -разгон для взлёта и торможение для посадки ротора; «Копирование» - самостабилизация ротора по принципу раскрученного лассо; «Периодическое действие» - возможность взлёта-посадки; «Посредник» - ротор поднимает грузы; «Переход в другое измерение» - ротор раскручивается в плоскости (20-система), а поднимается-опускается по высоте (30-система); «Антивес» - центробежные силы поднимают ОТС; «Матрёшка» - взлётно-посадочная система и система ротора с оболочкой являются вложенными структурами. Подобные примеры могут служить эффективным обучающим контентом для проектировщиков ЭкоМира.
Наконец, обратим внимание на то, что идеи комплексов «ЭкоМир» точно соответствуют ещё одному системотехническому определению МТРИЗ «Вечная система»: человеко-техническая система, обладающая свойством неограниченной длительности жизни благодаря способности к самосохранению, самовосстановлению, самообновлению и саморазвитию. Нетрудно видеть, что комплексы СгеепШау, ЕсоЕпегду, «ЭкоМир» имеют все признаки, отвечающие определению «Вечная система».
Следует отметить, что это не значит, что все предыдущие поколения технических систем «умирают» (часть из них действительно будет демонтирована и отменена), в большинстве своём они перейдут в другой статус, сохранившись в более адекватных нишах применения.
Приведённые примеры исследования системных свойств, возникающих на основе изобретательских идей А.Э. Юницкого и составляющих креативную сердцевину всех проектов ЭкоМира, раскрывают ведущие креативные концепты внутреннего творческого пространства метасистемы «ЭкоМир». Эти концепты относятся к уровню инженерной философии и философии творчества в целом. При этом мы фактически осуществили «реинвентинг» идей А.Э. Юницкого на этом уровне.
Вместе с тем актуальной проектной работе могут и должны способствовать методы и модели «инструментального» уровня. Для решения большинства каждодневных задач достаточно методических знаний и умения применять инструменты, представленные в базовых книгах автора [5-7,10].
Технология обучения и практической работы основана в МТРИЗ на двух методах: экстрагирование - выявление, извлечение эффективных креативных моделей
из ранее сделанных инноваций и изобретений; реинвен-тинг - моделирование, воспроизведение полного процесса создания идеи таким образом, как будто бы это изобретение было сделано с применением моделей ТРИЗ. Именно такой способ представления знаний в МТРИЗ позволяет моделировать и изучать логическую структуру и процедурные составляющие процесса изобретения идей.
Для стандартизации представления информации предложен «предельный» Мета-Алгоритм Изобретения Т-Р-И-3 - методическая схема описания преобразований и результатов реинвентинга, состоящая из четырёх функциональных этапов: Тренд (постановка цели) - Редукция (формулирование противоречий) - Инвентинг (поиск идей) - Зуминг (анализ идей в разном масштабе). Первые буквы названий этапов и дают аббревиатуру Т-Р-И-3 в названии мета-алгоритма.
Поскольку все примеры МТРИЗ-моделирования и все процессы создания новых решений следуют мета-алго-ритму Т-Р-И-3, это обеспечивает де-факто стандартизованный формат представления информации, что радикально упрощает процесс обучения, становится простым структурным форматом документирования реинвентингов
и инвентингов (новых решений), понятным языком коммуникации в многопрофильных группах поиска решений (Think Tank Team), эффективным базовым объектом для аккумулирования креативного проектного опыта и трансфера этого опыта между подразделениями компании и рабочими группами.
Следовательно, освоение основ МТРИЗ представляется автору эффективным и даже незаменимым компонентом проектной деятельности, достойным интеграции в процесс создания метасистемы «ЭкоМир».
Литература
1. Юницкий, А.Э. В космос... на колесе / А.Э. Юницкий // Техника - молодёжи. - 1982. - № 6. - С. 34-36.
2. Юницкий, А.Э. Программа ЭКОМИР / Центр «Звёздный мир». - Гомель, 1988. - 67 с.
3. Юницкий, А.Э. Струнные транспортные системы: на Земле и в космосе: науч. издание/А.Э Юницкий. - Гомель: Инфо-трибо, 1995. - 337 е.: ил.
4. Юницкий, А.Э. Струнные транспортные системы: на Земле и в Космосе: науч. издание/А.Э. Юницкий. - Силакротс: ПНБ принт, 2019. - 576 е.: ил.
5. Орлов, М.А., Орлова, В.Н. Блиц-ТРИЗ. Мини-конспект по ключевым элементам ТРИЗ - Теории Изобретения Г.С. Альтшуллера - в формате Модерн ТРИЗ/М.А. Орлов, В.Н. Орлова. - М.: СОЛОН-Пресс, 2018. - 48 с.
6. Орлов, М.А. Азбука современной ТРИЗ. Базовый практический курс Академии Модерн ТРИЗ/М.А. Орлов. - М.: СОЛОН-Пресс, 2019.-516 с.
1. Орлов, М.А. Через тернии - к звёздам! Истоки ТРИЗ и творческой личности / М.А. Орлов. - Минск: Харвест, 2013. - 192 с.
8. Орлов, М.А. Нетрудная ТРИЗ/М.А. Орлов. - М- СОЛОН-Пресс, 2011.-384 с.
9. Орлов, М.А. Основы классической ТРИЗ / М.А. Орлов. -5-е изд. - М.: СОЛОН-Пресс, 2015. - 432 с.
10. Orloff, М. ABC-TRIZ. Introduction to Creative Design Thinking with Modern TRIZ Modeling - Springer Nature / M. Orloff. - Basel: Springer International Publishing AG Switzerland, 2016. - 536 p.
11. Orloff, М. Modern TRIZ. A Practical Course with EASyTRIZ Technology/M. Orloff. - New York: Springer, 2012.-465 p.
12. Orloff, M. Inventive Thinking through TRIZ: A Practical Guide /М. Orloff. - 2nd issue. - New York: Springer, 2016. -352 p.
13. Альтшуллер, T.C., Шапиро, Р.Б. О психологии изобретательского творчества / Г.С Альтшуллер Р.Б. Шапиро // Вопросы психологии. - 1956. - №6- С. 37-49.
14. Альтшуллер Г.С. Как научиться изобретать / Г.С. Альтшуллер. - Тамбов: Тамбовское книжное изд-во, 1961. -128 с.
15. Альтшуллер Г.С., Верткин, ИМ. Как стать гением. Жизненная стратегия творческой личности / Г.С. Альтшуллер ИМ. Верткин. - Минск: Беларусь, 1994. - 479 с.
