CC BY
5дои
Кулаков А.В., Трантин А.В., Рубин М.С.
Повышение точности причинно-следственного анализа за счет автоматизации
Аннотация. Проектный опыт авторов показывает, что причинно-следственный анализ (ПСА) является одним из основных аналитических инструментов ТРИЗ-проектов на предприятиях промышленности. Однако при всей интуитивной понятности и популярности, проведение причинно-следственного-анализа является сложным и кропотливым процессом, результаты которого сильно зависят от правильности выстраивания причинно-следственных связей между событиями, в которых должны отсутствовать нарушения логики и когнитивные искажения актора ПСА. Именно в устранении этих вредных воздействий, по мнению авторов, заключается основная ценность автоматизации причинно-следственного анализа. В статье приводятся результаты исследования выборки причинно-следственных цепочек ТРИЗ-проектов на предмет ошибок, которые совершают ТРИЗ-специалисты при проведении причинно-следственного анализа, приведена типизация этих ошибок и последствия от них. В работе кратко описаны результаты обзора материалов, посвященных повышению точности причинно-следственного анализа, в том числе за счет автоматизации.
Также авторами раскрывается функционал модуля Compinno-TRIZ, в котором ПСА автоматизирован в двух режимах: без контроля логики и с контролем логики. Приводится сравнение причинно-следственных цепочек, выполненных без контроля логики и с контролем логики в модуле ПСА Compinno-TRIZ, представлены практические примеры использования данного модуля в различных режимах.
Ключевые слова: причинно-следственный анализ, когнитивные искажения, человеческий фактор в ТРИЗ, автоматизация ТРИЗ, пять почему, диаграмма Исикавы, Compinno-TRIZ.
ВВЕДЕНИЕ
Причинно-следственный анализ - это анализ системы, предназначенный для выявления ключевых причин, приводящих к возникновению целевых нежелательных эффектов в системе и основанный на построении причинно-следственных цепочек имеющихся в системе недостатков [6]. Очевидно, нельзя согласиться с мнением, что ПСА - это нечто уникальное и присущее исключительно Теории решения изобретательских задач. Причинно-следственный анализ в той или иной форме широко распространён во многих существующих методиках, например, таких как Бережливое производство и TPS, где он известен, как «5 Почему» [7] или его версия «5 Почему + 1 Как», Управление качеством и TQM с их диаграммами Исикавы [8], деревья текущей реальности в TOC [9] и др. А корни методики можно обнаружить у древнегреческого философа Сократа, который мастерски владел искусством доказательств на основании построения логически выверенных причинно-следственных цепочек.
Такой интерес к инструменту и его повсеместное распространение легко объяснимо. Во-первых, ПСА интуитивно понятен для неопытных пользователей, т.к. максимально задействует существующие механизмы мышления по выстраиванию причинно-следственных связей между явлениями и событиями. Во-вторых, элементы причинно-следственного анализа, как было указано выше, присутствуют во многих других популярных в менеджменте методиках, которые применяются в различных производственных компаниях.
Но кажущаяся простота инструмента довольно обманчива. Существующие механизмы человеческого мышления неидеальны и зачастую содержат в себе когнитивные искажения. На практике нередки случаи нарушения логики в выстраиваемых причинно-следственных связях, которые допускаются даже опытными пользователями инструмента. Например, весьма распространена ошибка выстраивания причинно-следственной связи между событиями, идущими друг за другом, в то время как этой связи может и не быть, либо, обобщая, можно говорить о целом пласте ошибок вида «Корреляция не подразумевает причинно-следственную связь» [10]. Основным актором при проведении ПСА является человек, и, безусловно, необходимо учитывать, что когнитивные искажения человека при всей удачности методики проведения ПСА могут снижать эффективность проектной работы. Именно в устранении этих вредных воздействий по мнению авторов заключается основная ценность автоматизации причинно-следственного анализа.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННЫХ ЦЕПОЧЕК ТРИЗ-ПРОЕКТОВ
Целью нашего исследования было идентифицировать существующие ошибки в ПСЦ, сформулировать укрупненные типы ошибок и посмотреть, к каким последствиям могут привести эти типы ошибок в проектах. Для исследования типовых ошибок в причинно-следственных цепочках (ПСЦ) была взята выборка из 12 производственных ТРИЗ-проектов различной направленности. Причинно-следственный анализ в этих проектах был выполнен разными специалистами по ТРИЗ от 1 до 4 уровня международных систем сертификации. Ниже для примера приведены две ПСЦ из выборки (Рис. 1):
Рис. 1
В 12 цепочках было выявлено 38 ошибок. После группировки ошибок было получено следующее распределение (рис. 2):
25 20 15 10 5 0
22
11
3
о*
2
I-1
у
А<?
70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
Рис. 2
Следует отметить, что данное распределение характерно именно для этой выборки и со сменой выборки может существенно отличаться. Основную ценность здесь составляют сами ошибки и их типизация, вне зависимости от частоты появления.
В представленной выборке ПСЦ самой распространенной ошибкой является пропуск промежуточных нежелательных эффектов - более 60%. Приведем пример такой ошибки из этой же выборки и проиллюстрируем к чему это может привести. Рассмотрим часть одной из 12 ПСЦ (Рис. 3)
«Увеличение фракционного состава боксита в шаровой мельнице» является целевым нежелательным эффектом. Размол в шаровых мельницах возникает как следствие удара мелющих тел по размалываемому материалу. В свою очередь энергия удара зависит от массы самого мелющего тела и скорости его перемещения, которая в свою очередь задается высотой подъема мелющего тела стенками мельницы. Т. е. в представленной цепочке между «Увеличением фракционного состава боксита в шаровой мельнице» и «Мелющие тела в мельнице поднимаются невысоко» должен быть как минимум еще НЭ «Мелющие тела слабо ударяют по размалываемому материалу».
Конкретно в этом проекте целевой нежелательный эффект был устранен на уровне ключевых недостатков. Но в случаях, когда устранить ключевой недостаток не получается в силу, например, ограничений проекта, то переходят к оператору отрицания. И как раз в этот момент пропуск промежуточных НЭ приводит к потере дополнительных задач. А это в свою очередь означает потерю маневренности в проекте.
Следующим по частоте типом ошибки в нашей выборке были размытые формулировки нежелательных эффектов —30%. Приведем несколько примеров таких формулировок: «технология исполнения сварного шва», «культура производства», «несвоевременная корректировка», «конструкция по проекту», «технологический процесс». Целью проведения причинно-следственного анализа является формулирование ключевых задач, решение которых позволит устранить целевой нежелательный эффект. Читатель может убедиться самостоятельно, что поставить конкретные задачи на устранение приведенных выше нежелательных эффектов невозможно, а значит невозможно будет их решать.
Рис. 3
Несмотря на немногочисленность оставшихся типов ошибок считаем целесообразным их также осветить, т.к. для других выборок ПСЦ эти типы ошибок могут оказаться более многочисленными.
Установление ложных причинно-следственных связей в цепочках в нашей выборке встретилось всего в ~5%, хотя ожидалась несколько большая цифра в силу распространенности путаницы между корреляцией и каузацией. Как бы там ни было, данный тип ошибок имеет место быть. Ниже пример из нашей выборки (Рис. 4)
Из приведенной части ПСЦ выходит, что причиной преждевременного истирания рифления бронеплит является быстрый износ головок болтов, за которые крепятся бронеплиты к каркасу мельницы. Однако на самом деле дело обстоит иначе. Истирание рифления бронеплит происходит вне зависимости от состояния головок болтов крепления бронеплит и, соответственно, последнее не может быть причиной первого.
Рис. 4 Последствия от таких ошибок читатель наверняка уже пред-
ставил. Выстраивание ложных причинно-следственных связей приводит к
формулированию и решению ложных задач. В конечном счете будет упущено время и потрачены трудовые ресурсы на решение задач не ведущих к выполнению целей проекта. Последний тип ошибок - неконтролируемый разворот направления анализа. В методике проведения ПСА выделяется три направления осуществления анализа - внутрь, наружу и по плоскости. Указанный тип ошибок подразумевает, что пользователь начал делать анализ в одном направлении, но не доведя до ключевых нежелательных эффектов развернул направление анализа. Пример такой цепочки приведен на рисунке 5.
В формулировке
«уменьшение площади сечения контакта» оперативная зона вполне определена - пространство контакта шины и штанги. Далее идет нежелательный эффект в этом же пространстве с уточнением - образование раковин на ошиновке электролизера и штанге анода. А вот следующий НЭ расширяет оперативную зону и в целом идет переход на целый процесс - перетяжка анодной рамы и анодный эффект. Т. е. идет размытие оперативной зоны. Это приведет к решению более сложных задач. При такой цепочке необходимо будет поставить задачу на устранение анодного эффекта при перетяжке анодной рамы. Решение этой задачи вместо узкой зоны контакта шина-штанга затрагивает целый технологический процесс и электролизер в целом, т.к. анодный эффект происходит в целом в электролизере. Т. е. команда проекта упирается в решение более фундаментальной задачи. Решение будет найти сложнее, да и внедрение его будет проходить со значительно большим трудом.
Рис. 5
В ходе исследования было выявлено 5 типов ошибок, каждая из которых может привести к негативным последствиям в ТРИЗ-проекте. Все эти пять ошибок возникают по причине того, что несмотря на существующие правила проведения ПСА его проводит все же человек, который подвержен когнитивным искажениям в большей или меньшей степени. В силу востребованности ПСА в ТРИЗ-проектной деятельности необходимо вести разработки, направленные на снижение влияния когнитивных искажений. Одним из таких направлений по мнению авторов может быть автоматизация причинно-следственного анализа.
ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ РАБОТ ПО ПОВЫШЕНИЮ ТОЧНОСТИ ПСА
При работе над повышением точности ПСА авторами было проанализировано большое количество различной литературы, которая касается не только проведения ПСА в рамках ТРИЗ-проектов. Для целей настоящей статьи авторы сфокусировались на методиках, в первую очередь, подразумевающих автоматизацию процесса ПСА, которые направлены на повышение точности ПСА и минимизацию влияния когнитивных искажений акторов на итоговые выводы после проведения причинно-следственного анализа. Далее выборочно будут рассмотрены работы, которые, на взгляд авторов, затрагивают вышеупомянутою цель настоящей статьи.
Как и многие исследователи ПСА, авторы пришли к выводу, что многие из предлагаемых программных решений, например, [11], [12], направлены исключительно на различные способы визуализации данных. Однако даже существующее стандартное ПО, не спроектированное для построения причинно-следственных цепочек, во многом может справляться с подобной задачей. Так, в работах [1], [2], [3] авторы указывает, что причинно-следственные цепочки, выполненные в виде диаграмм, позволяют достичь целей визуализации. Для этого используются различные редакторы типа MS Power Point или более специализированные редакторы
Li.Mi ^farta 1 2 2 ] 2 2 1 1 1 a Ü
CMUfl h ±1 Xl K? K4 :н5 л Б At :нУ vi Y2
^Грчг!;.
0 Fl
0 Kl
0 FS ь
0 И
i OR hi 1 1
2 AND rf. 1 1
2 OP tT ] 1
2 AND Л 1 1
2 ■DP h.9 1 1
2 AND 1 1
2 DP 1* 1 1
Рис. 6
диаграмм. Но автор также замечает, что пригодные для создания, редактирования и визуализации причинно-следственных цепочек редакторы не позволяют пойти по пути поддержки ПСА через автоматизацию, особенно когда речь идет о больших цепочках. Автором предлагается использовать матрицу причинно-следственных связей (Рис. 6). Матрица содержит строки с причинами, столбцы со следствиями, на пересечениях выставляются 1 в случае наличия связи между причиной и следствием. Также учитывается логический оператор И/ИЛИ. Автором предлагается алгоритм обработки такой матрицы, который позволяет определять наиболее короткие пути устранения целевого нежелательного эффекта.
По мнению авторов данной статьи, данный вектор автоматизации ПСА направлен не на самые насущные проблемы, возникающие при выполнении анализа. На выбор оптимального пути устранения целевого нежелательного эффекта при наличии грамотно сделанной ПСЦ уходит несоизмеримо меньше времени, чем на корректное формулирование нежелательных эффектов и выстраивание между ними причинно-следственных связей. При этом ошибки возникают при самом расставлении логических операторов, а не при анализе уже расставленных операторов.
В работе [13] автор поднимает проблему сложности в построении причинно-следственных цепочек в запутанных ситуациях. Предлагаемая методика на повышение точности ПСА (и заодно на поиск не только корневых причин, но и решений) предполагает использование «интроспекции», «которая состоит в более подробном ПСА какой-либо связи или блока». Подобный переход на микро-уровень действительно может помочь лучше понять ситуацию, но сложно говорить о снижении влияния изначальных когнитивных искажений актора на новые причинно-следственные связи.
Отдельного упоминания заслуживают решения, которые внедряют элементы автоматизации процесса построения ПСЦ с целью повышения точности анализа через набор заранее заложенных в систему контрольных вопросов, в том числе на основе ИИ, и готовых списков [14, 15]. Например, обнаружив причину какого-либо нежелательного эффекта, пользователь может изучить ее более детально, используя вопросы, которые предлагает ему программа. Последовательно отсекая «ненужные» возможные причины, можно довольно сильно сузить список возможных кандидатов на «главного злодея» всего причинно-следственного анализа. Однако связь между возможными причинами и нежелательным эффектом по-прежнему определяется пользователем, а, следовательно, по-прежнему существуют риски снижения точности ПСА.
Полученные результаты исследований авторов можно свести к простому тезису - в основном работы по ПСА направлены на создание графического редактора, который позволял бы облегчить механический труд специалиста, при этом проверку адекватности логики построения причинно-следственных цепочек разработчики оставляли на откуп пользователю. Также существует ряд работ, направленных на автоматизацию выбора наиболее оптимального пути устранения целевого нежелательного эффекта, либо на снижение перебора возможных причин путем использования метода контрольных вопросов или его вариаций.
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННОГО АНАЛИЗА
В СОМР1ШО-Т»К
ПСА достаточно формализованный аналитический инструмент, позволяющий выходить на ключевые нежелательные эффекты. Несмотря на наличие правил в ходе проведения ПСА могут возникать типовые ошибки. Причиной возникновения этих ошибок являются когнитивные искажения [4], которым подвержен любой человек, в той или иной степени. Для того, чтобы максимально устранить влияние когнитивных искажений человека в модуле Сотртпо-ТЯК реализован функционал контроля логики. Для демонстрации работы этого модуля воспользуемся примером из картотеки авторов. Стоит отметить, что данное сравнение призвано продемонстрировать возможности повышения качества проработки причинно-следственных цепочек с помощью модуля Сотртпо-ТЯК. Пользоваться или не пользоваться данными возможностями - выбор конкретного специалисты по ТРИЗ.
Задачедатель вышел со следующей постановкой задачи. В цехе не помещается дополнительная емкость под сбор нафталина. Для выхода на ключевые нежелательные эффекты был проведен причинно-следственный анализ внутрь и получена следующая причинно-следственная цепочка (Рис. 7):
Рис.7
На основании этой цепочки можно поставить задачи на устранение ключевого нежелательного эффекта, а также задачи на разрыв причинно-следственной цепочки с помощью оператора отрицания:
1. Как плавно затормозить продукт?
2. Как сделать так, чтобы продукт тормозился, но не расплавлялся?
3. Как сделать так, чтобы продукт расплавлялся, но не приставал к стенке?
4. Как сделать так, чтобы продукт приставал к стенке, но аппарат не засорялся быстро?
5. Как сделать так, чтобы аппарат быстро засорялся, но не часто выводился в ремонт?
6. Как сделать так, чтобы аппарат часто выводился в ремонт, но его не нужно было дублировать?
7. Как сделать так, чтобы аппараты были дублированы, но помещались в цеху?
Получается 7 задач, и решение любой из них позволит устранить целевой нежелательный эффект. При прочтении этого списка у читателя наверняка уже возникли идеи решения этих задач.
Воспользовавшись модулем «ПСА» Сотртпо-ТЯК для построения причинно-следственной цепочки от того же целевого нежелательного эффекта, получили следующую цепочку (Рис. 8):
Рис. 8
Из этой цепочки можно сформулировать не только задачи, но и сразу выходить на противоречивые требования. Ниже приводится список задач и противоречивых требований:
1. Противоречивые требования «Запрещено менять площадь цеха» и «Обязательно иметь два аппарата».
2. Противоречивые требования «Обязательно нафталин производить постоянно» и «Необходимо аппарат останавливать для чистки».
3. Как сделать так, чтобы нафталиновый сталагмит закупоривал трубку подачи нафталина, но при этом нет необходимости останавливать аппарат для чистки?
4. Как сделать трубку подачи нафталина подвижной?
5. Как сделать стенку аппарата подвижной?
6. Как сделать так, чтобы трубка подачи нафталина была зафиксирована, но нафталиновый сталагмит не закупоривал трубку?
7. Как сделать так, чтобы стенка аппарата была зафиксирована, но нафталиновый сталагмит не закупоривал трубку?
8. Как сделать так, чтобы жидкий слой нафталина не кристаллизовался?
9. Как сделать так, чтобы твердый слой нафталина не удерживал жидкий слой нафталина?
10. Как снизить адгезионные свойства стенки?
11. Как сделать так, чтобы стенка имела адгезионные свойства, но она не удерживала жидкий слой нафталина?
12. Как сделать так, чтобы частицы нафталина нагревались, но при этом не расплавлялись?
13. Как сделать так, чтобы частицы нафталина сталкивались со стенкой аппарата, но при этом не нагревались?
14. Как исключить сталкивание частиц нафталина со стенкой аппарата?
Сравнив получившиеся два списка, авторы пришли к выводам:
• причинно-следственная цепочка, сделанная с контролем, дала практически в два раза больше задач;
• точность формулировок и логики построения цепочки дает возможность практически сразу формулировать противоречия требований и переходить к их разрешению с помощью модуля Сотртпо-ТЯК «Противоречие» и «Приемы»;
• задачи из второго списка лишены неточностей и отрицаний, их сложно допустить, если пользоваться моделями при формулировании нежелательных эффектов в Сотртпо-TRIZ.
ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ МОДУЛЯ ПСА В COMPINNO-TRIZ
В предыдущем разделе были продемонстрированы результаты работы с модулем ПСА в Compinno-TRIZ. Как было отмечено ранее, причинно-следственные цепочки, сделанные в Compinno-TRIZ с контролем, отличаются точностью формулировок нежелательных эффектов. Такая точность достигается за счет наличия в Сотртпо-ТЯК «Редактора фраз» и «Паспорта компонента». Рассмотрим их подробнее.
В данном контексте под фразой понимается наименьшая самостоятельная единица речи, имеющая законченный смысл. В качестве примера можно привести следующие фразы:
• цех входит (является частью) завода;
• город является надсистемой для завода;
• в прошлом стул был деревом;
• рядом с морским берегом часто бывают чайки;
• теща мужа является матерью его жены;
• идет дождь;
• чайник нагревает воду; температура человека не должна превышать 37,6оС и не должна быть ниже 35 оС.
Фразами не будут являться: синий карандаш, горячая вода, грустный человек, первичный алюминий, финансовый кризис.
«Редактор фраз» в Сотртпо-ТЯК представляет собой формализованный интерфейс, содержащий в себе модели функции, взаимоотношения, операции и ограничения на компонент, которые можно использовать для описания нежелательных эффектов.
В основе работы с «Редактором фраз» лежит цикл изобретательского мышления [5]. Пользователь модуля проходит все стадии изобретательского мышления:
• анализ - в сформулированном в свободной форме нежелательном эффекте (фразе) выделяются элементы и структура связей этих элементов во фразе;
• синтез - выбирается максимально подходящая под количество выделенных элементов и структуру связей модель (функция, операция, взаимоотношение, ограничение на компонент) и синтезируется новая фраза;
• оценка - сравниваются смыслы фразы в свободной форме и синтезированной в соответствии с выбранной моделью. При несовпадении смыслов фраз цикл повторяется.
По каждой из модели фраз приведем примеров работы с «Редактором фраз», нежелательные эффекты возьмем из уже знакомого примера.
Пример 1. Нежелательный эффект (фраза) в свободной форме - «Дополнительное оборудование не помещается в цеху». В ходе анализа этой фразы были выделены следующие элементы: «Дополнительное оборудование» и «Цех», т. е. в этой фразе два различных элемента. Это сразу ограничивает количество возможных подходящих моделей до двух: функция или взаимоотношение. Действительно, в модели операции речь идет об одном и том же элементе с каким-либо измененным параметром, а в модели ограничения на компонент всего один компонент. Модель функции предполагает изменение параметра объекта носителем функции. Но в нашем случае изменений какого-либо параметра элементов фразы не предполагается. Поэтому остается только модель взаимоотношения. Также отметим, что фраза в свободной форме содержит отрицание, что по правилам ПСА не допустимо.
При заполнении компонент выбранной модели уточняем элемент «Дополнительное оборудование» до «Два аппарата». Новая синтезированная фраза «Два аппарата занимают площадь больше, чем цех» по смыслу отражает ту же действительность, что и фраза в свободной форме «Дополнительное оборудование не помещается в цеху». При этом новая фраза точнее и не содержит отрицания. Ниже на рисунке приведен интерфейс с заполненными ячейками.
Рис. 9
Пример 2. Следующая фраза в свободной форме для разбора - «Аппараты пришлось дублировать». В результате анализа этой фразы можно выделить один элемент «Аппараты». В этом случае круг подходящих моделей сужается до моделей операции и ограничения на компонент. Отсутствие во фразе прямого или косвенного указания на изменение параметров элемента «Аппараты» и наличие слова «пришлось» указывает на то, что максимально подходящей моделью будет все же ограничение на компонент.
При заполнении компонента модели ограничения уточняем «Аппараты» до «Два аппарата». Фраза в свободной форме «Аппараты пришлось дублировать» и синтезированная фраза «Обязательно иметь два аппарата» имеют близкий смысл, поэтому цикл можно прекратить. Ниже представлен интерфейс с заполненной фразой.
Рис. 10
Пример 3. Нежелательный эффект (фраза) в свободной форме - «Работающий аппарат быстро засоряется продуктом». Проанализировав данную фразу, можно выделить в ней два элемента «Работающий аппарат» и «Продукт». Для полного охвата смысла этой фразы необходима модель, в которой имеется два компонента - функция и взаимоотношение. Помимо элементов во фразе есть глагол, который указывает на действие одного элемента на другой. Т. е. в данном случае максимально подходит модель функции. Синтезированная фраза будет иметь следующий вид «Продукт засоряет работающий аппарат» и имеет одинаковый смысл с фразой в свободной форме - цикл можно закончить.
Редактирование онтологической связи компонентов: Нежелательный эффект [>
Работающий аппарат быстро заооряеггся продуктом
Продует засоряет работающий аппарат
■»•'••'".....
Функция V ключевая полезная V
Г Ограничение
Субъект / Действие Объект / При помощи него
¡Продукт |засоряет (работающий аппарат 1 1
Рис. 11
Пример 4. Нежелательный эффект (фраза) в свободной форме - «Жидкий слой нафталина кристаллизуется». В результате анализа данной фразы можно выделить один элемент «Жидкий слой нафталина», других элементов в этой фразе нет, и она не подразумеваются. Как и в предыдущих примерах круг применимых моделей для синтеза сужается до модели операции и ограничения на компонент. Слово «кристаллизуется» указывает на протекание какого-то процесса, нежели на ограничение. Поэтому была выбрана модель операции. Синтезированная фраза будет иметь следующий вид «Жидкий слой нафталина кристаллизуется в твердый слой нафталина». Фраза в свободной форме и синтезированная фраза по смыслу не отличаются друг от друга, поэтому цикл можно закончить. Обратите внимание, что синтезированная фраза точнее, в ней содержится изменяемый в ходе операции параметр слоя нафталина.
Редактирование онтологической связи компонентов: Нежелательный эффект (й
Жидкий спой нафталина кристаллизуется
Жидкий слой нафталина кристаллизуется в твердый слой нафталина
Операция V вредная V
Ограничение рНа диаграмме Гаята сдвигать вправо
Объект на виде s Вносимое изменение Объект на выходе S Каким объектом вносится изменение?
(жидкий слой нафталина (кристаллизация (твердый спой нафталина 1 1
Рис. 12
На приведенных примерах авторами было показано, как реализовывается цикл «анализ-синтез-оценка» в «Редакторе фраз» Compinno-TRIZ. Очевидными преимуществами использования данного редактора являются:
• получение более точных фраз нежелательных эффектов, а значит более точное формулирование задач из причинно-следственной цепочки;
• уточнение объектов проблемной ситуации;
• использование отрицаний в нежелательных эффектах становится затруднительным.
После получения причинно-следственной цепочки с синтезированными нежелательными эффектами необходимо произвести проверку логики. Интерфейс проверки и уточнения логики причинно-следственного анализа выполнен в виде таблицы (Рис. 13).
* и
—И Запрещено меняй площадь цеха □ L£J SSII
+ Обязательно иметь два аппарата О UJ 6S05
» И
4 Необходимо аппарат ост аиавливать для чистки □ La 6806
4 Нафталиновый сталагмит закупорил труоку педачи нафталина □ 6E07
▼ И
—И Размер нафталинового сталагмита равен расстоянию от стенки аппарата до труокн О L£J 6S13
т И
Твердый слой нафталина одерживает лтакнй слой нафталина □ UJ 6S19
Стенка аппарата тдержжвает Жидкий слой нафталина □ 1 s l 6S08
т И
— Расплавление твердых частил нафталина □ L£J 6Ë09
Частицы нафталина нагреваются □ L£J 6610
и Частигы нафталина сталкиваются со стенкой аппарата □ L£J 6821
Д»-»Л Стенка аппарата имеет адгезионные свойства □ L£J 6E20
!1т1дкий слой нафталина кристаллиттется □ L£J 6£1S
— Труока подачи нафталина зафиксирована □ UÉJ 6S1S
Щ Стенка аппарата зафиксирована □ LÉJ SE 14
Дщ| Осязательно производить нафталин постоянно
Рис. 13
В самом начале работы с модулем напротив всех нежелательных эффектов будет стоять знак Ша^. Это означает, что для проверки логики ПСА у компонент фраз нежелательных эффектов необходимо проставить системные отношения. Для каждого введенного в редакторе фраз компонента существует «Паспорт компонента», в котором и проставляются системные связи.
В Compinno-TRIZ используются следующие понятия системных связей [6]:
• Надсистема - это система, в которую входит рассматриваемая система как целостная часть.
• Подсистема - это объект системы, который можно представить в виде самостоятельной системы, состоящей из элементов и обладающей определенной целостностью. Элементы подсистемы образуют подмножество множества элементов системы. В каждой системе можно выделить множество различных подсистем.
• Соседняя система - это система (или элемент системы) одного порядка с рассматриваемой системой, которая имеет установленные или потенциальные возможности установления непосредственного взаимодействия с рассматриваемой системой при помощи того или иного поля взаимодействия (физического, химического, биологического, социально-культурного, экономического, юридического и т. д.). Соседняя система не может быть надсистемой или подсистемой для рассматриваемой системы.
Для более точного понимания работы контроля логики рассмотрим несколько фраз.
+ Обязательно ниеть два аппарата Q mf\
5 и
^ Неоаходимо аппарат ост акавливатЕ: для чистки □ 6SG6
^ Нафталиновый сталагмит закупорил тру&у подачи нафталина Q f
Рис. 14
Синтезированная фраза «Обязательно иметь два аппарата» по своей структуре является ограничением на компонент. В качестве компонента в ней зафиксирован «Два аппарата». Следующая фраза «Необходимо аппарат останавливать для чистки» тоже является ограничением на компонент с зафиксированным компонентом «Аппарат».
Аппарат является частью двух аппаратов, именно поэтому в паспорте компонента «Аппарат» проставляется системное отношение «Два аппарата» являются надсистемой «Аппарата».
Паспорт компонента
Название Аппарат Параметры компонента ^^^ЧНН
Источник Онтология проекта, фразы Связи Необходимо аппарат останавливать для чистки Р(Поле I- ¡Процесс □Поток ^Каноническая (основная) форма слова
Название Системные отношения
Два аппарата является надсистемой v
Рис. 15
После того, как это системное отношение между компонентами двух фраз проставлено знак ЬЯ поменяется на ^ . Это означает, что анализ идет «в глубь» системы.
После этого специалист, осуществляющий анализ, сравнивает это направление с тем, куда он действительно намеревался делать анализ. Если полученное совпадает с задуманным, то делается переход к следующей фразе. Если нет, то необходимо уточнить саму фразу и ее компоненты или пересмотреть системные связи.
Рассмотрим следующую фразу в нашем примере. «Нафталиновый сталагмит закупорил трубку подачи нафталина» имеет две компонента - «Нафталиновый сталагмит» и «Трубка подачи нафталина». Трубка подачи нафталина является составной частью аппарата, поэтому системные связи в паспорте компонента «Аппарат» будут выглядеть следующим образом:
Рис. 16
поменялся на * . Направление анализа со-
Аналогично предыдущей фразе знак I хранилось.
В случае если происходит сбой логики и направление анализа меняется, алгоритм выдаст об этом предупреждение в виде знака напротив неправильной фразы и всплывающей подсказки. В этом случае необходимо будет уточнить фразу, компоненты фразы или системные отношения.
В модуле ПСА могут встречаться следующие знаки:
- сообщение об ошибке: не проставлены системные связи между компонентами фраз следствия и причины; смена направления анализа; логические проскоки; + - направление анализа «в глубь», от системы к подсистеме;
направление анализа «наружу», от системы к надсистеме;
" - направление анализа «на месте», уточнение фразы нежелательного эффекта; - направление анализа «по плоскости», от системы к соседней системе. После того, как все ошибки в причинно-следственной цепочке устранены, можно переходить к формулированию задач. Каждый из нежелательных эффектов цепочки можно выбрать для формулирования задачи на его устранение и задачи через оператор отрицания:
Рис. 17
Любую из сформулированных в автоматическом режиме задачу можно взять в работу в отдельный цикл или сформулировать идею по решению и сохранить в реестре идей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В силу специфики производственных ТРИЗ-проектов причинно-следственный анализ (ПСА) является одним из самых востребованных аналитических инструментов. Наряду с этим, авторами были продемонстрированы типовые ошибки, которые совершают специалисты по ТРИЗ различных уровней и опыта в силу когнитивных искажений, присущих каждому человеку - пропуск промежуточных нежелательных эффектов, размытые формулировки нежелательных эффектов, установление ложных причинно-следственных связей, неконтролируемый разворот анализа.
Сделанный авторами обзор работ, посвященных повышению точности причинно-следственного анализа, в том числе за счет автоматизации, показывает, что основная масса работ направлена на создание графических редакторов, бесспорно облегчающих труд специалистов по ТРИЗ при оформлении результатов анализа, но не защищающих от совершения типовых логических ошибок при построении причинно-следственных цепочек.
В результате использования модуля ПСА Compinno-TRIZ с контролем логики получаются причинно-следственные цепочки с более точными формулировками нежелательных эффектов, без отрицаний и размытых формулировок. Это позволяет сразу же выходить на противоречия требований. Также было продемонстрировано, что в силу более точных формулировок не пропускаются промежуточные нежелательные эффекты, поэтому задач также получается больше. Работа в модуле ПСА с контролем, в редакторе фраз и с паспортом компонент помимо всего прочего является тренировкой изобретательского мышления пользователя.
ЛИТЕРАТУРА
1. Jerzy Chrz^szcz, «AN OVERVIEW OF ADVANCED CECA METHOD», Proceedings of MATRIZ TRIZfest-2G22 International Conference. August 31- September 1-3, 2G22
2. Jerzy Chrz^szcz «TOWARDS AUTOMATION OF CAUSE-EFFECT ANALYSIS», TRIZ Review: Journal of the International TRIZ Association - MATRIZ. Vol 2/1. April 2G2G, TRIZ Review Journal (matriz.org)
3. Chrz^szcz J., Salata P. "Cause-Effect Chains Analysis using Boolean algebra". In: Advances and Impacts of the Theory of Inventive Problem Solving. The TRIZ Methodology, Tools and Case Studies, 2G18, ISBN 978-3-319-96531-4, pp. 121-134.
4. «Думай медленно... решай быстро / Даниэль Канеман»: АСТ; Москва; 2014
ISBN 978-5-17-G8GG53-7
5. Рубина Н.В., Изобретательское мышление: формирование и диагностика //Концепт. - 2G15 - № 02 (февраль) Изобретательское мышление: формирование и диагностика (cyberleninka.ru)
6. Авторский коллектив: Кассу Рамез, Краев О.А., Кулаков А.В., Мисюченко И.Л., Рубина Н.В., Рубин М.С., Трантин А.В. Общая редакция Рубин М.С. ТРИЗ-глоссарий 2023, Международная общественная организация «Саммит разработчиков ТРИЗ».
7. Оно Т. Производственная система Тойоты. Уходя от массового производства. - Институт комплексных стратегических исследований, 2008 ISBN 978-5-902677-04-1.
8. Ishikawa K. «What is Quality Control?» N.Y., 1985.
9. Теория ограничений Голдратта. Системный подход к непрерывному совершенствованию / Детмер У.: Альпина Паблишер; 2012 ISBN 978-5-9614-1952-8
10. https://habr.com/ru/companies/ods/articles/544208/
11. https://easyrca.com/
12. https://www.sol ogic.com/en-us/rca- software/overview
13. Оливкевич А.А. Опыт применения и разработки инструментов причинно-следственного анализа (ПСА). IX Международная конференция "ТРИЗ. Практика применения и развитие методических инструментов", 2017.
14. https://taproot.com/
15. https://clickup.com/
