Реферат: Диалектика инженерного творчества

   Системная методология также неосознанно и незримо присутст­вует в каждом нашем действии. При этом цель вытекает из потребности, а решение - порождает новую потребность. Пренеб­режение целостностью, единством системы, неучет тех или иных факторов, ограничений, связей, диалектики развития, человеческого фактора, экологических последствий и др. - приводит к ошибочным решениям. Здесь движение от желаемого к действительному, в силу сложности и множественности факторов и процессов, не должно решаться на интуитивном уровне методом «проб и ошибок».

   Д.И. Менделеев, обучая своих учеников, говорил: «Один идет по темному лабиринту ощупью, может быть, на что-нибудь полезное наткнется, а может быть, лоб разобьет. Другой возьмет хоть маленький фонарик и светит себе в темноте. И, по мере того, как он идет, его фонарь, разгораясь все ярче и ярче, наконец превращается в электрическое солнце, которое ему все освещает, все разъясняет.»

Особый класс задач, который приходится решать сообществу людей, представляют технические, инженерные задачи. Мы живем в мире в значительной мере переделанном против того, что создала природа эволюционным путем за миллиарды лет. Для решения таких задач разработан целый ряд приемов и подходов, от эвристических до детально кон­кретных, облекаемых в форму алгоритмов, от афористических, облекаемых в форму анекдотов и побасенок («Семь раз отмерь - один раз отрежь»), до строгих математических теорий.

Рассмотрим основные современные приемы и методы принятия решений, начиная с принципов материалистической диалектики до конкретных приемов решения конкретных инженерных задач и изобретательской деятельности.

Принятие решений. Что это такое.

Дадим содержательное определение понятия «принятие реше­ния». В силу своей многоплановости оно не может быть простым, тем более - однозначным. В связи с этим даем описание двух определений понятия «принятие решения», а именно:

- философское (общее), затрагивающее глубинные мыслитель­ные процессы в познании мира;

- прагматическое (конкретное), описывающее методологию решения инженерных задач.

   А. философский аспект. В методологии процесса принятия решения усматриваются все положения диалектического материа­лизма и прежде всего:

- обнаружение (вскрытие) противоречий в рассматриваемом явлении;

- преодоление этих противоречий, т. е. собственно - принятие решения.

Материалистической основой здесь является то, что для обнаружения и преодоления противоречий используется реальная (истинная, подтверждаемая экспериментом) информация, анализ которой осуществляется на научной основе (принципах, законах и конкретных знаниях). Часто противоречия проявляются в форме определенных недостатков, трудностей принципиального характе­ра. Этапу вскрытия противоречий предшествует постановка задачи о принятии решения, в которой определяется цель (или цели, возможно, противоречивые), выбор критериев, выделяются пере­менные параметры, ограничения, неизменные параметры (среда). Здесь особенно проявляется роль человеческого фактора.

Далее - преодоление противоречия, т.е. поиск решения постав­очной задачи, осуществляется с помощью разных приемов. В заверша­ющей стадии принятия решения (при осмыслении результата), важно понимать, что достигнутое имеет ценность относительной, а не абсолютной истины, т, е. преодолевая одни противоречия, мы порождаем другие, и развитие продолжается и здесь особенно важен взгляд вперед, умение оценить последствия.

Таким образом, принятие решений в философском понимании представляется как диалектико-материалистический процесс позна­ния, идущий по пути обнаружения и преодоления противоречий. Это представление согласуется с ленинской теорией познания истины в известной триаде: чувственное восприятие - абстрактное мышление- практика.

Постановка задачи осуществляется на первом этапе познания как итог наблюдения натурных явлений, фактов.

На втором этапе познания в результате абстрагирования создается содержательная модель явления (системы). Вскрываются внутренние противоречия системы, определяются пути и средства преодоления этих противоречий, теоретически решается проблема.

На третьем этапе познания, осмысливая полученные результаты, вновь обращаются к эксперименту как единственному источнику доказательства достоверности полученного решения. Здесь устанав­ливается диалектика взаимосвязи (причинные связи) результатов с постановкой задачи, определяются новые задачи, совершенствуются старые решения. В этом суть циклического процесса познания.

   Б. Прагматический аспект. Сюда мы относим многочисленные практические методы принятия решений, изложенные ниже, в том числе Акоффа, Альтшуллера и др. Принятие решения рассматривается как процесс, состоящий условно по меньшей мере из четырех этапов.

Первый этап - исследование проблемы и постановка цели (задачи).

Часто исследование потребности протекает медленно, часто бессознательно, а то и подспудно. Исследование потребности заканчивается постановкой задачи на разработку нового решения, на преодоление вскрытого основного противоречия.

Второй этап - разработка альтернативных вариантов нового (искомого) решения, т.е. поиск разных путей преодоления основного противоречия.

Третий этап - оценка и ранжирование альтернативных решений с точки зрения их приближения к требованиям, сформулированным в процессе постановки задачи.

Четвертый этап - тесно связан с предыдущими, как и все между собой. После выбора и утверждения одного из альтернативных вариантов необходимо глубокое и системное осмысление получен­ного результата, какие новые проблемы порождаются? Если результаты неудовлетворительны, то необходимо вернуться к начальной стадии процесса, к следую­щему витку поиска решения.

Представим алгоритмы процесса принятия решения с различных позиций, философии, системного подхода и разнообразных практических методов принятия решений (табл. 1). Из этой таблицы видно, что просматривается единая диалектико-материалистическая суть и принципиальная сквозная схема поиска от постановки задачи через вскрытие противоречий к их разреше­нию (преодолению) и, наконец, осмыслению результата. Можно сказать, что формы разные, а суть - одна.

В этом и проявляется универсальность методологии материа­листической диалектики.

АЛГОРИТМ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ.

Таблица 1

Обучают ли методам принятия решений.

Известно, что инженеров не обучают методам принятия решений, если не считать некоторых методов математического программиро­вания, пригодных для решения ряда задач, поддающихся формализации. Но многие и многие  задачи формализовать не удается. Не обучают инженеров и системному подходу. Так что говорить о системном подходе к принятию решений не приходиться. А ведь становление творческой личности проявляется в конечном счете в умении принять эффективное решение. Какую информацию надо собрать? Как действовать в условиях противоречивой избыточной или недостаточной информации? Мудрость решений приходиться постигать «своим умом». Многие решения принимаются без должного обоснования,  сознательного системного анализа.

По мере усложнения решаемых технических задач все большее значение приобретает методология научного и инженерного творчества.

Системный подход, изложенный выше, выражает мировоззрение, исходящее из диалектико-материалистических позиции. В этом смысле системный подход к принятию решений вполне согласуется с ленинской теорией познания. В методологии процесса принятия решений усматриваются все положения диалектического материализма.

Как думать и над чем думать

Для принятия решения надо лучше думать – такую рекомендацию нередко можно услышать в повседневной жизни. Бесспорно, надо учиться мыслить, овладевать приемами активизации мыслительного процесса. Но одно это редко приведет к результатам, если не пользоваться системным подходом. Действительно, прежде чем решить, как думать, надо определить над чем думать, т.е. правильно выделить проблемную ситуацию и поставить для нее задачу, определить основное противоречие системы и искать средство его преодоления, не забывая о связях системы, учете ограничений. Чтобы выявить проблемную ситуацию, целесообразно провести анализ (поиск) надсистемы, в которую входит данная система. Нужен системный мыслительный процесс, системный подход к принятию решений. Только тогда на каждом этапе этого алгоритма активизация мышления принесет наибольшую пользу.

Рассматривая методы принятия решений условно разделим их на две группы: общие, охватывающие неограниченно широкий круг проблем, и более частные, относящиеся к синтезу новых технических объектов, т.е. непосредственно к инженерной деятельности.

Общие системообразующие методы, используемые в процессе принятия решений.

Принятие решений по Р. Акоффу.

Акофф выделяет в системе для принятия решения следующие факторы [16] – и в этом виден системный подход.

- Человек, принимающий решение, т.е. тот, кому предстоит решать проблемы. Может быть как отдельный индивидуум, так и небольшая группа людей и даже большой коллектив;

- управляемые переменные, т.е. параметры и ситуации, которы­ми может управлять лицо, принимающее решение;

- неуправляемые переменные, которыми не может управлять лицо, принимающее решение: в совокупности эти переменные образуют «окружающую среду» или «фон проблемы»;

- внутренние либо внешние ограничения на возможные значения управляемых и неуправляемых переменных;

- возможные исходы (решения, результаты) - должно быть не менее двух неравноценных, т.к. в противном случае не имеет значения; какое решение принять.

Пять принципов поиска нового по системе профессора П К Ощепкова

Формулируя свои принципы, автор указывает на то, что они приемлемы не только при постановке и решении крупных естественнонаучных и технических проблем, но и при решении любого практического вопроса. Приводим эти принципы.

1 Анализ поставленной перед собой задачи с точки зрения ее современности и общественной потребности в ней. Раскрытие внутренних противоречий в процессах обусловивших или обуслав­ливающих постановку задачи.

2 Проверка правомерности постановки задачи с точки зрения общих законов природы:

3 Проверка осуществимости решения задачи на современном уровне науки техники и производства

4 Разработка общей системы решения задачи и выбор основного, т.е. определяющего эксперимента:

5 Анализ полученных результатов головного эксперимента и нахождение диалектической взаимосвязи их с поставленной задачей.

Шаблонное и нешаблонное мышление по де Боно [17]
.

Не орудуйте логикой, как дубинкой. К этому хотелось бы призвать тех ревнителей логического мышления, которые превозносят его, как образец шаблонно или логически мыслящие люди избирают, по их мнению, самую разумную позицию и затем, развивая ее по законам логики, пытаются решить проблему.

Исключительную эффективность нешаблонного мышления мы можем видеть в экстремальных и казалось бы тупиковых ситуациях.

Но и здесь, так и везде, не нужно впадать в крайности, начисто отвергая логическое. Истина здесь заключается в том, что оба типа мышления не исключают, а дополняют друг друга.

Различие между шаблонным и нешаблонным мышлением состоит в том, что при шаблонном мышлении логика управляет разумом, тогда как при нешаблонном она его обслуживает.

   Дж Джонс в [18] называет шаблонное мышление «психологи­ческой инерцией», под которой подразумевается бессознательное предрасположение к какому-нибудь конкретному методу или образу мышления которые обычно характеризуют выражением «идти по проторенной дорожке». Психологическая инерция - это отрыжка существующих методов обучения, по которым обучаемого пытают­ся «наполнить» не методами добычи знаний а готовыми конкрет­ными рецептами.

Логика.

В основе формально-логических методов принятия решений лежит использование логических законов выводного значения, полученного логически из предшествующих знаний без непосредст­венного отношения к опыту. Основателем логики считается Аристо­тель.

Одно из основных требований логики - обязательность последовательного непротиворечивого, обоснованного мышления. Нельзя считать истинными знания, содержащие логические проти­воречия. Логика помогает интенсифицировать любую умственную деятельность.

Логика - это плавный непрерывный процесс без скачков и разрывов. А как же с помощью логики объяснить диалектический скачок - переход количества в качество?

По-видимому, истина лежит где то посередине между привлекатель­ными идеями нешаблонного мышления и жесткими правилами логики.

Что может ЭВМ.

Формализованную часть алгоритма принятия решения (т.е. целенаправленный перебор вариантов) ЭВМ, как чудесный помощник человека, может выполнять наилучшим образом: многократно расширенная область и количество перебираемых вариантов, быстродействие ЭВМ позволяют выбрать лучшие из них.

Но ведь основная часть алгоритма системного подхода к принятию решения остается неформализованной, выполняется чело­веком до применения ЭВМ и строго ограничивает роль ЭВМ постановкой задачи, моделью, целью, критерием и т.д. Только при таком сознательном понимании роли ЭВМ человек может ее эффективно использовать.

Математический подход к принятию решений.

Лишь несколько десятилетий назад искусство принятия решений, которое базировалось на опыте, интуиции и здравом смысле в некоторой мере стало превращаться в точную математическую науку. Сейчас проблемы принятия решений изучаются специалистами в области системного анализа, исследования операций и управления используются многомерная теория полезности как самостоятельная научная дисциплина методы многокритериальных задач принятия решений, методы оптимизации Важным этапом развития проблемы явились системы диалоговой оптимизации с широким использованием ЭВМ и устройств отображения данных.

Нейросетевые технологии.

Наш мир все активнее наполняется развивающимися интеллектуальными системами, нейрокомпьютерами, нейроподобными системами. Успешно развивается нейроинформатика и ее различные приложения от неироинформатики до различных применений неиросетей в технике и технологиях, в финансовых и медицинских проблемах, в распознавании образов, диагностике, прогнозиро­вании и многих других их задачах.

Привлекают новые большие возможности распараллеливания процессов, увеличения быстродействия, прямой связи между входными и выходными параметрами, умение нейросетей обучаться и доучиваться в процессе функционирования, реально отражать меняющиеся свойства обслуживаемого нейросетью объекта в течение его эксплуатации и др.

Эвристика как наука о творческом мышлении.

Эвристический метод часто рассматривается как то, что сокращает перебор различных вариантов решений в «лабиринте» поиска, т.е. несет как бы сокращающую функцию. Вместо последо­вательного систематического перебора вариантов, используемого для решения типичных задач, в нестандартных ситуациях исполь­зуют эвристические нешаблонные оригинальные процедуры. Среди них имеются так называемые догадки - «ага-решения», когда решение еще не сформулировано, но способ его схвачен. Это и есть эвристика. Над проблемой можно работать годы, но идея может возникнуть мгновенно как результат озарения. Постепенно с накоп­лением такого опыта решений складывается у изобретателя свой собственный набор эвристических приемов. Их обобщение может сложиться в методику решения некоторых задач.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6