Фундаментальный метод проектирования Мэтчетта (FDM)

Научить проектировщика понимать и контролировать свой образ мыслей и более точно соотносить его со всеми аспектами проектной ситуации.

1. Пройти обучение принципам и применению фундаментального метода проектирования.

2. После этого использовать следующие «режимы мышления» для осознания, контроля и приспособления образа мышления к задачам проектирования:

а) мышление стратегическими схемами;

б) мышление в параллельных плоскостях;

в) мышление с нескольких точек зрения;

г) мышление «образами»;

д) мышление в основных элементах.

3. Одновременно с помощью методики проектирования и контрольных перечней фундаментального метода проектирования исследовать характер проектной ситуации, к которой применяется мышление.

Можно считать, что самое главное в фундаментальном методе проектирования это обучение метаязыку, который выявляет характерные особенности мышления и облегчает его согласование с характером задачи. Это не столько метод проектирования, сколько средство вырабатывания и регулирования стратегий проектирования. Имеется много примеров, когда коренных усовершенствований (как в случае тормоза ракетного пускового устройства)   удавалось достичь уже в ходе краткого курса обучения новому методу. Подготовку у Мэтчетта прошли сотни ведущих инженеров, и многие из них достигли аналогичных результатов за время посещения его курса в Бристоле. Неизвестно, сколько из них сумели сохранить эту способность по возвращении в свои конструкторские бюро. Противники этого метода утверждают, что результаты, которые он дает, не больше тех, каких можно было бы достичь при обычной концентрации внимания на проектировании нового изделия или модификации существующего проекта. Другие считают, что эти результаты объясняются необычайными способностями самого Мэтчетта и не сохраняются в его отсутствие. Разрешить эти сомнения не удастся до тех пор, пока кто-нибудь не придумает способ контролируемых испытаний поведения проектировщика. Пока же можно высказать предположение, что метод Мэтчетта — один из немногих систематических методов, продемонстрировавших свою работоспособность в обычных ситуациях проектирования. Пользуясь им, можно с достаточной уверенностью рассчитывать на успех. Тот факт, что многие крупные английские фирмы в течение нескольких лет субсидируют проводимые Мэтчеттом курсы, явно свидетельствует в пользу его метода: ведь специалисты по методологии проектирования в большинстве случаев пользуются весьма незначительной поддержкой со стороны проектировщиков-практиков.

Мэтчетт утверждает, что фундаментальный метод проектирования увеличивает свободу личности, усиливает в ней самоуважение. Он, правда, признает наличие «эмоциональных унтертонов» и «неподдающихся описанию аспектов», но поскольку каждый учащийся сам решает, как далеко заходить, опасность сводится к минимуму». Каждый, кто желает попытаться использовать фундаментальный метод проектирования, не прибегая к помощи его автора, должен понимать, что он исследует ту сферу опыта, которая открывается искусству, психоанализу, «групповой динамике*’, самовнушению, внушению и т. д.: это та сторона опыта, в которой одни видят средоточие греха и самообольщения, а другие — последнюю реальность и абсолютное благо.

Вряд ли случайно, что как метод «Синектика», так и фундаментальный метод проектирования резко повышают мастерство проектировщика за счет сознательного управления самим процессом мышления.

Метод сотни раз использовался в техническом проектировании самых различных объектов, начиная с подшипников и машин для гофрирования листового металла и кончая передачей информации с помощью чертежей и технической документации. В последнее время обучению этому методу в порядке эксперимента подвергались не только проектировщики, но и администраторы. По-видимому, его применение ограничено кругом задач, для решения которых достаточно накопленного опыта, поскольку в нем не предусмотрены условия для поиска информации и для уменьшения неопределенности методом научных исследований и испытаний.

Курс фундаментального метода проектирования («Школа Мэтчетта», Бристоль, Англия) занимает три недели и требует от учащихся полной отдачи времени и внимания вплоть до позднего вечера. Сомнительно, чтобы основные преимущества, приписываемые фундаментальному методу проектирования, можно было получить без столь полной самоотдачи этому предмету. Однако те части курса, которые поддаются объективному описанию, т. е. те, что изложены здесь, по-видимому, представляют ценность и могут быть применены без интенсивного обучения. При попытках скопировать те стороны обучения фундаментальному методу проектирования, которые требуют глубокой интроспекции, может возникнуть угроза психическому состоянию. Эта угроза будет намного слабее, если каждый участник работ по этому методу будет пользоваться полной свободой в любое время «выйти из игры» без каких-либо объяснений.

Плата за обучение на курсах фундаментального метода проектирования сравнительно высока. Утверждают, что последующее применение полученных знаний при проектировании не требует каких-либо дополнительных затрат времени и средств. Однако для получения наилучших результатов в работе своих проектировщиков руководство проектной организации, по-видимому, должно быть само «обращено» в эту новую веру.

Подробный пример методики и контрольных перечней фундаментального метода проектирования приводится в работе Мэтчетта и Бриггса. Однако вряд ли можно на примерах объяснить обучение фундаментальному методу проектирования и практике применения перечисленных выше «режимов мышления». Приведенный здесь очерк является лишь попыткой описать «со стороны» то, что по существу относится к личному опыту проектировщика.

Мэтчетт начинает обучение фундаментальному методу проектирования с того, что просит «учеников» (слушателей его курса) изложить свой опыт и мысли относительно проектных работ, которые они выполняли в прошлом. Каждого учащегося просят изложить свой характерный метод решения какой-то задачи и предложить пути его совершенствования. Из предложенных путей совершенствования Мэтчетт зачастую выбирает потенциально плодотворный путь, к которому проектировщик, однако, относится с опаской, поскольку он не видит способа его осуществления. Беседы направлены на то, чтобы придать учащемуся уверенность в целесообразности дальнейшего развития идей, от которых он преждевременно отказался бы, если бы работал один. Утверждается, что такое придание уверенности для продолжения работы требует изменений в самооценке учащегося.

Основной педагогический принцип Мэтчетта заключается в том, чтобы начинать с методов, которые уже освоены учащимся а не навязывать ему совершенно новый метод, в который он, быть может, никогда до конца не поверит н от которого он откажется при первых же признаках затруднений. Когда учащийся осознает, что он учится понимать и контролировать свой образ мыслей, у него появляются способность и желание использовать некоторые «режимы мышления» фундаментального метода проектирования для своих целей. Основой такого мышления по фундаментальному методу проектирования являются два определения проектирования, данные Мэтчеттом:

а) «хороший проект — это оптимальное решение, удовлетворяющее сумме истинных потребностей в конкретном комплексе обстоятельств»;

б) «проектирование — это выявление и разрешение конфликтов в многомерных ситуациях».

Сюда, по-видимому, относится следующее:

1) способность заранее выбрать стратегию (т. е. последовательность или сеть действий или мыслей проектировщика);

2) способность сравнивать достигнутое с намеченным;

3) способность разрабатывать стратегии для разработки стратегий.

 

Здесь, по-видимому, имеется в виду «отстраненное» наблюдение проектировщика за своими собственными мыслями и действиями, а также за мыслями и действиями своих сотрудников в ходе выполнения проектных работ. Мэтчетт проводит сравнение с мышлением журналиста, берущего интервью, когда он одновременно участвует в беседе и направляет ее. В частности, проектировщик должен сознавать, в какой степени он направляет работу своих сотрудников и в а они направляют его работу; он должен также уметь сосредоточивать внимание на своем образе мышления в процессе проектирования,

Этот процесс аналогичен «мышлению в параллельных плоскостях», но направлен на решение задачи проектирования, а не на процесс ее выявления. В предельно упрощенной форме это, по-видимому, определение целей через функции изделия: изделие «обеспечивает возможность» что-то сделать. В более сложной форме используются контрольные перечни, приведенные ниже при описании этапа 3.

Этот режим мышления по фундаментальному методу проектирования труднее всего поддается пониманию. По-видимому, он заключается в том, чтобы мысленно представить себе или   вычертить геометрические схемы, позволяющие проектировщику сопоставить приведенные ниже контрольные перечни фундаментального метода проектирования с формами его собственного опыта и мышления. Рисунки, с помощью которых Мэтчетт и его ученики иллюстрируют этот режим мышления, напоминают карты астрологов (рис. 8.2) и магические слова и образы таких художников, как Марсель Дюшан (рис. 8.3).

 

Мэтчетт называет их «синтетическими архетипами», имея в виду, что речь идет о чем-то, что управляет ассоциациями между отдельными мыслями.

Основное назначение мышления „образами», видимо, заключается в том, чтобы дать проектировщику запоминающийся образ взаимосвязей между задачей проектирования, процессом проектирования и решением.

Это самый понятный из пяти «режимов мышления»; в его описании применяются простые, понятные слова, обозначающие небольшие элементы мысли или действия, которые, как правило, встречаются в процессе решения любой задачи. Вслед за Гилбретом, который, прочитав свою фамилию справа налево, дал единице движения название «терблиг», Мэтчетт называет эти элементы «течтэмами». Назначение течтэмов заключается в том, чтобы заставить проектировщика осознать множество альтернативных действий, которые он может предпринять в каждой точке принятия решений. Мэтчетт разбивает течтэмы на семь групп, приведенных ниже (автор взял на себя смелость присвоить им соответствующие названия, приведенные в скобках). Некоторые течтэмы напоминают приемы, описанные в разд. 10. 3.

Группа 1 (варианты решений?) :

определить потребность;

определить необходимый элемент;

представить себе решение;

принять временное решение;

принять окончательное решение;

отменить решение.

Группа 2 (варианты суждений?) :

предположить;

взвесить;

взвесить и сравнить;

экстраполировать;

оставить без изменений;

предсказать.

Группа 3 (варианты стратегий?) :

продолжать в том же направлении;

продолжать и расширить;

изменить направление;

сопоставить с прошлым;

сопоставить с будущим;

внимательно рассмотреть;

разрешить конфликт;

продолжать более интенсивно;

прекратить.

Группа 4 (варианты тактик?) :

оценить риск;

проверить последствия;

развить;

сравнить с другими решениями;

разделить действие;

приспособить другое решение;

сосредоточиться на малом участке;

разложить на компоненты;

проверить возможную причину;

обдумать возможность нового решения;

заменить решение на обратное;

проверить другие варианты.

Группа 5 (варианты отношений?):

хранить решение в памяти;

выявить зависимость;

отложить принятие решения;

сообщить о решении;

соотнести с ранее принятым решением;

проверить на избыточность;

проверить на несоответствие.

Группа 6 (варианты понятий?):

использовать понятие;

изменить плоскость абстракции;

использовать схему стратегии;

изменить точку зрения;
сравнить с существующей системой;

сравнить с получающейся системой;

применить первичное кольцо (см. ниже);

применить вторичное кольцо (см. ниже).

Группа 7 (варианты препятствий?):

обойти препятствие;

разрушить препятствие;

устранить препятствие;

начать новое действие с нуля;

начать новое действие с принятого решения;

действовать в одном, двух, трех или многих измерениях.

С годами методика работы по фундаментальному методу проектирования несколько изменилась. Пользуясь принятой в этой книге терминологией, ее можно вкратце изложить следующим образом:

а) исследовать проектную ситуацию;

б) приблизительно определить потребности, для удовлетворения которых предпринимается проектирование; в) выявить и проанализировать основную функциональную потребность (т. е. ту потребность, без удовлетворения которой нет смысла удовлетворять другие);

г) исследовать альтернативные принципы на которых могло бы быть построено средство для удовлетворения основной потребности;

д) выполнить — только в эскизе — проект, способный удовлетворить как основную, так и дополнительные потребности;

е) оценить функциональную эффективность проекта;

ж) оценить материалоемкость и трудоемкость осуществления данного проекта;

з) определить качество деталей и узлов, например отсутствие деформации при сварке, совершенство внешнего вида и т. д.

Не следует жестко придерживаться этой последовательности; проектировщики должны сами решать, когда применить тот или иной этап, когда повторить его, а когда перескочить через этап. Главное состоит в том, чтобы проектировщики могли изменять структуру своего опыта и мышления применительно к существенным особенностям и многофакторности проектной ситуации. Мэтчетт подчеркивает, что каждый вправе самостоятельно решать, как это сделать. Воспитывая в своих учениках уверенность в себе и прививая им умение управлять своим мышлением, Мэтчетт стремится придать их мышлению гибкость в разработке соответствующих стратегий.

Контрольные перечни фундаментального метода проектирования (которые Мэтчетт называет «стандартными последовательностями»), по-видимому, представляют собой развитие обычных в анализе трудовых операций вопросов: «что?», «почему?», «когда?» и т. д. Часто их комбинируют парами вдоль каждой оси графика что позволяет получить большое разнообразие более конкретных вопросов.

а) Какие потребности являются

— жизненно важными?

— очень важными?

— важными?

— желательными?

б) Каковы потребности

— функциональной системы?

— потребителя?

— фирмы?

— внешнего мира?

в) Каковы потребности на каждом из перечисленных ниже десяти этапов существования изделия?

— проектирование и деталировка;

— отработка;

— изготовление деталей;

— сборка;

— испытание и отладка;

— окончательная отделка и упаковка;

— сбыт;

— монтаж;

— эксплуатация и неправильное использование;

— техническое обслуживание и уход.

г) Какие сведения можно получить, если задать шесть основных вопросов анализа трудовых операций:

— что нужно сделать? (потребности) ;

— почему это нужно сделать? (причина);

— когда это нужно сделать? (время);

— где это нужно сделать? (место);

— кем или с помощью чего это должно быть сделано? (средства);

— как это сделать? (метод).

д) Каким образом каждую часть проекта можно

— исключить?

— объединить с другими?

— унифицировать?

— перенести?

— модифицировать?

— упростить?

Этот комплекс вопросов Мэтчетт называет «первичным кольцом», а следующий комплекс — «вторичным кольцом»:

е) Какие

— эффекты;

— потребности;

— ограничения

вызовет каждая деталь комплекса в отношении любой другой детали этого комплекса при сопоставлении с помощью матрицы взаимодействий?

Назначение первичного кольца — выявить множество различных альтернатив,

всех изменений друг с другом, а также со всеми имеющимися потребностями.

Метод попарного объединения контрольных перечней для образования ряда конкретных вопросов показан на рис. 8.4. и 8.5.

 

На рис. 8.4 основная функциональная потребность в автоматическом расцепном приводе для рудничной вагонетки расчленяется на две вторичные потребности. Затем каждая из этих трех потребностей рассматривается в свете шести основных вопросов анализа трудовых операций.

На рис. 8.5 первичное и вторичное кольца применяются ко всем возможным сочетаниям физических частей того же самого устройства.

Мэтчетт все время подчеркивает, что вопросы и графики, порождающие многообразие, необходимо применять не для слепого поиска, а для выявления существенных характеристик изучаемого объекта и для устранения из проекта ненужных элементов. На рис. 8-6 показан процесс переоценки потребностей и пересмотра элементов проекта, что привело к резкому уменьшению сложности и стоимости тормоза ракетного пускового устройства (рис. 8.7).

Рис. 8-6 представляет собой графическую схему, использовавшуюся для анализа функций каждой детали в старой и новой конструкциях. Преобразование было достигнуто путем выявления лежащего в основе конструкции распределения нагрузок и движений и последующего применения первичного кольца вопросов для оценки каждой части этого распределения.