Идеальные системы

Комплект инструментов для аварийных работ, медицинского обслуживания и туристического похода должен быть составлен с учетом всех вероятных обстоятельств.

Производители, конкурируя друг с другом, стараются добавить своему продукту дополнительные свойства. Дополнительные возможности, которые создают эти свойства, в одном случае необходимы для комплексного решения главной технологической задачи, а в другом – не слишком актуальны и могут лишь несколько повысить потребительское удовольствие от использования продукта. К примеру, дезинфицирующее мыло, средство для мытья посуды с эффектом увлажнения кожи рук.

Дополнительные функции или повышенное качество функционирования без дополнительной наценки – часто используемый тактический ход для роста продаж. А если дополнительные возможности функционального средства не повышают сложность использования и не несут другие проблемы, то это несомненный плюс.

Так, мобильные телефоны с каждой новой моделью предлагают все больше функций, которые не связаны с его прямым назначением. Качество этих функций растет и теснит рынок отдельных специальных устройств. К примеру, сегодня снимки мобильным телефоном за счет совершенствования программных средств по качеству превосходят работу профессиональных камер.

В ТРИЗ принято считать, что система тем идеальнее, чем больше в ней полезных функций, чем она дешевле и лучше функционирует.

Пример.

Танк – самоходное орудие, его экипаж защищен. Это система со значительно увеличенным количеством функций и большими боевыми возможностями по сравнению с отдельным орудием, но и значительно дороже его. Как оценить, какая из систем идеальнее, если условия их применения нестабильны и могут часто меняться?

Под градом снарядов и пуль танк значительно результативней орудия, он может механически разрушить оборонительные сооружения, преследовать врага и действовать в условиях радиационного и химического заражения местности. Танк функционально универсален и подходит для решения любой задачи.

Но, с другой стороны, отдельное орудие в десятки раз дешевле танка, а при равенстве калибров их действенность при обстреле противника одинакова. При одинаковых затратах армия, вооруженная отдельными орудиями, будет способна нанести в десятки раз более мощный артиллерийский удар, и в этом варианте комплектации она окажется сильнее.

Оценивая эффективность танка и орудия, следует учесть вероятность наступления тех или иных событий и связанную с этим важность их свойств. В обороне сегодня более важным, чем возможность защититься от снарядов и пуль, становится способ снизить вероятность своего обнаружения. Поэтому замаскированный, скрытно и оперативно перемещающийся стрелок с легким вооружением наиболее защищен от современных дорогих и точных боевых средств.

Эффективность армии в целом заключается в возможности решения разных боевых задач, что включает и суммарную стоимость необходимых для этого средств. Можно сделать вывод, что полисистема, состоящая лишь из универсальных боевых средств (танков), менее эффективна. В том числе и в области действенности, и в части затрат, чем полисистема, которая состоит из разнородных средств.

Известно, что чем более разнородны инструменты системы, тем больше ее функциональные возможности.

В практике обычно так и поступают: комплектуют производство или оснащают вооруженные силы различными инструментами; в целом такой подход дешевле и существенно увеличивает возможности в разрешении возникающих технологических задач.

Недорогое дооснащение может существенно увеличить возможности функционального средства и его потребительскую привлекательность, что позволит сэкономить силы, время и деньги.

Например, автомобиль может осветить дорогу в темное время, обогревать салон в холодную погоду, очистить на ходу загрязнившееся ветровое стекло, обдуть запотевшие стекла. Дооснащением могут быть и съемные средства дополнительной комплектации – соответствующие другому сезону колеса, еще один багажник или прицеп. Это привлекательно и рационально.

С другой стороны, не вызывает сомнений, что наиболее эффективна специальная функциональность. Функциональное средство может не содержать в себе обычной работоспособной полноты элементов, но в определенных обстоятельствах оказывается и действенней, и дешевле полноценного.

Можно ли, к примеру, представить себе обстоятельства, при которых автомобиль без двигателя будет более эффективен, чем автомобиль в полной комплектации?

Если, например, кузов автомобиля используется под склад и для задач потребителя не требуется его самоперемещение, то он функционально равен работоспособному автомобилю полной комплектации. Но без двигателя он дешевле. А в качестве театральной декорации достаточно иметь половину автомобиля или даже меньшую ее часть. Кроме того, часть автомобиля легче перемещать, она требует меньше места для хранения и еще дешевле.

Новый сборочный цех электромобилей завода «Мотомачи» фирмы «Тойота» не имеет движущегося конвейера – сборка начинается с установки на шасси аккумулятора и двигателя, а далее конструкция движется по всей линии сборки своим ходом[4].

Многофункциональность сама по себе не увеличивает идеальность – дополнительные функции могут быть бесполезны и лишь увеличат затраты, а в других условиях система именно без них может оказаться бесполезной. Лишь в применении к условиям использования системы можно определить, какие из функций позволят достигнуть целей, в какой степени и насколько это вероятно.

Как определить рациональный уровень многофункциональности

Для неменяющихся условий, в которых применяется ТС, идеально иметь только те составляющие элементы, которые необходимы в этом месте и в это время. Для подобных условий возможность удовлетворения потенциальных желаний не имеет ни практической, ни психологической ценности – если они маловероятны, то лишние инструменты могут мешать работе и тем самым раздражать.

Комплект инструментов как минимум должен быть пригоден и достаточен для реализации того типового набора задач, которые ограничивают его предназначение.

Современная тенденция в реализации новых проектов – сборка составляющих систему элементов из относительно недорогих стандартных функциональных блоков – позволяет разрешить задачу специализации продукта под индивидуальные требования. Дорогие опции должны быть предложены для комплектации отдельно. При проектировании специального средства набор его функций должен охватывать и разнообразные мелкие проблемы, и неудобства, которые могут проявляться при использовании.

Идеальным потребитель назовет такой функциональный набор, который доступен по стоимости, функционально полноценен и превосходит альтернативные.

Универсальные же полифункциональные системы обычно избыточно комплектуются инструментами и вспомогательными технологическими элементами для того, чтобы повысить вероятность достижения нужного результата в каждом допускаемом варианте складывающихся обстоятельств, запас должны иметь и параметры их работы, чтобы допустить нетрадиционное их использование.

Каждая из групп потребителей универсального функционального средства может иметь свой набор требований к комплектации. При проектировании необходимо учесть условия и сценарий его использования, важность целей, которых необходимо достичь, а еще следует подумать о вероятности наступления определенных обстоятельств и других критериях, связанных с эксплуатацией. Универсальный инструмент должен быть более динамичным – меняющимся для выполнения различных задач и быть пригоден для интеграции с другими функциональными средствами. Но всем потребителям одним вариантом исполнения устройства не угодишь.

Базовый вариант должен иметь преимущество перед альтернативными, а варианты комплектации и ассортиментная линейка должны учитывать специфику интересов различных потребительских ниш, обстоятельств использования и технологических задач.

Качественно удовлетворить лишь важные потребности, сократив при этом стоимость – стратегия существенного повышения эффективности.

Большинство товаров, ставших популярными, далее наполняют каждую нишу потребления специальными вариантами их исполнения.

Другими словами, специализация – стратегия построения на рынке так называемого «голубого океана».

К примеру, специалисты сегодня склоняются к мнению, что представление об эффективности классического танка изжило себя. Корпорация «Уралвагонзавод» с 2009 года работает над созданием на базе гусеничной платформы «Армата» нового поколения специальных танков и САУ с необитаемыми башнями, системами ослепления ракет мультиспектральными аэрозолями, керамической броней и бронекапсулами для экипажа. Системе активной защиты отведена роль уничтожения снарядов на подлете, в «Армате» применена система дистанционного подрыва мин, платформа использует специальные БПЛА. Эта бронетехника будет представлять собой семейство из 28 типов машин. Это стрелковые танки, танки ПВО, артиллерийские танки, дистанционно управляемые легкие и тяжелые беспилотные машины, работающие тактической группой. В семействе есть плавающие танки, машины поддержки для уничтожения высокозащищенных объектов, огнеметные машины, машины минирования, инженерные машины, мостоукладчики, ремонтно-эвакуационные машины, плавающий траспортер.

Таким образом, идеально, когда комплект инструментов экономичен и функционально достаточен для решения комплекса имеющихся задач.

Идеальность ТС возрастает, если она функционально меняется и экономично приспосабливается к каждой из возникающих задач.

6. Универсальная формула эффективности

Казалось бы, формула эффективности довольно проста: ценность удовлетворения потребности минус расходы. Но реальная потребительская оценка включает в себя множество других субъективных и объективных составляющих, которые комплексно влияют на выбор функционального средства.

Потребитель всегда сравнивает цены, но еще он хочет при одном и том же уровне затрат получить больше и полнее удовлетворить свои требования. Например, у разных производителей линейка автомобилей зачастую отражает одинаковые модные тенденции в дизайне, имеет близкие по уровню функциональные и ценовые характеристики в градации моделей. Но в каком-то из них вы ощутите, что лучше обзор, удобнее кресло, а еще, если статистика говорит о хорошей надежности автомобилей этого производителя, осознаете, что получите больше от этой модели.

Универсальная формула эффективности ТС должна отразить все ценностные стороны удовлетворения потребности, учесть объективные и субъективные оценки расходов и рисков, возможный вред от использования и дать всестороннее обоснование для принятия решения о выборе функционального средства или пути разрешения проблемы.

Целесообразность использования функционального средства может состоять не только в экономическом эффекте. Кроме материальных приобретений, ценность использования может определять любой другой критерий, представляющий сферу жизненных интересов человека. Например, это может быть изменение декоративных свойств объекта, в котором оно будет использовано, превышение удовольствия над негативом затрат труда, сохранение или улучшение здоровья, непричинение вреда человеку или другому объекту.

Обычно ценность функционального средства потребитель рассматривает с нескольких сторон: с точки зрения его непосредственной действенности, условий надсистемы и окружающей среды, субъективно и объективно оценивает альтернативы, а также связывает применение этого средства с личными целями и интересами.

Например, ощущаемую ценность каждого варианта перевозки груза потребитель составит из стоимости альтернативных возможностей его перемещения, из стоимости самого груза, из важности задачи, для которой предназначен груз, из представлений о надежности и сроках каждого способа доставки, а также с точки зрения объемов и сложности своего труда для организации мероприятия.

Польза от функционального средства воспринимается потребителем как единый комплекс приобретений, потерь и потенциально достигнутых целей, с которыми связан выбранный способ разрешения проблемы.

Например, реализация цели «эстетическое восприятие картины» представляет собой многоходовой технологический путь по закреплению картины на стене, который включает в себя целый ряд операций взаимодействия подсистем и элементов надсистемы.

Подобное взаимодействие может быть следующим:

Схема взаимодействия подсистем и элементов надсистемы

В этом комплексе взаимодействующих элементов потребитель участвует и как подсистема, выполняющая часть технологических действий, и как надсистема, воспринимающая впечатление от картины.

Это неполная система взаимодействий – ценность восприятия интерьера с картиной на стене потребитель свяжет с каждым из множества элементов, которые участвуют в процессе ее демонстрации и влияют на психологический эффект: удобство ее созерцания, оформление помещения, комфорт зрителя и его настроение.

Привлекательность функционального действия может быть недостаточной для того, чтобы потребитель принял решение его реализовать: для превращения желания в намерение всегда существует некоторый психологический порог, для преодоления которого субъекту понадобится более сильное желание, логически подкрепленное волевое усилие или дополнительный стимул.

Например, потребность в еде и намерение утолить голод разделяет внутреннее взвешивание человеком силы желания и необходимых трудозатрат на приготовление пищи. Так, обычно, если вы не сильно хотите пить, то не встанете с дивана.

Мы не обращаем внимания, но для каждой появившейся потребности в решении действовать участвует наше внутреннее осознание взвешенной разницы между пользой от ее удовлетворения и затратами – формулу эффективности мы используем на каждом шагу.

С картиной аналогичная история: многоходовая суета с ее размещением на стене может привести к сомнениям и необъективности, например в том, подходит ли она к интерьеру в целом?

Полезность функционального действия для субъекта потребления можно измерить в какой-то его части, но полезность эта всегда многогранна и оценивается с помощью множества факторов объективного и субъективного порядка. Вопросами предельной полезности (оценкой изменения ценности от каждого отдельно полученного блага) в разное время занимались английский экономист и статистик Фрэнсис Эджуорт, итало-швейцарский социолог и экономист Вильфредо Парето, американский экономист и статистик Ирвинг Фишер, английский экономист и математик Рой Аллен, английский лауреат Нобелевской премии по экономике Джон Хикс.

В 1951 году американский экономист и лауреат Нобелевской премии по экономике Кеннет Эрроу сформулировал теорему, согласно которой невозможно численно измерить полезность комплекса получаемых благ, если их количество три и более, и составить шкалу в порядке полезности каждого блага – их можно оценить лишь путем попарного сравнения.

Согласно этой ординалистской (порядковой) теории потребитель не измеряет полезность каждого из благ, а систематизирует свой выбор из наборов благ по ощущаемому уровню удовлетворения. Это дает представление о его предпочтениях относительно набора благ, но ничего не говорит о различиях полезных свойств этих наборов, а также не позволяет оценить, насколько один набор полезнее другого.

Основным понятием ординалистской теории полезности считается предельная норма замещения благ MRS, которая показывает, что потребитель одинаково удовлетворен, отказавшись от единицы одного блага, если добавит MRS количество другого.

Комбинации наборов благ, которые отражены на кривых безразличия, равноценны для потребителя, а увеличение значения любой характеристики при неизменности других позитивно, если это эффективно и позволяет бюджет потребителя.

Кривая безразличия учитывает уровень важности каждого из благ для потребителя и является критерием для определения соотношения важности каждой из характеристик пути удовлетворения потребности в их комплексе.

К этим представлениям следует добавить следующее:

• каждая из важных характеристик пути удовлетворения потребности имеет нижнее пороговое значение, которое отражает границу пригодности этого пути для достижения цели;

• каждая из важных характеристик пути удовлетворения потребности имеет еще одно более высокое пороговое значение, которое отражает границу идеальных характеристик этого пути.

У каждого отдельного субъекта потребления могут быть индивидуальные предпочтения в выборе набора функциональных средств или свойств отдельного средства, а также индивидуальные мотивы, вызванные его личными обстоятельствами.

Можно статистически выделить комплекс значимых характеристик свойств функционального средства, оценить важность каждого из них и удовлетворенность уровнем проявления каждого из этих свойств, что позволит выявить и пригодный, и идеальный уровни их реализации. Суммирование этих значений комплексно определит уровень эффективности каждого из сравниваемых вариантов.

Составим универсальную формулу эффективности любой системы в любых условиях ее использования. Для этого уточним традиционную формулу эффективности 5, используя те объективные и субъективные критерии ценности, которые значимы для НС и субъекта потребления.

«Я» – это сознательная часть меня, поэтому мы стараемся принимать решения и действовать осознанно, но нам свойственны еще и эмоциональные решения, которые сродни интуиции: эти процессы проходят на подсознательном уровне.

Известный специалист в области психолингвистики и теории сознания Т. Г. Черниговская сказала, что при оценке и принятии решений сложно утверждать наверняка, кто кому хозяин, – в момент, когда мы сознательно что-то решаем, часто подсознанием решение уже принято.

Субъективные критерии важны и они должны присутствовать в суждении формулы для того, чтобы отразить влияние основных психологических принципов построения эмоционального умозаключения на результаты оценки:

• от частного к общему – от наблюдения к выводу, от аналога к объекту;

• от общего к частному – от главных целей субъекта потребления к их связи с частной ситуацией (аргументация строится по пути от наиболее важного: физическое благополучие, экономические и социальные интересы, затраты собственного труда, удовольствия, истина и справедливость, эстетическая ценность);

• от инстинктов (они безотчетно рождают ощущение опасности и усиливают реагирование).

В этой формуле учтем особенности ОФ, требований НС и условий использования ТС, а также требования субъекта потребления, ситуацию, сложившуюся на рынке подобных систем, условия приобретения или способ изготовления ТС, условия и способ ее эксплуатации, способ утилизации использованной ТС и вред от ее эксплуатации:

Этс = Цтс – Cтс = ∑αFQ – (∑µCп + ∑βCэ + ∑γH) = ∑ (αтс × αнс × αэм) FQ – (∑µCп + ∑βCэ + ∑γH) (7),

где

Этс – эффективность удовлетворения потребности в данных условиях данным способом.

Эффективность выражает экономическую целесообразность использования ТС для удовлетворения имеющейся потребности. Она может быть оценена и эмоционально в виде удовлетворения от полученного результата или приобретенной возможностью получать удовольствие, если уровень расходов на это допустим.

К примеру, приобретение автомобиля эффективно, если человек видит ценность в возможности своевременно, быстро и комфортно перемещаться на дальние расстояния и перевозить грузы, экономя свои время и силы, и считает уровень расходов на удовлетворение этой потребности допустимым и рациональным.

Цтс – ценность действия ТС. Она представляет собой всестороннюю субъективную и объективную оценку полезности достижений от использования ТС для имеющихся или потенциальных задач.

Стс – всесторонняя субъективная и объективная оценка затрат на удовлетворение потребности данным способом.

F – ценность результата воздействия ТС на ОФ может быть выражена рыночной стоимостью результата подобного воздействия в сложившихся условиях эксплуатации, а также сопоставлением факта удовлетворения субъекта потребления и допустимостью необходимого для этого уровня расходов. «Коня! Полцарства за коня!» – слова короля Ричарда из трагедии «Король Ричард III» Уильяма Шекспира.

Рыночная стоимость результата воздействия или допустимый уровень расходов являются точкой отсчета эффективности использования ТС. Так, если потребитель удовлетворен действием ТС, а затраты на удовлетворение этой потребности составляют значение, которое равно Стс, то и ценность результата использования этого функционального средства равна затратам (F = Стс).

Приобретенная ценность может быть выражена в виде денежного дохода от коммерческого использования функционального средства, а ее значение – являться суммой стоимости каждого из полезных действий этой ТС на ОФ или суммарной рыночной ценностью воздействия нескольких функциональных средств, приводящих к достижению определенных результатов.

Q – этот коэффициент учитывает физическую и экономическую пригодность ТС для требуемого типа и уровня воздействия на ОФ, а также для заданных условий его использования.

Коэффициент Q может иметь два значения: 1 или 0.

Пригодность ТС отражает ее согласованность с ОФ по времени, месту действия, работоспособности, набору свойств и параметров их проявления, обеспечивающих требуемое действие с учетом условий НС, окружающей среды и требований субъекта потребления.

Так, велосипед пригоден для перемещения человека определенного размера, имеет ограничение по грузоподъемности, предназначен для езды по нескользкой и твердой поверхности, хорошо подходит для езды по равнинным дорогам, но пригоден и для дороги с уклоном (Q = 1).

Критерий для определения границы уровня пригодности свойств устанавливает потребитель с учетом своих физических данных, вкусовых предпочтений и вида функциональной задачи, которую он собирается решать.

К примеру, для перемещения по рельефным дорогам и дорогам с большим уклоном обычный велосипед непригоден (Q = 0) – такая езда потребует очень больших физических усилий, и вам придется спешиваться на чрезмерно крутых участках. Для рельефной местности подойдет многоскоростной велосипед (Q = 1).

Q = 0, если:

• одно или несколько свойств ТС неприемлемы:

○ ТС может быть функционально пригодна, но неприемлема ее стоимость;

○ могут быть неприемлемы ее масса, габариты, прочность, химическая стойкость;

○ ее использование может быть запрещено законом;

• ТС функционально пригодна, но неработоспособна;

• ТС оптимальна, но физически недоступна – не может обслужить в нужное время и в нужном месте;

• не требуется действие.

Так, машинка для стрижки собаки остается по-прежнему оптимальной, но должна бездействовать, если собаку перестали стричь, она сбежала или ее отдали (нет ОФ или перестали воздействовать на него). Ценность использования машинки для таких условий равна нулю.

µ, β, γ – коэффициенты, которые учитывают сопутствующую затратам экономию средств, дополнительные доходы и расходы. µ – коэффициент, который учитывает экономию средств, дополнительные доходы и расходы, сопутствующие приобретению или созданию ТС.

К примеру:

µ > 1, если для приобретения автомобиля использован кредит;

µ < 1, если на приобретение автомобиля предоставлена скидка;

µ < 1, если автомобиль арендован;

µ < 1, если автомобиль в собственности, но будет продан после цикла использования;

µ = 0, если автомобиль сразу после использования продать за ту же цену.

β – коэффициент, который учитывает экономию средств, дополнительные доходы и расходы, сопутствующие эксплуатации системы.

Например, β < 1, если:

• у системы автоматического полива сельскохозяйственных культур имеются функции ее отключения во время дождя и учета интенсивности осадков;

• при движении автомобиля под гору заряжается аккумулятор.

β > 1, если на крыше автомобиля установлен багажник, что увеличит его аэродинамическое сопротивление.

γ – коэффициент, который учитывает экономию средств, дополнительные доходы и расходы, сопутствующие устранению вреда.

К примеру:

γ < 1, если при утилизации объекта есть возможность продать его работоспособные подсистемы или материал для вторичного использования;