Антенна на снегу

Вы когда-нибудь обещали больше, чем могли выполнить? Тогда можете себе представить, с каким противоречием столкнулся один военный подрядчик.

Компания специализируется на разработке и производстве военных радиолокационных станций. Несколько лет назад она подала заявку на участие в тендере, объявленном серьезным правительственным учреждением. По понятным причинам мы не будем сообщать название этого учреждения, но все детали описанной ниже истории соответствуют действительности и даже зафиксированы в документах публичного характера.

По условиям тендера требовалась антенна, работающая только на прием, размещать которую планировалось в условиях температур ниже минус 25 °C и сильных ветров. Заказчик хотел получить антенну, которую можно было установить на высоте 9,7 метра над землей на прочной опоре, не дающей ей раскачиваться на ветру.

Хотя наш подрядчик заложил в свое предложение достаточно высокую стоимость, он получил контракт благодаря тому, что его опора для антенны имела очень легкую конструкцию. Как выяснилось, вес имел критическое значение для заказчика, поскольку устанавливать антенну в суровых погодных условиях предстояло бригаде из трех человек, передвигающихся пешком. Бригада должна была установить опору, закрепить на ней антенну и вернуться обратно. Это значит, что опора должна быть достаточно легкой для транспортировки, но в то же время прочной и устойчивой, чтобы эксплуатация антенны не требовала постоянного присутствия на месте технического персонала.

По иронии судьбы, выигравшая тендер компания находилась в стране с умеренным климатом, где даже легкий снежок – большая редкость. Возможно, поэтому инженеры компании забыли принять в расчет обычное для целевых дислокаций явление: при очень низких температурах образующийся на антенне слой льда может перегрузить опору, согнуть ее и сломать (см. рис. 7.3). Из-за этой ошибки компания разработала слабую опору, не пригодную для климатических условий тех мест, где планировалась установка антенны.

Рисунок 7.3

Лишь после объявления победителя тендера инженеры компании-подрядчика осознали свою ошибку. Они оказались в крайне затруднительном положении. Инженеры пообещали разработать оборудование, технические условия на проектирование которого содержали в себе одно большое противоречие.

Как мы уже говорили, это противоречие заключалось в следующем: опора антенны должна быть достаточно прочной, чтобы удерживать ее в неподвижном положении в непростых погодных условиях, но в то же время достаточно легкой, чтобы ее можно было транспортировать к месту установки пешком.

Инженеры рассчитали, что при использовании традиционных методов проектирования вес опоры придется удвоить, чтобы она выдерживала вес антенны. Но, если вес увеличится в два раза, трое человек не смогут донести ее до места назначения. Инженерам пришлось снова становиться к чертежной доске. Но удастся ли им разрешить это противоречие?

Прежде чем читать дальше, попробуйте представить, как бы вы устранили данное противоречие. (Для этого не нужно быть инженером. Если вы дочитали до этого места, то изучили все техники и располагаете всеми необходимыми знаниями.)

__________

Теперь посмотрим на следующий список возможных решений. Мы готовы с 70-процентной вероятностью предположить, что среди них найдется и ваша идея. Откуда нам это известно? Дело в том, что мы собрали идеи нескольких тысяч инженеров и менеджеров, которых обучили методике систематического новаторского мышления за последние 20 лет, и перечисленные ниже предложения встречались наиболее часто.

Мы разделили самые популярные идеи на пять групп. Возможно, в деталях ваше решение отличается, но, скорее всего, имеет общий принцип с одной из этих групп.

1. Растапливать образующийся лед.

Более 80 процентов людей, выполнявших это упражнение, предложили именно такое решение. Растапливать накапливающийся лед – логичная и очевидная мысль. Следующее логичное решение – использовать для этого тепло. Отсюда рукой подать до сравнения радиолокационного радара с микроволновой печью и до предложения растапливать лед с помощью радиоизлучения. Идея очень хорошая – в большинстве ситуаций. Однако в данном случае ничего не выйдет, потому что антенна работает только на прием сигналов и не испускает волн, необходимых для растапливания льда.

2. Стряхивать снег с помощью вибрации.

Возможно, вместе со многими участниками опроса вы пошли решать задачу этим путем. Поскольку удары и вибрации успешно отделяют от поверхности лед, можно было бы использовать для этих целей энергию радиолокационной антенны. Однако, как и в первом случае, идея удачна, но неприменима, поскольку антенна не производит излучения.

Что, если стряхивать снег с антенны с помощью силы ветра? Интересный вариант изложенной выше идеи про вибрацию, особенно с учетом того, что в нем задействованы имеющиеся под рукой ресурсы (и это соответствует принципу замкнутого мира). Однако мы не можем заставить ветер дуть тогда, когда нам нужно. Кроме того, для осуществления этой идеи понадобилось бы очень сложное и тяжелое устройство, которое создавало бы вибрацию. Оно могло бы оказаться еще тяжелее, чем сама опора.

3. Предотвратить образование ледяной корки на антенне.

Кто-то из вас попробовал подойти к решению проблемы с другой стороны. Вместо того чтобы очищать антенну от снега и льда, нужно предотвратить их накопление. Другими словами, вы предлагаете подавить проблему в зародыше. Логика понятна, и решение – теоретически – достаточно простое в исполнении. Можно было бы использовать гладкое покрытие вроде тефлонового, благодаря которому лед просто не держался бы на антенне. Но такое покрытие эффективно только при температурах выше минус 25 °C. Еще не придуман такой материал, который смог бы предотвратить накопление льда при более низких температурах. Возможно, кто-то из вас предложил смазать антенну маслом или жиром, чтобы к ней не приклеивался снег. К сожалению, при такой низкой температуре жир не только замерзает, но и ускоряет нарастание ледяной корки.

4. Накрыть антенну.

Быть может, вы прямо сейчас, пока изучаете этот список, на ходу придумываете новые решения. Например, кто-то размышляет о том, не создать ли какой-нибудь навес или корпус для антенны, чтобы на нее не падал снег и не образовывался лед. Но имейте в виду, что эту «крышку» придется крепить над антенной, и для нее тоже понадобится какой-то держатель – опора, каркас, колонна. Это наверняка увеличит вес всей конструкции.

5. Отказаться от использования опоры.

Быть может, вам в голову пришла радикальная мысль вообще не использовать опору и удерживать антенну в воздухе на нужной высоте с помощью какого-то другого материала или прибора типа заполненного гелием воздушного шара. Поверьте нам на слово, эта идея неосуществима. Антенна слишком тяжела для любого из существующих приборов, которые могут удерживать что-то в воздухе.

Можно было бы продолжить список еще несколькими популярными идеями, но давайте на этом остановимся. Хотя большинство людей предлагают именно такие решения, ни одно из них не способно успешно устранить противоречие. Идеи хорошие, но они не решают проблему в данной конкретной ситуации.

Более того, ни одна из них не является по-настоящему новаторской. Для этого она должна быть одновременно нестандартной и полезной. Полезность в данном случае подразумевает способность идеи решить поставленную задачу. Нестандартность означает, что мысль редкая и мало кто до нее додумался. К сожалению, большинство предложенных решений не выполняет ни одного из указанных требований.

Давайте посмотрим, в чем состоит сложность данной проблемы: опора должна быть одновременно прочной (чтобы удерживать антенну) и легкой (для удобства транспортировки). С конструкторской точки зрения увеличение прочности почти всегда приводит к увеличению веса. Это значит, что нужно создать одновременно тяжелую и легкую опору. Данное условие явно невыполнимо и объясняет, почему ни одно из предложенных выше решений не касалось конструкции самой опоры. Все участники опроса интуитивно понимали, что опора не сможет удовлетворить двум конфликтующим требованиям. Между тем наличие противоречия подсказывает нам, что не все потеряно, поскольку, если удастся его устранить, мы найдем действительно творческое решение (а не просто компромисс).

Давайте повторим трюк из истории с Александрийским маяком, но на этот раз воспользуемся техникой создания зависимости свойств. (Помните, что она подразумевает проведение связи между двумя ранее независимыми друг от друга переменными проблемы.) Одно из преимуществ данной техники заключается в том, что, когда применяешь ее к ложному противоречию, сразу становится очевидным способ его устранения.

Итак, давайте создадим зависимость между прочностью и временем. «Временем?» – удивитесь вы. Но время не является переменным фактором в данной проблеме! И все-таки является. Вспомните наше противоречие: опора должна быть одновременно прочной и легкой. Как это обычно бывает, слабое звено ложного противоречия – соединитель. Подумайте сами: действительно ли оба требования (прочность и легкость) должны выполняться одновременно? Нет. Опора может быть и прочной, и легкой – но не одновременно.

Вот! С помощью техники создания зависимости свойств мы только что выявили наше неявное допущение (вес и прочность опоры все время будут постоянными), выделив слабое звено. Теперь можно переходить к формулировке решения.

Почему нам было так трудно обнаружить это допущение? Потому, что мы редко рассматриваем время как переменный фактор проблемы. Мы привыкли воспринимать мир (и существующие в нем проблемы) статичным. Возможно, потому, что когда-то заучили, что время – постоянный компонент всего сущего.

Мы знаем, что время играет важную роль в задаче с опорой для антенны. В какой-то момент времени ее производят, позже транспортируют к месту установки и еще позже устанавливают и эксплуатируют. А что произойдет, если создать зависимость между временем и прочностью опоры? Противоречие исчезнет.

Вот как это работает. В традиционных методах проектирования вес (и прочность) опоры не является функцией времени. А что, если прочность опоры будет зависеть от времени? Когда нам нужна прочная опора? Только когда есть снег и лед. Все остальное время нам нужна легкая опора. Регулируя вес опоры в зависимости от времени, мы устраняем слабое звено. Как и в примере с дорожными указателями, опора будет прочной (тяжелой) только тогда, когда на ней будет накапливаться снег и лед, это позволит военным без хлопот доставить ее в горы к месту установки.

Итак, противоречие исчезло, и теперь перед нами стоит другая задача: как сделать опору, которая будет легкой во время транспортировки, но станет прочнее после установки на месте?

Не могут ли военные сами каким-то образом укрепить опору перед уходом? Пожалуй. Но если им придется нести с собой инструменты и строительные материалы, это нарушит требование заказчика по поводу легкости решения. Ведь кому-то придется взять на себя дополнительный вес. Если строительные материалы нельзя доставить к месту установки, значит, военным нужно будет использовать то, что там уже имеется. Это хорошо, потому что решение останется в пределах замкнутого мира. Нужно найти творческое решение внутри этого ограниченного пространства.

Что из доступных на месте установки ресурсов могли бы использовать военные для укрепления опоры перед уходом? Строительные материалы должны находиться в непосредственной близости от опоры. Они должны безупречно выполнять свою функцию под воздействием снега, льда и ветра. Не забывайте, что обслуживать антенну никто не будет.

Итак, что мы имеем? Помимо земли и воздуха, вокруг полно снега и льда. Могут ли военные соорудить что-то такое, что заставит лед намерзать не только на антенне, но и на самой опоре? Что-нибудь, что будет укреплять ее по мере накопления снега и льда? Если бы мы придумали, как это сделать, то нашли бы редкое, оригинальное и, возможно, даже революционное решение.

Вообще-то инженерам из компании-подрядчика это удалось. Они сделали поверхность опоры не гладкой, а шероховатой, благодаря чему лед легко на ней задерживался. Лед – один из самых прочных материалов на планете. Слой льда толщиной 50 сантиметров на поверхности замерзшего озера выдержит вес целого танка, поэтому можно смело предположить, что покрытая льдом опора будет достаточно прочной, чтобы не согнуться под весом обледеневшей антенны. Какое изящное решение! Источник проблемы (лед) стал основой для ее решения. По сути, проблема решилась сама собой. И что особенно украшает данное решение, так это тот факт, что в нем использованы ресурсы из замкнутого мира самой проблемы.

(Кстати, идея с ветром понравилась нам по той же причине. Это решение тоже использовало ресурсы из замкнутого мира. И хотя идея оказалась неосуществимой, учитывая некоторые особенности ситуации, она тем не менее обладает всеми признаками творческого решения. Так что, если вы тоже до такого додумались, хвала вам! Может быть, вам помогла наша книга? Будем на это надеяться.)

Итак, мы пришли к выводу, что решение использовать лед для укрепления опоры – редкое (такое предложение высказывалось крайне редко) и оригинальное. Оно элегантно в своей простоте. Но, чтобы быть по-настоящему творческой, идея должна быть полезной. Осуществима ли она? Рентабельна ли? Если ответ на один из этих вопросов отрицательный, то от идеи придется отказаться. Но даже в таком случае самый важный итог этого процесса заключается в том, что у нас внезапно родилась совершенно новая идея, которая сможет конкурировать с другими возможными решениями. Остается лишь провести традиционный анализ и оценить остальные решения с точки зрения их осуществимости, надежности и стоимости.

В этом и состоит суть принципа замкнутого мира: открывать перед нами все больше и больше возможностей. Мы никогда не утверждали, что креативность превыше всего. Согласно правилам нашей методики, нужно принимать во внимание и другие характеристики возможных решений. Но, гарантировав себе разнообразие опций, мы в любом случае выходим из ситуации победителями.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.