ПЕРЕХОД ОТ АДМИНИСТРАТИВНОГО ПРОТИВОРЕЧИЯ К ТЕХНИЧЕСКОМУ 3 страница
и проводится следующая партия опытов и т.д. Затем картина
проясняется и через некоторое время удается решить
задачу.
В чем проблема? Мы теряем массу времени, труда и материальных
ценностей.
Пример.
Если учесть, что травление защитного слоя по аллюминевой
разводке - почти последняя операция в технологическом
процессе изготовления ИС, а сам цикл длится 3-4 месяца,
то потеря даже одной пластины кремния - это дорого.
А их теряли сотнями!
Что предлагается для ускорения получения положительного
решения?
Первое. Не надо бояться полученного результата, который
не укладывается в рамки наших знаний. Технология - это,
грубо говоря, "сборная солянка". В нее входит целый набор
разделов науки и техники и, пожалуй, поэтому при различных
соотношениях возможны абсолютно непонятные эффекты и
явления.
ФП1 выглядит следующим образом:
Оправка должна быть длинной для того, чтобы хорошо формировалась
проволока, и оправка должна быть короткой, чтобы пружина
хорошо сжималась.
ФП2:
Оправка должна хорошо взаимодействовать с проволокой, чтобы
пружина хорошо сжималась.
А как будет выглядеть ксиленное ТП?
Оправки нет, а ее функция выполняется. Это означает, что,
например, нужно придумать некий инструмент, который будет
сам формировать проволоку и спираль.
Несоменно одно - есть много различных подходов на
начальном этапе решения задачи, но, по-видимому, представленные нами
данные есть смысл опробывать очень широко.
Сомнение 7 и его реализация.
---------------------------
Случайность и закономерность. РТВ и АРИЗ - развитие
творческого воображения и алгоритм решения творческих задач.
На продолжении длительного времени развивается РТВ. По
образному выражению Г.С.Эльтшуллера "воображение для инженера -
это то же, что смелость для солдата". Несомненно, смелость решающему нужна.
Но с другой стороны, все методы, приемы, принятые в РТВ
работают на случайность. Мы задаем себе вопрос, находим некие
подсказки, и начинаем отвечать на них. Ответы, вообще-то
говоря, представляют собой некие литературные миниатюры, фантазии.
В процессе высказывания этих миниатюр, фантазий и возникает
смелость в мысли, смелость в высказывании, смелость в отстаивании
своих мыслей перед критиками. И это все? Или можно к этому
еще что-то добавить?
Не могу не напомнить, что в разных АРИЗ использовался оператор
РВС - размеры, время, стоимость. Главное, что в АРИЗ был элемент
случайности. Другое дело, что он стоял в первой части и не
всегда был эффективен. Но дело не в этом. Попытка была!
Сейчас, когда курс РТВ достиг некоторого совершенства и
занятия по нему дутг "на-ура", - он хорошо воспринимается,
его хорошо слушают, многие активно участвуют в отыскании
идей, - не пора ли ему найти более достойное место при решении
задач, нежели просто поработать с РТВ 8-10 часов и
поставить его либо в угол, либо на полку?
Возникают вопросы: где поставить РТВ и АРИЗ? Какова цель
этой операции?
Методы РТВ можно использовать буквально через каждые 2-3
шага АРИЗ. Цель этой операции - отвлечь чуть-чуть от задачи,
заставить поработать подсознание, и в то же время сам прием РТВ
направлен на расширение представления о задаче, ходе решения,
самого решения..
Почему именно сейчас встает этот вопрос - вопрос обьединения
РТВ и АРИЗ? Можно говорить о некотором насыщении обоих
подходов - РТВ и АРИЗ - они развиваются сейчас не так бурно, как
много лет назад. Можно воспользоваться приемом обьединения
альтернативных систем, основанных на двух категориях
диалектики - закономерности и случайности. В АРИЗ есть
элементы случайности, например, морфологическая таблица. Да
и решая задачу по АРИЗ, по независящим от нас причинам у
слушателей всегда появляются идеи. И это - хорошо.
Применение РТВ - это в какой-то степени "художественный метод
постижения", главная функция которого состоит в утверждении
значимости, важности, авторитета, внелогического познания, в
противовес авторитету логического /9/. И еще оттуда:"Задача
искуства состоит прежде всего в том, чтобы возвысить движение души
над движением рассудка".
В ходе решения задачи, несомненно, следует включать все
возможности человеческого мозга - сознание и подсознание,
логику и случайность, душу и рассудок и, естественно, эмоции.
Художники, писатели, поэты постигли двойственность, а
мы - инженеры - пока не совсем.
"Я - связь миров, повсюду сущих,
Я крайняя степень вещества;
Я средоточие живущих,
Черта начальна божества;
Я телом в прахе истлеваю,
Умом громам повелеваю,
Я царь, я - раб, я червь, я - бог!"
Г.Державин
А вот Николай Заболоцкий:
"Природы вековечная давильня
Соединяла смерть и бытие
В один клубок, но мысль была бессильна
Соединить два таинства ее..."
Сделаем более целенаправленное движение в обьединении логики,
закономерности и интуиции, случайности.
Е.Л.Фейнберг "Кибернетика, логика, искусство".
Сомнение 8 и его разрешение.
---------------------------
Представление о месте, причине и процессе возникновения
нежелательного эффекта или умеем ли мы ставить и решать научные
задачи.
Проводя занятия в народном Университете, ежегодно
рассказываю о решении некоторых научных задач, которые пришлось
решать самому.
Какого же вида эти научные задачи?
Например, инженер встречается с непонятным эффектом,
явлением в технологичских процессах, изучая виды брака при
различных обработках, выхода из строя приборов и т.д. и т.п.
Однако, по моим наблюдениям, обычно этой темой никто не
интересуется. Обычно из 40-50 человек лишь единицы проявляют
слабый интерес, остальные, что называется, "глухо" прослушают
все рекомендации, примеры, и вопрос на этом считается исчерпанным.
Почему такая незаинтересованность?
Это может быть, в первом приближении, по двум причинам:
Первая - лектор, преподаватель не смог заинтересовать
слушателей темой, не сумел привлечь их внимания, не смог дать
почувствовать вкус к неизвестному, зажечь инстинкт охотника
за незнаемым, непонятным. Между вещающим и внемлющими не
состоялось истинного взаимодействия: один отдает - остальные
берут.
Вторая причина - это слушатели. Возможны они не готовы
к восприятию такой темы, никогда не сталкивались с такими задачами,
либо ограждены так называемыми психологическими барьрами -
это не наша область деятельности, это нам не надо, и, наконец,
нам это не интересно. Сам по себе факт неприятия опыта решения
научных задач вначале меня не задевал, я к нему относился спокойно.
Но по прошествии порядка 10 лет преподавания этот вопрос меня
начал волновать: кто виновт - я или они?
Я начал вспоминать свои исследования в области полупроводников,
технологии, физики, беседы с целым рядом сотрудников, с
которыми пришлось работать, обсуждать, спорить по различным
проблемам научных задач, гипотез, результатов, и пришел
к неутешительному выводу - есть небольшое число инженеров,
которые могут зажечься, заинтересоваться прблемой до такой степени,
что эта проблема, научная задача, становится для них
частью жизни.
Есть люди, которые умеют играть в шахматы, но никогда
не играют. Почему? "Я не люблю проигрывать,- сказал один из
такой кагорты,- лучше не играть - меньше переживаний!"
Возможно, эта анология не совсем полная, но тем не менее,
многие инженеры не берутся за решение задач, боясь "проиграть" -
не решить эту задачу.
Несомненно, это предположение не единственное. Более
веское на мой взгляд, предположение заключается в отсутствии
интереса к задачам.
Ну, есть этот эффект, ну и что? Даже если мы его
обьясним - что изменится?
Если, решив техническую задачу, можно подать заявку
на предполагаемое изобретение, в крайнем случае, оформить
рационализаторское предложение, то в случае решения
научной задачи,- полагают некоторые,- можно лишь написать
статью, да ждать много лет ее публикации, если она пройдет
все рогатки, расставленные вокруг каждого журнала.
Однако, это не так. Можно привести массу примеров, из
которых можно вывести правило: решенная научная задача
сразу дает возможность улучшить технологию и конструкцию
обьекта исследования. И, более того, иногда не удается
сразу обьяснить эффект, а как его использовать /или избежать/ -
удается.
Небольшой пример.
При обработке пластин кремния было выявлено, что если
поверхности пластин обработаны различно - одна шлифованная,
другая - полированная - то пластинки деформируются, причем
всегда более грубо обработанная сторона - выгнутая /10/. Рис.2
К сожалению, мы не смогли обьяснить этот эффект сразу,
как только его обнаружили, но зато сразу предложили и
реализовали два решения: обрабатывать обе поверхности
одинаково и одновременную двухстороннюю обработку платин.
Позднее нам удалось обьяснить этот эффект, который
для стеклянных пластин был обнаружен Твайманом, и получил
название "эффект Тваймана"..
Другое предположение, которое можно высказать по поводу
нежеланиярешать задачи - это нежелание заставлять себя
думать! Об этом говорил еще Г.Форд. И последнее: каждый,
наверное, сталкивался с такой ситуацией; когда начинаешь решать
задачу, то, действительно, ей уделяется в жизни большое
значение - и дома и на работе.
То есть, она захватывает решающего и не отпускает. А это
ведь не всем нравится. Надо вникать, знакомиться с новыми для
себя разделами науки, думать, думать...
Ища виноватых, признаем, что виноваты обе стороны - и
преподавтель, и слушатель.
Можно ли хоть как-то поправить это дело? Несомненно.
Но прежде отметим,- из опыта работы выяснено, что
движущей силой для решения научных задач могут быть:
- просто интерес - узнать, понять, выяснить.
- доказать окружающим: вот какой я! Я могу, а вы - нет!
/Завоевание лидерства, признанного лидерства/.
- боязнь. Вы поставлены в такие обстоятельства, что
необходимо срочно решение. От решения зависит ваше положение,
если хотите,- судьба, благосостояние и т.д.
- злость. Вас злит, что обьяснение эффекту или явлению, с
вашей точки зрения дано глупое, наверное, и вы в порыве злости,
принимаетесь за решение и находите его.
- доверие, уважение. Вам поручают, доверяют работу,
сопровождая поручение словами:"Только вы и сможете это
сделать!"
- оказать помощь. Вы видите, что люди не могу найти выход, Вам
хочется им помочь, и Вы находите решение.
- продемонстрировать окружающим, что они тоже могут.
Удовлетворить свое тщеславие произведенным эффектом, показать
фокус зрителям или зрителю.
- сомнение, "Вы должны постоянно сомневаться и проверять себя",-
говорил И.П.Павлов. Сомнения, сомнения...
Ниже мы приведем на каждый пример ситуацию, а пока рассмотрим,
какие есть подходы к решению задач, если стимул сработал...
Некоторые ученые говорят и настаивают на том, что обучить
решению научных задач нельзя. Почему? Они отстаивают точку
зрения о неповторяемости задач. Если для одной задачи найден
подход, метод, то он не может быть использован для другой
задачи. Он будет неэффективен, либо вообще неприложим, то
есть для каждой задачи должна быть своя мелодия, своя
партитура. Так, например, утверждает известный физик
Р.Фейнберг.
Однако, такой подход - одна половина, одна противоположность.
Он не позитивен, не дает возможности ожидать, надеяться, он
неинструментален. Более прогрессивен, по нашему мнению, Н.Бор,
который высказал, как об этом уже говорилось, прекрасную мысль,
рекомендацию, которую можно сформулировать достаточно кратко -
делай противоположный эксперемент!
После того, как эта идея овладела нами, все работы
проводились с ее учетом. Мне приходилось решать научные
задачи, и обычно они требовали громадных усилий и
многочисленных эксперементов, и никогда не было уверенности,
что я действую правильно. Ведь надо было не только мне
самому понять, но и убедить других в правильности полученного
решения. А это, оказывается, не просто!
Прежде чем перейти к изложению решения задач, посмотрим,
как решают задачи такого вида.
1. Возникновение задачи.
В процессе работы в технологии, либо в других каких-либо процессах,
возникает результат, не соответствующий нашим представлениям,
а проще говоря - брак, который требует обьяснения -
где он возникает, что к нему приводит, каков механизм его
образования и как его резко сократить?
Можно найти причину и устранить нежелательный эффект,
устранить НЭ. Как?
Делается несколько различных эксперементов и, если повезет,
задача по устранению НЭ будет решена
Тем не менее бывает, что задачи решаются долго. Применяют
различные ухищрения, нежелательный эффект исчезает. Затем
опять появляется и требует решать задачу.
Отметим, что, естественно, желательно познакомиться по литературе
с исследуемым явлением, а также посмотреть, если есть такая
возможность,- а что делается на соседних цехах, на
родственных предприятиях?
Например, аллюминевая разводка на интегральных схемах (ИС)
в процессе травления защитного окисного слоя иногда чернеет -
то есть происходит подтрав аллюминия. Этот вид брака переодически
возникает и исчезает. Было найдено несколько решений, которые
уменьшали этот вид брака, но он снова появлялся.Рис.3.
2.Появление результатов, не соответствующих нашим
представлениям - это не что иное, как противоречие между
теорией /нашими знаниями, понятиями и представлениями/ и эксперементом.
Это так называемое первое противоречие. Его обычно не
формулируют, но интуитивно видят.
3.Сразу, как только получен нежелательный результат, многие
начинают генерировать идеи - гипотезы,- почему это получилось?
Тут же возникают предложения: что надо сделать, чтобы
избежать НЭ. Часто бывает и другая ситуация - никто не знает
что делать. Все чего-то ждут.
4.Проводят намеченные эксперементы в соответствии с выдвинутыми
гипотезами и либо-либо. Чаще всего результат отрицательный,
и проводится следующая партия опытов и т.д. Затем картина
проясняется и через некоторое время удается решить
задачу.
В чем проблема? Мы теряем массу времени, труда и материальных
ценностей.
Пример.
Если учесть, что травление защитного слоя по аллюминевой
разводке - почти последняя операция в технологическом
процессе изготовления ИС, а сам цикл длится 3-4 месяца,
то потеря даже одной пластины кремния - это дорого.
А их теряли сотнями!
Что предлагается для ускорения получения положительного
решения?
Первое. Не надо бояться полученного результата, который
не укладывается в рамки наших знаний. Технология - это,
грубо говоря, "сборная солянка". В нее входит целый набор
разделов науки и техники и, пожалуй, поэтому при различных
соотношениях возможны абсолютно непонятные эффекты и
явления.
Негативные эфекты - ему приходится быть в компаниях,
где пьют и курят. Ему предлагают, - он отказывается. Он не такой,
как все, как большинство. Это раздражает окружающих.
Взаимоотношения усложнены.
Если никуда не ходить, то возникает чувство одиночества,
нужна своя среда, а ее нет.
Он думает о будущем детей. Он начинает высказываться на эту
тему, чем вызывает негодование окружающих, ибо он - укор всем
молодым.
Несколько человек, познакомясь с идеей сохранения генетики
потомства, начинают переживать: а как у них будет, почему
они не задумывались об этим, почему начали курить с 14-ти лет
и т.д. и т.п.
Последствия этих переживаний трудно предсказать, но они могут стать
самыми разнообразными: от отказа иметь детей до ...
Последний пример
Нами был разработан так называемый дублированный фотошаблон.
Наша цель, задача состояла в том, чтобы повысить качество
интегральных схем, если получится - то повысить процент
выхода годных ИС. И все! Мы ни очем другом и не думали.
Что же оказалось на практике?
Положительные сверэффекты:
- ДФШ заменил 10 обычных фотошаблонов.
- Если меть большое желание, можно довести замену до 20.
- Не нужны дорогостоящие заготовки, стоимость которых - 10 рублей
за штуку /для ДФШ - 10 копеек/.
- Экономический эффект только за один год по одной ИС составил
400 тысяч рублей.
- По всем предприятиям это составит десятки миллионов рублей.
Негативные сверэффекты:
- Потребовалось приобретать тонкие покровные стекла
- Организовать участок полировки стекла
- По экономическим показателям цех не заинтересован в выпуске
ДФШ
- Надо сократить численность рабочих
- Надо повысить квалификацию рабочих
- Надо устроить на работу тех, кого сокращают
- и т.д. и т.п.
Можно отметить, что есть два направления исследования
сверхэфектов: это непосредственно возникающие сверхэффекты в ТС,
в технологии, и сверхэффекты, последствия которых возникают при
взаимодействии ТС и технологии с обществом, отдельными его членами,
с окружающей его средой, экологией, экономией и, наконец,
с псилогией людей. Несомненно, что оба эти напрвления взаимодействуют,
переплетаются и нам, по возможности, следует рассматривать их
совместно.
Надо подчеркнуть, что оба направления еще не разработаны.
Они находятся только на том уровне, что они нужны и ими надо
заниматься. Собственно это вопрос прогноза - что нас ожидает,
если мы сделаем то-то и то-то. Тем не менее уже сейчас можно говорить
о том, что решить задачу, найдя идею, следует посмотреть, как
будет работать ТС с теми усовершенствованиями, которые мы введем,
как будут работать смежные элементы, как изменится технология,
надежность, загрязнение окружающей среды, каково качество ТС и
продукции, выпускаемой по новой технологии.
Надо посмотреть, какие СЭ, положительные и отрицательные
возникнут у себя, у группы лиц, в коллективе, в обществе,
в организации, в заработной плате, взаимоотношении, лидерстве.
Конечно, это не все, но даже этого на первый случай достаточно,
чтобы чуть-чуть увидеть дальше, чем сейчас /14/.
АРХИЕРЕТИЧЕСКАЯ МЫСЛЬ.
Мысль, которую мы хотим сейчас высказать, на первый взгляд является
еретической и противоречит всей ТРИЗ. Но это только на
первый взгляд.
В действительности нам представляется, что мы должны
обьединить две альтернативные системы - АРИЗ и МПиО.
"Это-кощунство," - могут сказать и скажут многие. Но что же
делать, если мы с вами в основном мыслим не линейно, а
все же более разбросано, по кругу. В начале мы говорили, что мыслим как
бы по кругу. На самом деле, конечно, это происходит значительно
сложнее. Мы думаем не только по кругу, но и линейно, перескакиваем с одного
на другое, держим в голове сразу несколько мыслей, подвержены
влиянию окружающего нас мира - мгновенно реагируем на то, что
видели или слышали, ощущали, - все это сразу приводит наши мысли на
другой уровень, переход, скачок от одних мыслей к другим и т.д.
В чем же состоит альянс, союз 2-х, обьединение АРИЗ и МПиО?
А вот в чем. Мы начинаем решать задачу используя АРИЗ,
но все время расширяем круг рассмотрения, возвращаемся к началу.
Используем все элементы АРИЗ, но не идем по линии, а все время
ищем решение, и это значительно расширяет наше представление о
задаче.
Мы отвлекаемся на приемы РТВ, оценку полученных решений
с точки зрения сверхэффектов. Таким образом перед нами
разворачивается панорама решений, их много, мы чувствуем себя не
как пригвожденные к тачке, которую надо тянуть, а как
художник рисующий обьемную картину со всеми нюансами
окружающего мира. Вся палитра красок - вся ТРИЗ - задействована.
"Каждый шаг - это нота ! Для того, чтобы сочинить произведение,
найти решение, следует пользоваться всеми нотами, а не
последовательно гаммой, нужно применять аккорды...
В такой последовательности человек начинает ощущать творчество,
видеть много решений, не цепляться за одно, как бь чрезвычайно
верное и непогрешимое, а видеть весь спектр решений со всеми
переходами от одного цвета к другому.
Приведу один пример, хотя ими можно иллюстрировать дорогу
изобретателей.
Я нашел решение для ДФШ. Я был уверен, что единственно
верное решение и больше эту задачу не решал. 3 года пытались мое решение
осуществить, проводя НИР, ОКР, но ...
В конце концов, исполнители поставили вопрос перед руководством,
что такой ДФШ для серийного производства сделать невозможно.
Именно тогда, получив удар "ниже пояса", я, придя домой, нашел
новое решение в течении 30 минут. 3 года и 30 минут!
И вот это решение и было реализоано.
А теперь поставим вопрос - можно ли было сразу найти решение?
Можно и нельзя. Если знать все НЭ, трудность изготовления, а это,
в общем, мы знали, но очарованные простотой /на первый взгляд/
полученного решения, находясь под гипнозом собственного
решения, идеи, мы даже и не помышляли о тех нежелательных
сверхэффектах, которые нас огорошили.
А если бы мы сразу нашли весь пакет решений, если бы мы
выбрали несколько из них - несомненно, весь цикл разработки и освоения
этих ДФШ был бы более короткий. /3/.
ФОТОШАБЛОН ДУБЛИРОВАННЫЙ
Отделом фотошаблонов разработана конструкция фотошаблонов
повышенной износостойкости. Достоинством конструкции
является малая вероятность повреждения фотошаблонов в процессе
эксплуатации и, как следствие этого, сохранение высокого
качества фотолитографии при контактной печати.
Опыт использования таких фотошаблонов в цехе
для межслойной изоляции ИС подтвердил повышение их срока службы
в 6-8 раз с одновременным повышением выхода годных ИС.
Конструкция фотошаблона представлена на рисунке-5.
Фотошаблон содержит два топологических слоя, разделенным
защитным стеклом, толщиной около 100мкм. При повреждении
поверхностного слоя внутренний слой продолжает осуществлять
функцию маскирования, и дефект на пластину не передается.
Налчие двух маскирующих слоев гарантирует отсутствие
дефектов малых размеров /менее 1,0мкм/, не обнаруживаемых
при контроле фотошаблонов.
Из технологических соображений окна во внутреннем слое
выполнены с увеличением размера на 25-30мкм, что накладывает
ограничение на номенклатуру фотошаблонов, выполняемых в
дублированной конструкции. Наиболее эффективно
использование конструкции для темнопольных фотошаблонов
с большим отношением площади темного поля к площади светлого
/межслойная изоляция, контактные окна, защитные слои и т.п./
Цехом ведется освоение производства дублированных
фотошаблонов.
Рис.5
-----
10-18 мкм
---------
стекло
------
хром
----
защитное стекло
---------------
дефект
------
пластина с
фоторезистором
--------------
выступ
------
Хотелось бы обратить внимание на один важный факт. Нас
иногда наши противники упрекают, что мы с помощью ТРИЗ не
сделали крупных, больших изобретений. Где эта мера? Что есть
большое? Что такое крупное изобретение, а что - мелкое?
Где эта граница?
Если смотреть с точки зрения экономики, то разница есть.
Громадное количество решенных задач дает милионный экономический
эффект. Тем не менее, новые машины, станки, приборы, как
правило, тризовцы не создают. Почему? Это связано со
многими причинами, но не с тем, что нельзя это сделать,
получить решение. Примеры автора ТРИЗ показывают, что
новый ледокол никто даже не хотел обсуждать. А новый метод
изготовления стекла?! Ведь даже не поняли, о чем идет речь!
Тем не менее, предлагается в каждой задаче находить идею
решения на новом принципе,- физическом, химическом,
геометрическом или биологическом.
Если есть возможность, то следует эти идеи столбить -
подавать заявки и рекламировать идеи. Это позволит
показать всю мощность ТРИЗ и ее пользователей.
Пример. Решая задачу по ДФШ, мы вышли на идею
проекционной фотолитографии, но о ней никто и слушать не хотел.
Для того, чтобы понять новое, нужно быть к этому новому,
его восприятию готовым. А это не просто.
И последний штрих. Учение - всегда преодаление себя,
насилие над собой. Можно говорить, не всегда, не со всеми.
Но в большинстве случаев это так. Как сделать так, чтобы
большая часть времени обучения ТРИЗ и последующего ее
применения составляло все же не насилие над собой, а
доставляло желание и радость? Мне кажется, что для этого следует
вызывать у слушателей положительные эмоции, интерес,
соревновательность, поощрение, игру, то есть добиваться в процессе
обучения более естественного решения хода задач, присущего
человеческому мышлению, но в рамках стратегии ТРИЗ.
Можно использовать чувства о которых мы говорили. Это
интерес, желание доказать окружающим свое "я", боязнь,
злость, доверие, оказание помощи ближнему, показать фокус,
сомнение... Все эти чувства, одни сильнее, другие - слабее,
позволяют человеку заставить самого себя решать задачи.
рассмотрим первый пример, как решить задачу с помощью
кругового АРИЗ.
1 2 3 4 5 6 7 8
! ! ! ! ! ! ! !
! ! ! ! ! ! ! !
Сделать рисунок ------------------------ --- 9
и выразить задачу ! задача в ве- ! --- 10
в вепольной форме ! польной форме ! --- 11