Как превращать проблемы в возможности: пять инженерных решений, навсегда изменивших мир

Как превращать проблемы в возможности: пять инженерных решений, навсегда изменивших мир

Мыслить системно, превращать ограничения в возможности, находить решения самых сложных проблем — это навыки, которыми в совершенстве владеют инженеры. Иметь такие способности — значит быть успешным во всех сферах жизни, так что нам стоит поучиться у профессионалов.


Публикуем несколько историй из книги «Думай как инженер», которые убедят вас, что люди с инженерным складом мышления могут творить чудеса.


1. О банкоматах

Джон Шепард-Баррон был старомодным шотландцем с пытливым складом ума. Как гласит его история, однажды в середине 1960-х он на несколько минут опоздал в банк — тот закрывался на выходные. Шепард-Баррону срочно нужны были наличные, и он умолял менеджера открыть отделение, но тот отказался.


Будучи инженером до мозга костей, Шепард-Баррон решил, что должен найти способ снимать деньги со счета в любом месте и в любое время. Он работал управляющим директором в фирме, которая занималась печатью банкнот: сначала он отвечал за направление печати, а потом — за перевозки денежных средств на бронеавтомобилях.


Его следующим шагом стал поиск возможности автоматической выдачи денег. И он замкнул этот круг, изобретя банкомат. Как ему это удалось? «Я подумал о торговом автомате, который вместо шоколадок выдавал бы деньги», — пояснил Шепард-Баррон.


2. Об одноразовых подгузниках

Инженеру порой трудно угодить. Виктор Миллз терпеть не мог стирать тканевые подгузники, но в 60 лет ему приходилось это делать для своей внучки. По его словам, это занятие «слишком хлопотное».


Миллз был инженером-химиком и более 35 лет проработал в компании Procter & Gamble, где на его счету числилось несколько замечательных изобретений. Он придумал оригинальный процесс, останавливающий отделение масла от твердого вещества в арахисовой пасте; нашел способ избавиться от комочков во влажной смеси для выпечки кексов; разработал систему, позволявшую выпускать картофельные чипсы одинаковой формы и ровно укладывать их.


В то время в Procter & Gamble (P&G) пытались понять, как оптимально использовать недавно приобретенный целлюлозно-бумажный комбинат Charmin Paper. Дома Миллз раздражался из-за стирки тканевых подгузников, а на работе ломал голову над вопросом этого предприятия, пока ему не пришло в голову объединить решения обеих проблем: заняться выпуском впитывающей бумаги для подгузников.


Миллз попросил инженера из своего отдела Роберта Дункана помочь ему создать тестовую модель. Они складывали толстые прямоугольные стопки бумаги и вкладывали их в полимерную оболочку, чтобы получить надежный внутренний и внешний слой, не пропускающий влагу. Тестирование проводилось на кукле Betsy Wetsy, из которой брызгала струйка воды, что имитировало писающего ребенка. А дополнительные испытания проводились на внучке Миллза во время поездок.


В результате появился сенсационный продукт широкого потребления — Pampers. Став первым в мире успешным одноразовым подгузником, Pampers положил начало целой отрасли товаров по уходу за детьми.


Группа Миллза была не первой, кому пришла в голову идея создания одноразовых подгузников. Но именно ее старания увенчались успехом благодаря предложениям клиентов, которые учитывались при доработке продукта. Команда Миллза консультировалась с мамами, педиатрами, экономистами и специалистами-экологами.


У Миллза была коллега — Норма Бейкер, специалист по домоводству, прекрасно владевшая искусством общения с клиентами. Бейкер посоветовала Миллзу создать две модели застежек на подгузнике: на липучках и на булавках. Обе оказались эффективнее, чем полиэтиленовые трусики, особенно в жаркие дни.


Бейкер также сообщила, что мамы считали подгузники P&G слишком дорогими — целых 10 центов за штуку. Тогда Миллз нашел способ их массового производства по более низкой стоимости, ведь до этого их шили вручную десятками тысяч штук. В результате проведенных Бейкер опросов на местах выяснилось, что подгузники также должны обладать повышенной впитываемостью. 


Затем появилась новая категория потребителей одноразовых подгузников: пациенты в больницах.


История одноразовых подгузников — поучительный пример адаптивной разработки. Ради улучшения своего продукта инженеры общались с конечными пользователями. 


Это пример того, как социальное взаимодействие с клиентами может оказать принципиальное влияние на инженерные разработки.


3. О бутылочках с кетчупом

В 1869 году Heinz Company представила дизайн бутылки для кетчупа из прозрачного стекла. У этой стеклянной тары были очевидные преимущества: легкость в производстве и возможность увидеть, сколько осталось кетчупа.


Но имелась и досадная проблема: кетчуп с трудом вытекал из бутылки. Ее нужно было трясти, выковыривать кетчуп ножом или чем-то еще, проявляя при этом немалую настойчивость. 


Еще одной проблемой стал синерезис — отделение от основной массы кетчупа водянистой томатной сыворотки. Компании никак не давалось нужное решение, и тогда она обратилась к опыту потребителей. Исследование с участием детей от 6 до 12 лет показало, что им нравится рисовать кетчупом на тарелках. Эта идея вдохновила компанию Heinz.


Инженеры и дизайнеры Heinz много дней провели за работой с программами для моделирования и обсуждением компромиссов. И в результате упаковка кетчупа, спроектированная вверх дном и изготовленная из полиэтилентерефталата (ПЭТФ), стала реальностью. У крышечки был прочный формованный шарнир, а отверстие бутылки регулировало количество кетчупа.


Больше не нужно было лезть в бутылку острыми предметами или трясти ее, чтобы извлечь продукт. При каждом нажатии выдавливалась одна порция кетчупа. Надежная крышечка благодаря своей конструкции не позволяла водянистому веществу вытекать. 


Вид кетчупа и впечатления от него резко улучшились. Немного нажав на пластиковую бутылку, дети могли нарисовать у себя на тарелке улыбающееся солнце. Теперь художественные возможности были безграничны.


Идея использовать шарнир и конструкцию самозакрывающейся крышечки для кетчупа была не нова; так устроены многие флаконы с шампунем. Но подход Heinz к улучшению дизайна своего продукта — особенно таких эргономических характеристик, как удобство, легкость удержания и сжатия бутылки, ее мягкость, — основывался на данных, полученных непосредственно от конечных потребителей. 


При разработке товаров широкого потребления получение информации — всегда двусторонний процесс, даже если речь идет о проблеме, которая не является особенно острой.


4. О технологии считывания кодов

В 1959 году железнодорожные компании в США столкнулись с весьма досадной и неподатливой проблемой. В системе железных дорог насчитывалось почти 1,6 млн товарных вагонов, и компаниям нужно было знать точное местонахождение каждого вагона ежедневно в полночь, поскольку это влияло на доходы, но никакого способа отслеживания не было. Требовалось автоматизированное средство поиска и идентификации вагонов.


Примерно в то же время Дэвид Коллинз устроился на работу в отдел исследования операций в Sylvania, компанию по производству электротоваров. Коллинз, окончивший Массачусетский технологический институт со степенью магистра, обожал профессию инженера и даже в шутку говорил жене, что в следующей жизни писал бы сценарии для телевидения и кино, где инженеры были бы супергероями.


Коллинз узнал о проблеме с товарными вагонами от коллеги. В студенчестве Коллинз проходил стажировку на Пенсильванской железной дороге и разбирался в этой системе. «Задача меня увлекла, — вспоминал он. — И я начал подумывать об идее этого проекта».


На каждом вагоне обычно указывался горизонтальный серийный номер, представлявший собой сочетание кода компании (шесть цифр) и кода вагона (четыре цифры). Подобно традиции клеймения скота на западных ранчо, эти коды были разных цветов, отражающих свет — красный, голубой и белый — на неотражающем черном фоне. Кроме того, у кодов не было единой принятой ширины, шрифта и стандартного места размещения на вагонах.


Сами же вагоны различались по размерам: вагоны-цистерны, крытые вагоны, вагоны-платформы, причем на последних иногда перевозились полуприцепы высотой 2,7 м. Из-за этих расхождений любые попытки считывать коды с вагонов были сопряжены с трудностями. 


К тому же поезда двигались с разной скоростью. Для решения этих проблем явно требовалась технология динамического сканирования.


«Итак, хотя система маркировки применялась уже 50 лет, не было способа собрать эту информацию и привести ее в форму, пригодную для машинного считывания», — вспоминал Коллинз. Он начал работать над проектом в свободное время и в итоге заручился поддержкой начальника. Коллинз описывал ситуацию так: «Я как будто мастерил что-то в сарае на задворках фермы, и никому не было до этого особого дела».


У Коллинза возник замысел разработать систему оптических датчиков, которая бы посылала луч белого света к удаленному коду и расшифровывала отраженный при этом сигнал. 


Коллинз сосредоточился на главных элементах конструкции: размере участка с кодом (место, куда падает и откуда отражается свет), частоте сканирования (сколько раз в секунду код должен считываться, чтобы считаться точно) и глубине резкости (дальний предел считывания сканера).


Первые эксперименты стали чередой досадных неудач. Один из коллег-инженеров Коллинза, Фрэнк Стайтс, тоже тщетно пытался решить эту проблему, и тут на помощь пришла интуиция. Стайтс натолкнул Коллинза на мысль: «А почему бы не развернуть таблички с кодом набок?» Мысль оказалась удачной.


Вертикальное сканирование кодов — то есть расстановка элементов кода по принципу «перекладин стремянки», а не «кольев забора» — стало более выигрышным с технической точки зрения вариантом.


Вместо того чтобы направлять непрерывные лучи белого света на проезжающие поезда и получать при этом весьма сомнительные результаты, Коллинз разработал подвижный источник света с вращающимися зеркалами. Теперь его сканер стабильно распознавал структуру цветовых кодов и расшифровывал информацию о поезде. 


Но тут возник ряд вопросов. А будет ли этот сканер надежно работать при разных скоростях поездов? Возможно ли считывание в снег, дождь, туман? Повлияют ли на точность считывания загрязнения на поверхности кодов?


«В лаборатории это нельзя было выяснить, — рассказывал Коллинз. — Следовало “обкатывать” систему с настоящими вагонами в полевых условиях, но у нас не было личной железной дороги». Коллинз устроил тестовую площадку возле железнодорожной ветки, по которой перевозили материалы из Нью-Гемпшира для расширения федеральной автострады в районе Бостона. Обычно поезд пересекал эту площадку раз в сутки, и Коллинз усердно испытывал на сотнях грузовых вагонов свой сканер, который назвал KarTrak.


В последующие годы Коллинз значительно улучшил эффективность KarTrak, заменив белый свет на гелий-неоновый лазер. К 1967 году железнодорожная отрасль начала осваивать это нововведение.


Каков конечный результат? Многоцелевая технология считывания кодов на расстоянии.


5. О товарных штрих-кодах

В начале 1970-х недостатки управления товарными запасами серьезно вредили пищевой промышленности. Компании искали способ сэкономить деньги, и одна из идей сводилась к применению основанной на коде системы отслеживания продовольственных товаров. Комитет в составе топ-руководителей таких фирм, как Heinz, General Foods, Kroger, General Mills, Associated Foods, Fairmont Foods и Bristol-Myers, объявил конкурс предложений по разработке кода отслеживания. В 1971 году за эту задачу взялись в IBM.


Проект доверили Джорджу Лореру, и начальник поручил ему проверку кода в виде мишени, который за несколько лет до этого написал другой инженер. «Пару дней я пытался с ним экспериментировать, — вспоминал Лорер, — но вскоре убедился, что код такого вида не в состоянии удовлетворить требованиям пищевой промышленности».


Код должен быть не больше полутора квадратных дюймов (около 9,7 см²) и легко считываться и людьми, и электроникой. Кроме того, символ должен подходить для печати на продукции любых форм и размеров — например, кусках мыла, коробках с сухими завтраками и банках кофе.


Десятизначный код должен считываться в любом направлении с точностью как минимум 99,995%, то есть на каждые 20 тыс. проданных единиц товара допускалась только одна ошибка. 


Более того, следовало удовлетворить эти технические требования так, чтобы затраты на производство продовольственных товаров при этом не повысились. И Лорер начал работать над решением задачи в условиях этих жестких ограничений.


Рискуя потерять работу, Лорер пошел наперекор указаниям начальника и задался целью создать более эффективный подход. Разработанный им код состоял из 10 вертикальных черных и белых полосок разной ширины, расположенных подобно узору на шкуре зебры. Темные полоски поглощали свет, а белые отражали; оптический датчик воспринимал этот отраженный свет и преобразовывал его в электрические импульсы, которые обрабатывал компьютер.


Для демонстрации опытного образца Лорер нанял высококлассного питчера из софтбольной команды, и тот со всей возможной скоростью швырял помеченные кодом пепельницы с мягким основанием так, чтобы они пролетали над сканером. Код с каждого предмета считывался безошибочно. Более того, команда Лорера намного превзошла ожидания представителей пищевой промышленности: частота ошибок составляла всего 1 из 200 тысяч.


Итак, Лорер справился с задачей. Комитет по отбору кода пришел в восторг от изобретения Лорера и назвал его «универсальным кодом товара». В 1973 году он был принят в качестве отраслевого стандарта. 


Но через несколько недель возникла проблема «золотой курицы». В мясных отделах отсутствовал способ проверить, совпадает ли указанная на продукте цена с фактической ценой в базе данных магазина. Из-за этого компьютер иногда мог или уменьшить цену для покупателя на несколько центов, или завысить ее на тысячу долларов.


Лорер устранил проблему, добавив в универсальный код товара цифру для проверки цены. Со временем благодаря дополнительным испытаниям, улучшению печати этикеток и подробным кассовым чекам от подобных трудностей удалось избавиться, что привело к радикальным изменениям в управлении товарными запасами и в процессе расчета за купленные в магазине товары.


«Просто нужно сесть и продумать каждое из возможных решений, шаг за шагом, по очереди, и верить в то, что решение есть и вам по силам его найти, — сказал Лорер. — А не вздыхать по поводу того, что это невозможно».

По материалам книги «Думай как инженер». Издательство «МИФ»

Читайте также



поделитесь с друзьями ссылкой

 

Оставить комментарий

* - отмечены поля, обязательные для заполнения.
Опубликованные сообщения являются частными мнениями лиц, их написавших.
Редакция сайта за размещенные сообщения ответственности не несет.
Система Orphus
Все новости

Новости партнеров

Дорогие друзья!

Присылайте нам свои предложения и замечания по адресу:

support@u24.ru