Евристичні методи пошуку нових рішень

У філософській, психологічної, педагогічної та кібернетичної літературі під евристичними методами розуміються різні процедури, спрямовані на скорочення перебору варіантів [11]. Різні автори по-різному характеризують кількість існуючих евристичних методів (одні автори називають кілька базових, інші говорять про сотні методів).

Евристичні методи збільшують ймовірність отримання працездатного — але не завжди оптимального — рішення творчого завдання, що виникла, наприклад, через нерозробленості конкретної теорії, неповноти або недостовірності вихідних даних. Евристичні методи здатні знаходити рішення навіть у дуже складних, непередбачених ситуаціях, однак тут на ефективності вони поступаються точним алгоритмічним підходам.

ПРИКЛАД. «Тут ми повинні ввести два терміни і дати їх визначення, щоб розібратися у щойно порушеної проблеми. Перший з них — алгоритм. Алгоритм — це метод, який наказує, яким чином досягти поставленої мети. Типовий план польоту літака — це алгоритм. Інструкція: «Повернути на перехресті наліво, повернути праворуч на наступному, виїхати на вулицю Червоного лева і мій будинок буде в 120 метрах справа» — теж алгоритм. Метод добування квадратного кореня — теж алгоритм, як і програма роботи ЕОМ. Останнє дуже важливо, оскільки нам належить розібратися в деякої плутанини щодо можливостей комп’ютера. Комп’ютер може робити лише те, що йому точно вказано. Програміст, отже, повинен точно написати алгоритм, який би точно визначив роботу комп’ютера в наборі наявних у ньому даних і команд.

Інший термін, який нам знадобиться, — евристичний. Це не настільки часто вживане означає «забезпечує відкриття», нерідко перетворюється на ім'я іменник при переході від евристичного методу до «евристики». Евристика визначає метод поведінки, що допомагає досягненню мети, але який не може бути чітко охарактеризований, оскільки ми знаємо, чого хочемо, але не знаємо, як цього досягти, де лежить рішення. Припустимо, Ви хочете досягти конусоподібної вершини гори, закритою хмарами. У неї є вища точка, але у Вас немає точного маршруту. Вказівка «продовжуйте підйом» приведе Вас до вершини, де б вона не була.

Евристика приписує загальні правила для досягнення загальних цілей і в типових випадках не наказує точного маршруту до окресленої мети, як це робиться у випадку алгоритму. Перш за все, кількість маршрутів до вершини гори величезне і не настільки вже й важливо, який з них використаний (хоча, може, два і коротше, ніж всі інші) «[8, 59].

Вперше вчення про евристичні методи розроблено і введено в практику Сократом. Архімед у «Вченні про методи механіки» докладно описав способи розгляду і вирішення нових завдань. Відомо, що міжгалузевий фонд евристичних прийомів налічує близько 200 перевірених світовим досвідом рекомендацій щодо вдосконалення відомих або синтезу нових проектних рішень. Використання цих методів і прийомів допомагають вирішувати різні проблемні завдання, що виникають у людській діяльності.

Евристичні методи забезпечують виявлення, обробку і впорядкування системи закономірностей, механізмів і методологічних засобів конструювання нового завдання та цілеспрямованих способів діяльності на основі узагальнення колишнього досвіду та випереджаючого відображення моделей майбутнього з метою вирішення поставленої задачі найбільш ефективно [12].

Система евристичних методів вирішення завдань, як і знань взагалі, є системою відкритого типу, тобто з розвитком науки і техніки будуть з’являтися все нові і нові евристичні методи.

Процес рішення задач за допомогою методу евристичних прийомів складається з 5 послідовних етапів:

• 1. Постановка завдання технічної творчості.
• 2. Вибір відповідних прийомів на основі аналізу недоліків і дефектів прототипу і по досягається ефекту аналог передбачуваного винаходи і протиріч його розвитку.
• 3. Перетворення прототипу з допомогою вибраних прийомів і формування кількох нових технічних рішень.
• 4. Аналіз нових технічних рішень щодо здійсненності і ступеня ефективності використання.
• 5. Роботу етапів 2 — 4 виконують, вибираючи інші прототипи [12].

Досить повний список основних евристичних методів був опублікований у книзі Джонс Дж. К. «Методи проектування» [4, 324−325]:

Упорядкований пошук (застосування теорії рішень);

Вартісний аналіз;

Системотехніка;

Проектування систем «людина-машина» ;

Пошук кордонів;

Кумулятивна стратегія Пейджа;

Стратегія колективної розробки гнучких архітектурних проектів (CASA);

Перемикання стратегії;

Фундаментальний метод проектування Метчетта (FDM);

Формулювання завдань;

Пошук літератури;

Виявлення візуальних невідповідностей;

Інтерв'ювання споживачів;

Анкетне опитування;

Дослідження поведінки споживачів;

Системні випробування;

Вибір шкал вимірювання;

Накопичення і згортання даних;

Мозкова атака, мозковий штурм (А. Осборн);

Синектика (У. Гордон);

Ліквідація тупикових ситуацій;

Морфологічний аналіз (морфологічні карти, морфологічний скринька);

Матриця взаємодій;

Мережа взаємодій;

Аналіз взаємопов'язаних областей рішення (AIDA);

Трансформація системи;

Проектування нововведень шляхом зміщення кордонів;

Функціональний підхід, ФСА;

Визначення компонентів за Александеру;

Класифікація проектної інформації;

Контрольні переліки або списки контрольних питань (Д. Пойа, А. Осборн, Т. Ейлоарт);

Вибір критеріїв;

Ранжування і зважування;

Складання технічного завдання;

Індекс надійності за Квірку.

Безумовно, можна віднести до евристичних методів і різні моделі ТРИЗ.

Як згадувалося вище, велику цінність представляють зборів і фонди евристичних прийомів. Існують індивідуальні фонди евристичних прийомів, міжгалузевий фонд евристичних прийомів, які є головною складовою частиною методу евристичних прийомів, узагальненого евристичного методу.