Гуру Мадхаван - Думай как инженер. Как превращать проблемы в возможности

• Название: Думай как инженер. Как превращать проблемы в возможности
• Автор: Гуру Мадхаван
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-00100-035-8

Разум человека способен не только дарить чудеса инженерной мысли, но и находить новые способы решения различных проблем повседневной жизни и бизнеса. В этой книге описывается философия инженерного мышления, которая стоит за проектированием решений, основанных на системности, ограничениях и компромиссах.

Книга предназначена для всех, кто хочет с помощью системного мышления научиться решать сложные, комплексные задачи.

На русском языке публикуется впервые.

---

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.

3

Как-то утром в 1970-х Джордж Лорер, сидя в своем «Шевроле» цвета «зеленый металлик», движущемся по окружной дороге в Северной Каролине, вспоминал, как они с бывшим однокурсником путешествовали автостопом по Восточному побережью после окончания колледжа. У них не было ни гроша, и они отчаянно искали работу. Тогда, в начале 1950-х, инженеры практически не пользовались спросом на рынке труда. И Лорер был готов взяться за любую работу, где платили бы больше 1,5 долл. в час. Перед собеседованиями Лорер заходил в местный полицейский участок и просил разрешения умыться в туалете. Спустя несколько месяцев он таки получил заветную работу в IBM, где и прошла вся его карьера.

Сейчас Лорер уже пенсионер; спокойный, чем-то похожий на актера Хэла Холбрука, голливудского ветерана, человек: бледная кожа, серебристая седина и густые брови. Кабинет в загородном доме Лорера в Северной Каролине напоминает мастерскую и выдает в нем человека разносторонних интересов. Чего там только нет: и коллекция механических инструментов и электронных деталей, и технические руководства, и книги на разнообразные темы – например, «Все о сварке», «Столярные работы в саду», «Альбом американских марок», «Основы кузовного ремонта и покраски автомобилей», «Руководство пользователя TurboCAD» и «Делаем авиамодели с нуля». А к потолку подвешена авиамодель.

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 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» (Universal Product Code, UPC). В 1973 году он был принят в качестве отраслевого стандарта.

Но через несколько недель возникла проблема «золотой курицы». В мясных отделах продовольственных магазинов 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, причем вероятность таких ошибок была одинаковой. «Мы узнали еще один факт, на сей раз – о человеческой натуре. – заметил Лорер. – Большинство людей были готовы проявить снисхождение к милой молоденькой кассирше, если она брала с них 1,98 долл. за товар стоимостью в 1,89 долл., но не желали прощать машину, которая назначала цену в 99,99 долл. за полкило курятины, хотя столь грубая ошибка никогда не прошла бы незамеченной. Просто люди не прощают ошибки машинам».

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, по сути, 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».

4

В конечном итоге технология сканирования – детище Дэвида Коллинза, и универсальный код товара, разработанный Джорджем Лорером, появившиеся при разных обстоятельствах абсолютно независимо друг от друга, были сведены воедино. Результатом такой комбинации стал штрихкод. Это произвело настоящий переворот в организации торговли и заложило основу современной системы цепочки поставок. Внедрение штрихкодов открыло дорогу для целого потока новых, раньше просто немыслимых областей практического применения, воспринимаемых сегодня как само собой разумеещееся.

Все скоропортящиеся товары – от калифорнийских авокадо до эквадорских бананов – теперь приобрели не поддающееся порче «удостоверение личности», заключенное в штрихкоде. Это произошло благодаря умению таких инженеров, как Коллинз и Лорер, превращать проблемы в возможности. Они целенаправленно, последовательно, делая ошибки и устраняя их, не теряя связи с реальностью, шли к своей цели. И этот процесс был так же важен, как и сама первоначальная идея.

Инженеры помогают создавать пространства решений – комплексы возможностей, предлагающие новые альтернативы, преимущества и блага цивилизации, что заставляет нас переосмысливать свой уровень жизни. Инженерия вносит вклад практически во все аспекты современного мира и имеет далеко идущие последствия. Инженеры находятся в авангарде прогресса, двигают экономику вперед, определяют материальные условия нашего существования, облегчают наше взаимодействие с миром; их голоса беззвучно вплетаются в каждый разговор. И в этом заключается парадокс: инженерия вездесуща, но незрима. Обычно ее обсуждают, только когда разбивается самолет, прогибается мост, разрушается здание или дает сбой какая-то технология.

Это очень точно подметил Джон Сибрук из New Yorker: «Мало кто из жильцов современных высоток знает, где расположены несущие колонны и как обеспечивается их устойчивость, а также к какой конструктивной системе относится их дом – монолитно-каркасной или с несущими стенами, и никто не вскрывает потолок, чтобы посмотреть особенности устройства перекрытий; все эти решения разрабатываются инженерами-проектировщиками здания. Анонимность инженера, спроектировавшего небоскреб, – это награда за его гениальность. Небоскребы вызывают такое восхищение отчасти и потому, что на них будто не действует сила тяжести: кажется, что им легко устремляться ввысь и для этого не прикладывалось никаких усилий». Взгляните вниз с самолета, летящего на высоте 6,5 км над землей, и все, что вы увидите, – это системы, сотворенные природой и инженерами.