Сергей Фаер - Траблшутинг: Как решать нерешаемые задачи, посмотрев на проблему с другой стороны

На стройке работают десятки бригад – одна вяжет арматуру, другая льет бетон, третья кроет крышу, – и надо, чтобы они еженедельно получали новые чертежи. Иначе – заведомый брак, который потом надо будет исправлять. Бригадирам говорят: придите, отдайте ваши старые чертежи и получите новые. Но они не хотят расставаться с ними – там у них написаны какие-то телефоны, имена, заметки. Не приходят, не берут, работают с неактуальными чертежами. Как вырвать из их рук старые чертежи?

ИКР-1: бригадиры сами выстраиваются в очередь, чтобы отдать старый чертеж и забрать новый.

Но при этом еще ИКР-2: бригадиры сами узнают, когда сменился чертеж.

В итоге получилось решение, привязанное к решению совершенно другой проблемы – необходимости учета мгновенной выработки. Ранее учетом занимался высококлассный специалист – он должен был несколько часов в день ходить по объекту, проверять, кто сколько сделал. Здесь мы тоже сформулировали ИКР: руководители бригад сами должны стремиться сдавать отчет каждый вечер. Первый шаг прост: бригадиры через онлайновую программу или терминал вносят информацию о выработках каждый вечер. Но как их мотивировать? Надо дать им что-то, имеющее для них ценность, но не стоящее компании ни копейки. Мы нашли решение: бригадиры могут получать зарплату раньше – не ежемесячно, а два-четыре раза в месяц. У каждого бригадира появился свой виртуальный рабочий кабинет, куда он вносит данные. И мы использовали ресурс – пароль от портала – для решения задачи об актуальности чертежей.

Когда мы сформулировали ИКР и нашли ресурс, решение стало очевидно: пароль от личного кабинета бригадира находится на чертеже. Как только изменился чертеж, автоматически меняются пароли у всех бригадиров, привязанных к этому чертежу. Бригадир пытается ввести данные, а система ему не позволяет. Тогда он сам прибегает в офис, говорит: «Дайте мне новый пароль», – и получает пароль вместе с новым чертежом взамен старого.

Пример из личной практики консультирования № 9: усовершенствование прибора для измерения уровня жидкого гелия

В 1990-х годах в России широко внедрялись медицинские приборы на основе сверхпроводимости для высокоточного измерения флуктуаций магнитных и электрических полей в теле человека. Сверхпроводимость достигалась охлаждением электрических проводников до температуры жидкого гелия (–259 °C). Один из таких приборов – магнитометр – достался и нашей научно-исследовательской лаборатории. Мы исследовали его как прототип на предмет создания промышленного образца отечественного производства.

Магнитометр представляет собой термос размером с человека. Он многослойный – внутри прочнейшего корпуса есть вспененный слой теплозащиты, вакуумное пространство, зеркальные экраны для отражения ИК-излучений и сама колба с жидким гелием.

Жидкий гелий стоит дорого. Поэтому, перед тем как закачать его, термос в несколько итераций охлаждали жидким азотом (–196 °C). И все равно такого охлаждения было недостаточно: залитый в термос гелий сильно испарялся и бурлил еще сутки. За это время внутренняя колба термоса охлаждалась до температуры жидкого гелия, и затем наступала стадия спокойного испарения. И только тогда можно было начинать эксперименты по измерению магнитного поля.

Мы провели испытания, и в целом магнитометр нас устроил. Кроме одной «мелочи»: были претензии к уровнемеру – электрическому прибору, который измерял уровень жидкого гелия и работал благодаря принципу сверхпроводимости. Основной элемент уровнемера – сверхпроводник непосредственно в колбе с жидким гелием. Его общее сопротивление зависит от того, какая часть проводника погружена в жидкий гелий, а какая находится в газообразном гелии.

Уровнемер, как выяснилось, имел следующие недостатки.

• Точность измерения очень низка. Особенно когда гелия оставалось меньше 15 % – тогда прибору вообще нельзя верить, а именно в это время нам нужны самые точные показания.

• Уровнемер надо выключать, так как в активном режиме часть гелия испаряется – мы тратим часть дорогого гелия на то, чтобы измерить, сколько его осталось!

• Стоит уровнемер несколько тысяч долларов. Мы же хотим производить аналогичный прибор со значительно меньшей себестоимостью.

Можно ли измерить уровень жидкого гелия другим способом? Поразмышляем…

По сути, термос – черный ящик, куда нельзя заглянуть и вводить посторонние вещества и энергию. Может быть, термос можно взвешивать? Нет, затруднительно: вокруг термоса куча проводов, шлангов, трубочек – это всё чревато искажениями. Пока откладываем это решение и ищем другие.

В идеале гелий сам должен сообщать, сколько его осталось. Без посторонних устройств, без проводов и дополнительного испарения.

Я представил себе бутылку с жидкостью. Больше жидкости, меньше… И вдруг вспомнил, как в детстве пил лимонад прямо из бутылки и дул в горлышко, чтобы создать звук. Звук всегда был разным и зависел от количества лимонада: меньше лимонада – звук глухой, больше – звонкий. Вот и идея: надо каким-то образом дуть внутрь термоса через отверстие, из которого выходит газообразный гелий, и измерять частоту выходящего звука. А если не дуть, а использовать внутренние ресурсы, которые в системе уже есть? Точно!

Гелий постоянно испаряется, попросту говоря, кипит. Это значит, что шума в колбе с гелием предостаточно. И внутри колбы в замкнутом пространстве будет образовываться стоячая звуковая волна. Остается только поставить микрофон в струю выходящего гелия и построить график зависимости частоты звука от уровня гелия.

Я подошел к термосу, в котором оставалось немного жидкого гелия, чтобы продумать идею с микрофоном. И начал решать задачу, как защитить микрофон от холода. Но оказалось, что уже в 20 см от выходного отверстия гелий не такой холодный. Я подставил руку под струю газа и понял: микрофон не понадобится – даже моя рука чувствовала пульсацию гелия. Я подсчитал: 80 ударов в минуту. Позже сделал замеры в течение одного цикла – от полной колбы с жидким гелием до пустой – и построил график зависимости частоты пульсации газообразного гелия от уровня жидкого гелия (рис. 1.5).

Кстати, уровень жидкого гелия мне пришлось замерять с помощью того самого дорогого уровнемера, который таки внес погрешность в мой график. Но это оказалось непринципиально: нам нужно знать уровень жидкого гелия только для того, чтобы понимать, когда он закончится, а такую информацию мой график дает безусловно. Дело сделано!

Результат