Projekt współfinansowany przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka Raport z prac nad materiałem zebranym na spotkaniu #0 w projekcie Quality of Life Część 2 Wykorzystanie narzędzia Prognozowanie Technologiczne oparte na OTSM-TRIZ Raport został przygotowany przez członków zespołu ds. metodologii w projekcie QoL M. Słupiński e-mail: mateusz.slupinski@pwr.wroc.pl tel.kom. 51.31.81.296 D. Kucharavy 1
2
Raport z prac nad materiałem zebranym na spotkaniu #0 w projekcie Quality of Life Część 2 1. Wstęp Materiały zebrane na Spotkaniu #0 zostały opracowane przy pomocy dwóch głównych narzędzi: (1) System Dynamics (z ang. Dynamika Systemów) [1] i (2) elementów Prognozowania Technologicznego opartego na OTSM TRIZ [2]. Prace były prowadzone równolegle. W fazie końcowej skonsultowano wyniki otrzymane z wykorzystania obu narzędzi co przyczyniło się do opracowania końcowych wyników prezentowanych w części 1 Dynamika Systemów i części 2 Prognozowanie technologiczne. Jako bardziej czytelny sposób przedstawienia wyników prac nad zebranymi informacjami wybrano dostosowaną składnię System Dynamics, przedstawioną w Części 1. Część prac wykonana zgodnie z podejście Prognozowania Technologicznego opartego na OTSM TRIZ została zaprezentowana w (drugiej) części raportu. Prezentowane materiały mają cel informacyjny i sprawozdawczy; stanowią wsparcie dla materiału roboczego na spotkanie #1. 2. Wprowadzenie Sprzeczność Sformułowanie problemu jako sprzeczność stanowi jeden z trzech podstawowych postulatów klasycznej teorii TRIZ (z ros. Teoria Innowacyjnego Rozwiązywania Problemów). [3] Postulat podaje, iż każdy problem można przedstawić jako konflikt dwóch przeciwstawnych wartości parametru opisującego cechę danego elementu. W sprzeczności zmiana parametru głównego opisującego dany element wywołuje przeciwstawne efekty opisane parametrami. Przy jednym stanie parametru głównego wywołujemy w systemie efekt pożądany i niepożądany opisane odpowiednio parametrami #1 i #2. Przy przeciwstawnym stanie parametru głównego wywołamy w systemie także efekt pożądany i niepożądany ale tym razem dla przeciwnego zestawienia parametrów #1 i #2. (Rys. 3) Formułowanie sprzeczności składa się z kilku etapów. Kolejne etapy nazwano jako sprzeczność administracyjna, techniczna i ostatecznie, sprzeczność fizyczna. [4] Stopniowo, sprzeczności stają się bardziej dokładne i bliższe fizycznych efektów powodujących powstanie problemu. Sprzeczność administracyjna służy do najbardziej swobodnego przedstawienia problemu w formie sprzeczności, korzystając przykładowo ze schematu zaproponowanego na spotkaniu #0. (Rys. 1) 3
Raport z prac nad materiałem zebranym na spotkaniu #0 w projekcie Quality of Life Część 2 Rys. 1. Wzorzec schematu sformułowania problemu jako sprzeczności 2.1. Przykład formułowania sprzeczności przykład: tarcza bojowa Sformułowanie problemu jako sprzeczności administracyjnej: Chcemy aby tarcza bojowa była lekka, aby dawała jak największy komfort, ale jednocześnie chcemy aby tarcza bojowa nie była lekka (aby była ciężka) by miała jak największą wytrzymałość. Korzystając ze schematu przedstawionego na Rys. 1 powiemy: Jeśli zwiększymy masę tarczy bojowej to osiągniemy zwiększenie wytrzymałości ale nie możemy zwiększyć masy ponieważ obniża to komfort. Rys. 2. Wypełniony schemat sformułowania problemu jako sprzeczności Sprzeczność jako sposób wyrażenia problemu jest wykorzystywana w wielu podejściach do studiowania i rozwiązywania problemów. W teorii TRIZ sformułowanie problemu za pomocą sprzeczności jest punktem wyjściowym do całego szeregu technik i metod. Jedną z metod opracowanych w ramach rozszerzonej teorii TRIZ nazwanej OTSM TRIZ (OTSM tłumaczone z ros. jako Ogólna Teoria Silnego Myślenia) jest Prognozowanie Technologiczne (TF) (od ang. Technological Forecasting) bazujące na OTSM TRIZ. [2] Elementy TF są wykorzystane w projekcie Quality of Life (QoL). Dalsze precyzowanie sformułowania sprzeczności wykonywane jest w trakcie dalszych studiów. Sprzeczność techniczna precyzuje wyrażenia użyte wcześniej na poziomie administracyjnym Rys. 2 dokładniej opisując parametry zmieniające się w wyniku powstałej sprzeczności. 4
Raport z prac nad materiałem zebranym na spotkaniu #0 w projekcie Quality of Life Część 2 Rys. 3. Sprzeczność techniczna 2.2. Sieć sprzeczności Jedną z technik wykorzystywanych w TF jest sieć sprzeczności służąca agregacji informacji, uwypukleniu wzajemnych połączeń oraz pokreśleniu czynników kluczowych w rozpatrywanym problemie. W celu zbudowania sieci sprzeczności, pojedyncza sprzeczność przekształcana jest w uproszczoną formę. (Rys. 4) Rys. 4. Uproszczona forma sprzeczności przygotowana do włączenia do sieci sprzeczności Sformułowane sprzeczności łączone są pomiędzy sobą jeśli odnoszą się do tego samej cechy. (Rys. 5) W ten sposób cecha zyskuje na ważności na tle pozostałych cech. Jednocześnie patrząc na sieć sprzeczności widoczne jest pochodzenie pożądanej wielkości danej cechy. W sieci sprzeczności cały czas widzimy także sprzeczności, które uniemożliwiają nam w obecnej sytuacji jednoczesnego osiągnięcia pożądanych cech. Np. liczba uchwytów powinna być mała aby (domyślnie) masa tarczy bojowej była mała, ale jednocześnie liczba uchwytów powinna być duża by (domyślnie) zwiększyć komfort. Rys. 5. Początek budowy sieci sprzeczności Wraz ze wzrostem liczby przyłączonych sprzeczności część elementów sieci powinna ulec integracji i uogólnieniu. Uogólnienie jest tylko powierzchowne ponieważ zapis oryginalnych sformułowań cech podanych przez eksperta jest cały czas przechowywany. Oprogramowanie wykorzystane do konstruowania sieci sprzeczności umożliwia zagnieżdżenie kilku obiektów pod nową uogólnioną nazwą. (Rys. 6) 5
Raport z prac nad materiałem zebranym na spotkaniu #0 w projekcie Quality of Life Część 2 a. b. Rys. 6. Elementy zagnieżdżone; a. Cecha uogólniona; b. Cechy źródłowe Części budujące sieć dzielą się na dwie kategorie. Pierwsza to elementy, umieszczone w ramkach z ostrymi narożnikami. Elementy są cechami ściśle połączonymi i odnoszącymi się do systemu, który opisujemy np. tarcza bojowa, sektor ochrony środowiska, bezpiecznej żywności lub biotechnologii i farmaceutyków. Druga kategoria to cech krytyczne dla czynnika X (z ang. Critical to X features), umieszczone w ramkach z zaokrąglonymi narożnikami. Cechy krytyczne odnoszą się bezpośrednio do naszego pożądanego, nadrzędnego elementu X np. jakości życia, nowoczesnej tarczy bojowej. Proces integracji elementów i cech krytycznych powinien być prowadzony w ścisłej współpracy z ekspertami. Uwarunkowania projektu QoL spowodowały jednak konieczność wypracowania skondensowanej sieci sprzeczności na podstawie własnej pracy członka zespołu ds metodologii. Efekt prac zostanie skonsultowany z ekspertami dopiero w czasie spotkania #1. Integracja elementów i cech krytycznych dąży do etapu kiedy liczba cech krytycznych zostanie ograniczona do około 7 +/ 2. Świadczy to o osiągnięciu etapu w którym dobrze zaprojektowana sieć sprzeczności jest dostosowana do zdolności percepcyjnych człowieka. Sieci sprzeczności dla poszczególnych obszarów zamieszczone zostały w odpowiadających aneksach: Aneks 1 Ochrona Środowiska Aneks 2 Bezpieczna Żywność Aneks 3 Biotechnologia i Farmaceutyki Wersja w formacie pdf nie obsługuje otwierania węzłów zagnieżdżonych. Lista istotnych czynników zagnieżdżonych w cechach krytycznych dla jakości życia zamieszczone są w odpowiadających aneksach. 3. Dalsze kroki Po skonstruowaniu i integracji sieci, na Spotkaniu #1 przystąpimy do określenia zasobów potrzebnych do zrealizowania poszczególnych działań opisanych w sieci sprzeczności. Zaspokojenie wszystkich potrzeb, zgodnie z informacjami ekspertów, jest w obecnej sytuacji nie możliwe. Należy postawić pytanie, jakie zasoby są potrzebne do realizacji postawionych celów? Jednocześnie, zgodnie z tematem projektu, eksperci zidentyfikują zasoby i potencjał Dolnego Śląska, które umożliwią w przyszłości osiągnięcie cech krytycznych do polepszenia jakości życia. 6
Raport z prac nad materiałem zebranym na spotkaniu #0 w projekcie Quality of Life Część 2 Kolejnym etapem, kiedy znamy już pożądane cechy i zasoby jakie mamy do dyspozycji, jest określenie horyzontów czasowych realizacji poszczególnych kroków. Dzięki zależnościom pokazanym w sieci sprzeczności możliwe jest ułożenie mapy osiąganych cech krytycznych uporządkowanych względem czasu. Przedstawiony opis konstruowania i posługiwania się siecią sprzeczności odwołuje się w dużej mierze do założeń teoretycznych funkcjonowania tego narzędzia. Studiując sieci sprzeczności, sporządzone dla poszczególnych obszarów badawczych projektu QoL, możliwe jest uzyskanie wglądu w wiedzę przekazaną przez ekspertów i zebraną w jednym miejscu. 4. Podsumowanie Praca na spotkaniu #1 Do pracy na spotkaniu #1 wybrano schematy zbudowane z wykorzystaniem metody Dynamiki Systemów. Schematy te mają formę uproszczoną w celu przyspieszenia pracy na spotkaniu. Zgodnie z problemami przedstawionymi na spotkaniu #0, zależności przedstawione na schematach są niemożliwe do realizacji stąd problem. Skorzystanie z sieci sprzeczności daje inne, bardziej bezpośrednie spojrzenie na zależności pomiędzy przyczynami i problemami, w porównaniu ze schematami Dynamiki Systemów przedstawionymi w części 1. Bibliografia [1] G. Richardson and A. Pugh, Introduction to System Dynamics Modeling. Waltham: Pegasus Communications, Inc., 1981. [2] D. Kucharavy and R. D. Guio, "Technological Forecasting and Assessment of Barriers for Emerging Technologies," in IAMOT 2008, Dubai, UAE, 2008, p. 20. [3] H. Altszuller, Algorytm wynalazku. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1975. [4] G. Altshuller, "Algorithm of Inventive Problem Solving (ARIZ 85C)," In English: prepared by OTSM TRIZ Technologies Center (Minsk, Belarus), 1998 2002, 1956 1985. 7
Sieć sprzeczności dla obszaru Ochrona Środowiska Aneks 1 Sieć sprzeczności dla obszaru Ochrona Środowiska 8
Sieć sprzeczności dla obszaru Ochrona Środowiska Lista cech krytycznych dla X (X jakość życia) Obszar badawczy Ochrona Środowiska: 1. Ogólna poprawa zdrowia 2. Lepsze warunki dla budżetów domowych 2.1. Koszt dla mieszkańca, użytkownika 2.2. Ubóstwo społeczeństwa 3. Finanse i organizacja 3.1. Rozwiązania legislacyjne 3.2. Programy wsparcia 3.3. Zarządzanie wsparciem 3.4. Rozwiązania finansowe 4. Gospodarowanie odpadami 4.1. Ilość odpadów recyklingowanych 4.2. Ilość przetwarzanych osadów ściekowych 4.3. Zagospodarowanie odpadów z wywaru gorzelniczego 5. Słabe strony technologii 5.1. Czas budowy elektrowni kogeneracyjnych 5.2. Opracowanie nowych technologii 5.3. Braki w pokryciu siecią kanalizacji komunalnej 5.4. Istniejące zasoby do przeróbki węgla 6. Zanieczyszczenie powietrza 6.1. Zmniejszenie zużycia energii 6.2. Efektywne spalanie 6.3. Emisja CO 6.4. Emisja CO2 6.5. Emisja SO2 6.6. Emisja NOx 7. Usługi badawcze 7.1. Granty na badania naukowe 7.2. Doświadczenie naukowców w problematyce zanieczyszczeń powietrza 7.3. Modelowanie np. symulacja powodzi, modelowanie rozprzestrzeniania zanieczyszczeń 7.4. System wczesnego ostrzegania 8. Efekty uboczne 8.1. Dzikie wysypiska 8.2. Podniesienie cen produktów po wprowadzeniu zielonych technologii 8.3. Niska wartość opałowa osadów ściekowych 8.4. Zakłócenia dla lokalnych mieszkańców wywołane przez selektywną zbiórkę odpadów 9. Zarządzanie terenami zalewowymi 9.1. Ochrona przed podtopieniem 9.2. Retencja wody 9.3. Naturalne tereny zalewowe 9.4. Siedliska ludzkie w strefie zagrożenia powodzią 10. Jakość środowiska 10.1. Jakość wód 10.2. Jakość gleb 10.3. Ochrona ekosystemów 11. Świadomość 11.1. Edukacja dorosłych 11.2. Edukacja dzieci 11.3. Opór mieszkańców w sąsiedztwie nowych rozwiązań 12. Koszt produkcji produktów społecznie użytecznych 9
Sieć sprzeczności dla obszaru Bezpieczna Żywność Aneks 2 Sieć sprzeczności dla obszaru Bezpieczna Żywność 10
Sieć sprzeczności dla obszaru Bezpieczna Żywność Lista cech krytycznych dla X (X jakość życia) Obszar badawczy Bezpieczna Żywność 1. Czynniki skali działalności 1.1. Cykle produkcyjne w hodowli bydła ras mięsnych 1.2. Braki w łańcuchu dystrybucji ekologicznej żywności 1.3. Wysoka cena ekologicznej żywności 1.4. Niski dochód z upraw ogrodniczych 2. Produkcja bezpiecznej żywności [produkty i ilość] 2.1. Lokalne wytwarzanie żywności 2.2. Liczba eko farm produkujących bezpieczną żywność 2.3. Liczba bydła ras mięsnych 2.4. Promocja bezpiecznej żywności 3. Ograniczenia prawodawstwa 3.1. Ograniczenie pogłowia 3.2. Przepisy do produktów odzwierzęcych 4. Marketing [zróżnicowanie aktywności] 4.1. Wsparcie 4.2. Skoordynowanie działalności 5. Świadomość [dane dostarczone do ludzi] 5.1. Świadomość społeczeństwa 5.2. Zainteresowanie wśród rolników 11
Sieć sprzeczności dla obszaru Biotechnologia i Farmaceutyka Aneks 3 Sieć sprzeczności dla obszaru Biotechnologia i Farmaceutyka 12
Sieć sprzeczności dla obszaru Biotechnologia i Farmaceutyka Lista cech krytycznych dla X (X jakość życia) Obszar badawczy Biotechnologia i Farmaceutyki 1. Zasoby ludzkie specjalistów [na mieszkańca] 1.1. Kadra zarządzająca 1.2. Wykwalifikowani kontrolerzy 2. Świadomość [dane dostarczone do ludzi] 2.1. Świadomość 2.2. Uwarunkowania polityczne 3. Gospodarowanie finansami [zróżnicowanie celów] 3.1. Optymalizacja wydatków 3.2. Rozdysponowanie środków 3.3. Wsparcie badań biotechnologicznych 3.4. Dotacje 3.5. Koszty leczenia 4. Jakość świadczeń medycznych [zadowolenie] 4.1. Dostępność 4.2. Efektywność terapii 4.3. Profilaktyka 4.4. Czas oczekiwania 4.5. Higiena na oddziałach szpitalnych 4.6. Poziom dbałości o zdrowie społeczeństwa 4.7. Wyleczenia 5. Oczekiwana długość życia [lata dla M,K] 5.1. Oczekiwana długość życia 5.2. Przeżycie 5.3. Śmiertelność 6. Podstawowe elementy konieczne do rozwoju 6.1. Technologie 6.2. Szczegółowa wiedza na temat nowotworów 6.3. Autoryzacja produktów medycznych 6.4. Transfer nauka praktyka 6.5. Potencjał rozwojowych przedsiębiorstw 7. Zarządzanie ryzykiem 7.1. Podział ryzyka przy inwestowaniu w nowe technologie 7.2. Ryzyko niepowodzenia rozwoju nowych leków na raka 8. Czas reakcji na potrzebę 13