* * *
Если острая необходимость – мать изобретений, то кто тогда отец? Может показаться, будто идея создания банкомата появилась ниоткуда, но вряд ли это так. Объясняя характер озарений, приводящих к прорывам в какой-то области, некоторые специалисты по когнитивной психологии применяют замысловатый термин "оппортунистическая ассимиляция". Готовность ума к исследованию какой-то возможности – важная предпосылка к ее обнаружению. В процессе этой интеллектуальной алхимии задействованы подсознательные связи жизненных уроков и опыта.
Для инженеров типа Шепарда-Баррона особенно полезно такое эффективное понятие, как конструирование от обратного, то есть способность заранее представить желаемый результат и проектировать, отталкиваясь от него. Тогда озарение на самом деле – итог осознанного, методического планирования, лежащего в основе сочетания идей, опыта и возможностей. Том Питерс из Университета Лихай, чтобы дать определение упорядоченному процессу, в ходе которого идеи из различных областей жизни распознаются, созревают и сочетаются, а затем трансформируются в практические решения, использовал термин "матричное мышление" – сравнимое с передвижением идей по строкам, столбцам и диагоналям матрицы понятий.
В применении матричного мышления никто не может сравниться с Томасом Эдисоном. И хотя название этой концепции было ему неведомо, она сильно повлияла на его отношение к новым возможностям. Историк техники Бернард Карлсон, исследуя, как Эдисон делал изобретения, отмечает, что "его наброски – настоящий кошмар для изучения". Например, разрабатывая свою версию телефона, Эдисон не подписывал схемы.
Чтобы как-то в них разобраться, Карлсон решил как бы "переквалифицироваться в палеонтолога" и отнестись к каждому эскизу Эдисона как к ископаемому. Он просмотрел портфель патентов и продуктов изобретателя в поиске сходства и связей – от внешних атрибутов механизмов до более глубоких источников вдохновения – в надежде найти "общую мысленную модель", которая бы характеризовала мышление Эдисона. Карлсон выяснил, что Эдисон занимался не каким-то конкретным продуктом, а одновременно исследовал пять направлений. Один из примеров – то, как Эдисон пытался стимулировать прохождение электрического тока, применяя звуковые волны для активации электропроводника в магнитном поле. Во всей своей работе Эдисон демонстрировал отличное умение производить взаимную замену идей и инструментов, подобную взаимодействию между эволюционными процессами изменчивости и отбора – концепция, которая похожа на вариацию параметров Грибоваля. "Эти переносы часто напоминали прививки, применяемые селекционерами; у Эдисона они порой приводили к улучшению работы телефона, которым он занимался в данный момент", – отмечает Карлсон.
Ключевая разница в данной аналогии состоит в том, что эволюция, в противоположность инженерии, не ориентирована на достижение цели. В этом отношении разработки Эдисона относились скорее к искусственному отбору, чем к естественному. "Он исследовал самые перспективные направления создания продуктов, потому что был не просто селекционером в традиционном смысле слова, а скорее, инженером-генетиком, – добавляет Карлсон. – В отличие от традиционного селекционера, который должен работать с основными компонентами биохимического состава вида растений или животных, Эдисон мог существенно менять структуру конкретного телефона". Со временем Эдисон создал новые гибридные технологии, причем каждая очередная версия телефона была лучше предыдущей. А на более высоком уровне работу Эдисона можно сравнить с деревом, на котором вырастают новые ветки, как демонстрируют десятки схем его замыслов с четко определенными целями. "Эдисон исследовал не просто один тип телефона, а скорее, сеть возможностей", – заключает Карлсон.
Применяя подобную логику к разработке банкомата, можно сказать, что ориентированное на цель мышление помогло сформировать узконаправленную функцию: надежный способ выдачи наличных денег. Задумывая и анализируя систему и модули банкомата – от безопасности до хранения данных, – Шепард-Баррон мог бы, работая в обратном направлении, сформировать основу для того, что сейчас называется телематикой. Это система систем, объединяющая компьютерные, телекоммуникационные и транспортные технологии.
Первый банкомат был представлен публике в 1967 году в банке Barclays в северном Лондоне. Идею PIN-кода именно из четырех цифр – глобальный стандарт краткости, основанный на том, какой объем информации люди способны наверняка запомнить, – подсказала жена Шепард-Баррона. До появления дебетовых карт банкоматы обрабатывали только чеки, помеченные радиоактивным углеродом-14. Доверие публики к банкоматам значительно укрепилось после того, как их надежность была неоднократно доказана по всему миру.
Еще одна особенность банкомата, что это изобретение было ориентировано не столько на конструкцию, сколько на функцию. Если бы интерес Шепард-Баррона фокусировался исключительно на конструкции, ему представились бы неограниченные возможности. Он мог бы создать банкомат любой формы, вида и цвета. Но с учетом ограничений, которые накладывала его конечная цель – автомат, выдающий вместо шоколадок наличные, – ориентированный на конструкцию подход оказался бы неэффективным. А вот подход, ориентированный на функцию, позволял легко отслеживать продвижение к конечной цели. Череда успешных испытаний функций банкомата закрепила основные требования к его работе: надежность, конфиденциальность и безопасность.
Психолог Гэри Бредшоу пишет о важности акцентирования на функции при разработке самолетов. У Уилбера и Орвилла Райта ушло около четырех лет на создание первого опытного образца летательного аппарата. В то время как их конкуренты уделяли основное внимание конструкции крыльев, фюзеляжа и движущей силе, братья Райт сосредоточились на ключевых функциях: подъемной силе, тяге, сопротивлении и т. п. В духе понятия модульного мышления они решали каждую задачу на уровне подсистем, прежде чем переходить к следующему этапу монтажа, и при этом изобретали новые инструменты и методы измерения.
Рассмотрим пример одной из множества концептуальных преград, с которыми сталкивались братья Райт. Большинство их современников считали, что системы управления полетом действуют в двух измерениях. "Как будто самолет – это нечто сродни телеге, едущей по дороге, или кораблю, плывущему по морю", – объясняет Том Крауч, старший куратор Национального музея авиации и космонавтики Смитсоновского института и автор книги The Bishop’s Boys ("Парни епископа") – авторитетной биографии братьев Райт. Другие разработчики думали "о понятии летательного аппарата, которому свойственна устойчивость, то есть что при воздействии порыва ветра он автоматически вернется к устойчивому положению". А братья Райт усматривали в этом совершенно иную задачу. Крауч добавляет: "С самого начала они задавались целью разработать систему управления, обеспечивающую полный контроль над движением аппарата по каждой оси, причем все время". Контроль заменил собой устойчивость. "И это не так уж удивительно; ведь они были велосипедистами".
Братья Райт столкнулись еще с одной трудностью. Их воздушный винт хорошо зарекомендовал себя на практике, но не в теории, что заставило их обнаружить концептуальную базу. Как указывает Крауч, самый большой прорыв они совершили, "когда перестали думать об этой проблеме, заявив, что, по сути, пропеллер – это вовсе не воздушный винт; он не такой, как винт, входящий в дерево, а гораздо больше напоминает крыло и создает подъемную силу. Он не движется вперед по воздуху, а крутится, и эта подъемная сила превращается в тягу, двигающую самолет вперед". Итак, версия структурированного визуального мышления братьев Райт заключалась в том, чтобы думать о пропеллере как о вращающемся крыле. "Конечно, чтобы сделать такой интеллектуальный рывок, нужно буквально "увидеть" пропеллер как крыло, движущееся по спирали", – отмечает Крауч. Устраняя эти препятствия, братья Райт преследовали конечную цель – создать надежно функционирующий летательный аппарат.
У функциональных ориентаций Шепард-Баррона и братьев Райт (или Эдисона) есть одна общая черта. Ученый Брайан Артур из Института Санта-Фе называет ее глубоким мастерством; это способность основательно разбираться в различных функциональных возможностях и уметь эффективно их сочетать. "Суть глубокого мастерства состоит в знании того, что вряд ли сработает, какие методы применять, с кем общаться, какие теории учитывать и, самое главное, – как обращаться с явлениями, которые недавно обнаружены и еще плохо изучены", – пишет Артур. Подходы системной инженерии, лежащие в основе эффективности и надежности продуктов, от которых требуется высокая устойчивость к отказам, – таких как банкоматы и самолеты, – тесно связаны с глубоким мастерством.
В отличие от Эдисона, тщательно документировавшего и защищавшего свои идеи, самое важное в наследии Шепард-Баррона заключается, возможно, в том, что он не запатентовал свое изобретение. Он не хотел раскрывать информацию о системе кодирования из соображений безопасности, чтобы лишить преступников шанса взломать код. Он предпочел сделать ее коммерческой тайной, чтобы данная технология могла развиваться без обременения патентами. "Сила банкомата – в его простоте, основанной на древней социальной технологии самих наличных денег, существующей уже 27 веков, – говорит Майкл Ли, СЕО Ассоциации производителей банкоматов. – Поэтому примерно каждые восемь минут где-то в мире устанавливается новый банкомат". Бывший председатель Федеральной резервной системы США Пол Волкер сформулировал это удачнее всего: "Банкомат – это самая важная инновация в индустрии финансовых услуг".
3
В 1956 году с целью ознакомления с производственной деятельностью корпорации Ford Motor США посетила небольшая группа руководителей компании Toyota. В составе делегации был инженер-механик Тайити Оно, приехавший посмотреть, какой передовой опыт можно было бы перенять в разгар экономического спада в Японии после Второй мировой войны, которая нанесла тяжелый урон производственному сектору страны.
Гигантский размах конвейерного производства Ford Motor потряс Тайити Оно, но все же он посчитал его неэффективным. Почему? Дело в том, что у Ford оставались излишки запасов продукции, и это вынуждало компанию активно продвигать ее на рынке, чтобы продать. В аналогичной ситуации находилась и General Motors – ее подход тоже не соответствовал потребностям клиентов.
Тайити Оно исходил из собственного опыта работы в области производства ткацких станков в Японии, и интуиция подсказывала ему, что подход Ford Motor неправильный. Зачем выпускать избыточное количество продукции и ждать, пока клиенты раскупят ее? По возвращении Таийти Оно доложил о своих впечатлениях Эйдзи Тойода, одному из старших руководителей, который впоследствии возглавил компанию Toyota. Эйдзи был жестким человеком, приверженцем доктрин эффективности; он считал, что если взяться за дело серьезно, то можно выжать воду из сухого полотенца. Начало таким взглядам положил еще Сакичи Тойода – основатель группы компаний Toyota.
Сакичи привык полагаться на собственные силы и неоднократно перечитывал книгу "Самопомощь", которую в 1859 году написал шотландский реформатор Сэмюэл Смайлс. Работая над усовершенствованием ткацкого станка, Сакичи Тойода придумал станок, который останавливался при разрыве нити. Это усовершенствование дало толчок развитию автоматизации – теперь за работой большого количества ткацких станков мог следить один человек. Бизнес Сакичи Тойода процветал.
В начале 1920-х годов экономический рост в Японии оказался под угрозой. Причиной стало ужасное землетрясение силой 7,9 балла, обусловившее огромные разрушения на равнине Канто; погибли десятки тысяч человек. Железнодорожная сеть во многих местах была повреждена; не менее сильно пострадала и остальная транспортная инфраструктура. Столкнувшись с этими испытаниями, японцы вооружились оптимизмом и принципами самопомощи; в них же черпали вдохновение и японские компании.
Сын Сакичи, Киитиро Тойода, возглавил семейный бизнес в 1930-е годы. Опираясь на свой опыт в области станкостроения, Киитиро основал небольшую автомобильную компанию. Как же Toyota удалось со столь скромных стартовых позиций выйти в лидеры автомобильной отрасли?
Одним из переломных моментов в этом процессе стало посещение Тайити Оно магазина Piggly Wiggly в ходе поездки в США для ознакомления с деятельностью компании Ford Motor.
* * *
Самообслуживание всегда происходило в срок. Самопомощь означала эффективность. В Piggly Wiggly обычной практикой было пополнение товарных запасов только после того, как клиенты раскупали продукцию. Возьмем пример вне области инженерии: по-видимому, этот народный подход помог легендарному французскому шеф-повару XIX века Жоржу Огюсту Эскофье, который, как подчеркивает кулинарный журналист Би Уилсон, "разделил кухню на разные зоны для соусов, мяса и пирожных". Тем самым Эскофье сумел преобразить процесс приготовления блюд в ресторанах, а также создать "определенную философию относительно того, какой должна быть еда".
Доказавшая свою надежность в Piggly Wiggly логика "точно в срок" подсказала компании Toyota идею свести к минимуму запасы деталей и инструментов в цехах. Официальная производственная система Toyota привела ко множеству триумфов. Дальнейшие цели этого подхода – например, малое количество дефектов при изготовлении – неуклонно сосредоточивались на постоянных улучшениях эффективности производства. Такая политика получила название конкурентная инженерия.
"В системном мышлении есть аксиома: каждое воздействие – это одновременно и причина, и следствие, – пишет консультант по инженерии и менеджменту Питер Сенге в книге The Fifth Discipline. – Не бывает так, чтобы какое-то воздействие шло исключительно в одном направлении". Одно из предварительных условий повышения эффективности – обнаружить явные и скрытые пути в процессах, их схемы и отношения внутри системы. Применяя сравнение с уровнем воды в море, исследователи Юдзи Ямамото и Моника Беллгран из Швеции отмечают: "В модели Toyota, когда уровень воды высокий, она скрывает предметы, когда он понижается, предметы появляются на поверхности". Конкурентная инженерия помогала выявлять производственные дефекты, и каждую трудность нужно было устранять "с пониманием безотлагательности".
В последние годы подход компании Toyota к сокращению излишних трат решила перенять отрасль авиаперевозок. Коммерческие авиакомпании освоили собственные версии "системного подхода", чтобы осуществлять многочисленное снижение массы воздушных судов и расхода топлива. В результате создаются недорогие и легкие альтернативы; уменьшается даже размер столовых приборов, чтобы сэкономить несколько граммов на каждой ложке, вилке и ноже.
В книге Toyota Production System Таийти Оно пишет, что "улучшение эффективности начинается с простого вопроса: почему? Повторив этот вопрос пять раз, вы вплотную приближаетесь к первопричине любой конкретной проблемы в каком-либо процессе". Например, вот последовательность вопросов в формулировке самого Таийти Оно.
1. Почему станок остановился?
Произошла перегрузка, и сработал предохранитель.
2. Почему произошла перегрузка?
Был недостаточно смазан подшипник.
3. Почему он был недостаточно смазан?
Смазочный насос плохо подавал смазку.
4. Почему он плохо подавал смазку?
Вал насоса был изношен и разболтан.
5. Почему вал насоса был изношен?
Из-за отсутствия фильтра туда попала металлическая стружка.
Сенге, возможно, расценил бы такие рассуждения как попытку определить "круги причинности", связанные с понятием множественных воздействий на какую-либо систему. В более широком смысле благодаря Toyota конкурентная инженерия стала основным передатчиком идеи, превратившейся из производственного протокола в полезную философию управления. Конкурентная инженерия дала толчок развитию различных производственных секторов, сделала возможными новые протоколы обслуживания, положила начало революционным преобразованиям в организации рабочего процесса и открыла новые пути для распространения технологий.