Гуру Мадхаван - Думай как инженер. Как превращать проблемы в возможности
Маргарет Хатчинсон родилась в Техасе. Решив пойти по стопам отца, она стала инженером, окончив Университет Райса. Позже, в 1937 году, она защитила диссертацию на тему «Воздействие растворяемого газа на сопротивление жидкостной пленки при абсорбции газа» и стала первой женщиной, получившей степень доктора философии в области химических технологий в Массачусетском технологическом институте.
При этом Хатчинсон была заботливой женой и матерью. «Нагревание, охлаждение, мытье, сушка – все это работа по дому. Но, когда их нужно выполнять в колоссальных масштабах, требуется все продумывать и планировать; это и есть химическая технология, – однажды сказала она журналисту. – Когда на химическом заводе проводится фракционная дистилляция при тщательном контроле температуры для правильного разделения углеводородов, этот процесс вполне сравним с выпечкой торта, – пояснила она. – А когда делаешь дома мороженое, это во многом похоже на управляемую кристаллизацию в промышленности».
Хатчинсон рано добилась успехов в карьере инженера, спроектировав процесс изготовления синтетического каучука и работая над системой производства высокооктанового топлива для реактивных истребителей. Кроме того, она руководила нефтехимической установкой в Персидском заливе. Оценив все эти достижения, ей предложили участвовать в проекте массового производства пенициллина.
Выделение пенициллина из плесени – изнурительное дело. «Плесень обладает темпераментом капризной оперной певицы, выход пенициллина невелик, выделять его трудно, экстракция – сущий кошмар, очистка грозит катастрофой, а результаты количественного анализа неудовлетворительны», – жаловался один из руководителей компании Pfizer. Такой была задача, которую поручили Хатчинсон.
Вместо того чтобы проектировать и создавать аппарат для химических реакций с нуля, что предполагало больше времени, денег и неопределенности, Хатчинсон предпочла то, что уже работало. Некоторые исследователи обнаружили, что плесень с дыни канталупы может быть эффективным источником пенициллина, и Хатчинсон решила сфокусироваться на этом. Ее команда пересмотрела процесс ферментации, используемый компанией Pfizer при производстве таких пищевых добавок, как лимонная и глюконовая кислота из сахаров, с помощью микробов. Хатчинсон помогла оперативно реконструировать заброшенную ледоделательную фабрику в Бруклине, превратив ее в промышленное предприятие. В ходе глубинной ферментации образовывались большие количества плесени; для этого смешивались сахар, соль, молоко, минералы и посевной материал с применением процесса химического разделения, в котором Хатчинсон прекрасно разбиралась благодаря опыту в сфере нефтепереработки.
Инновации Хатчинсон существенно повлияли на скорость производства пенициллина. Связав две совершенно разные вещи – исследования ферментации и технологическое проектирование в нефтехимической промышленности, – она смогла наладить массовый выпуск одного из важнейших антибиотиков в истории. При этом схемы процесса были улучшены и стандартизированы. Чтобы разобраться в конкретных потребностях производственной системы и выпускаемой продукции, Хатчинсон сотрудничала с микологами, бактериологами, химиками и фармацевтами. Области, лежащие за пределами узких знаний и опыта конкретного человека, специалисты по системной инженерии называют смежными областями.
Когда выработка стала стабильной и надежной, другие фармацевтические компании начали перенимать подход Хатчинсон для массового изготовления пенициллина под руководством Комитета по военному производству. За первые пять месяцев 1943 года благодаря процессам глубинной ферментации было получено 400 млн единиц этого антибиотика. В том же году, в течение нескольких недель перед высадкой союзников в Нормандии, производители нарастили выпуск пенициллина в 500 раз! К августу 1945 года были доступны уже 650 млрд единиц пенициллина для использования в военных и гражданских целях. После войны Pfizer и другие фармацевтические компании расширили применение улучшенного процесса ферментации «далеко за пределы искусства пивоварения», чтобы производить лекарственные препараты и химикаты для промышленности.
4Исследования ударопрочности, проведенные Дехейвеном, – пример того, как на основе нестандартного подхода можно в конечном итоге создать стандартизированную систему пассивной безопасности. «Его испытания проводились в эпоху, когда суеверные обыватели считали, что несчастные случаи – это результат “невезения” или проявления воли Божьей, – писал эксперт по безопасности Говард Хэсбрук. – Эта вера в “везение”, очевидно, тормозила развитие техники безопасности и проектирования для защиты жизни людей при несчастных случаях». По мере роста автомобилизации, который сопровождался повышением частоты столкновений, идеи Дехейвена относительно того, что последствия аварий нужно пытаться предотвратить, а не терпеть, оказались передовыми.
История ремней безопасности – пример эволюции, а это означает, что когда-то данная технология была субоптимальной. Чтобы ремни безопасности стали применяться в масштабе страны, понадобилось их длительное усовершенствование. Кроме того, их эффективность была бы ограниченной, если бы не активная деятельность политиков и общественности, а также ужесточение законодательных мер, направленных против вождения в нетрезвом виде. Но сами технические усовершенствования должны были происходить постепенно. Идеальных технологий не существует; эта цель несбыточна и представляет собой предубеждение, которое иногда называется заблуждением нирваны. Зачастую отличные технические проекты – враги разумных субоптимальных проектов.
Технологии, опирающиеся на эволюцию (например, ремни безопасности), также поддерживают интеграцию систем. Эффективность других независимо развивающихся технологий обеспечения безопасности – дорог, сирен и светофоров – была бы ограниченной, если бы они применялись по отдельности. Только их продуманное взаимодействие воплотило на практике инфраструктуру безопасности. Этот процесс очень напоминает биологический процесс рекомбинации – один из древнейших приемов, используемых природой, чтобы добиться изменчивости на основе существующих систем. Полученная в результате система может породить дополнительные полезные стандарты, которые раньше было невозможно даже представить.
Инженерная практика рекомбинации положила начало бесчисленным комбинированным технологиям, в которых стандартизированные производственные платформы задействуются для самых разнообразных целей. Технологии сочетаются разными способами для всевозможных видов применения в сфере услуг, сельском хозяйстве, швейной промышленности, строительстве, горной промышленности, транспортной отрасли и т. д. Способ и время группирования этих отраслей в ходе их роста могут объяснить, почему отдельные секторы достигают максимума производительности в разное время. Кроме того, сейчас они связаны более тесно, чем когда-либо.
Пожалуй, лучший пример многоцелевой комбинированной технологии – интернет. Эта сеть – не какая-то одна вещь, а совокупность множества вещей. Это беспрецедентная рекомбинация таких систем, как процессоры, решения для хранения данных, алгоритмы и коммуникационные технологии (список можно продолжать еще долго). Поисковая система способна мгновенно выдать миллионы результатов на любую тему. Как же практически можно обобщить информацию со всего мира и представить ее в цифровой форме за долю секунды? Современные агрегаторы контента в интернете, или мэшапы, стали играть весьма активную роль в гармоничном объединении информации из различных источников в разных форматах. И хотя когда-то это было даже трудно представить, сейчас такой процесс осуществляется путем интеграции ряда систем, каждая из которых идет по собственному эволюционному пути, но, что принципиально, – опирается на единый комплекс стандартов.
Подобный анализ можно применить к рекомбинации сирен и систем визуального оповещения. Эти две совершенно разные системы были объединены и постоянно усовершенствовались, в итоге полученные результаты оказались лучше, чем каждая из систем могла бы дать самостоятельно. Новые разработки в сфере сирен, в том числе изменяемые тоны и частоты в сочетании с мигающим светом – красным, синим и белым, – позволили активизировать инстинкт самосохранения в случае чрезвычайных обстоятельств. Этот союз звуков и цветов бесповоротно изменил направление развития интегрированных систем оповещения населения, а также наглядно продемонстрировал связь технологий с биологией в таком ее проявлении, как громкость и яркость. Причем эта рекомбинация осуществилась не из-за случайного совпадения, а благодаря продуманной системе стандартов.
