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

На инженеров оказывается непрестанное давление, чтобы они все сделали правильно, если на кону стоят жизни людей. Когда мы едем по мосту или полагаемся на медицинский прибор, момент ненадежности нам совершенно ни к чему. «Я когда-то жил в Техасе, и там проводили конкурсы чили, – вспоминал Огастин. – Судьи выбирали чей-то чили, руководствуясь исключительно вкусом. Ну и ну! А в аэрокосмической отрасли так нельзя: ваша ракета может нравиться всем, но если она не понравится природе, все кончено. Вы обречены».

Обеспечивать надежность непросто, учитывая, что наша жизнь полна неопределенности. Инженеру остается только отыскать все источники неопределенностей и попытаться минимизировать их, не упуская при этом из виду уроков, которые можно извлечь в последнюю минуту. «В конце концов вам придется нажать на кнопку, чтобы запустить ракету, – говорит Огастин. – Нельзя ждать, пока все неопределенности проявятся». Так было с первым полетом на Луну; исключалось прилунение на какой-нибудь валун, но в 1960-е годы не было технической возможности узнать, где там что находится. Надежность решения так же существенна, как само решение, и наряду с эффективностью она – основной ингредиент в доверии общества к инженерии.

* * *

Большинство инженерных продуктов представлены в форме хай-тек и «хай-тач»[10], как выразился физик Митио Каку; они обогащают желания и потребности людей. С помощью банкомата Шепард-Баррон нашел эффективное инженерное решение для сочетания аспектов хай-тек и «хай-тач» в одном продукте. Хай-тек – это невероятная глобальная сеть систем управления банкоматами (или бесперебойно работающая банковская инфраструктура, о которой говорил Чэд Холлидей), позволяющая нам совершать финансовые транзакции с помощью практически любого банкомата. «Хай-тач» говорит о получаемом вами удовлетворении, когда вы вынимаете наличные и кладете их себе в карман. Вы вставляете карточку, вводите PIN-код, забираете деньги и уходите, причем на все это тратите считаные секунды. Это и есть эффективность и надежность!

Глава 4

Гибкая стандартизация

1

Изготовить что-то в одном экземпляре легко.

В 1928 году в лаборатории британского биолога Александра Флеминга произошло нечто странное. В одну из чашек Петри с культурами стафилококка случайно попала грибковая плесень и уничтожила эти патогенные бактерии. Флеминг назвал эту плесень пенициллином.

В 1929 году он опубликовал статью в British Journal of Experimental Pathology, где указывал на потенциал пенициллина как антибиотика. Сначала реакция на открытие Флеминга была прохладной. Почему? Да просто никто не знал, как выделить пенициллин химическим путем, чтобы он приносил пользу в клинических условиях. Флеминг почти забросил свои опыты. В течение последующих 10 лет ученым из Оксфорда Эрнсту Чейну и Говарду Флори все же удалось выделить пенициллин и сообщить о его лечебном действии, но способ, как его запустить в массовое производство, они найти не могли. Еще несколько исследовательских групп занимались аналогичным поиском, но, увы, тоже без особых успехов.

Задача стала особенно актуальной после авианалета на Перл-Харбор в конце 1941 года: во время Второй мировой войны требовалось чрезвычайно много пенициллина, но препарата в больших количествах просто не существовало. Например, в 1942 году фармацевтическая компания Merck & Co. использовала почти половину от общего запаса пенициллина в США для лечения сепсиса (опасной для жизни инфекции) всего у одного пациента! Кроме того, на каждый курс лечения нужно было множество доз, потому что пенициллин очень быстро выводится из организма человека. Чтобы сэкономить запасы антибиотика, некоторые врачи даже прибегали к повторному использованию пенициллина, выведенного с мочой пациентов.

Много лет спустя Флеминг на лекции сказал: «Это судьба загрязнила мою чашку Петри в 1928 году; судьба привела Чейна и Флори в 1938 году к исследованиям пенициллина вместо других антибиотиков, которые были тогда описаны, и именно судьба рассчитала время так, чтобы их работа принесла результаты в военное время, когда потребность в пенициллине была особенно острой».

Флеминг три раза повторил слово «судьба»: в первый раз – говоря о счастливом случае, обусловившем его открытие; во второй – в связи с упоминанием о Чейне и Флори; а в третий – в высказывании «именно судьба рассчитала время так, чтобы их работа принесла результаты в военное время, когда потребность в пенициллине была особенно острой». Именно эта судьба, как вы вскоре убедитесь, была, возможно, еще важнее, чем случайное открытие Флеминга.

2

Однажды в 1942 году из окна седьмого этажа выпрыгнула женщина. Ей было 27 лет, рост – 160 см, вес – 54 кг. При падении она пробила крышу из сосновых досок и приземлилась на голову со скоростью 64 км/ч, отделавшись рваными ранами кожи головы. «Жертва получила ссадины в области грудного отдела позвоночника и косой внутрисуставный перелом шестого шейного позвонка», – гласило медицинское заключение. Женщина выжила и была доставлена в больницу, где в тот же день пошла на поправку.

Автора этого заключения, Хью Дехейвена, поразило то, что у крыши оказались более серьезные повреждения, чем у женщины. Дехейвен документально оформил еще семь попыток самоубийства или случайно полученных травм, чтобы понять, каковы физические пределы человеческого организма и что он способен вынести. Впервые эта тема заинтересовала Дехейвена после аварии 1916 года, в которую он попал, когда ему было 22 года. К тому времени Дехейвен успел проучиться в Корнелльском и Колумбийском университетах, где изучал инженерное дело; затем он подал заявку в армейскую авиацию сухопутных войск США. Но ему отказали, и тогда Дехейвен добровольно вступил в Канадский королевский летный корпус в качестве летчика-курсанта.

Однажды во время летной практики Дехейвен столкнулся в воздухе с другим учебным самолетом. В результате свободного падения со 152-метровой высоты Дехейвен получил разрыв печени, желчного пузыря и поджелудочной железы, а также переломы ног. Он постоянно задавался вопросом: как же он смог выжить, если второй летчик погиб? Почему один и тот же несчастный случай привел к разным последствиям? Этот вопрос заложил фундамент для возникновения области анализа аварий и выживаемости, на которой основаны средства безопасности современных транспортных систем.

В последующие годы Дехейвен работал над повышением ударопрочности автомобилей, при этом принимая во внимание принципы упаковки товаров. Предназначение коробок и контейнеров – противостоять действию различных сил и тем самым защищать свое содержимое. Как писал Дехейвен, основной принцип таков: «Упаковка не должна открыться или разрушиться под воздействием на нее силы, приложенной в разумных или ожидаемых пределах, и должна защитить находящиеся в ней предметы от повреждения». Далее Дехейвен действовал исходя из понятия «внутренней упаковки», которая помогла бы предотвратить повреждения содержимого «от удара по внутренней части самой упаковки». Дехейвен добавил, что для достижения оптимального уровня безопасности инженер, разрабатывающий упаковки, «не стал бы тестировать упаковочный ящик, роняя его с высоты [всего] 10–20 см».