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

Применяя модульное мышление с его структурой, ограничениями и компромиссами, Дехейвен разделил системы автомобиля на сегменты согласно их элементам безопасности: содержимое (container, C), крепления (restraint, R), поглощение энергии (energy management, E), окружающие условия (environment, E) и послеаварийные факторы (postcrash factors, P). Первые буквы названий каждого элемента составили аббревиатуру CREEP, которая заложила основу исследований ударопрочности. Сравнение пассажиров в автомобиле с «хрупкими ценными предметами, не закрепленными внутри контейнера», в конечном итоге привело Дехейвена к тому, что он запатентовал конструкцию трехточечного ремня безопасности[11], входящего сегодня в стандартную комплектацию автомобилей в большинстве стран.

Конструкции ремня должна была отличаться от плечевого ремня безопасности, который, как Дехейвен знал по собственному опыту, был эффективен для летчиков-истребителей, но не для пассажиров автомобилей. Хотя преимущество плечевого ремня состояло в том, что он закреплял верхнюю часть туловища и ограничивал «чрезмерное движение вперед», он был неудобным и слишком стеснял пассажира. А ремень Дехейвена можно было натянуть поперек бедер и через плечо, минимизируя потенциальные травмы головы во время аварии. Ремни безопасности ежегодно помогают сохранить десятки тысяч жизней, существенно уменьшая количество смертей и травм в расчете на милю пути и, таким образом, значительно повышая безопасность дорожного движения.

Но давайте ненадолго вернемся к исследованиям Дехейвена. Его испытуемые добровольно выпрыгивали из окон и приземлялись на голову, что невольно заставляет задуматься, а действительно ли его исследования носят научный характер, ведь некоторые даже открыто называли его чокнутым. Наука должна опираться на воспроизводимые результаты. Пуристы[12]могут утверждать, что испытуемые Дехейвена были не совсем адекватными. И таки да, кое-кто из них пытался совершить самоубийство, но неудачно. Я сомневаюсь, что при нынешних законах протоколы исследований Дехейвена одобрила бы комиссия по этике. Это была не наука в ее чистом виде, а практика, приносящая данные.

Трудно «в полной мере осознать тот факт, что голова весит столько же, сколько кувалда массой 4,5 кг, и несет такую же огромную энергию при ударе об опасный предмет на скорости 64–80 км/ч, – писал Дехейвен. – Если голова на таких скоростях ударяется о твердую структуру, которая не вдавливается и не поддается, поддастся сама голова, и избежать черепно-мозговых травм с размозжением в подобной ситуации будет невозможно. Но если удар головы на таких скоростях придется на легкую, пластичную поверхность, даже довольно крепкая металлическая поверхность вдавится, согнется и поглотит энергию удара, тем самым снижая риск перелома черепа и сотрясения». В 1946 году Дехейвен продемонстрировал в ходе известного эксперимента, что подушка толщиной 3,81 см не даст яйцам разбиться даже при их падении на нее с высоты 45,7 м.

Наблюдения Дехейвена показывают, как проектирование путем проб и ошибок предшествовало организованной науке при создании новой системы знаний. Дехейвен изменил наши представления не только об общественной безопасности, но и заставил по-новому взглянуть на охрану здоровья. В сущности, работа Дехейвена помогла изменить устоявшуюся практику автомобильных конструкторов, производителей самолетов и автокресел, превратив ремни безопасности в неотъемлемую часть систем безопасности их продукции. Центры по контролю и профилактике заболеваний в США назвали ремни безопасности одним из десяти величайших достижений в области охраны общественного здоровья.

3

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.