Современный этап развития инженерной деятельности и проектирования

полученных в результате синтеза множества внушающих доверие альтернативных

решений должны быть выбраны потенциально пригодные решения проблемы. Каждое

из них является абстракцией, идеализацией, которая учитывает только

некоторые главные факторы, но опускает многие второстепенные факторы.

Последние могут, однако, иметь решающее значение при выяснении возможности

или невозможности данного решения. Поэтому четвертый шаг заключается в

определении физической реализуемости решений проблемы. На пятом шаге из

реализуемых решений выбираются экономически рентабельные решения. Однако

может оказаться, что даже экономически рентабельные решения проектной

проблемы не могут быть реализованы, если этого не позволяют имеющиеся

финансовые ресурсы. В результате определения финансовой осуществимости

(шестой шаг) остается множество пригодных решений, которые и являются

результатом первой фазы.

Вторая фаза. Предварительное проектирование имеет целью установить, какая

из предложенных на предыдущей фазе альтернатив является наилучшей проектной

идеей. Результатом этой фазы является общая идея системы, которая будет

служить руководством для детального проектирования. Первый шаг заключается

в выборе из проектных идей. В множестве пригодных решений, разработанных

при изучении осуществимости, должно быть определено наиболее перспективное

решение как предварительная идея проекта. Второй шаг состоит в формулировке

математических моделей как прототипов проектируемой системы. В результате

анализа чувствительности системы (третий шаг) за счет экспериментирования с

ее входами и выходами определяются критические проектные параметры, точные

пределы чувствительности системы на внешние воздействия. Определяется,

какие минимальные воздействия на входы (независимые переменные) ведут к

изменениям выходов (зависимые переменные). На четвертом шаге - это анализ

совместимости - система должна быть представлена как объект, сам являющийся

комбинацией объектов на нижележащем уровне сложности, которые представляют

собой подсистемы и могут быть комбинацией компонентов, в свою очередь

состоящих из более мелких частей, имеющий иерархическую структуру. Точные

проектные параметры, которые выявлены при анализе чувствительности, должны

быть откорректированы с точки зрения приспособления друг к другу подсистем

и компонентов, увеличения их взаимной совместимости. В результате этого

шага получаются "пригнанные параметры". Поскольку система действует в

динамической окружающей среде, она должна иметь такую стабильность, чтобы

изменения в этой среде не были причиной "катастроф" в системе. Цель анализа

стабильности (пятый шаг) - исследовать поведение системы в необычных

обстоятельствах, чтобы была уверенность, что система как целое не является

нестабильной, определить области, в которых проектные параметры являются

нестабильными, определить риск и последствия изменений окружающей среды,

которые могли бы быть причиной "катастроф" в системе. До шестого шага все

главные параметры не фиксировались на определенном и едином значении. На

стадии оптимизации проектного решения это необходимо сделать. Таким

образом, на шестом шаге осуществляется окончательный выбор наилучшего

решения среди нескольких альтернатив. Седьмой шаг предварительного

проектирования называется "проекция в будущее". Действительно, некоторые

компоненты системы устаревают прежде, чем ее проектирование будет

завершено. Поэтому проектировщик должен знать общее направление и тенденции

технического развития. В проекте необходимо учитывать возможности

технического прогресса, например, новые компоненты и подсистемы, которые

могут быть добавлены к системе в будущем. Могут измениться также вкусы

потребителей или предложения конкурентов, т.е. социально-экономические

условия. На восьмом шаге предполагается изучить, как сама система будет

вести себя в будущем (предсказание поведения системы). Девятый шаг

осуществляется в испытательной лаборатории, где производится

экспериментальная проверка идеи. Испытания не ограничиваются только

доказательством удовлетворительности работы системы или ее компонентов. Они

могут также ответить на вопрос о физической реализуемости системы, если это

невозможно сделать на основе анализа или прошлого опыта. Наконец, в

результате ряда шагов проект становится очень сложным, поэтому десятый шаг

заключается в устранении ненужной сложности, в упрощении проекта.

Третья фаза. Цель детального проектирования - довести предварительную

идею системы до физической реализации и разработать окончательную

конструкцию системы. Общая идея системы зафиксирована, подсистемы точно

определены, и имеется предварительное решение выполнить полный проект. Для

этого необходимы специалисты, время и деньги. Поэтому на первом шаге

(подготовка к проектированию) обосновывается бюджет и осуществляется

организация проектирования. Второй шаг заключается в общем проектировании

подсистем по тем же этапам, что и предварительное проектирование системы в

целом. Однако требования совместимости и совместного действия подсистем

накладывают на них большие ограничения, чем факторы окружающей среды на

систему в целом. В соответствии с предварительными планами подсистем

разрабатываются проекты компонент (третий шаг), что является фактически

повторением проектирования подсистем. Однако проектирование на более низких

уровнях становится менее абстрактным. Результаты проектирования компонентов

фиксируются в предварительных планах, которые являются основой для

детального проектирования частей , являющихся элементарными составляющими

компонентов (четвертый шаг). Наконец, возникает вопрос о физической

реализации, который при проектировании подсистем и компонентов был

относительно второстепенным. Необходимо решить, каковы должны быть форма,

материал и набор инструкций (например, способы обработки материала) для

производства частей. Все это фиксируется в детальных чертежах и в

спецификациях к ним. Предварительный план компонента должен быть заменен

теперь точным и окончательным сборочным чертежом. Далее должны быть

вычерчены соответствующие сборочные чертежи для подсистем и, наконец, для

системы в целом. Этот процесс, составляющий содержание пятого шага,

является итерационным. При подготовке сборочных чертежей происходит

корректировка чертежей подсистем, компонентов и частей. Имея полные

сборочные чертежи, экспериментальная мастерская может построить первые

материализованные прототипы - экспериментальную конструкцию системы (шестой

шаг). (Иногда первый прототип и является конечным продуктом). На седьмом

шаге, после того, как экспериментальная конструкция изготовлена,

составляется программа проверки продукта. Центральным становится вопрос,

хорошо ли работает система с точки зрения потребителя. На основе анализа

проверочных данных (восьмой шаг) производится обнаружение дефектов, которые

служат основой для перепроектирования и усовершенствования системы (девятый

шаг) до тех пор, пока окончательное инженерное описание проекта не будет

выполнено.

Фаза детального проектирования системы заканчивается, но ею не

завершается системотехнический цикл. Он включает в себя еще планирование

производства, распределения потребления и снятия с эксплуатации. Однако нас

в данном случае интересует только пример описания системотехнической

деятельности в виде фаз, шагов и задач, поэтому ограничимся уже

рассмотренными фазами. Каждый шаг системотехнической деятельности

представлен автором как процесс, состоящий из последовательности задач. Эта

последовательность является специализированным процессом решения проблемы,

включающим в себя анализ проблемной ситуации, синтез решений, оценку и

выбор из альтернатив, оптимизацию, пересмотр и осуществление. На каждом

шаге проектирования от анализа потребностей фазы изучения осуществимости до

перепроектирования (фаза детального проектирования) иногда полностью,

иногда частично, решается одна и та же последовательность задач.

Кооперация работ и специалистов в системотехнике

Системотехническая деятельность представляет собой комплексный вид

деятельности, включающий большое число исполнителей и функций. Целью ее

является создание больших технических систем и в связи с этим - организация

всех работ и специалистов, привлеченных к этой разработке. Можно выделить

"горизонтальную" и "вертикальную" структуры системотехнической

деятельности. Эти структуры отражают существующую в системотехнике связь

работ и специалистов: первая соответствует типам компонентов и аспектов

системы (создание машинных блоков, проектирование "плоскости

соприкосновения" человека и машины, разработка экономических,

организационных и социальных аспектов системы и т.п.), вторая соответствует

общей последовательности работ системотехнической деятельности (инженерное

исследование, изобретательство, проектирование, конструирование,

изготовление и внедрение, эксплуатация). В качестве важнейших компонентов

системотехнической деятельности выделяются также методическая деятельность

и научно-техническая координация.

Возможно описание системотехнической деятельности с точки зрения связи

работ и специалистов; пример такого описания можно найти в книге Г. Х. Гуда

и Р. Э. Макола "Системотехника". Каждую научную дисциплину, участвующую в

создании сложной технической системы, фактически представляет тот или иной

специалист. Например, исследователь операций рассматривается именно как

член бригады проектировщиков, что накладывает на него некоторые

обязательства (знакомство с аппаратурой и помощь в принятии решений по

проекту). Каждая фаза также связывается с определенным составом бригады

системотехников. Большинство или все члены такой бригады должны быть

"учеными-универсалистами". Кроме того, каждый член бригады должен быть еще

и специалистом в какой-нибудь узкой области (электронике, математике, той

области, к которой относится решаемая задача и т.п.). Система, конечно, не

может быть продуктом одних "универсалистов". Задача инженера-системотехника

состоит в организации различных специалистов при проектировании системы.

Авторы рассматривают соотношение между исследованием и разработкой,

возможность и необходимость дублирования работ над проектом, а также

способы организации работы по проектированию системы. Системотехническая

группа может быть организована: (1) как штабная группа при руководителе

проекта (обеспечивает планы и ведение пограммы); (2) как линейная группа во

главе с начальником проекта, который является ее непосредственным

руководителем (функционирует по всем частям проектной организации); (3) как

расчлененная группа, состоящая из руководителей групп оборудования, которые

встречаются для выполнения задач проектирования системы в целом; (4) как

отдельная линейная организация на равных правах с группами оборудования,

быстро переключающаяся с одного оборудования на другое; (5) как отдельное

проектное бюро. При небольшом количестве крупных проектов наилучшей

является организация (1), при большом количестве - организация (4). Авторы

представляют также подробное описание научных средств и дисциплин,

используемых в системотехнической деятельности, из которого видно, что их

арсенал не ограничивается лишь естественными, техническими науками и

математикой, но включает в себя также инженерно-экономические исследования,

индустриальную социологию и инженерную психологию, необходимую, например,

для проектирования деятельности человека-оператора в сложной технической

системе.

Таким образом, сегодня проектирование уже не может опираться только на

технические науки. Выход инженерной деятельности в сферу социально-

технических и социально-экономических разработок привел к обособлению

проектирования в самостоятельную область деятельности и трансформации его в

системное проектирование, направленное на проектирование (реорганизацию)

человеческой (например, управленческой) деятельности, а не только на

разработку машинных компонентов. Это приводит к тому, что инженерная

деятельность и проектирование меняются местами. Если традиционное

инженерное проектирование входит составной частью в инженерную

деятельность, то системное проектирование, напротив, может включать (если

речь идет о создании новых машинных компонентов) или не включать в себя

инженерную деятельность. Сфера приложения системного проектирования

расширяется, оно включает в себя все сферы социальной практики

(обслуживание, потребление, обучение, управление и т.д.), а не только

промышленное производство. Формируется социотехническое проектирование,

задачей которого становится целенаправленное изменение социально-

организационных структур.

Социотехническое проектирование

Техническое изделие в социальном контексте

"Расслоение" инженерной деятельности приводит к тому, что отдельный

инженер, во-первых, концентрирует свое внимание лишь на части сложной

технической системы, а не на целом и, во-вторых, все более и более

удаляется от непосредственного потребителя его изделия, конструируя

артефакт (техническую систему) отделенным от конкретного человека, служить

которому прежде всего и призван инженер. Непосредственная связь

изготовителя и потребителя, характерная для ремесленной технической

деятельности, нарушается. Создается иллюзия, что задача инженера - это лишь

конструирование артефакта, а его внедрение в жизненную канву общества и

функционирование в социальном контексте должно реализовываться

автоматически.

Однако сегодня создание автомобиля - это не просто техническая разработка

машины, но и создание эффективной системы обслуживания, развитие сети

автомобильных дорог, скажем, скоростных трасс с особым покрытием,

производство запасных частей и т.д. и т.п. Строительство электростанций,

химических заводов и подобных технических систем требует не просто учета

"внешней" экологической обстановки, а формулировки экологических требований

как исходных для проектирования. Все это выдвигает новые требования как к

инженеру и проектировщику, так и к представителям технической науки. Их

влияние на природу и общество столь велико, что социальная ответственность

их перед обществом неизмеримо возрастает, особенно в последнее время.

Современный инженер - это не просто технический специалист, решающий

узкие профессиональные задачи. Его деятельность связана с природной средой,

основой жизни общества, и самим человеком. Поэтому ориентация современного

инженера только на естествознание, технические науки и математику, которая

изначально формируется еще в вузе, не отвечает его подлинному месту в

научно-техническом развитии современного общества. Решая свои, казалось бы,

узко профессиональные задачи, инженер активно влияет на общество, человека,

природу и не всегда наилучшим образом. Это очень хорошо понимал еще в

начале ХХ столетия русский инженер-механик и философ-техники П. К.

Энгельмейер: "Прошло то время, когда вся деятельность инженера протекала

внутри мастерских и требовала от него одних только чистых технических

познаний. Начать с того, что уже сами предприятия, расширяясь, требуют от

руководителя и организатора, чтобы он был не только техником, но и юристом,

и экономистом, и социологом". Эта социально-экономическая направленность

работы инженера становится совершенно очевидной в рамках рыночной экономики

- когда инженер вынужден приспосабливать свои изделия к рынку и

потребителю.

Задача современного инженерного корпуса - это не просто создание

технического устройства, механизма, машины и т.п. В его функции входит и

обеспечение их нормального функционирования в обществе (не только в

техническом смысле), удобство обслуживания, бережное отношение к окружающей

среде, наконец, благоприятное эстетическое воздействие и т.п. Мало создать

техническую систему, необходимо организовать социальные условия ее

внедрения и функционирования с максимальными удобствами и пользой для

человека.

Отрицательный опыт разработки автоматизированных систем управления (АСУ),

например, очень хорошо показывает недостаточность узкотехнического подхода

к созданию сложных человеко-машинных систем. В эту сферу, по сути дела,

социотехнических разработок первоначально пришли специалисты из самых

разных областей науки и техники и вполне естественно привнесли с собой

соответствующее видение объекта исследования и проектирования. Скажем,

специалисты в области теории автоматического регулирования видели в АСУ

лишь совокупность передаточных функций и определенных структурных блоков,

которые надо связать. Тот факт, что АСУ - это прежде всего социально-

экономическая система, в которую внедряются средства вычислительной

техники, осознавался очень и очень долго. В сознании инженера витала идея о

том, что хотя бы в предельном случае автоматизированная система управления

должна стать автоматической. Иными словами, она должна стать полностью

автоматизированной, технической системой, исключающей человека. С этим

фактом, как нам кажется, связаны многие неудачи в истории разработки и

внедрения АСУ. В соответствии с этой программой, все отрасли, объединения,

предприятия кинулись срочно закупать вычислительную технику, еще точно не

Страницы: 1, 2, 3, 4