Философия науки и техники

Проектирование как особый вид инженерной деятельности формируется в начале ХХ столетия и связано первоначально с деятельностью чертёжников, необходимостью особого (точного) графического изображения замысла инженера для его передачи исполнителям на производстве. Однако постепенно эта деятельность связывается с научно-техническими расчётами на чертеже основных параметров будущей технической системы, её предварительным исследованием.

В инженерном проектировании следует различать «внутреннее» и «внешнее» проектирование. Первое связано с созданием рабочих чертежей (технического и рабочего проектов), которые служат основными документами для изготовления технической системы на производстве; второе – направлено на проработку общей идеи системы, её исследование с помощью теоретических средств, разработанных в соответствующей технической науке.

Проектирование необходимо отличать от конструирования. Для проектировочной деятельности исходным является социальный заказ, т. е. потребность в создании определённых объектов, вызванная либо «разрывами» в практике их изготовления, либо конкуренцией, либо потребностями развивающейся социальной практики (например, необходимостью упорядочения движения транспорта в связи с ростом городов) и т. п. Продукт проектировочной деятельности в отличие от конструкторской выражается в особой знаковой форме – в виде текстов, чертежей, графиков, расчётов, моделей в памяти ЭВМ и т. д. Результат конструкторской деятельности должен быть обязательно материализован в виде опытного образца, с помощью которого уточняются расчёты, приводимые в проекте, и конструктивно-технические характеристики проектируемой технической системы.

Возрастание специализации различных видов инженерной деятельности привело в последнее время к необходимости её теоретического описания: во-первых, в целях обучения и передачи опыта и, во-вторых, для осуществления автоматизации самого процесса проектирования и конструирования технических систем. Выделение же проектирования в сфере инженерной деятельности и его обособление в самостоятельную область деятельности во второй половине ХХ века привело к кризису традиционного инженерного мышления, ориентированного на приложение знаний лишь естественных и технических наук и созданию относительно простых технических систем. Результатом этого кризиса было формирование системотехнической деятельности, направленной на создание сложных технических систем.

Системотехническая деятельность

Во второй половине ХХ века изменяется не только объект инженерной деятельности (вместо отдельного технического устройства, механизма, машины и т. п. объектом исследования и проектирования становится сложная человеко-машинная система), но изменяется и сама инженерная деятельность, которая стала весьма сложной, требующей организации и управления. Другими словами, наряду с прогрессирующей дифференциацией инженерной деятельности по различным её отраслям и видам, нарастает процесс её интеграции. А для осуществления такой интеграции требуются особые специалисты – инженеры-системотехники.

Анализ системотехнической деятельности показывает, что она неоднородна и включает в себя различные виды инженерных разработок и научных исследований. В неё оказываются вовлечёнными многие отраслевые и академические институты; над одними и теми же проектами трудятся специалисты самых различных областей науки и техники. В силу этого координация всех аспектов системотехнической деятельности оказывается нетривиальной научной, инженерной и организационной задачей.

Системотехническая деятельность осуществляется различными группами специалистов, занимающихся разработкой отдельных подсистем. Расчленение сложной технической системы на подсистемы идёт по разным признакам: в соответствии со специализацией, существующей в технических науках; по области изготовления относительно проектировочных и инженерных групп; в соответствии со сложившимися организационными подразделениями. Каждой подсистеме соответствует позиция определённого специалиста (имеется в виду необязательно отдельный индивид, но и группа индивидов и даже целый институт). Эти специалисты связаны между собой благодаря существующим формам разделения труда, последовательности этапов работы, общим целям и т. д. Кроме того для реализации системотехнической деятельности требуется группа особых специалистов (скорее, их следует назвать универсалистами) – координаторов (главный конструктор, руководитель темы, главный специалист проекта или службы научной координации, руководитель научно-тематического отдела). Эти специалисты осуществляют координацию, равно как и научно-тематическое руководство и в плане объединения различных подсистем, и в плане объединения отдельных операций системотехнической деятельности в единое целое. Подготовка таких универсалистов требует не только их знакомства со знаниями координируемых ими специалистов, но и развёрнутого представления о методах описания самой системотехнической деятельности. Среди имеющихся способов такого описания рассмотрим три основных: членение системотехнической деятельности по объекту (этапы разработки системы); описание последовательности фаз и операций системотехнической деятельности; анализ её с точки зрения кооперации работ и специалистов.

Этапы разработки системы

Этапы разработки системы выделяются в соответствии с членением системотехнической деятельности по объекту. В ходе проектирования представление о сложной технической системе изменяется. Происходит последовательная конкретизация моделей этой системы.

Рассмотрим этот способ описания системотехнической деятельности на примере работы У. Гослинга «Проектирование технических систем». В ней представлены общие процедурные правила создания систем на различной материальной основе. Системотехническая деятельность рассматривается как процесс синтеза функциональной модели системы и затем её преобразования в структурную модель (или её реализации). Каждый этап связывается с определёнными средствами символического и графического представления системы. Функциональная модель воспроизводит протекание в реальной системе субстанции (вещества, энергии или информации), т. е. преобразует входную субстанцию в выходную адекватно функционированию реальной технической системы. Гослинг назвал такую модель поточной системой. Здесь могут вводиться определённые промежуточные преобразования, т. е. описываться операции, которые выполняет каждый элемент системы по отношению к внутреннему потоку. В качестве функциональных моделей могут быть использованы, например, алгебраические модели.

Структурные модели делятся на диаграммы протекания субстанции и блок-схемы. Диаграмма протекания субстанции показывает последовательность операций (более детально, чем это дано в функциональной модели, где строгая последовательность может и не соблюдаться) и даёт минимум информации о плане построения системы: идентификацию элементов и схему связей. В блок-схеме даны форма субстанции на входах одного и выходах другого элемента. Для этой цели используются особые элементы – трансдьюссеры – преобразователи формы субстанции.

Функциональные модели могут быть получены тремя способами. В первом и во втором случаях предварительно существует прототип системы. В первом случае он дан в виде блок-схемы, а во втором – в виде последовательности инструкций. На блок-схеме может быть получена диаграмма протекания субстанции, а из неё – функциональная модель. Из последовательности инструкций сначала строятся поточные диаграммы для различных групп инструкций, которые затем собираются в единую функциональную модель. В третьем случае такого прототипа системы нет. Функциональная модель может быть получена либо с помощью аналогий, либо задача сводится к подсистемам, либо модель составляется с помощью модификации некоторых элементов доступной системы. Наконец, возможно изменение проблемы, если функциональная модель не может быть получена ни одним из указанных выше способов. На этапе реализации функциональная модель представляется в виде поточной диаграммы. С помощью перестановки блоков, замены нескольких блоков одним, разделением одного блока на несколько блоков, эквивалентным изменением связей между блоками и т. п. из функциональной модели получается множество поточных диаграмм. Чтобы реализовать некоторые поточные диаграммы, проектировщику необходим каталог элементов, из которого выбираются системные элементы, имеющие свойства, как можно более близкие к свойствам идеализированных элементов поточных диаграмм. В результате получается блок-схема, соответствующая техническим условиям, сформулированным в техническом задании. Важно подчеркнуть, что для создания системы недостаточно какого-либо одного описания, необходимо сочетание блок-схемы, поточной диаграммы и функциональной модели. В процессе проектирования они постоянно корректируются и подгоняются друг к другу за счёт возвращения на предыдущие стадии. В результате получается некоторое целостное описание системы, составляющие которого взаимно дополняют друг друга.

Членение системотехнической деятельности по объекту во многом зависит от того, каким образом представляется инженером-системотехником сама сложная техническая система. Такое членение определяется не только объектными характеристиками, но и возможностями проектирования, изучения, изготовления этой системы. Оно используется для организации функционирования подсистем и объединения их в единую систему. При членении системотехнической деятельности в соответствии со структурой технической системы обычно выделяются следующие её этапы: макропроектирование (или, иными словами, внешнее проектирование), микропроектирование (или внутреннее проектирование), а также проектирование окружающей среды, которое связано с формулировкой целей системы; разбивка системы на подсистемы (т. е. разделение и распределение функций); проектирование подсистем; изучение их взаимодействия и интеграция системы.

Фазы и операции системотехнической деятельности

Второй способ описания системотехнической деятельности заключается в выделении в ней последовательности фаз, а в самих этих фазах – цепи действий, или обобщённых операций. Описание системотехнической деятельности как последовательности фаз и операций соответствуют её разбивке с точки зрения временной организации работ, параллельной и последовательной связи между ними, возможности выделения фрагментов деятельности и т. д. Это представление системотехнической деятельности используется главным образом для синхронной организации и установления последовательности операций (алгоритма разработки системы). Оно также служит средством решения задачи автоматизации проектирования сложных технических систем.

Обычно системотехническая деятельность распадается на следующие шесть фаз: подготовка технического задания (иначе аванпроекта) – предпроектная стадия, разработка эскизного проекта, изготовление и внедрение, эксплуатация и оценка. Иногда добавляется ещё одна фаза – «ликвидация», или «уничтожение» системы, что в современных условиях зачастую является весьма сложной задачей из-за возможных экологических последствий этого процесса. На каждой фазе системотехнической деятельности выполняется одна и та же последовательность обобщённых операций. Эта последовательность включает в себя анализ проблемной ситуации, синтез решений, оценку и выбор альтернатив, моделирование, корректировку и реализацию решения.

Системотехническая деятельность как последовательность фаз, шагов и задач наиболее развёрнуто представлена в книге М. Азимова «Введение в проектирование». В ней подробно рассмотрены три фазы: изучение осуществимости, предварительное проектирование и детальное проектирование. Даётся следующая хронологическая структура этих фаз.

Первая фаза. Изучение осуществимости начинается с анализа потребностей(первый шаг). Цель данной фазы – множество пригодных решений проектной проблемы. Начальной точкой системотехнической деятельности является гипотетическая потребность, существующая в определённой социально-экономической сфере. Анализ потребностей должен продемонстрировать, действительно ли существует первоначальная потребность, имеет ли она широкое распространение или является скрытой. Потребность появляется тогда, когда становится возможной её экономическая реализация. Она предполагает определённое техническое исполнение, определённую техническую систему, которая делает её удовлетворение возможным. На втором шаге исследуется порождённая потребностью проектная проблема. Прежде чем пытаться найти возможные её решения, проектная проблема должна быть определена и сформулирована. Эта задача осуществляется на основе информации, которую мы получаем от предыдущего шага (спецификация желаемых выходов) и релевантной технической информации об окружающей среде, ресурсах и общем инженерном принципе системы. В инженерной формулировке проблемы, являющейся результатом «идентификации системы», определяются параметры системы, ограничительные условия и главные проектные критерии. Проектируемая система рассматривается здесь как «чёрный ящик», содержание которого неизвестно. Третий шаг изучения осуществимости представляет собой синтез возможных решений. Синтез заключается в «прилаживании» друг к другу частей или отдельных идей проекта с целью получения интегрированного целого. Из 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 четвёртый 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) остаётся 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 счёт экспериментирования с её 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 четвёртом 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 определённом 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 её 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 её 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 (четвёртый 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 заменён 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 ещё 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 её является создание больших технических систем и в связи с этим – организация всех работ и специалистов, привлечённых 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 определённым составом бригады системотехников. Большинство или все члены такой бригады должны быть «учёными-универсалистами». Кроме того, каждый член бригады должен быть ещё 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 программы); (2) как линейная группа во главе с начальником проекта, который является её непосредственным руководителем (функционирует по всем частям проектной организации); (3) как расчленённая 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 привёл 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 идёт 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 своё 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) отделённым от конкретного человека, служить которому прежде всего и призван инженер. Непосредственная связь изготовителя и потребителя, характерная для ремесленной технической деятельности, нарушается. Создаётся 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 учёта «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 ещё 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 ещё 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 её 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 определённых 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, ещё точно не зная, как её использовать. При этом не учитывалось, что социальный организм, в который встраивается данная техника, должен быть перестроен, иначе АСУ, вместо сокращения управленческого персонала, ради чего они и внедрялись, приводят к его увеличению. Для внедрения АСУ была необходима перестройка всей хозяйственной деятельности цеха, предприятия, отрасли, а не автоматизация рутинных процедур человеческой деятельности путём замены человека машинными компонентами. Машинные компоненты выступают в этом случае уже как подчинённые более общей и глобальной социально-экономической задаче.

Новые виды и новые проблемы проектирования

Таким образом, новое состояние в системном проектировании представляет собой проектирование систем деятельности. Здесь речь идёт о социотехническом(в противовес системотехническому) проектировании, где главное внимание должно уделяться не машинным компонентам, а человеческой деятельности, её социальным и психологическим аспектам. Однако проектировщики пользуются зачастую старыми средствами и неадекватными модельными представлениями. В чем же заключается специфика современного социотехнического проектирования и что все же позволяет называть его проектированием?

Прежде всего социотехническое проектирование характеризуется гуманитаризацией. Проектирование само становится источником формирования проектной тематики и вступает тем самым в сферу культурно-исторической деятельности. Кроме того, в качестве объекта проектирования выступает и сама сфера проектной деятельности («проектирование проектирования»). Поэтому в нем формируется особый методический слой, направленный на выработку норм и предписаний для проектных процедур, и теоретический слой, обеспечивающий методистов знаниями об этих процедурах.

Социотехническое проектирование – это проектирование без прототипов, и поэтому оно ориентировано на реализацию идеалов, формирующихся в теоретической или методологической сферах или в культуре в целом. Его можно охарактеризовать как особое проектное движение, в которое вовлечены различные типы деятельности: производственная, социального функционирования, эксплуатационная, традиционного проектирования и т. п. В роли проектировщиков стали выступать и учёные (кибернетики, психологи, социологи). Проектирование тесно переплетается с планированием, управлением, программированием, прогнозированием и организационной деятельностью. Вовлечённые в проектное движение, они не только трансформируются сами, но и существенно модифицируют проектирование вообще. Что же в таком случае позволяет называть все это проектированием? Сфера проектирования, хотя и включает в себя в настоящее время деятельность многих видов, оставляет на первом плане конструктивные задачи, подчиняя им все остальные.

Рассмотрим основные проблемы социотехнического проектирования на примере градостроительного, эргономического проектирования, дизайна систем (художественного конструирования) и оргпроектирования.

В градостроительном проектировании особенно остро стоит задача внедрения, с которой тесно связана разработка идей «перманентного проектирования», когда отдельные стадии реализации проектов уточняются на основе опыта функционирования уже выполненных на предыдущих стадиях блоков проектируемой системы. В связи с этим возникает сложная проблема организации и реорганизации самой проектной деятельности, процесса (точнее, цикла) проектирования. Данную функцию выполняет методология проектирования (поскольку социотехническая деятельность вынуждена ориентироваться на целый комплекс наук, а не на какую-либо одну социальную и тем более техническую дисциплину). Методология проектирования практически обеспечивает связь проектирования с другими сферами (например, производством и потреблением), учитывая динамику каждой из этих сфер. Проникновение конкретно-методологических рекомендаций в канву проектировочной деятельности вообще характерно для всех видов социотехнического проектирования. Продукт социотехнической деятельности – сложную систему – нельзя пощупать как объект исследования классической технической науки или как штучное изделие, бывшее продуктом традиционной инженерной деятельности. В градостроительном проектировании жизненное пространство района или квартала, людские потоки и размещение элементов бытового обслуживания остаются вне поля зрения заказчика в момент сдачи объекта в эксплуатацию. Перед ним предстаёт лишь совокупность зданий, асфальтированных дорог и зелёных насаждений, и весь этот комплекс должен отвечать более или менее чётким техническим и эстетическим требованиям. Однако это не означает, что последние требования существуют в реальности, а первые – нет. Напротив, недочёты авторов проекта самым непосредственным образом ощущаются жителями, влияют на их работоспособность и самочувствие. Но здесь вступают в силу социальные и психологические реалии, не регистрируемые с точки зрения традиционной инженерной позиции, которая была основана лишь на естественнонаучных знаниях и представлениях. Именно поэтому представители современных научно-технических дисциплин ищут опору в общей методологии, прежде всего в системном подходе, из которого они черпают основные понятия и представления. Однако чаще всего инженерно-технические специалисты не находят готовых интеллектуальных средств в достаточно разработанном (для решения стоящих перед ним конкретных научно-технических задач) виде и сами вынуждены становиться методологами определённого (конкретно-научного) уровня, достраивая недостающие теоретические схемы своей дисциплины.

В настоящее время в так называемом художественном конструировании определилось чёткое противопоставление «штучного дизайна» (проектирования единичных промышленных изделий) и дизайна систем. Дизайн не должен лишь дополнять инженерное конструирование. Он является более развитой формой проектирования. Особенностью дизайна систем является чёткое осознание его связи с предшествующей художественной культурой. Дизайнер часто обращается за поиском образов, нужных образцов, концептуальных схем к культурному наследию человечества. Например, в контексте дизайна систем исследуется генезис типологических форм культурной программы, переосмысление классицизма и романтизма не столько как исторических явлений, сколько как фундаментальных типов и моделей художественного сознания, которые программируют подходы и творческие методы в дизайне систем. Дизайн, сам являясь органической частью современной культуры, особенно рельефно подчёркивает её проектность, которая проявляется прежде всего в том, что наличие нереализованных проектов не менее важно для социума, чем уже реализованных.

Дизайнер выполняет сразу несколько профессиональных ролей. Он, во-первых, выступает как исследователь и тогда действует в соответствии с нормами научно-теоретической деятельности. Во-вторых, ему приходится выполнять функции инженера-проектировщика и методиста, рассматривать продукт своей деятельности как особого рода проект. В-третьих, он – художник, наследующий и эстетически преобразующий все достижения предшествующей художественной культуры в целях создания нового произведения искусства. Однако он вынужден также, не отождествляя себя полностью со всеми перечисленными ролями, осознать себя как дизайнера в рамках вполне определённого профессионального сообщества. Он должен представлять объект и процесс собственной деятельности как единое целое – единую систему и целостную деятельность, как дизайн систем. Эта многоликость, и в то же время единство, профессиональных ролей приучает его мышление к внутренней диалогичности и рефлексии, к необходимости постоянно мысленно заимствовать у участников кооперации их позиции и восстанавливать их логику, разрушает традиционную для классической естественной и технической науки монологичность и монотеоретичность, стирает грани между исследованием и проектированием, собственно получением знаний и их использованием, между знанием и деятельностью. В одних случаях дизайнер выполняет лишь вспомогательные функции оформителя в группе проектировщиков, в других он играет ведущую роль, контролируя все параметры проектируемой вещи, но нередко он выполняет нечто среднее между этими двумя типами деятельности, координируя специалистов-проектировщиков. Кроме того, в сферу проектирования попадает и организация процесса проектирования. Главное своеобразие дизайна систем по сравнению с дизайном вещей состоит в том, что сама организационная ситуация становится предметом осмысления, моделирования и программирования, неотъемлемой частью объекта проектирования.

На примере эргономического и инженерно-психологического проектирования наиболее отчётливо видно, что здесь осуществляется проектирование именно человеческой деятельности (в человеко-машинных системах). Это – комплексный вид деятельности, методологической основой которой является системный подход. Задачей эргономики является разработка методов учёта человеческих факторов при модернизации действующей техники и создании новой технологии, а также соответствующих условий деятельности. Весьма близким к эргономическому проектированию и по генезису, и по объекту, и по структуре, и по методам является инженерно-психологическое проектирование (они различаются лишь в дисциплинарном плане: последнее более жёстко ориентировано на психологию как на базовую дисциплину). В инженерно-психологическом проектировании первоначально человеческие факторы рассматривались лишь наряду с машинными компонентами и даже как подчинённые им. В этом плане оно было вначале лишь частью системотехнического проектирования. На современном этапе развития речь идёт о проектировании человеческой деятельности, в которую включены машинные средства. В настоящее время в инженерно-психологическом проектировании можно выделить три основные установки: системотехническую, инженерно-психологическую и социотехническую. В первом случае сугубо технический подход превалирует над гуманитарным. Согласно системотехнической точке зрения, машинное функционирование, индивидуальная деятельность человека и деятельность коллектива людей могут быть адекватно описаны с помощью одних и тех же схем и методов, которые создавались для описания функционирования машины. Сторонники этой точки зрения мыслят инженерно-психологическое проектирование как составную часть системотехнического проектирования, а проект деятельности оператора для них, как правило, полностью исчерпывается алгоритмом его работы, лишь с указанием на специфику человеческого компонента. В социотехническом проектировании объектом проектирования становится коллективная человеческая деятельность, поэтому оно неизбежно должно ориентироваться на социальную проблематику как на определяющую. Объектная же область инженерно-психологического проектирования ограничивается индивидуальными аспектами деятельности. Таким образом, инженерно-психологическое проектирование представляет собой промежуточный вариант между системотехническим и социотехническим проектированием.

Эргономическое же проектирование по самой своей сути является социотехническим, поскольку, наряду с психологией, физиологией, анатомией, гигиеной труда, в нем большое внимание уделяется социальным, социально-психологическим, экономическим и другим факторам. Если системотехника ориентирована, в конечном счёте, на максимально возможную и разумную автоматизацию человеческой деятельности как в плане объекта системотехники (автоматизация функционирования сложных систем), так и самой системотехнической деятельности (автоматизация проектирования и конструирования), то в эргономике такой подход неприемлем принципиально. Эргономика анализирует специфические черты деятельности сложной человеко-машинной системы, а технические средства рассматриваются как включённые в неё. И если в системотехнике с определённой поправкой можно все же считать алгоритмическое описание деятельности удовлетворительным, то с точки зрения эргономики, такое описание просто не работает (является слишком грубым и приблизительным). Поэтому эргономическое описание фиксируется в виде особых концептуальных схем деятельности, которые формируются, с одной стороны, на основе систематизации методической работы (прецеденты), а с другой – на базе конкретизации представлений деятельности, развитых в системном подходе.

Оргпроектирование связано прежде всего с совершенствованием, развитием, перестройкой организационных систем управления, проектированием организаций, организационных систем управления, построением структур управления организациями, с проектированием новых структурных форм организаций и т. п. Оно неразрывно связано с системным анализом как средством рационализации управленческой деятельности. Даже традиционные работы по научной организации труда осознаются сегодня как оргпроектирование. Одним из современных направлений последнего является также проектирование организационных нововведений. Методы оргпроектирования вторгаются и в сферу системотехнической деятельности. Во-первых, объектом проектирования становятся сами проектные организации: оргпроектирование проектных организаций, выбор структуры проекта и тому подобное; во-вторых, проектирование сложных человеко-машинных систем, прежде всего автоматизированных систем управления экономикой, все чаще осознаётся как оргпроектирование, т. е. проектирование, точнее, реорганизация всей управленческой деятельности (системы управления в целом), где большое значение имеет не столько проектирование, сколько внедрение, подведение существующей системы управления под проект.

Из приведённых примеров видно, что социотехническое проектирование существенно отличается не только от традиционной инженерной, но и системотехнической деятельности. И хотя последняя также направлена на проектирование человеко-машинных систем, системотехническое проектирование является более формализованным и чётко ориентированным главным образом на сферу производства. Социотехническое же проектирование выходит за пределы традиционной схемы «наука-инженерия-производство» и замыкается на самые разнообразные виды социальной практики (например, на обучение, обслуживание и т. д.), где классическая инженерная установка перестаёт действовать, а иногда имеет и отрицательное значение. Все это ведёт к изменению самого содержания проектной деятельности, которое прорывает ставшие для него узкими рамки инженерной деятельности и становится самостоятельной сферой современной культуры.

Социотехническая установка современного проектирования оказывает влияние на все сферы инженерной деятельности и всю техносферу. Это выражается прежде всего в признании необходимости социальной, экологической (и аналогичных) оценки техники, в осознании громадной степени социальной ответственности инженера и проектировщика.

Проблема оценки социальных, экологических и других последствий техники

Цели современной инженерной деятельности и её последствия

Инженер обязан прислушиваться не только к голосу учёных и технических специалистов и голосу собственной совести, но и к общественному мнению, особенно если результаты его работы могут повлиять на здоровье и образ жизни людей, затронуть памятники культуры, нарушить равновесие природной среды и т. д. Когда влияние инженерной деятельности становится глобальным, её решения перестают быть узко профессиональным делом, становятся предметом всеобщего обсуждения, а иногда и осуждения. И хотя научно-техническая разработка остаётся делом специалистов, принятие решения по такого рода проектам – прерогатива общества. Никакие ссылки на экономическую, техническую и даже государственную целесообразность не могут оправдать социального, морального, психологического, экологического ущерба, который может быть следствием реализации некоторых проектов. Их открытое обсуждение, разъяснение достоинств и недостатков, конструктивная и объективная критика в широкой печати, социальная экспертиза, выдвижение альтернативных проектов и планов становятся важнейшим атрибутом современной жизни, неизбежным условием и следствием её демократизации.

Изначальная цель инженерной деятельности – служить человеку, удовлетворению его потребностей и нужд. Однако современная техника часто употребляется во вред человеку и даже человечеству в целом. Это относится не только к использованию техники для целенаправленного уничтожения людей, но также к повседневной эксплуатации инженерно-технических устройств. Если инженер и проектировщик не предусмотрели того, что, наряду с точными экономическими и чёткими техническими требованиями эксплуатации, должны быть соблюдены также и требования безопасного, бесшумного, удобного, экологичного применения инженерных устройств, то из средства служения людям техника может стать враждебной человеку и даже подвергнуть опасности само его существование на Земле. Эта особенность современной ситуации выдвигает на первый план проблему этики и социальной ответственности инженера и проектировщика перед обществом и отдельными людьми.

Проблемы негативных социальных и других последствий техники, проблемы этического самоопределения инженера возникли с самого момента появления инженерной профессии. Леонардо да Винчи, например, был обеспокоен возможным нежелательным характером своего изобретения и не захотел предать гласности идею аппарата подводного плавания – «из-за злой природы человека, который мог бы использовать его для совершения убийств на дне морском путём потопления судов вместе со всем экипажем». Ещё ранее – в XV столетии – люди уже были озабочены тем, какие социальные проблемы принесёт с собой новая техника. Например, в акте Кёльнского городского совета (1412 г.) было записано следующее: «К нам явился Вальтер Кезингер, предлагавший построить колесо для прядения и кручения шёлка. Но посоветовавшись и подумавши совет нашёл, что многие в нашем городе, которые кормятся этим ремеслом, погибнут тогда. Поэтому было постановлено, что не надо строить и ставить колесо ни теперь, ни когда-либо впоследствии». Конечно, подобные решения тормозили технический и экономический прогресс, приходили в противоречие с требованиями нарождающейся рыночной экономической системы. Однако сегодня человечество находится в принципиально новой ситуации, когда невнимание к проблемам последствий внедрения новой техники и технологии может привести к необратимым негативным результатам для всей цивилизации и земной биосферы. Кроме того, мы находимся на той стадии научно-технического развития, когда такие последствия возможно и необходимо, хотя бы частично, предусмотреть и минимизировать уже на ранних стадиях разработки новой техники. Перед лицом вполне реальной экологической катастрофы, могущей быть результатом технологической деятельности человечества, необходимо переосмысление самого представления о научно-техническом и социально-экономическом прогрессе. Однако в данном разделе мы хотели бы остановиться на тех практических изменениях в структуре современной инженерной деятельности и социальных механизмах её функционирования, которые, хотя бы частично, позволяют обществу контролировать последствия технических проектов в обозримом будущем.

Оценка современного научно-технического прогресса: конструктивные решения

Такие последствия развития атомной энергетики, как последствия чернобыльской катастрофы, не всегда возможно предсказать. Но необходимо, хотя бы пытаться это сделать по отношению к новым проектам, проводить соответствующие исследования, выслушивать мнения оппозиционеров ещё до принятия окончательного решения, создать правовые механизмы, регулирующие все эти вопросы. В развитых западных странах это связано с так называемой «оценкой техники». Рассмотрим эти проблемы на примере США и ФРГ, пожалуй, наиболее передовыми в разработке этих вопросов.

В 1966 году подкомиссия Конгресса Соединённых Штатов Америки по науке, исследованию и развитию подготовила доклад о непосредственных и побочных следствиях технологических инноваций. В 1967 г. председатель этой подкомиссии представил проект закона о создании «Совета по оценке техники». Целью Совета было стимулировать дискуссию по этой важной проблематике и институализировать её в высшем законодательном органе государства. После многочисленных дискуссий, консультаций, критики различных вариантов законопроекта 13 сентября 1972 г. президент США подписал закон об оценке техники (Technology Assessment Act). Закон, в частности, предусматривал создание Бюро по оценке техники (Office of Technology Assessment – OTA) при Конгрессе США, задачей которого стало обеспечение сенаторов и конгрессменов объективной информацией в данной области. Одновременно в самом Конгрессе был создан Совет по оценке техники (Technology Assesstment Board – TAB), в состав которого вошли 6 конгрессменов и 6 названных президентом сенаторов, причём с явным намерением создать независимый от исполнительной власти орган. Наряду с ним закон предусматривал создание Совещательного совета по оценке техники (Technology Assessment Council), в который вошли десять представителей общественности, названных TAB, и который выполняет консультационные функции. Закон 1972 года гласил: "Главной задачей Бюро должна стать выработка на ранних этапах указаний на возможные позитивные или негативные следствия технических применений, а также сбор и обеспечение дальнейшей информации, которая могла бы поддержать Конгресс в генерации и координации решений. В процессе решения этой задачи Бюро должно: (1) идентифицировать имеющие место или предвидимые следствия техники или технологических программ; (2) устанавливать, насколько это возможно, причинно-следственные отношения; (3) показать альтернативные технические методы для реализации специфических программ; (4) показать альтернативные программы для достижения требуемых целей; (5) приняться за оценку и сравнение следствий альтернативных методов и программ; (6) представить результаты законченного анализа ответственным органам законодательной власти; (7) указать области, в которых требуется дополнительное исследование или сбор данных, чтобы предоставить достаточную поддержку для оценки того, что обозначено в пунктах с (1) по (5) данного подраздела, и (8) осуществлять дополнительные родственные виды деятельности, которые определяются ответственными органами обеих палат Конгресса.

Бюро по оценке техники управляется Советом по оценке техники Конгресса и подразделяется на три оперативных отдела, каждый из которых курирует выполнение трёх центральных программ:

1. отдел энергетики, ресурсов и интернациональной безопасности, включает такие программы, как «энергетика и ресурсы»; «промышленность, технология и занятость»; «международная безопасность и торговля»;

2. отдел здравоохранения и наук о жизни, включающий такие программы, как «пищевые продукты и возобновимые ресурсы»; «здравоохранение»; «прикладная биология»;

3. отдел естествознания, информации и возобновимых ресурсов, включающий такие программы, как «информационные и коммуникационные технологии»; «океан и окружающая среда»; «естествознание, воспитание и транспорт».

В качестве одной из основных конструктивных задач OTA формулируется задача «раннее предупреждение негативных последствий техники».

В Германском Бундестаге аналогичная комиссия (Enquete-Komission «Technikfolgenabschдtzung») для оценки следствий техники и создания рамочных условий технического развития была создана в 1986 г. с акцентом на обсуждение проблем охраны окружающей среды. Позднее на основе парламентского Постановления от 16.11. 1989 г. было создано Бюро по оценке последствий техники Германского Бундестага – на базе отдела прикладного системного анализа Центра ядерных исследований Карлсруэ, в котором работает междисциплинарная группа учёных – представителей естественных, общественных и технических наук. Задача Бюро, в частности, состоит в улучшении информационной поддержки принимаемых решений и интенсификации взаимодействия между парламентом, наукой и общественными группами. Наибольший интерес для нас представляют инициативы Союза немецких инженеров (СНИ), принявшего в 1991 г. директивы «Оценка техники: понятия и основания». Последнее демонстрирует ещё один важный путь влияния на повышение чувства социальной ответственности инженеров. Интересно, что инициатива исходила со стороны самого инженерного сообщества. Директивы адресованы инженерам, учёным, проектировщикам и менеджерам, т. е. людям, которые создают и определяют новое техническое развитие. Цель этого документа – способствовать общему пониманию понятий, методов и областей оценки современной техники. Если техника как совокупность артефактов и может быть квалифицирована как этически нейтральная, то в директивах СНИ предлагается расширенное понимание техники:

– как множества ориентированных на пользу, искусственных, предметных формаций (артефактов или предметных систем);

– как множества человеческих деятельностей и направлений, в которых эти предметные системы возникают;

– как множества человеческих деятельностей, в которых эти предметные системы используются.

Директивы, таким образом, предполагают, что техническая деятельность всегда содержит как необходимую компоненту оценку техники и не все, что технически осуществимо, должно быть обязательно создано. Таким образом, согласно вновь формулируемой теории оценки технической деятельности, техника не является ценностно нейтральной и должна удовлетворять целому ряду ценностных требований – не только технической функциональности, но и критериям экономичности, улучшения жизненного уровня, безопасности, здоровья людей, качества окружающей природной и социальной среды и т. п. Наконец, в директивах СНИ даётся следующее определение оценке техники:

«Оценка техники означает планомерное, систематическое, организованное мероприятие, которое анализирует состояние техники и возможности её развития; оценивает непосредственные и опосредованные технические, хозяйственные, в плане здоровья, экологические, гуманные, социальные и другие следствия этой техники и возможные альтернативы; высказывает суждение на основе определённых целей и ценностей или требует дальнейших удовлетворяющих этим ценностям разработок; вырабатывает для этого деятельностные и созидательные возможности, чтобы могли быть созданы условия для принятия обоснованных решений и в случае их принятия соответствующими институтами для реализации».

Таким образом, оценка техники становится сегодня составной частью инженерной деятельности. Вероятно, следовало бы говорить о социальной оценке техники, но в таком случае не фиксируются такие важные аспекты, как например, экологический. Иногда оценку техники называют также социально-гуманитарной (социально-экономической, социально-экологической и т. п.) экспертизой технических проектов. Оценка техники, или оценка последствий техники, является междисциплинарной задачей и требует, несомненно, подготовки специалистов широкого профиля, обладающих не только научно-техническими и естественнонаучными, но и социально-гуманитарными знаниями. Однако это не означает, что ответственность отдельного рядового инженера при этом уменьшается – напротив, коллективная деятельность должна сочетаться с индивидуальной ответственностью. А такая ответственность означает необходимость развития самосознания всех инженеров в плане осознания необходимости социальной, экологической и т. п. оценки техники.

Ещё в начале нашего столетия русский инженер и философ техники П. К. Энгельмейер писал: «Инженеры часто и справедливо жалуются на то, что другие сферы не хотят признавать за ними то важное значение, которое должно по праву принадлежать инженеру... Но готовы ли сами инженеры для такой работы?.. инженеры по недостатку общего умственного развития, сами ничего не знают и знать не хотят о культурном значении своей профессии и считают за бесполезную трату времени рассуждения об этих вещах... Отсюда возникает задача перед самими инженерами: внутри собственной среды повысить умственное развитие и проникнуться на основании исторических и социологических данных всею важностию своей профессии в современном государстве».

Эти слова не потеряли актуальности и сегодня.