Методология системотехнического проектирования электронных и радиоэлектронных средств (в двух частях)

культура за счет своей теоретической мощи породила способы массового изготовления новых знаковых форм (моделей, алгоритмов, баз данных и т.п.), что стало материалом для новых технологий. Эти технологии уже не только вещного, но и знакового производства, а вместе с проектами, программами они являются ведущей формой организации деятельности. Специфика современных технологий заключается в том, что ни одна теория, ни одна профессия не может покрыть весь технологический цикл. Сложная организация больших технологий приводит к тому, что традиционные профессии обеспечивают лишь одну-две ступени больших технологических циклов, а для успешной работы и карьеры человеку важно быть не только профессионалом, но и способным активно и грамотно включаться в эти циклы.

Для повсеместного распространения проектно-технологического типа организационной культуры существовали объективные причины. К середине ХХ века была в основном решена главная проблема, довлевшая над человечеством на протяжении всей истории – проблема голода. Человечество, накормив себя (в основном), а также создав для себя благоприятные бытовые условия (в основном), перешло в совершенно новую, так называемую постиндустриальную эпоху развития, когда появилось изобилие продовольствия, товаров, услуг и в связи с этим стала развиваться во всей мировой экономике острейшая конкуренция. Поэтомуза короткоевремя в мире произошли огромные деформации – политические, экономические, общественные, культурные и т.д. Одними из признаков новой эпохи являются нестабильность, динамизм политических, экономических, общественных, правовых и других ситуаций. Все в мире стало непрерывно и стремительно изменяться. И следовательно, практическая деятельность должна постоянно перестраиваться применительно к новым условиям. Инновационность практики стала атрибутом нашего времени.

90

Если еще несколько десятилетий назад в условиях относительно длительной стабильности образа жизни практические работники – инженеры, врачи, учителя и др. – могли спокойно ждать, пока наука, ученые (а в былые времена и центральные органы власти) разработают новые рекомендации, апробируют их в эксперименте, а потом конструкторы и технологи разработают и апробируют соответствующие конструкции и технологии и лишь тогда дело дойдет до массового внедрения в практику, то такое ожидание сегодня стало бессмысленным. Пока все это произойдет, ситуация изменится коренным образом. Поэтому практические работники естественно и объективно устремились по другому пути – они стали сами создавать инновационные модели социальных, экономических, технологических, образовательных и прочих систем: авторские модели фирм, организаций, школ, авторские технологии, методики и т.д.

Развивавшийся с XVII века профессиональный тип организационной культуры, основой которого являлись письменные тексты в виде учебников, специальной литературы, инструкций, руководств, методических рекомендаций и т.п., где-то

всередине XX века сменился в связи с ускорением развития общественных, в том числе производственных, отношений новым типом организационной культуры (естественно, вобравшей в себя все предыдущие) – проектно-технологической культурой.

Вэтом типе организационной культуры ключевыми становятся понятия проект, технологии и рефлексия. Причем два из них являются как бы противоположными: проект (дословно – брошенный вперед) и рефлексия (дословно – обращение назад).

Традиционное понимание проекта, существовавшее ранее в технике, строительстве и т.д., – это совокупность документов (расчетов, чертежей и др.) для создания какого-либосооружения илиизделия. На сменуемупришлосовременноепонимание проекта как завершенного цикла продуктивной деятельности отдельного человека, коллектива, организации, предприятия или совместной деятельности многих организаций и предприятий.

Каждый проект от возникновения идеи до полного завершения проходит ряд ступеней своегоразвития. Полнаясовокупность ступеней развития образует жизненный цикл проекта. Жизненный цикл принято разделять на фазы, фазы – на стадии, стадии – на этапы. При этом под проектированием понимается начальная фаза проекта.

Современная трактовка понятия «технология» – это система условий, форм, методов и средств решения поставленной задачи.Такоепониманиетехнологии пришло

вширокий обиход из сферы производства в последние десятилетия. А именно тогда, когда в развитых странах стали выделяться в отдельные структуры фирмы-разработ- чики ноу-хау: новых видов продукции, материалов, способов обработки и т.д. Эти фирмы стали продавать фирмам-производителям лицензии на право выпуска своих разработок, сопровождая лицензии детальным описанием способов и средств производства – то есть технологиями.

Очевидно, что любой проект реализуется определенной совокупностью технологий.

91

Важнейшую роль в организации продуктивной деятельности играет рефлексия – постоянный анализ целей, задач процесса и его результатов.

Итак, потребность – это состояние напряжения организма, социальной группы или общества в целом, выражающее зависимость от объективного содержания условий, их существованияи развития и выступающееисточником (побудителем, стимулом) различных форм активности, направленной на снятие этого напряжения (удовлетворение потребности) [7].

Исходными условиями возникновения потребности являются:

–наличие некой конфликтной ситуации, обстановки в начальном окружении (недостаток, излишек чего-либо или и то и другое; физическая неспособность, невозможность непосредственного достижения цели человеком);

–противоречие между желаемым и действительным, между реальностью и требованиями, сформулированными на основе опыта эксплуатации, использования ТО

изакрепленными в соответствующей нормативной документации.

Задачи, в описании которых отражается несовместимость требований, предъявляемых человеком к создаваемой ТС, представляют собой описания проблемной ситуации в форме противоречия.

К противоречиям относится также проблемная ситуация, в которой предъявляемые требования к продукции не могут быть удовлетворены из-за появления недопустимых нежелательных эффектов (НЭ). В противоречиях может отражаться несовместимость требований, предъявляемых к ТО, и ограничений, которые определяются законами природы, юридическими и экономическими законами, социальными нормами (например, нормами морали).

Первоначальная формулировка проблемы в общем случае выражается следующими терминами: потребность, цель, функция, нежелательные эффекты,техническиеипотребительскиесвойствапродукции.Онаносит социально-технический характер. Поэтому такое описание про-

блемы можно назвать социально-техническим противоречием [31].

Если ТО создан, то часто ставится задача улучшить выполнение его главной полезной функции (ГПФ). Мероприятия, направленные на улучшение ГПФ, как правило, сопровождаются появлением НЭ.

Совершенствование ТО направлено на то, чтобы приблизиться к идеальному техническому решению, но этому мешают законы природы и возникающие факторы расплаты(НЭ).Такимобразом, стремлениексозданиюнекоторой полезной функции или улучшению её выполнения, с одной стороны, и стремление избавиться от НЭ (факторов расплаты), с другой стороны, являются источниками противоречий.

Создатель ТРИЗГ. Альтшуллер назвалтакиепроблемныеситуации административным противоречием. Следует отметить, что термин «административное противоречие» больше подходит к проблемным ситуациям социотехнических систем, при решении задач бизнеса и управления коллективами.При решении технических задач термин «социально-техническое противоречие», предложенный в [44], точнее отражает суть проблемной ситуации.

92

Социально-технические противоречия только обозначают проблему и в ряде случаев дают некоторое обоснование ее возникновения. Формулирование соци- ально-технических противоречий – один из вариантов более общего приёма поиска решения – переформулирования условий задачи, это модель задачи, в которой раскрываютсяполезныеи нежелательныеэффекты или явления в рассматриваемой проблемной ситуации [31].

В качестве примера на рисунке 1.25 приводится структура противоречия из отрасли технической эксплуатации радиооборудования авиационного и космического транспорта. Эту схему можно обобщить на любую другую сферу человеческой деятельности.

Рисунок 1.25 – Структура противоречия

Краткая формула выявления противоречия [45]: «Согласно [источ-

ник 1] требуется обеспечение (выполнение) [указать техническое требование в явной форме]. В нормальных условиях эксплуатации [конкретно охарактеризовать условия эксплуатации] данное требование выполняется. Однако если имеет место [назвать особые условия, негативные факторы], то[назвать исследуемый объект профессиональной деятельности] не может обеспечить данные требования. Таким образом, существует противоречие между нормативными требованиями технической документации и реальностью, а следовательно, существует потребность (необходимость) в разработке [назвать устройство (систему, комплекс), предназначение которого заключается в выполнении функции, которая выявленное противоречие устраняет]».

Конфликтная обстановка отражается в сознании человека как потребность, нужда устранитьимеющийся конфликт. Потребность неявляется непосредственным побудителем действий до тех пор, пока не достигнет того состояния напряжения, которое обычно называют интересом (в психологии – мотивом). Интерес всегда направлен к цели. Интересы формируются в условиях внешних ограничений,

93

вызванных как особенностями данной социальной группы, так и рядом других факторов.

Одной из известных моделей потребностей является пирамида человеческих потребностей, которую предложил американский психолог Абрахам Маслоу в середине ХХ века (рисунок 1.26) [46].

ЭСТЕТИЧЕСКИЕ

ПОТРЕБНОСТИ

Рисунок 1.26 – Иерархическая модель потребностей человека по Абрахаму Маслоу

В контекстечеловеческих потребностей техническиесистемы являются вспомогательными средствами удовлетворения этих потребностей. Природная ограниченность биологических, физиологических, физических, чувственных и других способностей человека является главным фактором возникновения потребности в создании вспомогательных технических систем.

Мы усиливаем и расширяем возможности человеческого зрения телескопами, электронными микроскопами, приборами ночного видения и радиолокационными системами, увеличиваем физическую силу с помощью роботизированных и экзоскелетонных систем и комплексов, улучшаем качество коммуникации посредством мобильных телефонов, делаем комфортными условия своего существования с помощью таких систем и технологий, как интернет вещей (Internet of Things) и умный дом, и т.д. Таким образом, приходим к выводу, что технические средства, в частности ЭРЭС, – это средства, расширяющие, усиливающие и улучшающие природные возможности человека в достижении его целей. Некоторые примеры потребностей

94

человека и технических систем, удовлетворяющих эти потребности и функционирующих на принципах электроники, радиотехники и вычислительной техники, приведены в таблице 1.13.

Таблица 1.13 – Потребности человека и некоторые примеры удовлетворяющих эти потребности технических систем, функционирующих на принципах электроники, радиотехники и вычислительной техники

95

Продолжение таблицы 1.13

96

Продолжение таблицы 1.13

97

Окончание таблицы 1.13

Необходимо отметить, чтов силу большого количества других потребностей, не отраженных в иерархии Маслоу, и соответствующих им технических систем данная таблица не претендует на абсолютную полноту и всеохватность. Она лишь призвана показать некоторые примеры соответствия наиболее распространённых потребностей и удовлетворяющих эти потребности технических систем, а такжето, насколько масштабен мир современных технических средств, работающих на принципах электроники, радиотехники и вычислительной техники (приложение 4). Кроме этого, таблица 1.13 позволяет сформировать достаточно полное представление о том, как соотносятся друг с другом фундаментальные понятия множества человеческих потребностей, множества технических средств и функций этих ТС.

Потребности также можно классифицировать по следующим основаниям:

–по источнику возникновения – личные, общественные, государственные, корпоративные;

–по средству удовлетворения – технические, организационные, юридические, образования и др.;

–по области деятельности – культурные, экологические, социальные, производственные, духовные, научные и др.;

–по времени существования – постоянные (определяются естественными причинами), временные (определяются модой и текущими трендами);

–по масштабу – единичные, массовые, глобальные.

При обосновании потребности в проектировании технического объекта необходимо приниматьво внимание перечисленные вышесвойства этих потребностей.

Личные потребности, являющиеся врождёнными сущностными силами, внутреннесвязаны между собой в одну естественную систему, причём связи междуними и сила каждой потребности изменяются в течение жизни человека.

Общественные потребности как элемент общественного сознания проявляются через многие социальные факты общественной жизни:

– технические потребности – новые изделия и технологии, модернизация существующих технических систем и объектов;

98

–организационные потребности – новые предприятия, подразделения, функциональные и структурные изменения, поощрения и др.;

–юридические потребности – новые законы, нормативы и правила, изменение или отмена устаревших законов, процессуальные изменения;

–потребности образования – новые знания, изменение целей обучения, новые методы, технологии и средства обучения и др.;

–экологические потребности – безотходные технические системы и производственные технологии замкнутого цикла и т.д.

На рисунке 1.27 показаны источники возбуждения разных потребностей.

Рисунок 1.27 – Источники возбуждения потребностей

1.3 Выявление и исследование потребностей в проектной деятельности

1.3.1Анализ дихотомии существования технической системы

ипотребности в её проектировании

Для понимания сути вопроса обоснования потребности рассмотрим рисунок 1.28, на котором приведена диаграмма, показывающая отношение между потребностью в технической системе и технической системой в смысле дихотомии их существования [47].

Вертикальная ось характеризует «существование–не существование» потребности в проектировании (П) технической системы, а горизонтальная ось – «суще- ствование–не существование» технической системы (ТС), эту потребность удовлетворяющей. В данном пространстве имеет место четыре возможных сочетания, обозначенных цифрами:

1 – потребность в проектировании ТС существует, но ТС, удовлетворяющая эту потребность, не существует;

99