Теория и методология проектирования. Учебное пособие для обучающихся по направлению подготовки 43.03.02 «Туризм», профиль «Организация и управление ту
.pdf1) К формально-логическим относятся следующие методы: декомпозиции; дивергенции; итераций; функционально-стоимос- тный анализ; экспертно-аналитический анализ; комбинаторный; конструктивной преемственности; поиска вариантов решений; организованных стратегий; ранжирования; структуризации целей; формулирования задач.
Метод декомпозиции и принцип последовательного приближения – это разложение сложной задачи на составляющие и последовательное решение цепи частных задач.
При декомпозиции руководствуются определенными правилами. 1. Каждое расчленение образует свой уровень. Исходная система располагается на нулевом уровне. После ее расчленения получа-
ются подсистемы первого уровня. Расчленение этих подсистем, или некоторых из них, приводит к появлению подсистем второго уровня и т. д.
Для анализа иерархической структуры могут применять теорию графов. Граф – это совокупность вершин и ребер (ветвей). Вершины – элементы структур, а ребра – связи между ними, изображаемые линиями. Если ребрам поставить в соответствие некоторые структурные параметры (веса), то такой граф называется взвешенным. Граф называется направленным, если для его ребер указаны определенные направления. Часто изображают в виде дерева.
2. Объект-система расчленяется только по одному, постоянному для всех уровней, признаку. В качестве такого признака может быть:
функциональное назначение частей,
конструктивное устройство (вид материалов, формы поверхностей и др.), структурные признаки (вид схемы, способы и др.).
3. Вычленяемые подсистемы в сумме должны полностью характеризовать систему, но при этом взаимно исключать друг друга.
4. Глубина декомпозиции (степень подробности описания) и количество уровней определяются требованиями обозримости и удобства восприятия получаемой иерархической структуры, ее соответствия уровням знаний работающего с ней специалиста.
101
Эвристический характер построения иерархической структуры проявляется, прежде всего, в выборе числа уровней и перечня составляющих их подсистем.
Впроцессе проектирования декомпозиция неразрывно связана
споследующей композицией, т. е. сборкой и увязкой отдельных частей (подсистем) в единый объект (систему) с проверкой на реализуемость в целом, совместимость (особенно подсистем, принадлежащих разным ветвям) и согласованность параметров (восходящее проектирование). В процессе согласования может возникать потребность в новой, корректирующей декомпозиции.
Метод дивергенции обозначает расширение границ проектной ситуации с целью обеспечения достаточно обширного – и достаточно плодотворного пространства для поиска решения.
Дивергентный поиск характеризуется следующими основными чертами:
цели неустойчивы и условны;
границы задачи неустойчивы и неопределенны;
оценка откладывается на будущее: все, что может иметь отношение к решению задач, принимается во внимание, как бы сильно одно положение ни противоречило другому;
техническое задание, полученное от заказчика, принимается за отправную точку исследований, но при этом считается, что это задание может подвергаться изменениям и развитию в ходе дивергентного поиска, а может быть, и на более поздних ступенях (однако не без согласия заказчика);
задача проектировщика заключается в сознательном увеличении своей неуверенности, в освобождении заранее заданных решений, в изменении стратегии мыслительной деятельности на основе массива данных, которые могут иметь отношение к решению задачи.
Метод итераций (последовательного приближения) – процесс проектирования ведется в условиях информационного дефицита, который проявляется в следующем:
невозможность заранее точно указать условия работы проектируемого объекта, не зная его конкретного вида и устройства (исходные данные зависят от вида конечного решения);
102
выявление в процессе проектирования противоречивых исходных данных, т. е. невозможность достижения технического решения при первоначально предложенных данных, оказавшихся взаимоисключающими;
появление в процессе проектирования необходимости учета дополнительных условий и ограничений, которые ранее считались несущественными;
перераспределение по степени важности показателей качества, так как может выясниться, что показатель, ранее считавшийся второстепенным, очень важен (и наоборот).
Такая неопределенность устраняется посредством выполнения итерационных процедур:
первоначально задача решается при предположительных значениях исходных данных и ограниченном числе учитываемых факторов (первый цикл итераций, так называемое «первое приближение»);
далее исследователь возвращается в начало задачи и повторяет её решение, но уже с уточненными значениями исходных данных и перечнем факторов, найденными на предыдущем этапе (второй цикл итераций, «второе приближение») и т. д.
Число циклов итераций зависит от степени неопределенности начальной постановки задачи, её сложности, опыта и квалификации проектировщика, требуемой точности решения. В процессе приближений возможно не только уточнение, но и отказ от первоначальных предположений.
Если хотят подчеркнуть, что первоначальное решение задачи выполнялось в условиях полной или большой неопределенности, первый цикл итераций называют «нулевым приближением».
Комбинаторный метод основан на поиске, исследовании и применении закономерностей вариантного изменения пространственных, конструктивных, функциональных и графических структур.
Комбинаторика «оперирует» определенными приемами комбинирования: перестановкой, вставкой, группировкой, переворотом, организацией ритмов. Например, прием перестановки, или эвристическое комбинирование, предполагает изменение элементов, их за-
103
мену. Этот прием получил широкое применение в проектной практике как более простой и дающий достаточно неожиданные результаты. Его можно охарактеризовать как комбинаторный поиск компоновочных решений.
Конструктивная преемственность – метод, основанный на совершенствовании уже существующей конструкции. Он включает следующие этапы:
составление списка новых требований к конструкции и его
анализ;
выявление в конструкции частей, препятствующих удовлетворению этих требований;
поиск путей по усовершенствованию данных частей или поиск вариантов для их замены.
Метод поиска вариантов решений. Поиск различных вариан-
тов решений является одной из важнейших задач проектирования: чем больше вариантов, тем лучше окончательное решение. Чаще всего конкретные варианты находят для различных допустимых сочетаний параметров (аналитически или численно).
Универсальным является метод полного перебора. Его приме-
няют в ответственных случаях и если позволяют возможности (наличие вычислительной техники, достаточность времени).
При ограниченности ресурсов пользуются упрощенными мето-
дами (алгоритмами поиска) – методами частичного (выборочного) перебора.
Они подразделяются на детерминированные методы (выбор параметров в соответствии с некоторым законом) и методы случай-
ного поиска.
Анализ решений, найденных методом случайного или псевдослучайного поиска, позволяет получить дополнительную информацию: можно установить степень взаимосвязанности параметров, рассчитав коэффициент корреляции. Если для рассматриваемой пары, например, показателей качества этот коэффициент близок к единице, то показатели линейно зависимы и отображают разными словами одно и то же качество. В таком случае один из них можно отбросить, не потеряв общности задачи, но понизив её размерность.
104
Метод организованных стратегий направлен на преодоление инерции мышления. В основе этого метода лежат:
принцип самоуправления личности в выборе новых стратегий решения творческой задачи;
принцип отстранения, т. е. рассмотрения объекта, предмета, процесса всякий раз с неожиданно новой точки зрения.
Метод ранжирования позволяет сравнить ряд альтернативных проектных решений, используя общую шкалу измерения. Он включает следующие этапы:
определение задач, которым должны отвечать альтернативные проектные решения;
ранжирование задач;
назначение каждой задаче коэффициента весомости, указывающего на ее важность по сравнению с другими задачами;
измерение или оценка степени, с которой каждое альтернативное проектное решение отвечает каждой из ранжированных или взвешенных задач;
преобразование этих результатов в процентные отношения при ранжировании задач и в абсолютные величины цифровых коэффициентов весомости при взвешивании задач;
выбор альтернативных проектных решений, имеющих наилучшее процентное отношение или наибольший коэффициент весомости.
Метод структуризации целей предусматривает выработку системы целей организации (включая их количественную и качественную формулировки) и последующий анализ организационных структур с точки зрения их соответствия системе целей. При его использовании чаще всего выполняются следующие этапы:
разработка системы («дерева») целей, представляющей собой структурную основу для увязки всех видов организационной деятельности, исходя из конечных результатов (независимо от распределения этих видов деятельности по организационным подразделениям и программно-целевым подсистемам в организации);
экспертный анализ предлагаемых вариантов организационной структуры с точки зрения организационной обеспеченности достижения каждой из целей, соблюдения принципа однородности це-
105
лей, устанавливаемых каждому подразделению, определения отношений руководства, подчинения, кооперации подразделений, исходя из взаимосвязей их целей, и т. п.;
составление карт прав и ответственности за достижение целей как для отдельных подразделений, так и по комплексным межфункциональным видам деятельности, где регламентируется сфера ответственности (продукция, ресурсы, рабочая сила, производственные и управленческие процессы, информация); конкретные результаты, за достижение которых устанавливается ответственность; права, которыми наделяется подразделение для достижения результатов (утверждение и представление на утверждение, согласование, подтверждение, контроль).
Формулирование задач – метод проектирования, цель которого – охарактеризовать внешние условия, которым должен отвечать проектируемый объект. Метод включает следующие этапы:
характеристика ситуации функционирования объекта;
определение характерных для ситуации условий, которым должен отвечать объект, чтобы он был принят заказчиками.
К этим условиям относятся:
а) конечные требования заказчиков к объекту и их обоснование; б) наличные ресурсы; в) главные задачи (или цели).
Конечной целью является обеспечение соответствия объекта этим условиям;
обеспечение совместимости условий, характеризующих главные задачи, как друг с другом, так и с информацией, используемой в процессе проектирования.
Основное назначение функционально-стоимостного анали-
за – добиться максимального снижения стоимости продукта за счет совершенствования его конструкции и технологии разработки. Метод применяется к уже известным объектам, подлежащим улучшению изделиям, технологическому процессу.
Эффективное проведение анализа включает выполнение следующих этапов:
планирование и подготовка: уточняется объект и цели (минимизация стоимости или повышение качества выполнения функции при сохранении прежней стоимости), формируется рабочая группа;
106
информационный: сбор сведений об условиях применения
иизготовления изделия, требованиях к его качеству, возможных проектных решениях, недостатках;
аналитический: составление функциональной структуры, определение стоимости и ценности отдельных функций, выбор направления работы;
поисковый: улучшение решения на основе привлечения эвристических, математических и экспериментальных методов, выбор лучших вариантов;
рекомендательный: оформление протоколов и рекомендаций по реализации предложений.
Экспертно-аналитический метод состоит в обследовании и аналитическом изучении организации, проводимыми квалифицированными специалистами с привлечением руководителей и других работников организации, с тем, чтобы выявить специфические особенности, проблемы, «узкие места» в работе аппарата управления, а также выработать рациональные рекомендации по его формированию или перестройке, исходя из количественных оценок эффективности организационной структуры, рациональных принципов управления, заключений экспертов, а также анализа и обобщения наиболее передовых тенденций в области организации управления.
Данный метод, являющийся наиболее гибким и всеохватывающим, применяется в сочетании с другими (в особенности с методами аналогий и структуризации целей) и имеет многообразные формы реализации. В первую очередь к ним относится осуществление диагностического анализа особенностей, проблем, «узких мест» в системе управления действующей производственно-хозяйственной организации или в организациях, аналогичных вновь создаваемой, с тем, чтобы предусмотреть организационное решение выявленных проблем в разрабатываемой структуре управления. Сюда же относится и проведение экспертных опросов руководителей и членов организации для выявления и анализа отдельных характеристик построения и функционирования аппарата управления, обработка полученных экспертных оценок статистико-математическими методами (ранговой корреляции, факторного анализа, обработки списков и т. д.).
107
К экспертным методам следует отнести также разработку
иприменение научных принципов формирования организационных структур управления. Под ними понимаются основанные на передовом опыте управления и научных обобщениях руководящие правила, выполнение которых направляет деятельность специалистов при выработке рекомендаций по рациональному проектированию и совершенствованию организационных систем управления. Принципы формирования организационных структур управления являются конкретизацией более общих принципов управления (например, единоначалия или коллективного руководства, специализации и т. п.). Примерами современных принципов формирования организационных структур могут служить такие, как «построение организационной структуры, исходя из системы целей», «отделение стратегических и координационных функций от оперативного управления», «сочетание функционального и программно-целевого управления»
ицелый ряд других.
Особое место среди экспертных методов занимает разработка графических и табличных описаний организационных структур и процессов управления, отражающих рекомендации по их наилучшей организации. К такого рода описаниям относятся, в частности, маршрутная технология выполнения управленческих функций или их этапов, основанная на принципах научной организации труда, а также на прогрессивных методах и технических средствах осуществления управленческих работ и регламентирующая порядок их выполнения.
2) Эвристические методы проектирования включают: метод эмпатии; метод эвристических вопросов; метод футурологии; метод фокальных объектов; метод фантазии; метод трансформаций; метод случайного поиска; синектика; проектирование по трем шкалам времени; проективография; метод проб и ошибок; переключение стратегии; метод неологии; морфологический анализ; мозговой штурм; метод матрицы идей; метод контрольных вопросов; коллективный поиск идей; метод инверсии; метод «вживания в роль»; метод ассоциаций; метод аналогии.
108
Метод аналогии позволяет знание, полученное из рассмотрения какого-либо объекта, переносить на менее изученный, сходный по существенным свойствам и качествам объект.
Механизм поиска аналогий является важным инструментом творческого мышления.
Аналогия – это подобие предметов или явлений по какому-то признаку. Аналогия в творчестве является таким мыслительным инструментом, который не только выводит мысль из логического тупика, но и в значительной степени определяет оригинальность решения проблемы. Обычный неорганизованный поиск аналогий чаще всего основывается на интуитивном улавливании сходства объектов, причем сравнение фактов знания, опыта производится по форме, структуре (например, «паутина – подвесной мост»). Однако гораздо более продуктивными являются не прямые формальные аналогии, а такие, которые возникают при сравнении различных линий развития объектов, нередко относящихся к весьма далеким областям знания. Получение идей на основе использования аналогии объектов живой природы с механизмами более трудно, однако с этой целью для решения специальной задачи можно пригласить медика или биолога. Порядок проведения: рассматриваемый объект или процесс сравнивается с более или менее аналогичным объектом или процессом из технических, организационных, биологических и других областей знаний по важным признакам, качествам или свойствам. Найденное качество или свойство переносится на совершенствуемый объект (прямая аналогия). При отсутствии прямых аналогов можно ввести в задачу ка- кие-нибудь фантастические существа, выполняющие то, что требуется по условиям: мыслящие животные, маленькие человечки. Или какие-нибудь фантастические средства: шапку-невидимку, коверсамолет, сапогискороходы и т. д. То есть необходимо представить себе объект, процесс, ситуацию такими, какими хотелось бы их видеть, не учитывая реальных ограничений.
Метод ассоциаций может дать наибольший эффект в том случае, если творческое воображение проектировщика обращается к разным идеям окружающей действительности. Развитие ассоциативного мышления проявляется в преобразовании предметных, абстрактных и психологических ассоциаций в графические поиски реше-
109
ний объекта. Ассоциативное мышление в творческом процессе очень важно. Способность к такому мышлению является основой творчества, т. к. любое произведение искусства – это результат ассоциативных представлений о предметах и явлениях реального мира, воссоздаваемых в памяти. Творческими источниками при проектировании одежды могут быть любые явления природы, события в обществе, предметы окружающей действительности. Ассоциации могут быть любые: предметные, абстрактные, психологические, ирреальные.
Метод «вживания в роль» рассчитан на осмысление задач проектирования с учетом прогнозируемой реакции потребителя. Умение поставить себя на место целевой аудитории проекта – важнейшая черта грамотного проектировщика.
Метод инверсии представляет собой один из эвристических методов творческой деятельности, ориентированный на поиск идей решения творческой задачи в новых, неожиданных направлениях, чаще всего противоположных традиционным взглядам и убеждениям, которые диктуются формальной логикой и здравым смыслом. Этот метод требует сознательного преодоления психологической инерции, отказа от прежних взглядов на задачу, с тем чтобы посмотреть на нее с некоторой новой или измененной позиции. Если некоторый объект обычно рассматривается снаружи, то применение метода инверсии означает, что теперь он будет исследован изнутри. Если в рассматриваемом устройстве некоторая деталь всегда располагалась вертикально, то инверсия означает, что ее переворачивают вверх дном, ставят в горизонтальное положение или помещают под некоторым углом.
Если одна часть системы движется, а другая неподвижна, то инверсия означает, что эти части меняются местами. «Перевернуть вверх дном», «вывернуть наизнанку», «поменять местами» – эти слова характеризуют существо метода инверсии, используемого для получения новых идей.
Инвертирование отражает один из универсальных законов развития – проявление противоположностей в целостной системе с последующей их интеграцией. Достоинством метода является возможность развития диалектики мышления, нахождения выхода из тупиковой ситуации. К ограничению техники инверсии можно отне-
110