Теория и методология проектирования. Учебное пособие для обучающихся по направлению подготовки 43.03.02 «Туризм», профиль «Организация и управление ту

разведенного по разным специализациям, выступает как некий образец, в известном смысле, на все времена. Организация труда может быть восстановлена по материалам недавно открытого некрополя, кладбища строителей пирамид. В организации процесса создания пирамид была впервые записана технология. Была сформирована система поощрения высокопроизводительного дофеодального труда: существовала система премий, которые выдавались лепешками, пивом, и прочим (денег в Египте не было); была система расчленения на рабочие «роты». Каждой роте был придан не только врач, но и заклинатель змей, предупреждавший укусы.

Таким образом, из десятков тысяч людей разной специализации (каменотесы, плотники, землекопы, врачи) создана чрезвычайно сложная машина, в расчете на 10–15–20 лет непрерывного совместного производства. Получается, что принципиальная проектная ориентация имеет пять с лишним тысяч лет истории.

Известный английский ученый, исследователь системотехнических методов проектирования Дж. Джонс утверждает, что проектирование зародилось внутри кустарных (ремесленных) промы-

слов [11].

Исследователь следующим образом характеризует кустарное (ремесленное) производство:

ремесленник не вычерчивает эскиз своего изделия и не может объяснить, почему он принимает то или иное решение;

изменение формы кустарного изделия происходит в результате бесчисленных неудач и успехов в процессе многовекового поиска. Этот медленный и дорогостоящий последовательный поиск «невидимых линий» удачной конструкции может в итоге привести к удивительно точно уравновешенному изделию, которое в очень высокой степени удовлетворяет нуждам потребителя (вспомним красивые, «органические» линии гнутой мебели, скрипок, деревянных лодок, топорищ);

хранилищем всей важной информации, собранной в ходе эволюции промысла, является в первую очередь сама форма изделия, которая остается постоянной. Частично информация хранится в виде эталонов (профилей сечения и т. п.), а также в виде усваиваемых при обучении ремеслу фиксированных навыков;

21

два класса данных, наиболее важных для современного проектирования, – форма изделия в целом и ее логические обоснования – не фиксируются в символической форме, поэтому их невозможно исследовать и изменять без грубого экспериментирования с самим изделием. Такие эксперименты чреваты опасностью утратить равновесие и «пригнанность», с таким трудом достигнутые в соответствующей конструкции;

тем не менее, ни профессиональный проектировщик, ни чертежная доска, на которой можно «подогнать» друг к другу отдельные части конструкции, не представляют собой необходимых условий, без которых не могут быть созданы изделия сложной формы, приспособленные к условиям их применения.

Подтверждением возможности производства сложных изделий без предварительного построения проектов являются как шедевры ремесла прошлых веков, так и высокая ценность уникальных изделий ручной работы в современном мире [11].

Тем не менее, проектирование возникает вначале в форме «чертежного проектирования», создавая следующие возможности:

возможность воспроизводить изделие в ситуации, когда само изделие «неудобно» в роли образца; чертеж позволяет «перенести» форму изделия на другой материал, в другое место и время;

возможность отделить поиск методом проб и ошибок от самого производства; эксперименты и изменения производить не на самом изделии, а на масштабном чертеже.

Отделение умозрительной разработки от практического изготовления изделия имело ряд важных последствий:

стало возможным задавать размеры изделия до его изготовления, что позволило разделить труд по изготовлению отдельных частей между несколькими работниками;

стало возможным создавать изделия, слишком большие для того, чтобы они могли быть изготовлены одним ремесленником, например, крупные суда и здания; добиться взаимного согласования частей, выполненных разными ремесленниками, когда заранее заданы основные размеры; в масштабном чертеже сводятся воедино отдельные части, которые прежде хранились в форме заученных наизусть размеров, шаблонов и эмпирических правил;

22

возникшее вместе с масштабными чертежами разделение труда дало возможность увеличить не только размеры изделий, но и темп их изготовления: изделие разбивается на более мелкие стандартные детали, производство которых может идти одновременно и требует лишь однообразного ручного или машинного труда, для этого приходится заранее задавать такие размеры, которые ремесленник не стал бы фиксировать, обеспечивая себе возможность маневрирования при взаимной пригонке изделия и частей, при внесении тонких изменений в соответствии с конкретными потребностями данного клиента; поэтому разделение труда влечет за собой потерю качества, что заставляет людей и по сей день при виде кустарных изделий вспоминать «добрые старые времена».

Основная часть трудностей и радостей творчества уходит из производства и становится уделом нового вида работников, тех, кто изготовляет чертежи. Проектирование или конструирование выделяется в особую профессию [11].

Когда геометрические аспекты производства были сведены в чертеж, у проектировщика появилось гораздо более обширное «поле представлений», чем было у ремесленника. Конструктор может видеть все изделие целиком, манипулировать им и даже вносить принципиальные изменения.

Масштабный чертеж можно рассматривать как легко видоизменяемую модель взаимоотношений между деталями и узлами, из которых состоит изделие. Благодаря тому, что эта модель легко поддается пониманию и изменению и способна хранить временное решение для одной детали, пока прорабатывается другая, проектировщик получает возможность решать задачи столь невообразимой сложности, что их решение другими способами было бы невозможно.

Дж. Джонс указывает на ограничения чертежного проектирования:

чертеж обладает тем существенным недостатком, что на нем невозможно отразить требования потребителей и трудности производства;

над чертежом в каждый момент времени может работать только один человек, и все ситуации, которым должна удовлетворять

23

конструкция, приходится держать в одной голове. Поэтому данный способ непригоден в новых ситуациях, когда необходимый для этого опыт выходит за пределы возможностей одного человека [11].

Концептуальная репрезентация разнообразных видов проектирования началась в ХХ в. В этот период сложилась концепция про- цессно-вещного (технологического) проектирования. Примером может служить модель немецкого инженера Ф. Ханзена. В большей степени он практик, чем теоретик проектирования. Ф. Ханзен длительное время занимался преподавательской деятельностью в высших учебных заведениях инженерного профиля Германии. Проектирование он в основном рассматривал с позиции инженерапроектировщика. Вследствие этого преимущественными методами исследования проектных работ у него были методы эмпирического уровня – наблюдение и сравнение. Применялись эпизодически также приемы теоретического уровня – систематизация и анализ. Систематизация типовых проектных работ послужила Ф. Ханзену фундаментом для построения модели проектирования. Модель проектирования Ф. Ханзена представлена рядом последовательно реализуемых на практике этапов проектных работ:

техническое задание;

концептирование;

эскизный проект;

оформление;

техническая документация для изготовления изделий [36]. Исходной установкой такого типа осознания проектных работ

выступает естественное желание вооружить проектировщика ясным рецептом профессиональной проектировочной деятельности в целях повышения ее эффективности. Именно поэтому у автора каждый термин, обозначающий этап проектирования, наполняется четко определенным содержанием. Под «заданием» Ф. Ханзен понимает подготовку исходных положений для разработчиков-конструкторов, разработку основного принципа будущей конструкции и определение «уровня техники», т. е. требований к будущему результату проектирования и степени их реализации. В этап «концептирования»

24

вкладывается работа с эскизами, а также экспериментальная предварительная проработка будущего изделия. Целью этого этапа выступает обоснование для конструирования технического устройства или применения технологического метода. Этапы эскизного (чернового) проектирования и этап оформления объединяются понятием «конструирование». Под «конструированием» понимается этап, на котором посредством изображения замысла на чертеже определяется техническое изделие. Целью конструирования является чертеж. На этапе «оформления» осуществляется также подготовка полной документации для производственного изготовления изделия.

Такое толкование проектных работ можно назвать «процессным», а модели проектирования – «процессными» моделями. Процессное толкование проектирования исторически обусловлено. Оно имеет свои отличительные черты. Рассмотрение проектирования как тесно связанных, закономерно следующих друг за другом стадий проектирования, прежде всего, передает феномен движения в проектных работах, его целенаправленность – от конструкторского замысла к функционирующему техническому устройству, его линейность и поступательность в отличие от системного проектирования, где этот путь не является прямолинейным и поступательным. В случае системного проектирования конструктивный замысел рождается не в начале проектировочной деятельности, а в самом процессе проектирования. В начале имеется лишь некоторая проблемная ситуация, для которой предстоит найти средство ее разрешения.

Процессная интерпретация проектирования, прежде всего, предъявляет конкретные требования к упорядочению, стандартизации проектной документации, которая помимо функции фиксации проектного замысла выполняет и функцию контроля за ходом проектных работ – по времени и по качеству, формирует требования к квалификации проектировщиков, к обучению инженеровпроектировщиков. В силу этого в системе образования инженеровпроектировщиков большое внимание уделяется выработке у инженеров умения отражать в чертежах идеи проектировщиков. Немаловажное значение приобретает также умение рассчитать конструкцию, исходя из характеристик реальных предметов и процессов, т. е. математическая подготовка инженера. Процессный подход отражает

25

и нормирует в соответствии с этапами проектирования соотношение основного (инженерного) труда и вспомогательного (технического) труда, задает оптимальное соотношение инженеров и техников.

При рассмотрении указанного подхода, как крайне важное, выступает положение о роли идеи в создании технического устройства. Если у первых техниковедов (философов-техниковедов) ее значение зачастую выступает абстрактно, то в последующем развитии техники, в развитии проектирования ее роль усиливается. Творческая сторона проектной деятельности стала приобретать все большее значение и это привело к формированию аналитического подхода к творчеству инженера-проектировщика. Так, например, Ф. Ханзен приводит точки зрения наиболее крупных исследователей 1930–50-х гг. по данному вопросу. Английский психолог Г. Уоллес различает четыре этапа творческого акта проектировщика: подготовка – вынашивание – озарение – рассудительная проработка. Ф. Кессельринг предлагает следующий путь: идея – первый проект – первая оценка – устранение слабых мест – второй проект – вторая оценка – решение, конструктивная проработка. Х. Ломанн различает четыре фазы: проникновение в содержание предмета путем анализа – идея и план решения – исполнение правильного решения – испытание и последующая проверка (см.: [36]). Приведенное тезисное изложение точек зрения на творческую природу деятельности инже- неров-проектировщиков подчеркивает важность рассмотрения творчества проектировщиков, которое в процессных моделях нашло выражение в выделении в проектных работах этапа концептуализации.

Основным элементом любой достаточно адекватной модели должен быть элемент, репрезентирующий производство идей, которое, в свою очередь, представляется весьма сложным видом умственной деятельности в работе проектировщика. Этот элемент можно назвать концептуальным проектированием. Все остальные виды деятельности проектировщика – расчеты, чертежи, экспериментальная деятельность, организационные мероприятия и пр., можно на-

звать перцептуальным проектированием.

Процессные модели проектировочной деятельности имели в качестве философско-методологического фундамента так называемый «процессно-вещный» подход [24]. Процессно-вещный подход преувеличивал относительную самостоятельность предметов и про-

26

цессов, считая, что можно изменить состояние данной вещи посредством определенного воздействия на нее, не изменяя при этом состояние окружающих предметов и процессов. Относительно самостоятельные компоненты, части предметов исследовались как самостоятельные сущности, время от времени вступавшие в парные взаимодействия (причинно-следственные связи). Взаимодействия вещей рассматривались как независящие от остальных компонентов, частей предметов и процессов и не посредственно на них не влияю-

щие [24].

Процессно-вещный подход, основывавшийся на метафизическом и механистическом материализме, явился теоретической основой методического осознания проектирования. Как справедливо отмечает Г. П. Щедровицкий, к указанному времени развитие естественных наук дало несколько хорошо разработанных категорий. Среди них самыми привычными и распространенными стали категории «вещь», «свойство», «процесс» [39].

Ограниченность процессно-вещного подхода, кооперативный характер проектирования, а следовательно, недостаточность процессного моделирования методологами и инженерами осознавались. Но к процессному моделированию проектных работ объективно подталкивал характер социального заказа в 30–50-е гг. XX в., а также недостаточная философско-методологическая оснащенность исследователей.

В 50–60-е гг. XX в. достойное место в арсенале методологических средств науки и техники занял системный подход. Поэтому неудивительно, что он стал применяться для исследования проектирования. В дальнейшем это становится нормой методологического исследования рассматриваемого феномена. Расширение сферы проектных работ в период 50–60-х гг. XX в. произошло в связи с возникновением и функционированием крупных систем в области военной техники: космо- и авиастроение, атомный подводный флот, радиолокация и пр. Прежнее традиционное инженерное проектирование не могло успешно выполнять социальный заказ общества. Оно начинает трансформироваться, перерастать сначала в системотехническое, а затем в системное проектирование. Это, в свою очередь, обусловило необходимость переосмысления основ проектных работ.

27

В этот период возникают и функционируют в области методологии проектирования переходные модели.

Итак, проникновение системных идей в методологию проектирования в период 50–60-х гг. XX в. привело к созданию переходных моделей, которые «процессны» по форме, но «системны» по содержанию. Среди них наиболее интересными представляются модели известных американских исследователей: Дж. Диксона (специалист в области инженерного проектирования и технических систем) и П. Хилла (специалист по теории и методам конструирования).

Модель Дж. Диксона, в общем случае, состоит из трех основных элементов: изобретательство, инженерный анализ, принятие решений. При более пристальном рассмотрении, она может быть представлена как совокупность взаимосвязанных ступеней:

уяснение цели;

выбор пути решения задачи;

формирование идеи;

инженерный анализ;

конкретизация решения;

производство;

распределение;

сбыт, анализ и использование [12].

В качестве критерия такого расчленения выступает комплекс требований, предъявляемых к техническому устройству:

устройство должно работать вообще;

устройство должно работать хорошо;

устройство должно работать в оптимальном режиме;

устройство может быть изготовлено с небольшими издерж-

ками;

устройство должно быть простым в обслуживании и т. д. [12] Такая модель несет на себе «процессный» отпечаток и имеет

конкретно-инженерный характер. Иными словами, модель Дж. Диксона предназначена для описания, объяснения и обслуживания традиционного инженерного проектирования.

Примечательным в модели Дж. Диксона является выделение в самостоятельную ступень творческой стороны деятельности проектировщика – этап изобретательства. Трактовка изобретательства ав-

28

тором во многом имеет стихийно-психологический, интуитивный характер. В творческом поиске Дж. Диксон выделяет пять этапов:

подготовка: накопление знаний и совершенствование мастерства, формулировка задачи;

концентрация усилий: упорная работа с целью получить ре-

шение;

передышка: период умственного отдыха, когда изобретатель отвлекается от решаемой задачи;

озарение: получение новой идеи или видоизменение уже известной, которая является искомым решением;

доведение работы до конца [12].

Дж. Диксон пытается формализовать творческую деятельность проектировщика. С этой целью он не только отмечает те факторы, которые мешают творческой деятельности проектировщика, например, психологическую инерцию, но и описывает и систематизирует созданные или найденные эмпирические методы концептуального проектирования:

метод мозгового штурма;

метод инверсии;

метод аналогии;

эмпатия;

морфологический анализ Олджера и Хейса и др. [12].

Эти методы отделяются автором от методов перцептуального проектирования, т. е. от конкретных методов математического расчета, анализа стоимости и пр. В таком случае можно достаточно четко различать концептуальное и перцептуальное проектирование.

Метод исследования Дж. Диксона и собственно его исследование проектирования в основном относятся к эмпирическому уровню методологического исследования. Но если по отношению к концептуальному проектированию Дж. Диксон подходит как эмпирик, т. е. собирает и описывает методы и приемы концептуального проектирования, то по отношению к перцептуальному проектированию он выступает, скорее, как теоретик. Методы перцептуального проектирования включают не только математические аспекты, но и зачатки системного анализа. Проникновение системных идей в методологию

29

проектирования в данном случае наблюдается с периферии – перцептуального проектирования.

Первой моделью, которая всерьез может претендовать на эпитет системной, является модель П. Хилла. В проектировании П. Хилл выделяет двенадцать этапов:

определение потребности;

определение цели;

научные исследования;

формулировка задания;

формулировка идеи;

выработка концепции;

анализ;

эксперимент;

решение;

производство;

распределение;

потребление [37].

Указанные этапы не выстроены в жесткую линейную последовательность, в отличие от предыдущих моделей. В реальном проектировании, утверждает П. Хилл, возможны возвращения на более ранние этапы в процессе проектирования. У П. Хилла модель выступает не как чисто процессная, а с учетом возвратных движений, как процессно-итерационная модель. В качестве детерминанты формирования системы проектировочной деятельности и ее функционирования, т. е. системообразующим фактором выступает требование периодического выпуска новых изделий на рынок. Данное требование уже не является только инженерным требованием. По содержанию оно шире. Оно выражает, прежде всего, социально-экономические условия функционирования проектировочной деятельности – необходимость выживания предприятия в конкурентной борьбе, учет меняющихся запросов рынка в условиях быстро меняющейся конъюнктуры экономики и т. д.

П. Хилл, как внимательный исследователь, также отдает дань возрастающей роли творческой деятельности проектировщика.

30