Вопрос №3. Эволюция кустарных промыслов

В кустар­ных промыслах иногда создаются кра­сивые и сложные изделия, которые можно принять за плод деятельности художника-конструктора высшей квали­фикации.

Интересно также, что кустарные из­делия напоминают формы органической жизни - формы растений и животных, явившиеся результатом эволюции приро­ды. Когда мы сегодня видим, как кра­сиво организованы сложные формы де­ревенской телеги, гребного судна, скрип­ки, топора, нам непонятно, каким обра­зом удалось этого добиться без участия конструкторов со специальным образо­ванием, без специалистов по админи­стративному управлению, сбыту, тех­нологии и многих других профессио­налов, без которых немыслима сов­ременная промышленность.

Не менее удивительно и то, что негра­мотный кустарь, вооруженный элемен­тарными инструментами, управляет про­цессом эволюции и создает сложную фор­му изделий, не имея в своем распоря­жении чего-либо подобного "генетичес­кой информации". Однако, как мы сей­час увидим, за кажущейся простотой примитивного ремесленного производ­ства кроется тонкая и надежная система передачи информации, быть может, более эффективная, чем в чертежном спосо­бе проектирования, и во многом сходная с новыми методами проектирования, рассматриваемыми в этой книге.

Среди старых кустарей и ремеслен­ников редко встречались такие, кото­рые, помимо обладания профессиональ­ным мастерством, были еще и грамотны (мы не говорим здесь о представителях художественных промыслов), поэтому огромную ценность представляет свиде­тельство одного из них — книга Джорджа Стэрта "Колесная мастерская" . В этой книге дан очерк тележного производства XIX в. Достаточно нес­кольких цитат, чтобы понять те скры­тые причины и процессы, которые уп­равляют действиями кустаря. Начнем с описания точной подгонки форм к ус­ловиям эксплуатации: "... мы удивитель­но точно знали особые нужды наших со­седей. Изготовляя телегу или тачку, во­довозку или плуг, или что-нибудь еще, мы выбирали такие размеры, такие фор­мы кривых (а почти каждая деревянная деталь была изогнутой), чтобы они соот­ветствовали особенностям почвы на той или иной ферме, крутизне того или иного холма, темпераменту того или иного клиента и даже его пристрастиям при вы­боре лошадей".

Далее Стэрт рассуждает о том, зачем колесам телеги придается развал¹':

"Какой смысл в развале и чашеобраз-ности колес? К стыду своему, я дол­жен признаться, что этот вопрос мучил меня много лет даже после того, как я убедился в многочисленных преимуществах этой странной формы и в том, что колеса без развала могут не пройти и мили. Ясно, что развал нужен, но зачем? Почему колесо без него всегда выворачивается наружу, как зонтик на ветру? Почему под грузом, если он и в самом деле слишком тяжел, колесо никогда не ломается каким-нибудь дру­гим образом, а всегда одним и тем же?

Несомненно, чашеобразные колеса с развалом имеют большие достоинст­ва. Возьмем форму экипажа (в разре­зе), когда он установлен на колесах с развалом. Кузов такого экипажа в верхней части может быть шире, чем в нижней. Расширяясь, он в то же время не будет касаться колес, поэтому можно увеличить — и очень сильно — размеры поклажи, особенно легкой, например сена, а если поклажей служит плотно ук­ладывающийся материал, например на­воз или песок, то его легче сбрасывать. При другой посадке колес всего этого не добиться. Несомненно, это удобно, когда колеса сверху расставлены шире, чем снизу, где они опираются на землю.

У чашеобразных колес есть и другие преимущества. И все же, почему за них так держатся?"

На этот последний вопрос Стэрт здесь не отвечает, но в другом месте своей книги он пишет, что радиус поворота четырехколесного экипажа можно силь­но уменьшить, если сочетать развал ко­лес с сужением телеги в середине и не­большим подъемом ее передка.

Он продолжает выяснять, как он го­ворит, "истинные причины", по кото­рым нужен развал, и одно время ему кажется, что разгадка кроется в сжатии металлического обода, насаживаемого на колесо в горячем состоянии:

"Колесо все равно должно дефор­мироваться при насадке обода, так что вполне вероятно, что оно при этом может стать более выпуклым или более вогну­тым. Я долго считал, что придание ко­лесу чашеобразной формы было всего лишь подготовкой к этой последней операции, способом регулирования сжатия и сознательного использования его преимущества".

Но вряд ли чашеобразность колеса появилась по этим причинам - ведь стальные шины были изобретены сравнительно недавно.

Лишь много позже он наткнулся на правильный ответ, когда заметил, что колеса оставляют на дороге волнистый след, раскачиваясь из стороны в сторону при каждом шаге лошади.

"Нагруженный кузов телеги или по­возки, раскачиваясь в такт с шагом ло­шади, наносит колесам резкие удары то с одной, то с другой стороны. Он дви­жется из одной стороны в другую и бьет по ступицам колес. Восприняв толчок, левое колесо тотчас же переда­ет нагрузку правому, и наоборот. И так изо дня в день, в любой упряжке. На колеса действует не только вертикально направленный вес груза; им приходится также все время воспринимать усилия, приложенные к центру".

Вряд ли Стэрт отыскал все причины чашеобразности колес, а также множе­ства прочих изгибов, дуг и скруглений, из которых состоит повозка [15]. Для наших целей достаточно отметить, что форма каждой детали в повозке опре­деляется не одной, а многими причина­ми и что изделие в целом возникает в результате тонкой отладки целого с оптимальным использованием каждой его части. Заметим также, что, когда кустарь воспроизводит или изменяет какую-либо форму, он едва ли точно отдает себе отчет, почему поступает именно так, а не иначе; он знает лишь, как ему следует это сделать. Говоря о том, почему колеса имеют всегда од­ни и те же размеры, Стэрт замечает:

"По сути дела, сама необходимость определила линии повозки, которая не должна быть ни слишком высокой, ни слишком низкой; не одно поколе­ние фермеров экспериментировало, что­бы отыскать эти невидимые линии, а колесники научились заставлять каж­дую телегу катиться в соответствии с ними.

Здесь как в капле воды отразились все те условия, благодаря которым телега стала красивой — такой же кра­сивой, как скрипка или лодка. Необхо­димость определила законы построения каждой детали и десятками способов заставила добиться согласованности. Те­лежник был вынужден во всем сохра­нять верность этим законам, всегда

знать, каким требованиям должны удов­летворять колеса, оглобли, оси, ку­зов телеги, все ее детали. Нужно от­метить особый характер этих знаний. Их не найти ни в одной книге. Они не "'научны". Я не встречал никого, кто мог бы похвастать, что знает тележное производство не только эмпирически. Я сам - типичный тому пример. Я знал, что задние колеса должны быть высо­той пять футов и два дюйма, а перед­ние — четыре фута и два дюйма, что "боковины" нужно резать из четырех­дюймовой сердцевины лучшего дуба и т.д. Это я знал, и чем дальше, тем более был в этом уверен; но объяснить необходимость таких требований мне удавалось далеко не всегда. То же и большинство ремесленников. Весь свод их знаний представлял собой лишь путаную сеть деревенских предрассуд­ков, некоторые основания которых были известны в одной местности, а дру­гие - в другой и т.п. В крестьянском дворе, в пивной, на рынке все снова и снова заводился разговор о тех или иных деталях; приобретенные знания сводились воедино в деревенской куз­нице или мастерской ремесленника. Воз­чики, кузнецы, фермеры, колесники -тысячи ремесленников из века в век передавали своим детям или подмас­терьям те крупицы понимания, что им удалось собрать. Но по большей части понимание деталей было весьма туман­ам, а весь свод знаний был чем-то таинственным, частью народной мудрос­ти, он принадлежал коллективно всем людям, но ни одна отдельная личность никогда не владела им целиком".

Чтобы до конца понять, каким обра­зом этот сплав практических навыков и невежества может породить изделия, которым ученый с трудом сможет дать объяснение и в которых глаз художника уловит высокий уровень организации формы, — для этого, наверное, нужно прочесть книгу Стэрта целиком, а может быть, и самому поработать подручным ремесленника. Для наших же целей будет достаточно, если мы из приведенных цитат и иллюстрации сделаем следующие предварительные выводы о путях эво­люции кустарных промыслов:

1. Ремесленник не вычерчивает эскиз своего изделия — а часто и просто не в состоянии сделать это — и не может удов­летворительно объяснить, почему он при­нимает то или иное решение.

2. Изменение формы кустарного изделия происходит в результате бесчисленных неудач и успехов в процессе многове­кового поиска методом проб и ошибок. Этот медленный и дорогостоящий после­довательный поиск "невидимых линий" удачной конструкции может в конечном итоге привести к удивительно точно уравновешенному изделию, которое в очень высокой степени удовлетворяет нуждам потребителя.

3. Эволюция кустарных промыслов мо­жет привести и к дисгармонии в решени­ях. Примером может служить изгиб бор­тов телеги. Этот изгиб, или "излом", появился в результате стремле­ния тележника сократить радиус поворо­та и дать передней оси хоть немного больше места для отклонения до того, как переднее колесо коснется борта телеги. Дисгармоничность этого изгиба наводит на мысль о том, что эволюци­онный процесс развития данного про­мысла еще не сумел освоиться с неожи­данным изменением, которое произошло в Англии в конце XVIII в., когда тради­ционные двухколесные тележки смени­лись новыми формами в виде телеги с четырьмя колесами. В этом сказывает­ся несовершенство процесса, при кото­ром изменению каждый раз подвергает­ся лишь что-то одно, а в целом опирают­ся на ранее найденные решения даже в тех ситуациях, когда требуется полная реорганизация всей формы в целом.

4. Хранилищем всей важной информа­ции, собранной в ходе эволюции про­мысла, является в первую очередь сама форма изделия, которая остается пос­тоянной и изменяется только для ис­правления ошибок и при возникнове­нии новых потребностей. Частично ин­формация хранится в виде эталонов (профилей сечения и т.п.), а также в виде усваиваемых при обучении ремеслу фик­сированных навыков, необходимых для воспроизведения традиционной формы изделия. Можно сказать, что в этих хранилищах содержится "генетический код", необходимый для эволюции про­мысла.

5. Два класса данных, наиболее важные для современного проектирования, — форма изделия в целом и ее логические обоснования — не фиксируются в сим­волической форме, поэтому их невоз­можно исследовать и изменить без грубого экспериментирования с самим изделием. Такие эксперименты чреваты опасностью утратить равновесие и "приг-нанность", с таким трудом достигнутые в соответствующей конструкции, поэто­му к ним прибегают лишь тогда, когда методами постепенной эволюции не уда­ется удовлетворить новым требованиям.

Самым важным выводом для нас, стремящихся установить коллективный контроль над эволюцией искусственной среды, является то, что 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. Поэтому есть основания надея­ться, что наши попытки придать проек­тированию характер совместной дея­тельности многих специалистов, каждый из которых решает свою часть проблемы, увенчаются успехом (и это несмотря на то, что сейчас нам с таким трудом дается согласование действий одного специа­листа с действиями другого и с непре­рывно изменяющейся формулировкой задачи в целом).

Чертежный способ проектирования

Метод проектирования путем создания чертежей в определенном масштабе, ви­димо, хорошо знаком многим читате­лям.

Принципиальная разница между этим ныне общепринятым способом разработ­ки формы для изделий машинного производства и предшествовавшей ему эволюцией форм в кустарных промыс­лах заключается в том, что здесь поиск методом проб и ошибок отделен от производства, что эксперименты и из­менения проводятся на масштабном чер­теже, а не на самом изделии. Такое от­деление умозрительной разработки от практического изготовления изделия имело ряд важных последствий:

1. Стало возможным задавать размеры изделия до его изготовления, а это поз­волило разделить труд по изготовле­нию отдельных частей изделия между несколькими работниками. Это и есть то самое разделение труда, которое знаменует собой одновременно и силу, и слабость индустриального общества.

2. Первоначально именно преимущества, связанные с вычерчиванием изделия до его изготовления, обеспечили возмож­ность создания изделий, слишком боль­ших для того, чтобы они могли быть изготовлены одним ремесленником, на­пример крупных судов и зданий. До­биться взаимного согласования частей, выполненных разными ремесленниками, можно только тогда, когда заранее за­даны основные размеры. (Обычно в процессе непрерывной пригонки одной детали к другой ремесленник вносит целый ряд мелких изменений и контр­изменений, так что среди его изделий никогда не бывает двух совершенно одинаковых.) Конечно, несколько ре­месленников могут работать вместе над одним крупным изделием, например телегой, без предварительного составле­ния масштабного чертежа. Но тогда стыки частей, выполняемых разными работниками, задаются в виде стан­дартов на размеры или в форме полно­масштабных шаблонов, обязательных для каждого из них. Когда же, как на рис.2.2, количество таких размеров и шаблонов велико, они просто сводятся все в один чертеж. Таким образом, мож­но считать, что в масштабном чертеже сводятся воедино отдельные его части, которые прежде хранились в форме заученных наизусть размеров, шаблонов и эмпирических правил.

3. Возникшее вместе с масштабными чертежами разделение труда дало воз­можность увеличить не только размеры изделий, но и темп их изготовления. Изделие, на создание которого у ремес­ленника-одиночки ушло бы несколько дней, разбивается на более мелкие стандартные детали, производство кото­рых может идти одновременно, отни­мает всего несколько часов или минут 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 нас и по сей день при виде кус­тарных изделий вспоминать "добрые ста­рые времена".

Естественно, все это приводит к то­му, что основная часть трудностей и ра­достей творчества уходит из производ­ственной сферы и становится уделом нового вида работников, тех, кто изго­товляет чертежи. "Проектирование", или "конструирование", выделяется в особую профессию. Как мы увидим дальше, этот происходивший некогда переход от кустарного промысла к про­ектированию во многом сходен с проис­ходящим ныне переходом от проекти­рования к проектным исследованиям, о чем в основном и идет речь в этой книге. 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 ничто — ни неполнота сведений, ни боязнь дорогостоящей пе­ределки самого изделия — уже не ме­шает ему вносить в конструкцию даже принципиальные изменения. С помощью линейки и циркуля он легко может найти траекторию движения любой де­тали и определить, как изменение формы одной из деталей скажется на конструкции всего изделия. Этим, пожалуй, и объясняется тот факт, что конструктор -едва ли не единственный специалист современной промышленности, остаю­щийся "целостником", а не "частични-ком"; он защищает свое творение как единое целое, которое нужно либо принять без изменений, либо же все до основания переделать. Он слишком хорошо знает, сколько труда ему приш­лось вложить в многократные циклы из­менений, прежде чем было достигнуто тонкое равновесие, закрепленное в окон­чательном варианте его проекта.

Эта необходимость все время цикл за циклом двигаться по кругу заставляет проектировщика в поисках новых реше­ний работать не более чем над одним проектом одновременно вместо того, чтобы сопоставлять между собой нес­колько альтернативных проектов. Тра­диционный метод заключается в том, что на большом листе бумаги или на ко­пиях с исходного эскиза или схемы вычерчиваются последовательные вариан­ты решений. Отправной точкой для проектировщика служит единая кон­струкция, которая в довольно точном виде предстает перед его мысленным взором. Основным критерием для оцен­ки различных вариантов конструкции служит геометрическая увязка деталей, которую можно определить по черте­жу. Таким образом, процесс конструи­рования чертежным способом можно рассматривать как ускоренный вариант эволюции кустарного промысла, позво­ляющий за один раз изменять не одну, а целую совокупность деталей.

Соответствие разрабатываемого из­делия условиям его изготовления и использования - это уже другой вопрос, и здесь проектировщик чувствует себя менее уверенно, чем ремесленник. Чтобы решить, какая конструкция окажется работоспособной, а какая нет, что можно изготовить,- а что нельзя, конструктору приходится полагаться в основном на свою память и воображение. Для прео­доления этой трудности введена ста­жировка конструкторов, во время кото­рой они учатся распознавать нетехноло­гичные, дорогостоящие и неприемлемые для потребителя варианты решений. При этом "обучение" молодого конструктора обнаружению недостатков в своей работе проводится не на реальном рынке сбыта и не в реальном производствен­ном процессе, а на основании оценок его руководителя - главного или веду­щего конструктора. В производство передаются лишь чертежи, одобренные главным конструктором; значительно больше проектов бракуется в конструк­торском бюро. Постепенно хороший кон­структор-стажер выучивается предлагать своему руководителю только такие чер­тежи, которые тот, исходя из своего более богатого опыта, вероятнее всего, одобрит. К сожалению, ни у главного конструктора, ни у его помощников нет точного языка для описания будущих ситуаций, в соответствии с которыми они мысленно оценивают приемлемость предлагаемого проекта, - чертеж об­ладает тем существенным недостатком, что на нем невозможно отразить требо­вания потребителей и трудности произ­водства.

В какой-то мере эту проблему удает­ся разрешить путем изготовления моде­лей и опытных образцов для оценки и испытаний, а также путем расчетов для определения эксплуатационных характе­ристик важнейших деталей и узлов. Эти опытные образцы и расчеты равносильны шаблонам и критическим размерам, с помощью которых ремесленник закреп­ляет некоторые точки в сложившейся в его воображении сети подлежащих вы­полнению требований.

Важно отметить следующее: над чер­тежом одновременно может работать только один человек, и все ситуации, ко­торым должна удовлетворять конструк­ция, приходится держать в одной голове. Из-за этого на ранних стадиях проек­тирования чертежным способом работу ведет всего один человек, чаще всего главный (ведущий) конструктор или руководитель группы. Только после то­го, как ведущему конструктору удалось сформулировать критические подпроб-лемы данной задачи и найти удовлетво­рительные решения этих подпроблем (обычно это происходит на той стадии проектирования, которая осуществляет­ся "на обороте старого конверта"), можно распределить работу между нес­колькими исполнителями. Рассматривае­мые здесь новые методы были разрабо­таны в первую очередь как раз для преодоления этого недостатка традиционных методов проектирования — невозмож­ности привлечения многих умов к реше­нию задачи на самом важном этапе проектирования.