Комплексное теоретическое исследование техники

При формировании технической теории по типу комплексного теоретического исследования, как правило, первоначально имеет место некоторый достаточно общий конкретно-методологический подход с универсальной сферой применения, которая постепенно специфицируется относительно определенной проблемной области (комплексной научно-технической проблемы). Исходным пунктом в данном случае является широкое научное движение, в результате которого возможно появление новой научно-технической дисциплины. Для решения таких проблем привлекаются в принципе любые теории, знания и методы, над которыми надстраивается слой обобщающих теоретических схем и соответствующего математического и концептуального аппарата, являющихся проблемно-ориентированными. При этом отдельные теоретические средства, методы и дисциплины, включенные в такое комплексное исследование, хотя и соответствующим образом перерабатываются, переосмысляются и испытывают обратное воздействие со стороны новой дисциплины, в то же время продолжают сохранять самостоятельность и развиваются (вне данной комплексной проблемы) обособленно. К данному типу дисциплин относится, например, системотехника.

Для того чтобы лучше понять значение системотехники и ее отличие от традиционного научно-технического знания, необходимо перечислить задачи, которые в ней решаются:

подготовка информации для принятия руководством научно обоснованных решений по управлению процессом создания сложной системы;

формулировка общей программы разработок как основы для взаимной увязки проектов отдельных подсистем;

стыковка проектных задач и координация специалистов, решающих эти задачи;

обеспечение интеграции системы в единое целое;

обеспечение в процессе разработки сложной системы наилучшего использования ресурсов при одновременном достижении проектных целей возможно более эффективным способом;

согласование планов частных проектов с общим направлением работы, выявление существующих и прогнозирование будущих потребностей;

внедрение в практику проектирования последних научных и инженерных достижений.

Подготовка информации для принятия руководством решений в процессе проектирования сложной системы не является сегодня такой тривиальной задачей, как это может показаться на первый взгляд. Напротив, для ее решения необходимо проводить особые исследования и изыскания, ориентируясь на достаточно широкую предметную область и имея в виду все возможные (настоящие и будущие) проекты данной системы. При этом выбор даже общего направления работ оказывается не таким уж простым. Действительно, в каком направлении вести разработки, какие проектные решения предпочесть - решение этих и других подобных задач требует тщательной научной подготовки, поскольку от этого может зависеть успех всего процесса проектирования. Исправление неверно принятого на ранних стадиях решения требует гораздо больших затрат, чем расходы на содержание специальных системотехнических служб. Отсюда вытекает задача формулирования общей программы разработки, опирающейся на прогноз развития системы. Такая общая программа разработки необходима, кроме того, для взаимной увязки проектов отдельных подсистем в процессе создания сложной системы. Она позволяет подготовить мощный задел для разработки этих проектов.

Необходимость в системотехнике впервые появилась тогда, когда выяснилось, что отдельные, даже хорошо работающие компоненты не обязательно составляют хорошо функционирующую систему. В сложной системе часто оказывается, что даже если отдельные компоненты удовлетворяют всем необходимым требованиям, система как целое не будет работать. Для иллюстрации этой ситуации чаще всего приводят пример проектирования самолета или ракеты специалистами разного профиля. Если рассматривать данную систему с точки зрения специалиста по двигателям, то, например, для электронного оборудования в ней совсем не останется места. Проектировщик фюзеляжа будет заботиться только об оптимальной конфигурации самолета, пренебрегая, скажем, удобством расположения радиолокационных антенн. Специалист по радиоэлектронике нашпигует его всевозможными устройствами, не заботясь о предельном весе и конфигурации самолета. Инженер-психолог потребует массу удобств для летчика, совершенно не считаясь со сметой. Бухгалтер сведет до минимума затраты и... самолет никогда не поднимется в воздух. Вот как раз для того, чтобы связать различные частные оптимумы, цели и критерии отдельных специалистов, и нужен инженер-системотехник.

На практике, конечно, стыковка отдельных проектных задач и координация специалистов, решающих эти задачи, может быть решена и упрощенно — с помощью принятия волевых решений руководителем проекта. Однако для достаточно сложных систем эти решения должны быть подкреплены серьезным обоснованием. Дать такое обоснование сам руководитель не может, так как один человек не в состоянии одинаково хорошо разбираться и в вопросах электроники, и в экономических проблемах и т.д. Для управления процессом создания системы необходим ее постоянный диагностический анализ, направленный на выявление резервов, узких мест и подготовку решений с целью устранения выявившихся недостатков. А для этого в свою очередь каждый руководитель достаточно крупного проекта вынужден создавать особый научно-координационный центр - бригаду экспертов-системотехников. Она должна помочь руководству достичь согласия по всей программе работ, включающей разные проекты, на основе периодической оценки всех частных проектов, на какой стадии выполнения они бы ни находились.

Поскольку одной из задач системотехники является координация всех работ, начиная от исследования и кончая эксплуатацией системы в целом, идеальный инженер-системотехник должен сочетать в себе талант ученого с искусством конструктора и деловыми качествами администратора. Он должен уметь объединить специалистов различных профилей для совместной работы. А для этого ему необходимо достаточно глубоко разбираться во многих вопросах, чтобы понимать специалистов. Если имеющихся у него знаний недостаточно, то системотехник должен в короткое время изучить предмет и ориентироваться в нем наравне со специалистами. Однако в отличие от узких специалистов, занятых деталями, он отвечает за общую постановку проблемы и обобщенную оценку результатов работы и в этом смысле является универсалистом. В то же время он не должен быть дилетантом.

Комплексное теоретическое исследование в системотехнике включает в себя ряд одноаспектных и одноплановых теоретических исследований и характеризуется множеством частичных идеальных объектов. Средства и способы исследования выбираются из различных научных дисциплин или разрабатываются специально применительно к каждой конкретной проблеме. В комплексном теоретическом исследовании должны быть учтены все эти частичные представления, частные теоретические схемы. Они должны быть обобщены и переформулированы в своего рода частные теории систем, а их абстрактные объекты представлены как особые специальные системы, то есть переведены в системный модус. Эти специальные системы могут быть далее синтезированы в различные (в зависимости от решаемой задачи) комплексные модели сложной технической системы. Пространство всех возможных (в том числе и гипотетических) комплексных системных моделей (вместе с совокупностью специальных систем) и составляет фундаментальную теоретическую схему системотехники, являющуюся, с одной стороны, обобщением частных теоретических схем, используемых в ней теорий, а с другой — конкретизацией системной картины мира, развиваемой в системном подходе и общей теории систем.

Системная онтология (или системная картина) мира выполняет по отношению к системотехнике функцию методологического ориентира в выборе теоретических средств и методов решения комплексных научно-технических задач, дает возможность транслировать их из смежных дисциплин или методологической сферы. Она задает также методологический принцип конструирования комплексных системных моделей сложных технических систем, то есть позволяет экстраполировать накопленный в системотехнике опыт на будущие проектные ситуации. Комплексные модели сложной технической системы, полученные на теоретическом уровне, могут быть использованы как исходный пункт проектирования новых систем. Таким образом, комплексное теоретическое исследование в системотехнике является одновременно и теоретическим и прикладным, так как оно ориентировано на инженерную практику. Концептуальный каркас системотехнической теории составляют системные представления и понятия, специфицированные под соответствующий класс комплексных научно-технических задач. В него включаются также определенным образом переосмысленные и сгруппированные понятия тех научных дисциплин, которые используются для решения системотехнических проблем.

Математический аппарат в системотехнике выполняет несколько функций. Он предназначен как для инженерных расчетов, так и для анализа и синтеза сложных систем, точнее их теоретических схем, то есть различных дедуктивных преобразований абстрактных объектов, что обеспечивает саморазвитие системотехнической теории и дает возможность получения новых знаний без обращения к инженерной практике. Причем применение математики даже только для инженерных расчетов требует уже определенной идеализации сложной технической системы. В системотехнике используется самый широкий спектр математических дисциплин и, прежде всего, теорий массового обслуживания, вероятностей, конечных автоматов, исследования операций и соответствующие разделы вычислительной математики.

В системотехнической теории, как и в любой технической теории, на материале одной и той же сложной технической системы строится несколько оперативных полей, которым соответствуют различные типы теоретических схем, обладающих, однако, рядом существенных особенностей.

В сфере практической системотехнической деятельности решение задачи создания новой системы заключается в сочетании представлений различных научных дисциплин с инженерными представлениями без сведения их к единому теоретическому изображению. Это позволяет отдельному исследователю или разработчику при решении частной системотехнической задачи строить каждый раз заново непохожие друг на друга схемы сложных технических систем. При этом практически невозможно воспроизвести процедуру их построения, поскольку она находится в сфере интуиции проектировщика. Схемы такого рода фактически являются синкретическим соединением объектных представлений различных теорий (элементов электрических и кинематических схем, структурных схем теории автоматического регулирования и других дисциплин) и представлений технической системы в инженерной деятельности: элементов разных схем изготовления, внедрения, функционирования и т.д. Способ их соединения зависит от каждой конкретной задачи. На одной общей структурной теоретической схеме, таким образом, присутствуют элементы кинематических, электрических и электронных схем, блок-схем и монтажных схем, на основе которых рассчитываются и собираются механические, электрические и другие блоки. Существенным недостатком такого способа соединения представлений сложной технической системы является качественная неоднородность полученной теоретической схемы, что обусловливает невозможность имитировать на ней функционирование системы в целом, усложняет инженерные расчеты, проектные решения, разработку технологии, отладку и т.д. Использование синкретических схем фактически не дает решения проблемы целостного описания сложной технической системы в теоретической сфере. Чтобы решить эту задачу, необходимо представить данную синкретическую схему в виде системы однородных описаний (для разных режимов функционирования).

В системотехнике используется два типа однородных теоретических схем — абстрактные поточные (алгоритмические) схемы и абстрактные структурные схемы. Абстрактные поточные (алгоритмические) схемы были обобщены в кибернетике и стали рассматриваться в плане преобразования вещества, энергии и информации. Они фактически являются идеализированным представлением функционирования любой системы и исходным пунктом программирования на ЭВМ. Это обеспечивает связь с соответствующими функциональными схемами, зафиксированными в теории программирования. Абстрактные структурные схемы на основе обобщения различного рода структурных схем (теории автоматического регулирования, теории сетей связи, теории синтеза релейно-контактных схем и логических схем вычислительных машин, а также такого рода схем, применяемых в социально-экономических исследованиях) развиваются в так называемый структурный анализ сложных систем. Такие унифицированные абстрактные структурные схемы позволяют "изучать объект в наиболее чистом виде". "Так, при структурных исследованиях систем автоматического регулирования в них не остается иного содержания, кроме связей, их числа, дифференциального порядка, знака и конфигурации... уделяя особое внимание выявлению взаимных связей между элементами системы и, тем самым, выдвигая на первое место структуру системы, а не состав ее отдельных компонентов, получаем возможность единообразно исследовать различные по своей природе системы". Дальнейшая манипуляция с моделью может быть осуществлена с помощью адекватных решаемой задаче алгоритмических языков имитационного моделирования. В них на основе данной структурной схемы составляется соответствующая поточная (алгоритмическая) схема функционирования модели (системы). Последняя автоматически переводится в машинный код и в свою очередь соответствует определенной функциональной (математической) схеме.

Основная проблема, стоящая перед теоретической системотехникой, заключается в переходе от синкретического описания сложной инженерной задачи с помощью теоретических средств и представлений самых различных научных дисциплин к однородной абстрактной теоретической схеме. Это необходимо в свою очередь для того, чтобы в системотехнике можно было применить соответствующий математический аппарат, для чего и должен быть выработан способ единообразного описания качественно разнородных элементов. Именно поэтому в теоретической системотехнике структурные и поточные теоретические схемы принципиально формируются как предельно абстрактные. В классической технической науке они являются гораздо более специализированными и частными, причем в первую очередь это относится к структурным схемам.

Функциональные схемы в системотехнике могут быть двух типов. К первому относятся функциональные схемы, развиваемые в структурном анализе и направленные на исследование структуры сложных систем. Они соответствуют абстрактным структурным схемам системотехники. Ко второму типу принадлежат функциональные схемы, разработанные в теоретическом программировании, которые адекватны абстрактным поточным (алгоритмическим) схемам. В системотехнике эти два типа теоретических схем совмещаются на одном уровне абстракции, но в разных планах. Это происходит, например, в алгоритмических языках имитационного моделирования, в которых поточная (алгоритмическая) схема накладывается на структурную (статическую) схему моделируемой системы. Причем правила преобразования структурных и поточных схем в функциональные (математические) схемы формализованы и само такое преобразование осуществляется автоматически на ЭВМ.

Современная техническая теория в отличие от классической технической теории ориентируется не на какую-либо одну базовую естественную науку, из которой черпаются естественнонаучные представления, методы и средства математики, а на общенаучные (методологические) представления и понятия (системные, кибернетические и др.) и "универсальные" средства имитационного моделирования на ЭВМ соответственно. Поэтому процесс построения современной технической теории неизбежно ускоряется, так как он связан с адаптацией этих уже развитых универсальных" представлений и схем.

В качестве эмпирического базиса современной технической теории выступает научно-методический слой: прецеденты, рецептурные знания, списочные структуры. Прецеденты — это описания, фиксирующие отдельные акты деятельности, которые выступают как образцовые, то есть как предписания к еще неосуществленной деятельности аналогичного типа. Рецептурные знания — это различные методические рекомендации, дизайн-программы, план-карты, типовые расчеты, руководящие стандарты и рабочие инструкции. Списочные структуры — это справочники, каталоги, перечни и другие, которые фиксируют знания, относящиеся к объекту исследования и проектирования. Однако все эти три элемента эмпирического базиса современной технической теории являются не просто готовыми рецептами предстоящей инженерной деятельности, как в традиционной инженерной практике, а одновременно и теоретико-методологической рефлексией, самоопределением современной инженерной деятельности и проектирования. В отличие от традиционной инженерной деятельности в современных научно-технических дисциплинах рецептурное знание уже не лежит вне теории, а, напротив, вплетено в саму ткань комплексного теоретического исследования. Но эта ткань не является такой теоретически однородной и четко иерархически структурированной, как в классических естественных и технических науках, напоминая скорее лоскутное одеяло, где сшиты вместе разнородные элементы теоретических представлений различных научных дисциплин и рецептурно-технологические схемы практической деятельности. Кроме того, сами рецептурно-технологическое описание и предписание к осуществлению исследовательской и проектной деятельности становятся особым идеализированным представлением процедур этой деятельности.

Например, при имитационном моделировании на ЭВМ или автоматизации инженерных расчетов они должны быть зафиксированы в виде обобщенного алгоритма или программы. Представители классических технических наук под влиянием неклассического образца построения научно-технического знания также вынуждены сегодня специально заниматься анализом собственной исследовательской и проектной деятельности, прежде всего при автоматизации проектирования и конструирования. Для этого требуется предварительное описание обобщенных алгоритмов инженерных расчетов и процедур анализа и синтеза схем (например, кинематических схем механизмов или электрических схем электротехнических устройств). Записанные на каком-либо языке программирования, эти процедуры исследовательской и проектной деятельности могут быть выполнены автоматически на ЭВМ.

Основные особенности строения и функционирования теоретических исследований в современных научно-технических дисциплина в отличие от классической технической теории рассмотрены в следующем разделе.

Различия современных и классических теоретических исследований

в научно-технических дисциплинах

Структурные и поточные схемы современной технической теории являются более общими и формируются, с одной стороны, как конкретизация "универсальной" теоретической схемы, например системной онтологии, принципы построения которой развиваются в широкой методологической сфере, а с другой — как обобщение соответствующих теоретических схем классических технических теорий.

Обобщенная структурная схема современной технической теории представляет собой предельно абстрактное изображение статической структуры сложной технической системы, абстрагированное от качественной определенности ее конструктивных элементов. На ней прежде всего анализируются конфигурация системы, степень связанности и надежности ее элементов безотносительно к их конкретному наполнению.

Обобщенная поточная схема современной технической теории есть обобщенное алгоритмическое описание функционирования системы, то есть последовательности преобразований потоков субстанций (вещества, энергии, информации) независимо от его реализации. Она является результатом абстрагирования от качественной определенности протекающего через систему и преобразуемого ею естественного (в частности, физического) процесса.

Каждая из этих обобщенных теоретических схем (структурных и поточных) имеет свои специфические способы математического описания. Другими словами, в современной технической теории развиваются функциональные схемы, во-первых, структурные и, во-вторых, поточные теоретические схемы (в отличие от классической технической теории, где математическое описание ставится в соответствие прежде всего поточной схеме). Кроме того, в ней используется, как правило, несколько стандартных математических (функциональных) схем, приспособленных к решению разных классов инженерных задач. Это обусловливает различия в их функционировании.

В классической технической теории, например теории электрических цепей, сначала строится структурная схема устройства, которая по определенным правилам соответствия преобразуется в поточную, а затем в эквивалентную ей функциональную, скажем, операторную схему. На основе последней составляются системы уравнений, в которые могут быть подставлены конкретные значения исследуемых параметров. Решение этих систем уравнений позволяет определить либо неизвестные параметры некоторых структурных элементов (электрической цепи) при известных характеристиках протекающего через них естественного процесса (т.е. электрического тока), либо, наоборот, неизвестные характеристики электрического тока при известных параметрах элементов.

В современной технической теории сложность инженерных объектов обусловливает необходимость теоретического исследования и математического описания не только процесса их функционирования, но и их структурных схем. Поэтому в ней решаются математические задачи двух типов: во-первых, определение ранга, связности, надежности и других элементов и структуры системы и, во-вторых, расчеты параметров ее функционирования.

Поскольку современная техническая теория имеет дело с качественно новым деятельностным объектом исследования и проектирования, то возникает проблема системно-деятельностного его представления, создания особой системно-деятельностной онтологии. В рамках каждой отдельно взятой такого рода теории это выражается в необходимости сопоставления обобщенных структурной и поточной схем одной и той же системы, ее синкретического структурно-процессуального описания.

Например, во многих алгоритмических языках имитационного моделирования статическая структура системы совмещается с алгоритмом ее функционирования (на единой схеме), который рассматривается как последовательность операций, выполняемых элементами статической структуры.

Наконец, в силу комплексного характера теоретического исследования в современных научно-технических дисциплинах их функционирование заключается не только в том, чтобы выявить различные аспекты и режимы работы исследуемой (проектируемой) системы, подлежащие обобщенному описанию и расчету, но и собрать все полученные результаты в единую многоаспектную и многоплановую (имитационную) модель - задача, которая в рамках классической технической теории в принципе не ставилась. Эта задача решается в системотехнике, например, с помощью имитационного моделирования сложных систем, где концептуальному аппарату и теоретическим схемам системного подхода (зафиксированным в системных представлениях) ставится в соответствие определенный математический аппарат.

Резюмируем общие черты теоретических исследований, проводимых в современных комплексных (неклассических) научно-технических дисциплинах, и основные их особенности, отличающие эти дисциплины от классических технических наук.

Прежде всего, это комплексность теоретических исследований, в какой бы форме они не проводились и каким бы способом они не формировались. Развиваясь нестандартным путем, они отличаются от классических технических наук тем, что в последних теория строилась под влиянием определенной базовой естественнонаучной дисциплины и именно из нее заимствовались первоначально теоретические средства и образцы научной деятельности. Bo-многих современных научно-технических дисциплинах такой единственной базовой теории нет, так как они ориентированы на решение комплексных научно-технических задач, требующих участия представителей многих научных дисциплин (математических, технических, естественных и даже общественных наук), группирующихся относительно единой проблемной области. В то же время в них разрабатываются новые специфические методы и собственные средства, которых нет ни в одной из синтезируемых дисциплин, специально приспособленных для решения данной комплексной научно-технической проблемы.

Однако, несмотря на то, что на первый взгляд главной задачей здесь является синтез разнородных знаний, теоретических представлений и методов, в основе такого синтеза лежит сложная задача координации, согласования, управления и организации различных деятельностей, направленных на решение комплексной научно-технической проблемы. Поэтому объектом комплексного исследования в современных научно-технических дисциплинах будет уже не традиционный объект, хотя и достаточно сложный, а качественно новый деятельностный объект.

Так, эргономика связана с исследованием и проектированием трудовой деятельности в человеко-машинных системах и включает в себя два блока знаний: об объекте (т.е. о трудовой деятельности) и о том, как исследовать и проектировать этот объект (т.е. также о деятельности). Подобным образом и объект системотехники состоит из двух частей: во-первых, объектом исследования и организации в ней становится деятельность, направленная на создание и обеспечение функционирования сложной технической системы, и, во-вторых, сама данная система, будучи создана, не только включается в человеческую деятельность как удовлетворяющая определенную потребность, но и замещает собой эту деятельность. Системный анализ также имеет своим объектом деятельность, так как представляет собой совокупность научных методов и практических приемов решения разнообразных проблем, возникающих в целенаправленной (прежде всего в управленческой и исследовательской) деятельности, то есть комплексный подход к ее организации. Даже кибернетика, которая первоначально была ориентирована на машинизированное представление технических систем, начала становиться наукой о моделях человеко-машинных систем.

Ситуация, сложившаяся в современных научно-технических дисциплинах во многом напоминает изменения в экспериментально-измерительной деятельности, характерные для неклассической физики и связанные с так называемым парадоксом неизмеримости.

В классической физике предполагается, что измерительный прибор не влияет на состояние измеряемого объекта, с которым он взаимодействует, и всегда можно подобрать такие условия эксперимента, что этим возмущением можно пренебречь либо учесть его и внести соответствующие поправки в результаты измерений. Однако для микросистем достичь этого не удается. Поэтому, во-первых, результаты уже проведенного измерения не всегда с точностью воспроизводимы (их можно только предсказать с определенной степенью вероятности) и, во-вторых, возмущающим действием экспериментально-измерительной деятельности нельзя пренебречь. Объект измерения не может рассматриваться отдельно от этой деятельности: он не является тождественным до, во время и после эксперимента.

Аналогичная ситуация наблюдается и в современной инженерной деятельности, направленной на создание сложных человеко-машинных систем и имеющей следующие особенности:

ключевым в ней становится эволюционное системное проектирование, то есть проектирование не прекращается тогда, когда система уже создана, а поскольку система может устареть еще до того, как она создана, в проекте должны быть предусмотрены ее возможные будущие модификации;

в проекте сложной человеко-машинной системы невозможно заранее учесть все параметры и особенности ее функционирования (можно только предсказать их с определенной степенью вероятности), поэтому в современной инженерной деятельности становится необходимой особая деятельность внедрения, которая направлена на корректировку проектных решений в процессе отладки системы и в соответствии с изменениями социальных, природных, экономических, технических и тому подобных условий, поскольку окружающая среда включается в проектируемую систему в качестве особого элемента;

деятельность использования и деятельность создания и совершенствования таких систем становятся как бы слитыми, неразрывно связанными с самими этими системами.

Наиболее ярко эта тенденция проявляется в сфере социально-инженерных разработок.

Например, так обстоит дело в градостроительном проектировании, использующем знания целого ряда социальных и технических дисциплин для создания специфических деятельностных систем. Здесь особо острой становится проблема включения таких систем в окружающую социальную среду и заранее часто бывает трудно предсказать те последствия, к которым может привести подобное проектирование. Создаваемая градостроительная система должна постепенно вписываться в окружающую среду. Однако в данном случае речь идет не о проектировании заново, а о развитии, совершенствовании такой системы, постепенном подведении ее к заложенному в проекте состоянию. При этом и сама окружающая среда постепенно становится объектом проектирования.

Таким образом, возмущающим воздействием исследования и проектирования здесь уже невозможно пренебречь, его необходимо специально учитывать, поскольку и объект проектирования (исследования), и проектировщик (исследователь) имеют однопорядковую деятельностную сущность.

Подобно тому, как в неклассической физике все большее значение придается методу математической гипотезы (минуя промежуточные интерпретации) и идеализированным экспериментам (без воспроизведения их на всех промежуточных стадиях в виде реальных экспериментов), в современных научно-технических дисциплинах определяющую роль начинают играть проектирование и имитационное моделирование на ЭВМ, позволяющие заранее, в форме идеализированного (машинного) эксперимента, проанализировать и рассчитать различные варианты возможного будущего функционирования сложной системы.

В алгоритмических языках имитационного моделирования, наиболее часто применяемых для этой цели, концептуальный каркас и системный образ объекта детерминированы соответствующей математической теорией (теорией множеств, теорией массового обслуживания, математической статистикой и т.п.). Описание на этом языке (проблемно-ориентированное на определенную предметную область) моделируемой системы автоматически переводится в машинную кодовую модель. Далее осуществляется экспериментирование с моделью на ЭВМ (как с особым идеальным объектом), предсказание поведения объекта для различных условий (генерация вариантов модели и выбор из них наиболее пригодных для данных условий). При этом промежуточные интерпретации, как правило, опускаются. Таким образом, при имитационном моделировании на ЭВМ система представляется первоначально в виде поточной схемы. Затем это описание трансформируется в соответствующую функциональную схему, с которой осуществляется ряд эквивалентных преобразований (движение на теоретическом уровне - дедуктивный вывод). Наконец, полученный результат (а если это необходимо, то и некоторые промежуточные результаты) интерпретируются, то есть переводятся обратно в модус поточной схемы. Иными словами, в алгоритмических языках имитационного моделирования заданы процедуры перехода от функциональных к поточным описаниям и операции эквивалентного преобразования функциональных схем. Поточная схема может быть реализована далее в виде конкретной структурной схемы проектируемой (исследуемой) системы.

Аналогию между неклассическими естественнонаучными и научно-техническими дисциплинами можно провести еще и по той роли, которую играет в них научная картина мира. Современные неклассические научно-технические дисциплины, включая в себя сложную совокупность различных типов знания и методов и опираясь на множество разных дисциплин, используют их для решения специфических комплексных научно-технических проблем, не решаемых ни в одной из этих дисциплин в отдельности. Поэтому первым условием эффективной организации теоретического исследования в них является необходимость реконструкции той единой действительности, в которой возможно соотнесение всех частичных подходов и особое целостное видение объекта исследования (и проектирования). Причем эти дисциплины имеют дело с множеством теоретических представлений, выполняющих функцию частных теоретических схем по отношению к комплексному теоретическому исследованию, и формирование неклассической технической теории начинается сразу с этапа разработки обобщенной теоретической схемы. Поскольку такой базовой теории, из которой можно было бы осуществить ее транспортировку, как правило, нет, то она транслируется из методологической сферы (конечно, с последующей модификацией и конкретизацией). Эту функцию по отношению к современным научно-техническим дисциплинам выполняют чаще всего системный подход и общая теория систем, имеющие общенаучный статус. Иногда в этой функции используются кибернетические представления и понятия.

Таким образом, в настоящее время сформировался целый блок научно-технических дисциплин, имеющих общую системную ориентацию, задающую относительно них особую плоскость объективации искусственно создаваемых сложных систем. В фундаментальной теоретической схеме задается специфическое видение объекта исследования и проектирования. Кроме того, системная картина мира (или системная онтология) выполняет функцию методологического ориентира (по отношению к различным современным научно-техническим дисциплинам) в выборе теоретических средств и методов решения комплексных научно-технических задач, дает возможность транслировать их из смежных дисциплин или методологической сферы. Она является также методологическим ориентиром для конструирования сложных идеальных объектов современных научно-технических дисциплин, их последующего имитационного моделирования и интерпретации, то есть позволяет экстраполировать накопленный в данной дисциплине опыт на будущие проектные ситуации. В системотехнике она несколько иная, чем в кибернетике, системном анализе или эргономике, но все же это системная фундаментальная теоретическая схема.

Одной из наиболее важных, с точки зрения философии, особенностей современных научно-технических дисциплин служит их явно выраженная методологическая ориентация. В рамках этих дисциплин осуществляются конкретно-методологические исследования (часто с выходом на практику через методические разработки и проектирование). Более того, методологические знания вплетены в саму техническую теорию. Иногда они даже замещают теорию (т.е. методология в современных научно-технических дисциплинах может выступать в функции теории) в виду неразработанности общих теоретических средств особенно на первых этапах развития этих дисциплин, поскольку не существует образцов или прецедентов такого комплексного исследования. Трансляция же их из других сфер возможна только с помощью предварительного анализа. Это значительно поднимает роль и ответственность методологии науки по отношению к данным _/ конкретно методологическим исследованиям.

Отметим еще одну важную черту, общую для всех комплексных научно-технических дисциплин. Поскольку они имеют дело с деятельностным объектом исследования и проектирования, то возникает проблема совмещения системных и деятельностных представлений. В системотехнике, например, это выражается в необходимости совмещения структурной и алгоритмической схем одной и той же системы в едином описании. Это обусловливает и специфику идеальных объектов второго уровня (идеальные объекты первого уровня относятся к включаемым в данную дисциплину отдельным исследованиям); в них неразрывно переплетены объектные и деятельностные представления, объект как бы сплавлен с деятельностью его проектирования, совершенствования и использования.

В отличие от классических технических наук, которые предметно-ориентированы на определенный класс технических систем (механизмов, машин, радиотехнических устройств, радиолокационных станций и т.д.), комплексные научно-технические дисциплины проблемно-ориентированы на решение комплексных научно-технических задач определенного типа: системотехнических, эргономических, градостроительных, дизайнерских и т.п. (хотя объект исследования в них может частично совпадать). Это разграничение на классические и неклассические научно-технические дисциплины коренится в развитии самой инженерной деятельности и проектирования.

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННОГО РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ:

Дата добавления: 2014-12-23