Инженерное проектирование в инновационном процессе

 

Проектировать- это творить, создавать что-то новое. Результатом проектирования часто оказывается объект, обеспечивающий получение прибыли. Инженерное проектирование - это непрерывный процесс, в котором научная и техническая информация используется для создания новой системы, нового объекта или процесса, приносящих обществу определенную пользу. Умение проектировать - это одновременно и наука и искусство. Как науку проектирование можно постигнуть путем систематических занятий, накопления опыта и решения проблем. Как искусство проектирование требует полной отдачи от тех, кто стремится овладеть им. Проектирование предполагает применение анализа и синтеза. Однако нередко анализ отождествляют с проектированием, ибо считают, что если в данной ситуации проведен хороший анализ, то и проектирование выполнено хорошо. Анализ, т.е. расчленение рассматриваемой ситуации на контролируемые элементы и изучение каждого элемента в отдельности, выполняется при проектировании для проверки первоначально поставленных целей. Синтез - объединение элементов в единое целое - ближе к проектированию, чем любой другой процесс, но он должен быть творческим, чтобы комбинация объединяемых элементов была оригинальной. В процессе проектирования наука и искусство, анализ и синтез неотделимы друг от друга и проявляются одновременно. При проектировании системы или процесса можно базироваться на одном из двух принципов: эволюционные изменения и создание нового.

Метод эволюционных изменений характерен для первых лет промышленной революции, когда конкуренция товаров была слабой, технология совершенствовалась медленно и риск при вложении капиталов был минимальным. Если объект строительства совершенствуется в течение определенного промежутка времени путем внесения лишь незначительной реконструкции и улучшений, то риск допустить крупные ошибки невелик и проектировщик может проявить свои творческие способности.
В настоящее время в большей степени, чем когда-либо, проектирование связано с непрерывным созданием новых объектов. Бурный рост научных и технических открытий, конкуренция между строительными фирмами за строительные рынки выдвинули на первый план создание новых изделий, что настоятельно требует внедрения технических новшеств. В этом случае творческих навыков проектировщика и его способностей к анализу бывает недостаточно, поскольку нет опыта, на основе которого можно было бы принимать решения. Поэтому такая практика проектирования сопряжена с большим риском. Подобно тому, как наука неотделима от искусства и анализ связан с синтезом, эволюционные изменения и появление нового происходят одновременно. С самого начала мысль должна быть направлена на создание нового, на поиск жизнеспособной идеи, обладающей оригинальностью. По мере работы над проектом проектировщик непрерывно сверяет свои идеи с прошлым и текущим состоянием вопроса.

Проектирование может быть нацелено на будущее, но его результаты должны основываться на том, что было известно в прошлом. Таким образом, проектировщик одновременно создает новое и осуществляет эволюционные изменения. Наибольших успехов в проектировании может достигнуть тот, кому присущи следующие качества, приобретаемые в процессе обучения (в том числе путем самообразования), а также благодаря внутренней дисциплине и любви к творчеству: грамотность, мастерство, заинтересованность, творчество. Прежде чем обсуждать методику проектирования, сопоставим "метод проектирования" с "научным методом" для проведения сравнения между ними. Хотя оба эти метода не связаны друг с другом, их существование обусловлено относительными успехами каждого из них. Результаты, получаемые при проектировании, обычно обогащают научные исследования, которые в свою очередь дают проектировщику дополнительную информацию для новых разработок.

 

 

 

Рисунок 5 – Основные этапы в научном методе и методе проектирования

 

На рисунке 5 схематично представлены основные этапы в научном методе и методе проектирования, каждый из которых можно разбить на ряд подэтапов. Научный метод начинается с некоторого объема существующих знаний в форме научных законов. Когда ученый наблюдает за природой в свете этих законов, его научная любознательность требует поиска, исследования или разработки новой идеи, он принимает гипотезу, объясняющую изучаемое явление. Здесь он проводит логический анализ гипотезы, в результате которого предложенное объяснение явления либо подтверждается, либо отвергается. Построение гипотезы и анализ повторяются несколько раз, так как анализ часто показывает слабость или порочность гипотезы, которую необходимо изменить и затем проанализировать заново. Если гипотеза подтверждается, ученый должен доказать ее справедливость коллегам. Наконец, идея сообщается научной общественности, тем самым увеличивается объем существующих знаний. На этом цепь пополнения знаний замыкается. Метод проектирования начинается с получения информации о состоянии данной области: сведения о технических устройствах, стройматериалах, методах строительства, компонентах, процессах, состояниях рынка и т.д. Фирмы пытаются создать новые объекты, процессы или устройства, а проектировщик определяет потребность в объекте, обеспечивающий решение подобной проблемы. Затем сформулированная потребность должна быть представлена в виде математической или графической модели, выражающей концепцию. Осуществимость этой концепции проверяется путем анализа. Как и для научного метода, повторный анализ и повторное формирование концепции не обязательно приводят к тому, что идея достигает стадии производства. Производственный цикл замыкается, когда устройство оказывается приемлемым с точки зрения технологии и расширяет круг существующих технических средств. Затем цикл повторяется снова. Хотя эти два метода сходны друг с другом и требуют аналогичной умственной деятельности, они существенно различаются мотивировкой и обстановкой, в которой протекают оба процесса. Ученым движет научная любознательность, потребность в профессиональном признании или престиже среди своих коллег, и он работает в условиях, когда время и деньги не являются определяющими факторами. В то же время инженер-проектировщик должен создавать что-то, полезное обществу. Он постоянно находится под давлением фактора времени, конкуренции, состояния рынка и затрат на строительство; живет в состоянии неопределенности, поскольку он обязан обеспечить оригинальность и экономичность постройки, так как конкуренты стараются создать лучшее. При проектировании необходимо обеспечить выполнение ряда условий, связанных с такими факторами, как затраты, время, критерии отбора, техническая осуществимость, рабочие характеристики, производство, техническая эстетика. Для этого проектирование должно осуществляться по методике, гарантирующей получение действительно полезного изделия, имеющего шансы на успешный сбыт. Методика проектирования - это не формула и даже не инструкция, а последовательность событий, составляющих процесс проектирования, в рамках которого возможно логическое развитие конструкции.

 

Рисунок 6 – Процесс проектирования

 

Процесс проектирования состоит из отдельных этапов (рис. 6), позволяющих определить фактическое состояние разработки и последующий этап. Этапы могут повторяться, так как в процессе работы над объектом требуется принимать ряд решений. Чаще всего происходит чередование этапов, пока, наконец, не будет достигнуто такое состояние разработки, при котором возможен переход на следующий этап. Наиболее часто повторяются такие этапы, как выработка концепции и анализ, на которых общее представление о конструкции проверяется с использованием физических законов, многократно обдумывается и вновь проверяется возможность создания объекта. Формирование новых идей может происходить на этапе, изображенном на схеме, либо в зависимости от характера разработки еще раньше. Ниже кратко описан каждый этап процесса проектирования (рисунок 3).

1. Определение потребности Проектировщик, сталкиваясь с определенной ситуацией, которая его раздражает или волнует, стремится что-то сделать для ее изменения, и его творческое воображение под действием этого стимула определяет существующую потребность.

2. Определение цели. Формулировка в общих выражениях характеристик объекта, системы, устройства или процесса, которые удовлетворяют эту потребность.

3. Научные исследования. Сбор всей доступной информации, связанной с решением поставленной цели.

4. Формулировка задания. Перечень данных и параметров, обеспечивающих достижение поставленной цели.

5. Формирование идей. Процесс рождения новых идей.

6. Выработка концепции. Оригинальная, новаторская, творческая, изобретательская деятельность в форме выработки вариантов возможных решений поставленной цели. На этом этапе обычно выполняются эскизы от руки.

7. Анализ. Проверка выбранных концепций на соответствие физическим законам.

8. Производство. Определение объемов строительства и потребности в производственном оборудовании; приобретения сырья и стройматериалов, автоматизация, календарное планирование, контроль качества и приемочный контроль.

9. Распределение продукции. Установление конкурентоспособных цен за квадратный метр жилья, реклама, нахождение рынков сбыта, обеспечение прибыли.

10. Потребление. Контакты с потребителями.

 

 

Рисунок 7 – Этапы проектирования

Методы проектирования

Морфологический подход (morphological approach) - это подход, "связанный с теорией, структурой и формой организации или системы". Специалисты по проектированию этим термином называют метод логической организации идей при проектировании, который отличается от традиционных методов, основанных на интуиции и опыте. Морфологический подход в проектировании представляет собой довольно строгий математический метод выбора и комбинирования различных этапов для достижения поставленной цели. Неопытному проектировщику он помогает с самого начала активно включиться в решение проблемы в наиболее плодотворном направлении. Применение морфологического подхода на разных этапах процесса проектирования. Видно, что данный подход охватывает в основном этапы от научно-исследовательской работы до выработки концепции. Хотя морфологический подход и включает этап научно-исследовательской работы, научные исследования должны проводиться отдельно, и их результаты затем сравниваются с результатами этапов 1-5. Применение морфологического подхода рассмотрено в книге П.Хилла "Наука и искусство проектирования".

Оптимизация. Обеспечение оптимальных результатов при проектировании изделия (системы) - залог успешного проектирования. Проектирование будет оптимальным, если получены, например, наилучший внешний вид при минимальных затратах, наибольшая мощность при минимальном весе или наилучшее качество при наименьшем расходе материалов. Конструкторы ищут оптимальные решения с момента выдачи первого патента и, по-видимому, с момента изобретения колеса, которое является хорошим примером оптимальной конструкции. В последние годы процесс получения наилучшей конструкции или максимизации характеристик при минимальных затратах получил название оптимизации или оптимального проектирования. Многие важные технические достижения появились благодаря оптимизации. Предварительно напряженный бетон явился результатом поисков более легких покрытий, способных выдерживать большие нагрузки на взлетно-посадочных полосах. Процесс декатирования был разработан для сведения к минимуму усадки тканей. Дюралюминий (сплав алюминия и стали) обеспечивает максимальную прочность при минимальном весе. Шариковая ручка иллюстрирует максимизацию подачи пишущего состава, удобства и качества при минимизации стоимости. Любой из нас принимает оптимальные решения каждый день, совершая торговые сделки при покупке товаров, выбирая кратчайший путь на работу. Однако недостаточно оптимизировать лишь процесс проектирования. Весь процесс - от творческого вдохновения до получения конечного продукта - должен быть оптимизирован, чтобы получить наилучший из возможных результатов. Необходимо оптимизировать время разработки, этап научных исследований, руководство созданием новых изделий и анализ возможностей сбыта, однако не следует возлагать больших надежд, если проектирование уже находится на одном из завершающих этапов. Оптимальное проектирование как метод играет наиболее важную роль в процессе анализа, эксперимента и на этапе производства. Некоторую помощь в обеспечении оптимального проектирования проектировщику могут оказать следующие процедуры:

1) Принятие субъективных решений

Оптимизация должна быть своего рода психологической установкой и должна осуществляться проектировщиком путем непрерывного пересмотра конструкции на основе его опыта. Он должен учитывать при этом стоимость, расход материалов, методы производства, симпатии и антипатии клиентов, должен быть осведомлен о новых разработках, о конкуренции и т.д. Пересмотр приводит к принятию интуитивного решения, близкого к оптимальному, относительно к каждой мелкой детали конструкции.

2) Общие принципы

В процессе учебы и дальнейшего приобретения опыта проектировщик знакомится с определенными фактами и так называемыми "эмпирическими правилами", которые он применяет в процессе проектирования автоматически. И хотя эти общие принципы иногда применяются неосознанно, они являются общепринятым методом оптимизации. Например, чем больше поршней в двигателе, тем легче достигается динамическое равновесие; элементы фермы или конструкции геометрически располагаются таким образом, чтобы нагрузка распределялась равномерно; следует устранять острые углы, выемки и закругления малого радиуса на напряженных деталях, поскольку они приводят к концентрации напряжения; нельзя запускать электродвигатель при полной нагрузке; изгибающие напряжения можно уменьшить, увеличив момент инерции сечения, и т.д.

3) Графические и аналитические методы

Для оптимизации проектирования применяются графические и аналитические методы. При графическом методе для проверки конструкции на соответствие определенным критериям выполняют в масштабе чертеж изделия (дешевле изготовить чертеж, чем само изделие). Чертеж можно изменять многократно (пока конструктор не достигнет цели), а изменять реальную систему обычно очень дорого. Примеры графической оптимизации: выбор размеров ветрового стекла автомобиля для обеспечения водителю максимального обзора; проектирование автомобильных стеклоочистителей, очищающих максимально возможную площадь стекла; расчет наименьших размеров зеркала заднего вида, охватывающего область обзора заднего стекла. Аналитические методы оптимизации основаны на составлении уравнения, удовлетворяющего некоторым условиям и содержащего оптимизируемые показатели (стоимость, вес, геометрические размеры, объем и скорость). После того как уравнение составлено, беглый анализ его членов часто позволяет определить поведение некоторых переменных при изменении (увеличении или уменьшении) физических характеристик изделия. Если уравнение составлено верно, его можно дифференцировать и строить по нему графики и номограммы.

4) Поиск компромиссных решений

К сожалению, реальный мир не содействует конструктору в его поисках оптимальных решений. Известно, что нельзя получить самую прочную и в то же время самую легкую конструкцию; нельзя, чтобы на мелкие детали ложилась основная нагрузка; поверхности, имеющие наименьшую площадь, не могут охватывать наибольший объем. Инженер должен постоянно искать, чем можно поступиться, чтобы обеспечить оптимальность одной или нескольких характеристик. Так, чтобы получить наибольшую прочность, необходимо пойти на увеличение веса и стоимости; чтобы с вероятностью 95% обеспечить размещение мужчины-оператора, следует отказаться от плавных линий и перейти к прямоугольным кабинам; чтобы обеспечить максимальный прием радио- и телевизионных передач, встроенные антенны необходимо заменить выносными.

Теоретики проектирования пишут, что традиционный чертежный способ слишком прост для условий непрерывно возрастающей сложности окружающей среды.. Нет никаких убедительных свидетельств того, что хотя бы авторам новых методов удалось добиться их успешного применения, и многое говорит за то, что новички в области методологии проектирования, сталкиваясь с трудностями, зачастую прибегают к более освоенным, хотя и менее соответствующим цели, приемам. Основная трудность заключается в том, что проектировщик утрачивает контроль над ходом разработки, так как ему кажется, будто используемый им системный метод уводит его все дальше от искомого решения. Эта постоянно встречающаяся трудность заставляет предположить, что появившиеся до сих пор новые методы дают лишь частичное решение современных проблем проектирования. Если это верно, то прежде, чем браться за создание новых методов, стоит внимательнее разобраться в причинах, которые заставляют отказаться от старых. Чтобы определить сильные и слабые стороны традиционных методов, попытаемся ответить на четыре принципиальных вопроса:

1 Как решаются сложные задачи при традиционном проектировании?

2 В каком отношении современные задачи проектирования сложнее традиционных?

3 Какие межличностные барьеры мешают решению современных задач проектирования?

4 Почему сложность современных задач оказалась непосильной для традиционного процесса проектирования?

Это трудные вопросы, которые заслуживают глубокого исследования; пока же такое исследование не проведено, можно дать лишь некоторые приблизительные ответы.

Решение сложных задач при традиционном проектировании

Мы уже привыкли к тому, что черчение в масштабе - главный инструмент традиционного конструктора и проектировщика - имеет своей целью значительное расширение "поля представлений" проектировщика по сравнению с ремесленником. Оно дает ему возможность изменять форму изделия в целом, вместо того, чтобы подобно ремесленнику, вносить в нее лишь мелкие коррективы. Таким образом, 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. Если, например, конструктор создает изделие, состоящее из десяти деталей, и каждую деталь можно выполнить десятью различными способами, то общее число вариантов конструкции равно десяти миллиардам (10 в 10степени), из которых он должен выбрать какой-то один. Если же он использует чертеж для выбора одного комплекса из десяти геометрически совместимых друг с другом деталей, его задача сводится лишь к десятикратному выбору среди десяти частных решений. Общее количество альтернативных вариантов сокращается с десяти миллиардов до сотни. Даже если впоследствии он исследует еще девять конструкций (т.е. комплексов геометрически совместимых деталей), ему все же придется иметь дело только с тысячью возможных вариантов. Таким образом, мы видим, что масштабный чертеж резко сокращает затраты времени на выбор приемлемого варианта из огромного числа альтернатив. Это происходит потому, что чертеж позволяет разработчику игнорировать почти все поле поиска и сконцентрировать свое внимание на тех небольших его участках, где можно ожидать приемлемых решений. Когда же конструктор от внутренней увязки нового изделия переходит к его согласованию с внешними условиями, чертеж становится уже бесполезным, и разработчику приходится опираться в основном на свой опыт и воображение и - в меньшей степени - на расчет и испытание тех параметров, которые считаются наиболее важными для работы изделия. Слова "опираться на свой опыт и воображение" не так уж много говорят нам об этой загадочной - и, несомненно, важной - стороне проектирования. Наилучшее, что мы здесь можем предпринять, это обратиться к описаниям процессов творческого мышления, составленным различными авторами как на основе их собственного опыта, так и по наблюдениям за работой других. Литература по этому вопросу обильна, но почти бесполезна, так как речь в ней идет по большей части о таких актах мыслительной деятельности, которые по предположению должны были бы иметь место, но бесспорные свидетельства существования, которых привести не удается. Однако почти все авторы единодушно отмечают следующие три факта, представляющие большой интерес.

1 Очень часто человек, стоящий на пороге оригинального решения, в течение длительного периода, как кажется, только впитывает информацию, сравнительно бесплодно работает над, казалось бы, тривиальными задачами, увлекается посторонними делами. Этот период известен как "вынашивание идеи".

2 Решение трудной задачи или возникновение оригинальной идеи зачастую происходит совершенно неожиданно ("озарение") и носит характер резкого изменения формулировки задачи (смены "установки"). В результате такой трансформации сложная задача нередко становится простой.

3 Врагами оригинальности являются негибкость мышления и склонность принимать желаемое за действительное. Эти свойства проявляются в том, что человек ведет себя гораздо более "упорядоченно", чем того требует ситуация, или же неспособен заметить факторы внешней среды, которые воспрепятствуют осуществлению его идей.

Из этих наблюдений о характере творческого мышления и из сделанных ранее замечаний о роли чертежа мы можем прийти к выводу, что основной метод решения сложных задач заключается в их преобразовании в более простые. Этот процесс перекодирования или изменения структуры задачи основан на использовании некоторого образа (в нашем случае - чертежа или мысленной картины конструкции), который выдвигает на передний план наиболее важные стороны проекта. В свою очередь для преодоления трудностей и разрешения конфликтов путем такого преобразования задачи, необходимо, во-первых, чтобы проектировщик мог достаточно глубоко и точно судить о том, как изменится формулировка задачи при внесении в конструкцию тех или иных существенных изменений, и, во-вторых, чтобы никакие субъективные или объективные препятствия не мешали проектировщику мыслить и действовать нестандартно. Можно предположить, что при выборе путей преобразования задачи при конструировании проектировщик будет опираться на свои этические убеждения и свою систему ценностей. Таким образом, мы видим, что в способности человека сводить сложные задачи к простым проявляется не только понимание этим человеком реальностей внешнего мира, но и его представление о том, что хорошо и что плохо, что красиво и что уродливо, что приносит радость и что вызывает скуку. Поэтому неудивительно, что требование внести в проект изменения, вызывает эмоциональную - и явно нелогичную реакцию. Из короткого анализа процесса проектирования чертежным способом и общепринятых представлений о любом процессе творческого мышления мы видим, что традиционный способ решения сложных задач состоит в том, чтобы в каждый данный момент рассматривать лишь одну концепцию целого. Воплощенный в форме чертежа, этот принцип позволяет резко сократить гигантское - и в противном случае неподдающееся перебору- количество возможных решений, касающихся формы и положения каждой части конструкции. Когда такая стратегия упрощения не приводит к удовлетворительному результату, проектировщик преобразует концепцию, заложенную в чертежах, и заменяет ее новой концепцией, которая может коренным образом отличаться от первой и призвана ликвидировать источник первоначальных трудностей. Оказывается, предшествующий период накопления опыта и вынашивания идеи нужен был, чтобы построить в уме точную модель того, насколько проектная ситуация чувствительна к крупным изменениям концепции и какое они могут оказать на нее влияние. Таким образом, можно сказать, что в традиционных методах проектирования сложность создания проекта преодолевается путем выбора временного решения в качестве средства для оперативного исследования как ситуации, которой должен удовлетворять проект, так и взаимосвязей и зависимостей между составными частями конструкции. Пожалуй, самым явным признаком того, что нам нужны более совершенные методы проектирования и планирования, является наличие в промышленно развитых странах крупных неразрешенных проблем, возникших в связи с применением искусственно созданных предметов. Примерами могут служить транспортные заторы, проблема парковки автомобилей, несчастные случаи на дорогах, теснота в аэропортах, шум самолетов, проблемы развития больших городов и хронический дефицит таких социальных услуг, как медицинское обслуживание, народное образование, пресечение и раскрытие преступлений. Эти недостатки нельзя считать ошибкой природы или "бичом божьим" и пассивно мириться с ними - напротив, их можно рассматривать, как результат человеческого неумения предвидеть ситуации, которые возникают в результате появления проектируемых человеком изделий. С таким выводом многие не согласятся, так как он возлагает слишком большую ответственность на проектировщиков и слишком малую на всех остальных людей. Но тогда давно пора каждому, на кого влияют ошибки и недостатки проектировщиков, принять участие в процессе проектирования. Если внимательно рассмотреть расширение процесса проектирования при включении в него помимо вопросов создания изделий также и задач проектирования систем (т.е. связей и отношений между изделиями), мы увидим, что при этом к иерархии предметов, относящихся к традиционной сфере деятельности проектировщика, добавляется еще одна ступень. Если же еще более расширить объем понятия "проектирования", включив в него политические и социальные аспекты поведения потребителей, связанные с отношениями между системами, обнаружится наличие еще одной ступени - уровня общественных групп, или "социальной сферы". Многие нерешенные проблемы проектирования встречаются в этой иерархии уже на уровне систем. В настоящее время этот уровень лежит вне сферы традиционного проектирования и в то же время ниже уровня эффективной деятельности социальной сферы. Пока все говорит за то, что для ликвидации таких неприятных явлений, как транспортные пробки или дефицит дешевой жилой площади, недостаточно действий только социальной сферы, исходят ли они от правительства страны, муниципалитета или группы лиц, особенно страдающих от этих явлений. Отсюда становится очевидной необходимость сочетания силы политического воздействия и организационного планирования с гибкостью и силой предвидения, свойственными процессу проектирования изделий. Наиболее вероятными препятствиями к изменениям и факторами преемственности уже не физические пределы возможностей материала, а идеи, мнения, ценности и убеждения отдельных людей. Поэтому можно ожидать, что выбор технических решений будет все в большей мере определяться общественными воззрениями и идеологией. Очень многим людям придется отрешиться от веры в устойчивость настоящего, чтобы создать социальные предпосылки для планирования на основе того, что будет осуществимо завтра, а не на основе того, что было достижимо в недавнем прошлом. Новая мысль, которую здесь нужно усвоить, заключается в следующем: не столь важно во всех подробностях понять, каким образом современное население приспособилось к существующей обстановке; главное - определить, насколько легко или трудно население будущего преодолеет порог между сегодняшним положением вещей и каждым из нескольких возможных вариантов реорганизации искусственной среды в будущем. Возвращаясь от этой общей панорамы к реальным условиям современного проектирования, мы сталкиваемся с рядом дополнительных осложнений, которые не встречались проектировщикам раньше. Одни из этих осложнений являются внешними по отношению к изделию, другие свойственны самому объекту проектирования. Некоторые из них перечислены ниже.

Внешние осложнения.

1 Перенос технических решений, т.е. планомерный поиск в отдаленных отраслях технологии таких изобретений и разработок, которые позволяют решить данную задачу проектирования. Пример: использование новейших достижений в области производства пластмасс позволило резко понизить стоимость и расширить сбыт домашней мебели.

2 Возможность возникновения побочных эффектов при использовании нового разрабатываемого изделия, которую необходимо прогнозировать на ранней стадии проектирования, когда еще можно с их учетом изменить конструкцию изделия и организацию системы. Пример: изучение общественного мнения на шум реактивных самолетов до принятия окончательного решения о создании в США сверхзвукового пассажирского лайнера.

3 Применение единых фирменных, национальных или международных стандартов для обеспечения совместимости изделий взаимодействующих систем. Примеры: межконтинентальные стандарты на цветное телевидение, электрические вилки и розетки, детали для крупноблочного строительства, требования к безопасности автомобилей и др.

4 Чувствительность к совпадениям, часто возникающая в тех случаях, когда один и тот же человек использует изделия, принадлежащие двум различным системам. Пример: конструкцию и технологию производства пластмассовых стульев пришлось изменить потому, что от мелких неровностей на поверхности стула распускались петли на нейлоновых чулках, так что такие стулья перестали пользоваться спросом. Могли ли создатели стульев и создатели чулок заранее предвидеть, что их изделия вступят в критическое взаимодействие, когда носить чулки и сидеть на стуле будет один и тот же человек? Количество таких возможных совпадений для любой конструкции колоссально.

5 Невозможность устранения крупных несоответствий между изделиями без реорганизации всей системы отношений и коренного преобразования изделий, которое позволяло бы перераспределить функции. Пример: невозможность решения проблемы транспортных заторов, пока функции управления движением от жесткой системы дорожных знаков, действий самих водителей не будет передано автоматической системе управления.

Внутренние осложнения

1 Постоянный рост капиталовложений, необходимых для получения существенного экономического эффекта от новой конструкции. Пример: растущие расходы на технологическую подготовку производства нового самолета, нового автомобиля, системы управления дорожным движением, крупноблочного строительства. В результате стоимость ошибки проектировщика настолько возрастает, что каждый проект должен быть удачным с первого предъявления, а поиск методом проб и ошибок недопустим.

2 Трудность приложения сведений, заимствованных из посторонних источников, к имеющейся задаче проектирования без нарушения внутреннего равновесия между частями конструкции, которого удалось добиться на предыдущих стадиях проектирования. Пример: инженер-механик может предложить способ увеличения прочности формованной пластмассовой детали, не сознавая, что он при этом разрушает интуитивно найденное технологом тонкое соответствие между геометрией отливки и скоростью ее затвердевания.

3 Крайняя сложность определения рациональной последовательности принятия решений, когда поток новых потребностей, новых технологических процессов и новых идей непрерывно изменяет систему отношений между параметрами решения. Можно ли, например, установить определенную последовательность принятия решений и тем самым исключить излишние пересмотры проекта при проектировании лекционного зала, когда такие факторы, как развитие учебного телевидения или рост числа и многолюдности конференций, влияют на самый характер деятельности, как лектора, так и у аудитории?

Наверное, этот список неполон, а некоторые его пункты частично перекрывают друг друга, но он не оставляет сомнений в том, что самый характер новых трудностей проектирования не позволяет решить их одному конструктору "в уме", а чертежная доска здесь тоже не поможет. В таком случае посмотрим, нельзя ли при принятии проектных решений использовать знания многих других людей. Рассмотрев различного рода трудности, свойственные современным задачам проектирования, мы можем теперь проследить некоторые межпрофессиональные и межличностные последствия, вытекающие из стремления привлечь к работе всех людей, на которых влияют результаты проектирования.

Коллективное проектирование

Нашим недоверием к проектировщикам мы, по-видимому, отчасти обязаны таким мифотворцам, как Норкот Паркинсон, и таким его остротам, как "верблюд" - это коллективно сконструированная лошадь". Вряд ли это мнение соответствует действительности: существует множество сложных объектов, таких, как автомобили, больницы или ракетные системы, при проектировании которых принципиальные решения принимались коллективно и не могли быть приняты единолично. Быть может, мы просто не научились видеть разницу между большинством неработоспособных комиссий, в которых председатель и члены не умеют сотрудничать в выработке решения, и меньшинством крайне влиятельных комиссий, председатель и члены которых выбираются в соответствии с их уровнем знаний, умением понять чужие интересы и способностью к сотрудничеству. Комиссии этого рода чаще всего встречаются в крупных международных корпорациях, технических управлениях и группах военного планирования, где каждый предан общим интересам и уже поэтому становится "человеком организации". Можно критиковать узость их интересов, но нужно признать, что в этих рамках комиссия способна эффективно разрабатывать проектные решения.

Из этих наблюдений вытекает вывод о том, что межличностные трудности проектирования можно преодолеть, если найти способ объединения усилий бригады проектировщиков, и что эти трудности сильно возрастают, если необходимое изменение проекта идет вразрез с интересам тех, кто призван сотрудничать в этом деле. Льюис в подробном и точном описании эксперимента по групповой коммуникации показывает, что члены групп могут совершенно не замечать возникающего между ними непонимания, а разобравшись в реальном положении вещей, иногда теряют способность двигаться вперед широким фронтом. По его мнению, для преодоления этой трудности каждому члену группы нужно выделить роль, соответствующую его компетентности в каждом из рассматриваемых вопросов. Но как это сделать, если никто из присутствующих не может судить о знаниях других членов группы или о том, насколько эти знания существенны или несущественны для принятия правильного решения? И это, не единственное затруднение, которое может возникнуть, когда бригада проектировщиков, состоящая из представителей разных профессий с различными интересами, ищет решение задачи на уровне системы, причем задача не может быть решена без преобразования и упрощения существующих зависимостей между переменными, а для этого пришлось бы отказаться от существующих конструктивных решений и создать новые комплексы изделий, лучше увязанных друг с другом.

Обратимся теперь к различным организациям, куда в период своего существования попадает новое изделие, и рассмотрим межпрофессиональные и межличностные препятствия, возникающие при необходимости проведения проектных работ одновременно на уровне систем и на уровне изделий.