3073-1 (Принципы построения гибкой технологии проектирования)

Принципы построения гибкой технологии проектирования

А.В.Кудрявцев

1. Идеальная модель гибкой технологии проектирования (ГТП).

ГТП строится с учетом того, что в процессе исследования объекта и происходящих с ним изменений цели творческой деятельности все время меняются, как и собственно зона приложения деятельности. Ни один известный сегодня метод не является универсальным, то есть не может обеспечить поддержку на всех этапах творческого процесса. Анализ показал, что неперспективно и построение универсального метода как линейной последовательности эвристических правил, приемов и т.п (пример - семейство АРИЗов, становящихся все более громоздкими в ответ на вывление дополнительных сложностей в работе с задачами, имеющими некие особенности) . Введение в алгоритм разветвлений (Горьковский "комплексный метод", Волгоградская версия алгоритма) способно привести в пределе к получению мощной сети специализированных операторов, изучение которой сопряжено с большими трудностями. Кроме того, переход от одной длинной последовательности к ряду коротких, является всего лишь временным, частичным устранением противоречия. Помимо этого, в таких методах не устраняется самый большой недостаток стандартных процедур обработки задачи - человек остается как бы "заложником" навязанной ему логики, средств решения. Проблема множественности методов познания стоит в философии уже давно. Наиболее правильно и точно ее разрешил Г. В. Гегель, указавший, что следует отказаться от понятия метода как наперед заданного интеллектуального инструмента, применяемого различными субъектами к различным задачам. Форма метода в принципе не может быть отделена от содержания, т.к. метод представляет собой содержание, данное в сжатой форме. Неотделим метод и от субъекта творчества.

Для реализации такого подхода потребуется, чтобы метод как последовательность шагов, операций создавался каждый раз в процессе решения задачи. Сформулируем основные требования к такому методу. Помимо обязательной эвристичности и доступности он должен быть обозримым, гибким и широко применимым. Важной требуемой характеристикой является открытость метода - появляющиеся новые инструменты (либо постепенно осваиваемые пользователем) должны включаться в работу без изменения основных принципов.

В основе нового поколения методов должно лежать понимание того факта, что в процессе исследования объект постоянно меняется, а при работе с одним и тем же объектом меняются цели его исследования. Это понимание привело к тому, что появилось, как минимум, двумерное пространство движения к решению. Осями здесь будут разрешенные в рамках концепции обобщенные виды деятельности в процессе решения задачи, а также совокупность возможных образов исследуемого объекта.

Возможна здесь и третья ось - ось состояний (свободы от барьеров) субъекта творчества.

В описанных двумерном и трехмерном пространствах будут располагаются операторы (модули) поискового процесса. Каждый из них жестко задан в том смысле, что позволяет при работе с одним объектом достичь одной элементарной цели.

2. Цели исследования в ГТП - принципы диалектического метода познания.

Рассмотрим ось целей исследования в организуемой матрице. В качестве элементов оси возьмем принципы диалектического метода познания, т.к. они наиболее полно и комплексно раскрывают всю совокупность познавательных процедур в процессе творческой деятельности. По мысли В.И. Ленина ("Философские тетради") к основным элементам диалектики как метода познания относятся следующие:

"1. Объективность рассмотрения

2. Вся совокупность многоразличных отношений этой вещи к другим

3. Развитие этой вещи, ее собственное движение, ее собственная жизнь

4. Внутренне противоречивые тенденции в этой вещи

5. Вещь как сумма и единство противоположностей

6. Борьба, развертывание этих противоположностей, противоречивых стремлений

7. Соединение анализа и синтеза - разбор отдельных частей и совокупность, суммирование этих частей вместе

8. Отношения каждой вещи не только многоразличны, но всеобщи, универсальны. Каждая вещь связана с каждой.

9. Не только единство противоположностей, но переходы каждого определения, качества, черты, стороны, свойства в каждое другое (в свою противоположность).

10. Бесконечный процесс раскрытия новых сторон, отношений

11. Бесконечный процесс углубления познания человеком вещи, явлений, процессов и т.д., от явлений к сущности и от менее глубокой к более глубокой сущности.

12. От сосуществования к каузальности и от одной формы связи и взаимозависимости к другой, более глубокой, более общей.

13. Повторение в высшей стадии известных черт, свойств низшей.

14. Возврат якобы к старому (отрицание отрицания)

15. Борьба содержания с формой и обратно. Сбрасывание формы, переделка содержания.

16. Переход количества в качество."

Принципом диалектического метода познания (и диалектической логики) является положение, сформулированное на основе той или иной всеобщей формы бытия или диалектической закономерности и содержащее в себе определенные требования к мыслящему субъекту, ориентирующие его в познавательной деятельности.

Принцип по сути отражает определенные закономерности, выраженные в виде требования (нормы).

В настоящее время отсутствует единая точка зрения на состав принципов. Так, например, М.Б. Митин различает четыре принципа:

- всесторонний анализ конкретного положения

- максимальный учет взаимосвязи и отношений действительности

- обнаружение реальных противоречий и стадий в их развитии

- историзм.

У Андреева насчитывается уже десять принципов:

- объективность рассмотрения

- всесторонность рассмотрения

- рассмотрение предмета в его движении и развитии

- единство исторического и логического

- рассмотрение вещи как единства и борьбы противоположностей

- единство анализа и синтеза

- бесконечность прогрессивного развития человеческого знания

- диалектическое отрицание

- единство формы и содержания

- переход количественных изменений в качественные

Существует и целый ряд других работ на эту тему(Ф.И. Георгиев, П.В, Попов, В.Г. Виноградов, В.С. Добрианов и др).

В данной работе представлена система принципов, построенная А. П. Шептулиным.

Рассмотрим принципы диалектического метода познания более подробно, делая при этом акцент на раскрытие сути метода, на его функции в процессе познания, в частности в процессе проектирования.

3. Принципы диалектического метода познания

Принцип отражения.

Этот принцип сформулирован на основе материалистического решения второй стороны основного вопроса философии, говорящего о вторичности сознания по отношению к материи.

Принцип отражения заключается в том, что в процессе познания при исследовании объекта надо исходить не из мышления, не из наших субъективных мнений о нем, а из него самого, из его собственной природы.

В "Философских тетрадях" В.И. Ленин (10) формулировал это требование как "объективность рассмотрения (не примеры, не отступления, а вещь сама в себе)".

Другими словами, в познании любой области действительности надо соблюдать требование объективности, в объяснении исследуемого предмета исходить из него самого, из присущих ему свойств и отношений.

Особенностью сознания как высшей формы отражения действительности является то, что сознание есть осознанное отражение действительности, что оно связано с целеполаганием и деятельностью, направленной на осуществление целей, а вместе с тем и на изменение действительности, другими словами, что оно является необходимым условием творческой деятельности. Сознание не может творить, создавать новое, не отражая действительности, не опираясь на необходимые ей свойства и связи, законы ее изменения и развития, т.к. все новое в объективной действительности, что создает человек в результате творческой деятельности, должно подчиняться объективным законам, существующим вне и независимо от сознания.

При разработке технических систем (ТС) принцип отражения реализуется в требовании учета объективных особенностей разрабатываемой системы. Определяя ТС как совокупность элементов, выделенных из окружающего мира или преобразованных для выполнения необходимой функции, мы подчеркиваем, что, с одной стороны, ТС - это материальное образование, с другой стороны - ТС приобретает ценность только в соединении с человеком, когда реализует требуемую функцию. Любую ТС можно видеть как часть более сложной системы, либо как совокупность различных систем низшего уровня. Например, радиоприемник можно рассматривать как часть системы радиосвязи, состоящей из радиопередатчика, линии связи и приемника. С другой стороны, можно говорить, о радиоприемнике, состоящем из антенно-фидерного устройства, гетеродина, усилителя и т.д., то есть из совокупности ТС низшего уровня. Выделение для анализа необходимого уровня рассмотрения - одна из основных функций принципа отражения. Можно сказать, что система для анализа выбрана верно, если она необходима и достаточна для реализации заданных функций.

Таким образом, на первой стадии исследования ТС мы переходим от функции, которую знаем, к предмету, который может эту функцию реализовать, и обратно - от предмета к уточненной функции.

Принцип активности.

При рассмотрении принципа отражения мы отмечали, что сознание отражает действительность субъективно и творчески. Активность субъекта в процессе познания является необходимым условием для раскрытия сущности исследуемого объекта, для выявления присущих ему свойств и связей. Чтобы раскрыть сущность объекта, необходимо воздействовать на него, поставить его в иные связи и отношения, отличные от тех, в которых он находится. Изменяя естественные состояния исследуемых объектов, человек шаг за шагом проникает в их тайны, раскрывает присущие им связи, законы, которым подчиняются их функционирование и развитие. Таким образом, активное воздействие на объект, его целенаправленное преобразование является не менее важным требованием, чем объективность. Принцип активности требует изменения объекта с целью выявления присущих ему необходимых свойств и связей, раскрытия его сущности, а не с целью его преобразования. Сюда же входит требование соответствующего изменения идеальных образов, возникающих в процессе познания объекта, образов, так или иначе отражающих его свойства и связи. Осуществляемые изменения, преобразования должны соответствовать реальным закономерностям исследуемой области действительности, должны отражать ее реальные свойства и связи. В методах поиска новых технических решений (МПНТР) принцип активности используется довольно широко. Например, в рамках алгоритма решения изобретательских задач (АРИЗ) имеется оператор, который называется "размеры-время-стоимость" (РВС). При использовании этого оператора предлагается проделать шесть мысленных экспериментов по изменению таких параметров объекта, как его размеры, время выполнения операции и ее стоимость. Причем эти параметры мысленно меняются как в сторону нуля, так и в сторону бесконечности. Практика показала большую ценность оператора РВС и аналогичных операторов в других МПНТР: эти операторы организуют активное мышление, моделируют возможные изменения и показывают, какие еще принципы можно использовать для реализации заданной функции.

Общим итогом работ на данном этапе является более глубокое уточнение функции объекта, а также выявление альтернатив реализации этой функции.

Принцип всесторонности.

Из требования объективности рассмотрения объекта вытекает необходимость брать предмет как самостоятельно существующую реальность в условиях ее бытия. Такими условиями являются многообразные связи объекта с другими вещами. Связью является такое отношение между двумя явлениями, когда изменение одного из них необходимо предполагает определенное изменение другого. И наоборот, изолированность есть такое отношение между явлениями действительности, когда изменение одного из них не затрагивает других явлений. Все явления находятся между собой в состоянии взаимосвязи и изолированности. Они связаны в одних отношениях и не связаны в других. Связь и изолированность всегда существуют вместе, являются необходимыми сторонами всякого конкретного отношения между явлениями действительности. Лишь определенная система взаимодействий вещи с другими вещами делает ее тем, чем она является, то есть определенным устойчивым материальным образованием, обладающим соответствующим набором свойств. "Чтобы действительно знать предмет, - надо охватить, изучить все его стороны, все его связи и "опосредования" (9). Постичь все стороны полностью невозможно, но стремление к этому ориентирует субъект на получение как можно большей информации об объекте.

На определенном этапе возникает потребность выделить такое качество исследуемой вещи, которое позволяет объединить все другие ее качества, установить существующую между ними связь. Раскрыв основное качество вещи, субъект, исходя из него, начинает объяснять одно за другим все ее качества, представляя их в виде особых состояний данного единого качества, различных форм его проявления. Одностороннее рассмотрение вещи превращается во всестороннее ее осмысление. Принцип всесторонности выступает, таким образом, сначала в виде требования выделения как можно большего числа качеств. Затем это требование превращается в свою противоположность - выделяется одно, основное качество, после чего оно снова переходит в требование рассматривать все качества вещи, но не одно рядом с другим, а в органической взаимосвязи между собой и с основным ее качеством.

Рассмотрим, например, такую ТС, как электродвигатель. При работе он создает крутящий момент на валу, выделяет тепло, вибрирует и т.д. Обычно нас интересует только одно качество - создание крутящего момента. Однако при создании, допустим, вибростенда электродвигатель привлечет нас как источник вибрации. Выделив главное, наиболее интересующее нас свойство, функцию или группу функций, мы можем построить модель системы, в которой возможности отдельных функций как бы скрыты.

Такой же смысл имеет и всестороннее исследование взаимодействия в ТС, например, в матричной форме. В этом случае рассматриваемая ТС делится на элементы, которые выписываются вдоль осей матрицы. Тело матрицы заполняется знаками, обозначающими характер взаимодействия пары элементов. Взаимодействие может быть полезным, вредным или нейтральным. Возможно также построение в виде графа. Выявление взаимодействий элементов показывает нам их недостатки, которые не позволяют полностью реализовать полезную функцию.

Принцип восхождения от частного к общему и обратно, (единство индукции и дедукции).

При исследовании объекта субъект выявляет как общие свойства, так и единичные, присущие только данному объекту. Исторически познание развивается от единичного к общему, от осознания объекта, так единичного, к выявлению у него общих свойств, установлению его тождества с другими объектами.

Движение от единичного к общему является первой стадией познания любого объекта. Хотя стадия эта и не приводит к выявлению его сущности, а лишь фиксирует, закрепляет в понятиях те или иные общие свойства и связи исследуемого объекта, она абсолютно необходима, миновать ее нельзя. Дорога к сущности идет через нее, т.к. только в рамках данной стадии определяется общее из отдельного. Общее при всей его односторонности является ключевым звеном, через которое только и можно проникнуть внутрь вещей, познать их сущность.