рус | укр

Главная

Контакты

Навигация:
Арсенал
Болезни
Витамины
Вода
Вредители
Декор
Другое
Животные
Защита
Комнатные растения
Кулинария
Мода
Народная медицина
Огород
Полесадник
Почва
Растения
Садоводство
Строительство
Теплицы
Термины
Участок
Фото и дизайн
Хранение урожая









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:

Просмотров: 692

Вернуться в категорию: Строительство

© 2013-2019 cozyhomestead.ru - При использовании материала "Удобная усадьба", должна быть "живая" ссылка на cozyhomestead.ru.