Особенностью современных кибернетических моделей является описание поведения как системы моделирующей свойства существующих систем, так и поведение некоторой системы, никогда не существовавшей. И если в первом случае нас в первую очередь интересует качественное сходство с реальным объектом, то во втором случае модель является первичной и определяет поведение будущего объекта.
В случае, когда модель является первичной, моделирование приобретает новый смысл, расширяющий исходный. В частности, моделирование используется для изучения свойств объекта, проверки полноты и непротиворечивости спецификации поведения. Модель может быть представлена как в виде словесного описания свойств объекта (что часто применяется на начальной стадии разработки объекта), так и выражена в виде некоторых символов, имеющих строгую семантику. Строгая семантика символов позволяет осуществить автоматизированный анализ спецификаций, и, в том числе, произвести тестирование конечного объекта на предмет соответствия модели или синтезировать объект. Собственно строгая семантика символов языка описания модели является основой применения формальных методов. Так как исходным материалом для разработки такой модели является идея о свойствах будущей системы, то становиться очевидным необходимость рассмотреть понятие проектирования.
Понятия "философия техники", "техника", "проектирование".
Техника в ХХ веке становится предметом изучения разнообразных дисциплин как технических, так естественных и общественных, как общих, так и частных. Все возрастающая специализация в технике стимулирует противоположный процесс развития общетехнических дисциплин. В силу проникновения техники во все сферы жизни современного общества многие общественные науки, прежде всего социология и психология, обращаются к специальному анализу технического развития. Т.е. техника стала предметом специального анализа и исследования, что привело к возникновению самостоятельной дисциплины философии техники. Впервые термин "философия техники" был введен в русский лексикон инженером – теоретиком Петром Клементьевичем Энгельмейером в 90-х годах XIX века[7].
Философия техники исследует:
Термином "техника" с объективной точки зрения обозначают совокупность материальных средств, создаваемых человеком для облегчения и повышения продуктивности человеческой деятельности. Т.е. техника представляет собой мир орудий, машин и автоматов, созданных человеком и человека обслуживающих. В данном случае под понятием "техника" понимаются "технические объекты", которые являются результатом материального производства и служат удовлетворению различных человеческих (общественных) потребностей, подчеркивая только объектные аспекты техники[8].
С субъективной стороны "техника" – совокупность знаний, опыта, способность создавать или организовывать некоторую деятельность, необходимую для создания технических объектов и способов их использования[8]. Субъективные аспекты техники связаны с рабочей деятельностью человека, для которой характерно, что ожидаемый результат этой деятельности создается, прежде всего, идеально, в виде представления, плана, проекта и затем в реальном виде.
Из диалектического единства обеих сторон техники следует, что с помощью техники человек преобразовывает не только объективный мир для более эффективного использования, но и самого себя, расширяя свои способности, знания, повышая уровень своих знаний объективной реальности. Отсюда вытекает понятие "проектирования" как целенаправленной деятельности, целью которой является формулировка и моделирование представления:
Проектирование является необходимой составной частью технико-экономического и материального развития общества, т. к. оно заранее определяет цели достижения определенных результатов. Обособление проектирования и проникновение его в смежные области, связанные с решением социотехнических проблем, привело к развитию новых форм инженерной и проектной культуры, появлению новых форм инженерной и проектной культуры, появлению новых системных и методологических ориентаций. В соответствии с этим рассматриваются три основных раздела проектирования:
Проектирование как особый вид инженерной деятельности формируется в начале ХХ столетия и связано первоначально с деятельностью чертежников, необходимостью точного графического изображения замысла инженера для его передачи исполнителям на производстве. Однако постепенно эта деятельность связывается с научно-техническими расчетами на чертеже основных параметров будущей технической системы, ее предварительном исследованием.
инженерном проектировании следует различать "внутреннее" и "внешнее" проектирование[8].
Первое связано с созданием рабочих чертежей (технического и рабочего проектов), которые служат основными документами для изготовления технической системы на производстве; второе – направлено на разработку общей идеи системы, ее исследование с помощью теоретических средств, разработанных в соответствующей технической науке. Проектирование следует отличать от конструирования. Для проектировочной деятельности исходным является социальный заказ, т.е. потребность в создании определенных объектов. Продукт проектировочной деятельности в отличии от конструкторской выражается в особой знаковой форме – в виде текстов, чертежей, таблиц и т.д. Результатом конструкторской деятельности является опытный образец, с помощью которого уточняются расчеты, проводимые в проекте и конструктивно-технические характеристики проектируемой технической системы[8].
Инженерной сфере процесс проектирования часто противопоставляется исследованиям и разработкам и сравнивается с ними, чтобы показать их сходства и различия. Другая тенденция развития проектирования включает анализ и моделирование практических видов деятельности человека, процессов управления и принятия решения[8]. Процесс принятия решения базируется на теории статистических решений, теории решений в конфликтных ситуациях, на анализе операций и методах исследования операций, методе оптимизации и т. д.
Следующая тенденция тесно связана с проблемой инновации, с проблемами научных и технических изменений. В этой связи необходимо упомянуть куновское исследование структуры научных революций и анализ функций парадигмы в развитии научного мышления[9]. Данные тенденции не проявляются в процессе проектирования обособленно, а являются результатом деятельности междисциплинарной проектировочной группы. Деятельность такой группы выдвигает специальные требования к характеру синтеза различных научных и инженерных дисциплин, разных критериальных систем.
Современной проектировочной деятельности характерны следующие тенденции:
Системное проектирование включает в себя 3 основных раздела:
Этапы разработки системы разделяются в соответствии с системотехнической деятельностью по объекту. В ходе проектирования представление о сложной технической системе изменяется. Происходит последовательная конкретизация моделей этой системы. Обычно при проектировании технических систем представлены общие процедурные правила создания систем на различной материальной основе[8]. Сначала рассматривается процесс синтеза функциональной модели системы, а затем ее преобразование в структурную модель (или ее реализация). Каждый этап связан с определенными средствами графического и символического представления системы. Здесь могут вводиться определенные промежуточные преобразования (операции, которые выполняет каждый элемент системы по отношению к течению процесса). Например, в качестве функциональных моделей могут быть использованы алгебраические модели. Структурные модели делятся на диаграммы протекания субстанции и блок-схемы. Диаграмма показывает последовательность операций (более детально, чем в функциональной модели, где не соблюдается строгая последовательность) и дает минимум информации о плане построения системы: идентификацию элементов и схем связей. В блок-схеме даны форма субстанции на входе одного и выходе другого элемента.