2. Системно-интегративные тенденции и междисциплинарный теоретический синтез

Во второй половине XX в. изменяется не только объект инженерной деятельности (вместо отдельного технического устройства, механизма, машины и т. п. объектом исследования и проектирования становится сложная социально-техническая система), но и сама инженерная деятельность, которая стала весьма сложной, требующей организации и управления.

Другими словами, наряду с прогрессирующей дифференциацией инженерной деятельности по различным ее отраслям и видам, нарастает процесс ее интеграции. А для осуществления такой интеграции требуются особые специалисты — инженеры-системотехники и соответствующие теоретические разработки. Последние привели к появлению новой научно-технической дисциплины, охватывающей вопросы проектирования, создания, испытания и эксплуатации сложных систем — системотехники.

При разработке сложных систем возникают проблемы, относящиеся не только к свойствам их составных частей (элементов, подсистем), но также и к закономерностям функционирования объекта в целом (общесистемные проблемы); появляется широкий круг специфических задач, таких как определение общей структуры системы, организация взаимодействия между подсистемами и элементами, учет влияния внешней среды, выбор оптимальных режимов функционирования, оптимальное управление системой и т. д. По мере усложнения систем все более значительное место отводится общесистемным вопросам, они и составляют основное содержание системотехники. Научной, главным образом математической базой системотехники служит сравнительно новая научная дисциплина — теория сложных систем.

Для сложных систем характерна своеобразная организация проек-тирования — в две стадии: макропроектирование (внешнее проекти-рование), в процессе которого решаются функционально-структурные вопросы системы в целом, и микропроектирование (внутреннее проектирование), связанное с разработкой элементов системы как физических единиц оборудования. Системотехника объединяет точки зрения, подходы и методы по вопросам внешнего проектирования сложных систем и служит, таким образом, основанием интеграции нескольких научно-технических дисциплин на базе гуманитарного знания, определяющего социальные цели и последствия создания сложных технических комплексов. Например, проект строительства дамбы от наводнений в Ленинграде опирался на данные системотехники.

Макропроектирование начинается с формулировки проблемы, которая включает в себя по крайней мере три основных раздела:

определение целей создания системы и круга решаемых ею задач;

оценка действующих на систему факторов и определение их характеристик;

выбор показателей эффективности системы.

Цели и задачи системы определяют, исходя из потребностей их практического использования, с учетом тенденций и особенностей технического прогресса, а также хозяйственной целесообразности. Существенное значение при этом имеет опыт применения имеющихся аналогичных систем, а также четкое понимание роли проектируемой системы в национальном масштабе.

Для оценки внешних и внутренних факторов, действующих на систему, помимо опыта эксплуатации аналогичных систем, используют статистические данные, полученные в результате специальных экспериментальных исследований. В качестве показателей эффективности выбирают числовые характеристики, оценивающие степень соответствия системы задачам, поставленным перед ней, например: для системы слепой посадки самолетов показателем эффективности может служить вероятность успешной посадки, для междугородной телефонной связи — среднее время ожидания соединения с абонентом, для производственного процесса — среднее число изделий, выпускаемых за смену, и т. д. Материалы по изучению целей и задач и результаты проведенных экспериментов используют для обоснования технического задания на разработку системы.

В соответствии с техническим заданием намечают один или несколько вариантов системы, которые, по мнению проектировщиков, заслуживают дальнейшего рассмотрения и подробного исследования.

Анализ вариантов системы (системный анализ) проводится по результатам математического моделирования.

На практике обычно отдается предпочтение имитационному компьютерному моделированию системы. Имитационная модель представляет собой некий алгоритм, при помощи которого компьютер вырабатывает информацию, характеризующую поведение элементов системы и взаимодействие их в процессе функционирования. Получаемая информация позволяет определить показатели эффективности системы, обосновать ее оптимальную структуру и составить рекомендации по совершенствованию исследуемых вариантов. Существуют и аналитические методы оценки свойств сложных систем, основанные на результатах применения теории вероятностных (случайных) процессов.

Проектировщики сложных систем — специалисты широкого профиля, инженеры-системотехники, обладающие достаточными знаниями в конкретной области техники (например, в машиностроении, электронике, пищевой промышленности, авиации), имеющие повышенную математическую подготовку, а также знающие основы вычислительной техники, автоматизации управления, исследования операций и особенности их практического применения. Помимо них в группу внешнего проектирования сложных систем обычно включают специалистов по системному анализу и математическому моделированию, а также инженеров, способных организовать взаимодействие между элементами системы.

При разработке сложного технического устройства системотехника использует все рассмотренные типы схем (функциональная, поточная и структурная) [11, т. 23, с. 477-478].

Рис. 24. Схема-проект атомной электростанции. Расположение основных объектов станции: 1 — главный корпус; 2 — служебный корпус;

3 — химводоочистка; 4 — газгольдерная; 5 — спецводоочистка

Рис. 25. Принципиальная схема АЭС: 1 — ядерный реактор; 2 — циркуляционный насос; 3 — теплообменник; 4 — турбина; 5 — генератор электрического тока

Рис. 26. Принципиальная тепловая схема АЭС с ядерным перегревом пара:

1 — реактор; 2 — испарительный канал; 3 — пароперегревательный канал;

4 — барабан-сепаратор; 5 — циркуляционный насос; 6 — деаэратор;

7 — турбина; 8 — конденсатор; 9 — конденсатный насос;

10 — регенеративный подогреватель низкого давления; 11 — питательный насос; 12 — регенеративные подогреватели высокого давления;

13 — генератор электрического тока

Многие из них включают подсистемы различной физической природы, обладающие различными характеристиками функционирования (см. рис. 24—26).

Поэтому и на этапе разработки проекта, конструирования и технического воплощения привлекаются специалисты из различных областей знания.

Так, в проектировании и строительстве атомной электростанции участвуют не только представители практически всех инженерных профессий, но и экологи, биологи, юристы, социологи и даже политики.

Еще в начале XX столетия русский инженер-механик и философ техники П. К. Энгельмейер писал: «Прошло то время, когда вся деятельность инженера протекала внутри мастерских и требовала от него одних только чистых технических познаний. Начать с того, что уже сами предприятия, расширяясь, требуют от руководителя и организатора, чтобы он был не только техником, но и юристом, и экономистом, и социологом» [124, с. 16].

<< | >>
Источник: Огородников В. П.. История и философия науки. (Учебное пособие для аспирантов). 2011

Еще по теме 2. Системно-интегративные тенденции и междисциплинарный теоретический синтез:

  1. 3. Глобальный эволюционизм как синтез эволюционного и системного подходов
  2. Междисциплинарная терапия (interdisciplinary treatment)
  3. Глава 21. Концепция неоклассического синтеза
  4. 5.3. Синтез инвестиционных моделей
  5. § 1. Зарождение концепции «неоклассического синтеза»
  6. § 2. Новые версии концепции «неоклассического синтеза»
  7. 1.3. Синтез и анализ в инвестиционном проектировании
  8. СИНТЕЗ
  9. СИНТЕЗ (от греч. synthesis — соединение, сочетание)
  10. 2.3. Переход от частных налогов к системным
  11. 28.2. Системные реформы
  12. 25.1. Типы и модели системных реформ
  13. 14.1 Системный подход к управлению производством
  14. 25.2. Внешнеэкономические аспекты системных реформ
  15. 1 КАЧЕСТВО АКТИВОВ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА
  16. 2.1.2. Принципы системности
  17. Понятие и сущность системного подхода к изучению управленческой деятельности
  18. Тема 2 Системная структура хозяйственных связей