Искусственная среда - мир вещей, созданных человеком.

Искусственная среда - мир вещей, созданных человеком.

 

Одной из главных черт современной эпохи является стремительное развитие науки и техники, вызывающий глубокий переворот во всех отраслях производства и оказывающий воздействие на все стороны жизни общества.

Нашу жизнь уже невозможно представить без множества технических средств, к которым мы привыкли. Техника давно и прочно вошла в нашу жизнь (слайд 2). Человек с момента своего рождения попадает в естественный мир природы, в мир общества людей и в искусственный мир вещей, созданный человеком. Искусственный мир вещей, так же как и природа, и общество, оказывает влияние на развитие человека и его становление как личности.

Все технические средства искусственного мира созданы человеком в результате его творческой деятельности. Эта творческая деятельность при создании машин, приборов, станков, измерительных средств, инструментов и предметов быта и является проектированием и конструированием новых технических средств.

Традиционные методы проектирования.

 

В большинстве промышленно развитых стран литература о методах проектирования начинает появляться в 50 - 60 годах XIX века. До этого времени считалось, что проектирования - это то, чем занимаются архитекторы, инженеры, художники-прикладники и т.д., когда создают чертежи для своих клиентов и для целей производства. Т. е. процедура создания технического чертежа и считалась процессом проектирования. Но создание чертежа – это лишь один из традиционных методов (приемов) проектирования, но еще не сам процесс проектирования.

В современное понятие процесса проектирования включается не только изготовление чертежей, но и планирование всех этапов существования нового изделия.

Такое более широкое понимание далеко не совпадает с общепринятым представлением о проектировании как о занятии несколько чудаковатых людей, послушно переводящих практические потребности на язык чертежей и создающих изделия, которые отвечают вкусам потребителя и соответствуют его материальным возможностям. Однако предшественником современного проектировщика является отнюдь не чертежник. Первым инициатором изменений в искусственной среде был не создатель чертежей, а создатель вещей, искусный ремесленник, тот " конструктор", деятельность которого начинается там, где кончается естественная эволюция.

Поэтому было бы правильно и полезно сравнить новые приемы проектирования не только с недавней традицией создания проектов за чертежной доской, но и с особенностями гораздо более древней эволюции кустарных промыслов.

 

Кустарное производство.

 

В кустарных промыслах иногда создаются красивые и сложные изделия, которые можно принять за плод деятельности художника-конструктора высшей квалификации. Интересно также, что кустарные изделия напоминают формы органической жизни - формы растений и животных, явившиеся результатом эволюции природы. Когда мы сегодня видим, как красиво организованы сложные формы гребного судна, скрипки, топора, нам непонятно, каким образом удалось этого добиться без участия конструкторов со специальным образованием, без специалистов по административному управлению, сбыту, технологии и многих других профессионалов, без которых немыслима современная промышленность.

Не менее удивительно и то, что неграмотный кустарь, вооруженный элементарными инструментами, управляет процессом эволюции и создает сложную форму изделий, не имея в своем распоряжении чего-либо подобного " генетической информации". Однако, как мы сейчас увидим, за кажущейся простотой примитивного ремесленного производства кроется тонкая и надежная система передачи информации, быть может, более эффективная, чем в чертежном способе проектирования, и во многом сходная с новыми методами проектирования.

Среди старых кустарей и ремесленников редко встречались такие, которые, помимо обладания профессиональным мастерством, были еще и грамотны, поэтому нам сейчас трудно понять те скрытые причины и процессы, которые управляют действиями кустаря. Однако они удивительно точно знали особые нужды своих клиентов. Изготовляя, например, телегу или тачку, водовозку или плуг, или что-нибудь еще, кустарь выбирал такие размеры, такие формы кривых, чтобы они соответствовали особенностям почвы на той или иной ферме, крутизне того или иного холма, темпераменту того или иного клиента и даже его пристрастиям при выборе лошадей.

Рассмотрим телегу, произведенную кустарным производством, представленную на слайде 3 и зададимся следующими вопросами:

Зачем колесам телеги придается развал?

Какой смысл в чашеобразности колес? ”

Почему колесо без развала всегда выворачивается наружу, как зонтик на ветру?

Почему под грузом, если он и в самом деле слишком тяжел, колесо телеги никогда не ломается каким-нибудь другим образом, а всегда одним и тем же?

Несомненно, чашеобразные колеса с развалом имеют большие достоинства. Возьмем форму экипажа (в разрезе), когда он установлен на колесах с развалом. Кузов такого экипажа в верхней части может быть шире, чем в нижней части. Расширяясь, он в то же время не будет касаться колес, поэтому можно увеличить - и очень сильно - размеры поклажи, особенно легкой, например сена, а если поклажей служит плотно укладывающийся материал, например навоз или песок, то его легче сбрасывать. При другой посадке колес всего этого не добиться. Несомненно, это удобно, когда колеса сверху расставлены шире, чем снизу, где они опираются на землю.

У чашеобразных колес есть и другие преимущества. И все же, почему за них так держатся кустари?

При эксплуатации телеги колеса оставляют на дороге волнистый след, раскачиваясь из стороны в сторону при каждом шаге лошади. Нагруженный кузов телеги или повозки, раскачиваясь в такт с шагом лошади, наносит колесам резкие удары то с одной, то с другой стороны. Он движется из одной стороны в другую и бьет по ступицам колес. Восприняв толчок, левое колесо тотчас же передает нагрузку правому, и наоборот. И так изо дня в день, в любой упряжке. На колеса действует не только вертикально направленный вес груза; им приходится также все время воспринимать усилия, приложенные к центру.

«Оконечностям экипажных осей придается небольшой наклон наружу для предупреждения качания колес. Спицам также придается некоторый уклон, т.е. они располагаются по поверхности усеченного конуса, обращенного вершиною внутрь, так что при насадке колеса на наклонную ось нижние спицы, выдерживающие весь груз экипажа, всегда располагаются вертикально». [«Новый энциклопедический словарь» Брокгауза и Ефрона].

Эволюция кустарных промыслов может привести и к дисгармонии в решениях. Примером может служить изгиб бортов телеги. Этот изгиб, или " излом", появился в результате стремления тележника сократить радиус поворота и дать передней оси хоть немного больше места для отклонения до того, как переднее колесо коснется борта телеги. Дисгармоничность этого изгиба наводит на мысль о том, что эволюционный процесс развития данного промысла еще не сумел освоиться с неожиданным изменением, которое произошло в конце ХVШ в., когда традиционные двухколесные тележки сменились новыми формами в виде телеги с четырьмя колесами. В этом сказывается несовершенство процесса, при котором изменению каждый раз подвергается лишь что-то одно, а в целом опираются на ранее найденные решения даже в тех ситуациях, когда требуется полная реорганизация всей формы в целом.

Для наших целей достаточно отметить, что форма каждой детали в повозке определяется не одной, а многими причинами и что изделие в целом возникает в результате тонкой отладки целого с оптимальным использованием каждой его части. Заметим также, что, когда кустарь воспроизводит или изменяет какую-либо форму, он едва ли точно отдает себе отчет, почему поступает именно так, а не иначе; он знает лишь, как ему следует это сделать.

Не одно поколение кустарей экспериментировало, чтобы отыскать этот оптимальный вариант своего изделия. Здесь как в капле воды отразились все те условия, благодаря которым телега стала красивой - такой же красивой, как скрипка или лодка. Необходимость определила законы построения каждой детали и десятками способов заставила добиться согласованности изделия. Ремесленник вынужден во всем сохранять верность этим законам, всегда знать, каким требованиям должно удовлетворять его изделие.

Объяснить необходимость всех требований к изделию нам современникам удается далеко не всегда. Не могут объяснить большинство и самих ремесленников. Весь свод их знаний представлял собой лишь путаную сеть деревенских предрассудков, некоторые основания которых были известны в одной местности, а другие - в другой и т.п. Тысячи ремесленников из века в век передавали своим детям или подмастерьям те крупицы понимания, что им удалось собрать. Но по большей части понимание деталей было весьма туманным, а весь свод знаний был чем-то таинственным, частью народной мудрости, он принадлежал коллективно всем людям, но ни одна отдельная личность никогда не владела им целиком.

Для наших же целей в понимании о путях эволюции кустарных промыслов: достаточно, если мы сделаем следующие выводы (слайд 4).

1. Ремесленник не вычерчивает эскиз своего изделия - а часто и просто не в состоянии сделать это - и не может удовлетворительно объяснить, почему он принимает то или иное решение.

2. Изменение формы кустарного изделия происходит в результате бесчисленных неудач и успехов в процессе многовекового поиска методом проб и ошибок. Этот медленный и дорогостоящий последовательный поиск удачной конструкции может в конечном итоге привести к удивительно точно уравновешенному изделию, которое в очень высокой степени удовлетворяет нуждам потребителя.

3. Эволюция кустарных промыслов может привести и к дисгармонии в решениях.

4. Хранилищем всей важной информации, собранной в ходе эволюции промысла, является в первую очередь сама форма изделия, которая остается постоянной и изменяется только для исправления ошибок и при возникновении новых потребностей. Частично информация хранится в виде эталонов-профилей сечения, а также в виде усваиваемых при обучении ремеслу фиксированных навыков, необходимых для воспроизведения традиционной формы изделия. Можно сказать, что в этих хранилищах содержится " генетический код", необходимый для эволюции промысла.

5. Два класса данных, наиболее важные для современного проектирования, форма изделия в целом и ее логические обоснования - не фиксируются в символической форме, поэтому их невозможно исследовать и изменить без грубого экспериментирования с самим изделием. Такие эксперименты чреваты опасностью - утратить равновесие и пригонку всех деталей изделия, с таким трудом достигнутые в соответствующей конструкции, поэтому к ним прибегают лишь тогда, когда методами постепенной эволюции не удается удовлетворить новым требованиям.

Самым важным выводом для нас является то, что ни профессиональный проектировщик, ни чертежная доска, на которой можно " подогнать" друг к другу отдельные части конструкции, не представляют собой необходимых условий, без которых не могут быть созданы изделия сложной формы, приспособленные к условиям их применения.

 

Что такое проектирование?

 

Вот некоторые определения и формулировки процесса проектирования, которые были даны теоретиками проектирования (слайд 13):

" отыскание существенных компонентов какой-либо физической структуры" (Александер);

" целенаправленная деятельность по решению задач" (Арчер);

" принятие решений в условиях неопределенности с тяжелыми последствиями в случае ошибки" (Азимов);

" моделирование предполагаемых действий до их осуществления, повторяемое до тех пор, пока не появится полная уверенность в конечном результате" (Букер);

" определяющий фактор для тех частей изделия, которые вступают в кон- такт с людьми" (Фарр);

" техническое конструирование — это использование научных принципов, технической информации и воображения для определения механической структуры машины или системы, предназначенной для выполнения заранее заданных функций с наибольшей экономичностью и эффективностью" (Фидцен);

" приведение изделия в соответствие с обстановкой при максимальном учете всех требований" (Грегори);

" осуществление очень сложного акта интуиции" (Джонс);

" оптимальное удовлетворение суммы истинных потребностей при определенном комплексе условий" (Мэтчетт);

" вдохновенный прыжок от фактов настоящего к возможностям будущего" (Пейдж);

" творческая деятельность, которая вызывает к жизни нечто новое и полезное, чего ранее не существовало" (Ризуик);

В этих цитатах, прежде всего, удивляет то, что они столь различны: едва ли десятая часть всех значащих слов встречается здесь больше одного раза. Создается впечатление, что имеется столько же различных процессов проектирования, сколько существует авторов, которые описывают эти процессы. Удивительно и то, что ни разу не упоминается изготовление чертежей, хотя эта операция неизбежно выполняется проектировщиками всех специальностей. Из этих цитат ясно, что в зависимости от обстоятельств характер процесса проектирования может меняться в очень широких пределах, и методы проектирования, разработанные различными проектировщиками, также отличаются друг от друга не меньше, чем предложенные определения процесса проектирования.

Явный разнобой, наблюдающийся в определении проектировании, может послужить нам ключом к пониманию ситуации. Возможно, что, сознательно уклонившись от ссылки на чертежи и от привычных взглядов на процесс проектирования, теоретики проектирования все вместе нащупали то существенное, что позволит преодолеть недостатки традиционных методов проектирования. Это существенное как раз и состоит в разнообразии, причем в разнообразии столь широком, что оно выходит за пределы опыта и знаний любого отдельно взятого разработчика любой конкретной проектной специальности.

И все же всем приведенным выше определениям свойственна одна общая черта: они говорят не о результатах проектирования, а о его составных частях, которые, как мы уже видели, не менее, если не более, разнообразны, чем составные части рецептов в поваренной книге.

Чтобы найти более надежную основу для рассуждений, попытаемся дать определение проектирования, исходя не из течения самого процесса, а из его результатов. Для этого достаточно рассмотреть конец той цепочки событий, которая начинается с пожеланий заказчика, включает в себя проектирование, производство, сбыт, потребление и заканчивается влиянием вновь спроектированного объекта на мир в целом. Единственное, что можно утверждать с уверенностью, - это то, что общество (мир) стало после этого иным, чем оно было до появления данного объекта. Если проект был удачным, он вызвал именно такие изменения, на которые рассчитывал заказчик. Если проект оказался неудачным (что, вообще говоря, случается чаще), его конечное влияние может быть весьма далеким от расчетов заказчика и прогнозов проектировщика, и все же он и в этом случае вызовет изменение того или иного характера. В любом случае мы можем, следовательно, заключить, что цель проектирования - положить начало изменениям в окружающей человека искусственной среде. Эту простую, но универсальную формулировку можно принять хотя бы в качестве рабочего определения того расширяющегося процесса, который когда-то протекал за чертежной доской, а сегодня включает в себя научные исследования, опытно-конструкторские разработки, снабжение, разработку технологии, подготовку производства, сбыт, системное проектирование и многое другое. Уже при беглом взгляде на это всеобъемлющее определение видно, что оно охватывает деятельность не только " профессиональных" проектировщиков конструкторов, но и управленцев-плановиков, экономистов, законодателей, администраторов, ученых - специалистов прикладных наук, и даже политиков. То есть это определение охватывает - всех тех, кто стремится осуществить изменения в форме и содержании изделий, рынков сбыта, городов, систем бытового обслуживания, общественного мнения, законов и т.п.

Что же случилось с проектировщиками, затерявшимися в этой пестрой толпе? Уж не поддались ли они распространенному ныне стремлению к " научности", к специализации и кооперации и, в результате этого, не утратили ли свои специфические черты, которыми они отличались от тех, кто выполняет " нетворческую" работу? Конечно, да. Да, потому что проектирование переросло рамки таинственного умения чертить и зримо представлять себе ситуации будущего. Да, потому что не проектировщики вынуждены теперь строить свою деятельность на промышленной основе, с широчайшим использованием систем человек – машина, а все общество.

Определения понятий инженерное проектирование и конструирование представлено на слайде 14:

Инженерное проектирование – творческий процесс создания нового технического средства или системы, который кладет начало изменениям в искусственной среде.

Техническое конструирование – разработка технического изделия (машины, узла и т.д.), наиболее полно отвечающего своему предназначению, дающего наибольший экономический эффект и обладающего наиболее высокими технико-экономическими и эксплуатационными показателями.

 

Искусственная среда - мир вещей, созданных человеком.

 

Одной из главных черт современной эпохи является стремительное развитие науки и техники, вызывающий глубокий переворот во всех отраслях производства и оказывающий воздействие на все стороны жизни общества.

Нашу жизнь уже невозможно представить без множества технических средств, к которым мы привыкли. Техника давно и прочно вошла в нашу жизнь (слайд 2). Человек с момента своего рождения попадает в естественный мир природы, в мир общества людей и в искусственный мир вещей, созданный человеком. Искусственный мир вещей, так же как и природа, и общество, оказывает влияние на развитие человека и его становление как личности.

Все технические средства искусственного мира созданы человеком в результате его творческой деятельности. Эта творческая деятельность при создании машин, приборов, станков, измерительных средств, инструментов и предметов быта и является проектированием и конструированием новых технических средств.

12345Следующая ⇒

Поделиться: