История и особенности проектирования
Исторически, проектирование возникает внутри сферы “изготовления” (домостроения, кораблестроения, изготовления машин, градостроения и т.д.) как момент, связанный с изображением на чертежах и при построении расчетов, а также на макетах, компьютерах и т.д. внешнего вида, строения и функционирования будущего изделия (дома, корабля, машины). По мере развития и совершенствования деятельности изготовления семиотическая и мыслительная деятельность, опирающаяся на чертежи и расчеты, все более усложнялась; она начала выполнять следующие функции: организация деятельности изготовления, представление отдельных планов и частей изготовляемого изделия, увязка на чертеже различных требований к изделию, репрезентация вариантов его решения, оценка и выбор лучших решений и другие. На этом этапе все эти функции формировались внутри деятельности изготовления и практически не осознавались как самостоятельные.
Проектирование становится самостоятельной сферой деятельности, когда происходит разделение труда между архитектором (конструктором, расчетчиком, чертежником) и собственно изготовителем (строителем, машиностроителем); первые начинают отвечать за семиотическую и интеллектуальную часть работы (конструктивные идеи, чертежи, расчеты), а вторые – за создание материальной части (изготовление по чертежам изделия).
Если раньше чертежная и расчетная деятельности непрерывно соотносились с изготавливаемым и эксплуатируемым образцом, который позволял корректировать чертежи и расчеты, то на данной ступени формирования эти деятельности строятся исходя из самостоятельных принципов и знаний (в которых естественно отразились отношения, установленные ранее в чертежно-расчетной деятельности и деятельностиизготовления). Складывается собственно деятельность и реальность проектирования, для которой характерен ряд моментов.
1. Принципиальное разделение труда между проектированием и изготовлением. Проектировщик обязан разработать (спроектировать) изделие полностью, решив все вопросы его внешнего вида, строения и изготовления, увязав при этом разнообразные требования к объекту. Изготовитель по проекту создает изделие в материале, не тратя времени и сил на те вопросы, за которые отвечает проектировщик.
2. Проектировщик разрабатывает все изделие в семиотическом плане, используя чертежи, расчеты и другие знаковые средства (макеты, графики, фото и т.п.). Его обращение к объекту (прототипу или создающемуся объекту) может быть только эпизодическим и опосредованным (т.е. опять-таки выведенным на уровень знаний, чертежей, расчетов).
3. Для проектирования характерны определенная “логика” и определенные возможности, недостижимые вне этой деятельности. Так проектировщик может совмещать и примерять противоположные или несовпадающие требования к объекту; разрабатывать отдельные планы и подсистемы объекта, не обращаясь определенное время к другим планам и подсистемам; описывать независимо друг от друга вид, функции, функционирование и строение объекта и затем совмещать их; разрабатывать (решать) различные варианты объекта (изделия) и его подсистем, сравнивать эти варианты; “вносить в объект” свои ценности. Разрабатывая изделие, проектировщик строит своеобразные “семиотические модели”, причем модели проектируемого объекта, полученные на предыдущих этапах (их условно можно назвать “абстрактными”), используются как средства при построении моделей, строящихся на последующих этапах проектирования (т.е. “конкретных” моделей).
Итак, с возникновением проектирования изготовление расщепляется на две взаимосвязанные части: интеллектуальное (семиотическое) изготовление изделия (собственно проектирование), позволяющее решить его оптимальным образом, минуя пробы вматериале, и изготовление изделия по проекту (стадия реализации проекта). Позднее откристаллизовавшиеся в практике и осознанные в теории способы и принципы проектирования начинают переноситься и на другие деятельности, трансформируя их. Возникают градостроительное проектирование, системотехническое, дизайнерское, эргономическое, организационное проектирование и другие. Однако при переносе на новые виды деятельности не всегда удается сохранить и провести в жизнь основные принципы и характеристики сложившейся деятельности проектирования, ряд из них в новых условиях не срабатывает, другие действуют частично.
В результате наряду с “классическим”, “традиционным” вариантом проектирования (архитектурно-строительным, техническим, инженерным) складываются деятельности, лишь напоминающие по некоторым признакам проектирование (их можно назвать “квазипроектными”). Это противопоставление можно сравнить с близким различением “традиционного” и “нового” проектирования (В.Сидоренко) или прототипического и непрототипического проектирования, последовательно проведенным А.Раппапортом . Квазипроектные структуры деятельности можно также назвать проектированием, но в отличие от традиционного “нетрадиционным” или “современным”.
Если принять подобную классификацию деятельностей (на традиционное проектирование и квазипроектные деятельности или “современное проектирование”), то можно предположить, что эволюция проектирования идет в следующем направлении: от деятельности изготовления (в технике и инженерии) к традиционному проектированию, от традиционного проектирования к квазипроектным структурам деятельности, т.е. к нетрадиционному или современному проектированию.
В литературе встречается как противопоставление проектирования инженерии и науке, так и его отождествление с ними. П. Хилл, например, пишет : “Инженерное проектирование можно рассматривать как науку. Под наукой обычно подразумевают обобщенные и систематизированные знания” . Однако какидеальный тип проектирование принципиально отлично от науки и от инженерии. Прежде всего они отличаются формально по продукту: продукт научного исследования (даже прикладного) – знание, продукт проектирования – проект. “Проектирование и наука, – пишет В.Глазычев, – оказываются разделенными по продукту: проекты в одном случае, знания – в другом. За разделением по продукту неизбежно следуют
существенные различия в методах и средствах, используемых деятельностью,
создающей продукт. Проектирование включает в свой набор средств знания, созданные наукой, наука включает в число своих средств элементы проектирования (проектирование мысленных и технических экспериментов, их оснащения и т.п.), но принципиальное различие в средствах сохраняется” .
Проект в широком значении лишь организует деятельность изготовления, знание же удовлетворяет познавательному отношению, характеризуя неизвестное (новое) содержание через уже известное. Научное знание получено не на “реальном” объекте (сформированном в практике), а на знаковой оперативной модели, замещающей этот объект. Кроме того, знание – это знание, “обоснованное” , относящееся уже не к реальному, а “идеальному” объекту, который рассматривается в естественной модальности как причина, закон природы и т.п. Характерная особенность получения научных знаний – построение новых знаковых моделей оперативным путем (в развитой форме один из основных источников этой оперативности – математика) с последующим доказательством эффективности построенной модели относительно объекта.
Проектирование в отличие от науки не служит познавательным целям; подобная задача перед ним может возникнуть только случайно. Цель проектирования – создание объекта, удовлетворяющего определенным требованиям, обладающим определенным качеством (структурой). Однако в отличие от опытного (технического в античном смысле) способа изготовления объекта в материале и опробования его на практике в проектировании объектразрабатывается в плоскости “семиотической” (знаковой и знаниевой). Знания для проектирования это только средства, строительный материал, с их помощью (на основе описаний прототипов, функций, конструкций, соотношений, норм и т.п.) проектировщик, с одной стороны, создает “предписания” для изготовления объекта в материале (проект как система предписаний), с другой – описывает строение, функционирование и внешний или внутренний вид объекта, добиваясь, чтобы его структура удовлетворяла требованиям заказчика и принципам проектирования (проект как модель создаваемого объекта). При этом нетрудно показать, что в качестве модели проект имеет две основные функции: “коммуникативную” (связывающую заказчика, проектировщика и потребителя) и “объектно-онтологическую”, обеспечивающую внутри процесса проектирования разработку и создание проектируемого объекта.
Особенность проектировочных чертежей как сложных знаковых средств – возможность выражать в них одновременно две разные группы смыслов и содержаний: чисто объектные и операциональные (чертеж может быть разбит на элементы, части, фрагменты, между которыми устанавливаются разнообразные отношения – равенства, подобия, части – целого, пропорциональности, включения, выключения, смежности, положения и т.п.). За счет этого проект может быть прочтен один раз как “знание и описание” (в коммуникации заказчик – проектировщик – потребитель), а другой раз – как сложное предписание (в деятельности изготовления; в этом случае отдельные единицы чертежа отсылают к определенным реальным объектам и действиям измерения и изготовления).
Одно из условий эффективности проектирования – возможность в ходе проектирования не обращаться к создаваемому в материале объекту, к испытанию его свойств и характеристик в практике. Эта фундаментальная особенность проектирования обеспечивается с помощью знаний (научных, инженерных или опытных), в которых уже установлены как основные, обращающиеся в проектировании функции и конструкции, так и отношения,связывающие функции с конструкциями. Действительно, в норме проектирование предполагает движение от требований к функциям (функционированию), а также от функций к обеспечивающим их конструкциям (и наоборот, от конструкций к функциям). В ходе проектирования осуществляется расщепление одних функций на другие, вычленение в сложной конструкции более простых и, наоборот, составление из простых более сложных конструкций (этап проектировочного анализа и синтеза), переход от одних функций и конструкций к другим. При этом проектировщик уверен, что всегда подыщет для функции соответствующую
конструкцию, что можно относительно независимо, параллельно разрабатывать “план” функционирования и “план” строения объекта (поскольку они постоянно связываются процессом проектирования), что требования, предъявляемые к проектируемому объекту, можно удовлетворить с помощью известных типов функционирования и конструирования. В общем случае такая уверенность опирается на знания
– конкретно на знания прототипов, а также отношений, связывающих функции и конструкции (функционирование и строение).
Подобные знания устанавливаются или в практике, опытным путем (поэтому их можно назвать “опытными”) или, что чаще, в инженерии и науке (научные или инженерные знания). Именно инженер устанавливает, как связано функционирование объекта с возможностями материального, технического обеспечения этого функционирования и далее функции с конструкциями. “Знание о соотношении структурных и функциональных особенностей объектов, – пишут Б.И.Иванов и В.В.Чешев, – является в то же время основным условием проектировочной деятельности. По внешней функции объекта строится цепочка действий внутри объекта и определяется морфологическая структура, в которой такая последовательность осуществима” .
Итак, инженер устанавливает типы, особенности функционирования и строения объекта, а также отношения между функциями и конструкциями, т.е. получает те знания, которые проектировщик кладет воснование операций анализа и синтеза, детализации и конкретизации, разработки вариантов решения проекта и их оценки. Если же инженерные разработки “отстают” или еще не сложились, то проектировщик обращается к специалистам – практикам (изготовителям, эксплуатационникам, экспертам по потреблению) в поисках опытных знаний, необходимых для проектирования. Сегодня опытные знания – один из основных продуктов работы научных отделений в проектных институтах. Так называемое обобщение опыта проектирования, изучение опыта работы спроектированных объектов, уточнение и совершенствование норм проектирования, ряд научных исследований фактически направлены именно на получение опытных знаний. Например, если расчет прочности, нагрузок, устойчивости (в архитектурном проектировании) или токов, сопротивлений и
напряжений (в электротехническом проектировании) осуществляется на основе развитых инженерных дисциплин и обслуживающих их технических наук, то “расчет” потоков движения и поведения людей в зданиях (или городе), а также “расчет” деятельности в сложных “человеко-машинных” системах идут на основе опытных знаний и соображений (описаний прототипов, наблюдений, гипотез и т.д.).
Исследования показывают, что проектирование венчает собой длительную эволюцию техники и инженерии. Техническая (доинженерная) деятельность имела дело с реальными орудиями, сооружениями и машинами, “техник” действовал методом проб и ошибок, медленно совершенствовал свои изделия, ориентируясь на опыт их употребления, прототипы, традицию технического искусства. Инженерия является предтечей проектирования. Она впервые соединяет разработку семиотических моделей (научных знаний и теорий) с техническим действием, организуя из них единый процесс инженерного искусства. В инженерии, также впервые, складывается процедура прямого удовлетворения требований, предъявляемых к будущему изделию. Однако инженер озабочен и ограничен прежде всего связью в изделии двух начал – природного итехнического, первое начало – источник
энергии, силы, движения; второе – возможность воплотить эти природные процессы в жизнь, поставить их на службу человеку, сделать моментом целенаправленного действия.
Подчеркнем еще раз, что в отличие от техники и отчасти инженерии проектирование уже не обращается к реальному материалу, изделию, опыту. Организуя производство через проекты, оно окончательно освобождается и от технического действия. Проектирование – это искусство и “наука” чисто семиотического действия, изделие здесь с начала и до конца создается в плоскости знаковых проектных средств (моделей и предписаний). Возможность не обращаться к материалу, изделию, опыту, возможность решать изделие в плоскости операций со знаками, на моделях, сравнивать варианты решений, испытывать и опробовать соответствующие варианты жизнедеятельности позволяет не только многократно сжать сроки изготовления изделий, но и сделать общее решение неизмеримо качественней и оптимальней. В сравнении с инженерией проектирование не делает различий между одними процессами и другими, одними требования
ми и функциями и другими. Для проектировщика эстетический план изделия, например, столь же ценен, как природный, требования удобства и качества жизни сколь же важны, как и требования конструктивные. Именно в проектировании удовлетворяются разнообразные требования, предъявляемые к изделию, причем удовлетворяются быстро и эффективно. С этой точки зрения проектирование – это фактически первый и основной механизм в современной культуре, обеспечивающий связь производства с потреблением, заказчика с изготовителем.
Преимущество инженерного обеспечения проектирования перед опытным очевидно. Во-первых, инженерные знания более обоснованы (экспериментально), чем опытные, во-вторых, они более операциональны, строги, точны (поскольку с их помощью можно вести расчеты параметров), в-третьих, инженерные знания позволяют решать значительно более широкий класс задач, чем знанияопытные. Последний момент объясняется опережающей ролью научных представлений и теорий. Являясь деятельностью принципиально семиотической, моделирующей, научное исследование (наука) позволяет строить знания (выявлять закономерности, соотношения), ориентируясь не только на потребности и запросы практики, но и на конструктивно-предметные и познавательные соображения. Поскольку инженер заимствует научные знания для разработки своих конструкций, он получает возможность оперировать соотношениями, описывающими значительно более широкую область действительности, чем та, которая сложилась в текущей практике. В свою очередь, проектировщик,
используя инженерные знания о функционировании и строении, о том, как связаны функции с конструкциями, получает возможность решать более широкий класс задач (в сравнении с задачами, которые можно решить на основе опытных знаний). Таким образом, между наукой, инженерией и проектированием в норме существуют тесные органические связи: наука обеспечивает инженерию необходимыми знаниями, а инженерия образует необходимое условие для деятельности проектирования.
Выше мы назвали классический вид проектирования “традиционным”. Традиционное проектирование можно специфицировать рядом принципов, которые задают целостность и границы традиционного проектирования, отделяя его от квазипроектных деятельностей, где эти принципы нарушаются или вообще не имеют места. Иногда принципы традиционного проектирования формулируются в литературе (как, например, принцип соответствия функционирования строению), но чаще они фигурируют в профессиональном сознании проектировщиков в качестве так называемых очевидных соображений и постулатов. Далее мы укажем несколько основных принципов традиционного проектирования, не претендуя на полноту (опыт показывает, что сопоставление традиционного проектирования с новыми квазипроектными деятельностями приводит к формулированию и новых принципов). Вот эти принципы.
1. Принцип независимости –материальная реализация проекта не меняет природу и ее законы.
2. Принцип реализуемости – по проекту в существующем производстве можно изготовить соответствующее проекту изделие – вещь, сооружение, здание, город, системы и т.п.
3. Принцип соответствия – в проектируемом объекте можно выделить, описать, разработать процессы функционирования и морфологические единицы (единицы строения) и поставить их в соответствие друг другу; то же справедливо и в отношении функций и конструкций.
4. Принцип завершенности – хотя почти любой проект может быть улучшен во многих отношениях, т.е. оптимизирован, в целом тем не менее он удовлетворяет основным требованиям, предъявленным к нему и его реализации заказчиком, культурой, обществом.
5. Принцип конструктивной целостности – проектируемый объект решается в существующей технологии; состоит из элементов, единиц и отношений, которые могут быть изготовлены в существующем производстве.
6. Принцип оптимальности – проектировщик стремится к оптимальным решениям.
Реализуя в своей деятельности первый принцип, проектировщик описывает и разрабатывает процессы функционирования изделия, мысля их в качестве неотъемлемой компоненты первой или второй природы. При этом он предполагает, что совместно с инженером создает оптимальные материальные условия для существования и протекания этих процессов, причем внесение через создание (изготовление) в существующие природные (и социальные в том числе) процессы этих материальных условий в виде изделия не изменяют общую картину и закономерности этих и других процессов функционирования. Считается, что проектировщик при проектировании может пренебречь искажением процессов функционирования, возникающим в результате инженерно-проектной деятельности, поскольку, используя знания (закономерности) этих процессов, он их обеспечивает и сводит искажения к минимуму.
Второй принцип основан на разделении труда между проектировщиком и изготовителем (т.е. тем, кто реализует проект вматериале – строителем, монтажником, сборщиком и т.п.), на обособлении семиотической проектной деятельности от производственной, опирающейся на проекты. Принцип реализуемости заставляет разрабатывать проект таким образом, чтобы тот мог быть реализован в современном производстве (например, требует доводить конкретизацию и детализацию проекта до такой степени, чтобы проектируемый объект “предстал” как состоящий из единиц (элементов и отношений), которые могут быть изготовлены в современном производстве. Таким образом, из принципа реализуемости как бы вытекает принцип конструктивной целостности проектируемого объекта. Он диктует определенный способ реализации проекта, а именно проектируемый объект может быть представлен и разработан в виде конечного числа единиц, заданных, например, в производственных каталогах, нормах, правилах и т.п.
К первому и второму принципам тесно примыкает и третий, наиболее четко осознаваемый в проектировании. Принцип соответствия предполагает, что каждому процессу функционирования (функционированию в целом) может быть поставлена в соответствие определенная морфология (строение), а также функциям поставлены в соответствие определенные конструкции. В практике проектирования этот принцип закрепляется, с одной стороны, в системе норм, нормалей, методических предписаний; с другой – с помощью существующих прототипов и различных образцов проектов и сооружений.
Применительно к архитектурному проектированию принцип соответствия (сооружения – процессу, конструкции – функции) и принцип реализуемости впервые сформулировал А.В.Розенберг. В частности, принцип соответствия он считал основным принципом проектирования архитектурных сооружений . Современную формулировку этого принципа можно встретить, например, у Э.Григорьева .
Принцип завершенности, напротив, меньше всего осознается в проектировании, очевидно, потому, что удовлетворение основных требований, предъявляемых к проекту, одна из основных целей, которую преследуетпроектировщик. Этот принцип не был осознан до тех пор, пока в наше время не стали создаваться проекты, хотя и удовлетворявшие лично проектировщиков-авторов, но не удовлетворявшие заказчика и общество.
Принцип оптимальности проектирования (оптимальности проектных решений) не только четко осознан, но и обсуждается на теоретическом уровне . Попытки сделать проектирование оптимальным фактически ведут к новой его организации.
Нужно заметить, что каждый из указанных нами шести принципов традиционного проектирования есть не только строго определенная установка и ценность проектировочного мышления, но и определенное поле проблем и усилий теоретиков и методологов проектирования.
Рассмотренные здесь особенности и принципы проектирования характерны только для классического традиционного проектирования (инженерного, архитектурно-строительного, технического). Распространение их на другие виды деятельности (градостроительство, дизайн, управление, экономическое планирование и т.п.) затруднено в силу отсутствия или несовершенства научных и опытных знаний о закономерностях функционирования соответствующих объектов (городов, управления, экономики, социокультурной жизни и т.д.). И тем не менее экспансия проектирования на эти виды деятельности происходит. Однако в новых квазипроектных деятельностях существенно изменяется употребление основных проектных средств, а само проектирование начинает выступать как подчиненный момент или этап других более сложных деятельностей (организационно-управленческой, системотехнической, социотехнической).