Расчлененный процесс проектирования

В целом процесс проектирования на уровне систем можно сравнить с поиском клада. Новая задача подобна неизведанной территории, протяженность которой неизвестна. Кладоискатель исследует ее с помощью сети маршрутов. Эта сеть не существует до поиска, кладоискатель должен "изобрести" ее либо до того, как отправиться в путь, либо в ходе самого поиска. Методы проектирования подобны приборам для ориентировки и топографическим схемам, которые он использует для фиксирования своего маршрута, чтобы сохранять какой-то контроль за своим продвижением. Если он только не совершеннейший неудачник, он отыщет клад задолго до того, как обследует каждую пядь территории. Его основная цель при фиксировании маршрута заключается в том, чтобы возможно полнее использовать каждый намек, каждый источник частичных сведений, который ему удастся найти, с тем, чтобы добраться до клада, не потратив всю жизнь на его отыскание.

Проектирование, как и прокладка маршрута, было бы "прямолинейным" процессом, если бы нам с самого начала не приходилось иметь дело с неполными и ненадежными данными. Наша аналогия, однако, перестает быть верной, как только мы переходим к рассмотрению природы обследуемого пространства.

Область, в которой действует проектировщик, в отличие от местности, по которой движется кладоискатель, неопределенна и существует лишь в воображении; она меняет свою форму в зависимости от тех допущений, которые вынужден делать проектировщик, а также в зависимости от того, насколько другие участники процесса проявляют готовность осуществить выдвигаемые им планы.

Теперь, когда мы установили, что бригада проектировщиков должна сама разработать свою стратегию, используя при этом старые и новые методы в тех сочетаниях, которые кажутся уместными в данной конкретной ситуации, остается выяснить, как это осуществляется. Существует ли какая-нибудь общая теория или свод правил, которые помогли бы в отборе и объединении методов проектирования? Ответ здесь простой: нет, не существует. Пока что мы слишком мало знаем о поведении проектировщиков и о решении задач проектирования, чтобы пытаться дать рекомендации, которые можно было бы проверить путем наблюдений и экспериментов. Пока мы можем заниматься лишь классификацией и общими рассуждениями в надежде, что это позволит нам потом лучше понять, почему так трудно разработать и объяснить эффективную стратегию проектирования, в которой сочетались бы логические и интуитивные методы.

Проектирование как трехступенчатый процесс

Одно из простейших и наиболее распространенных наблюдений относительно проектирования состоит в том, что проектирование включает в себя три основных стадии: анализ, синтез и оценку. Простыми словами эти три стадии можно определить соответственно как "расчленение задачи на части", "соединение частей по-новому" и "изучение последствий от практического внедрения нового устройства". Большинство специалистов по теории проектирования сходятся на том, что обычно эти стадии повторяются многократно, а некоторые считают, что каждый следующий цикл отличается от предыдущего большей детализацией и меньшей общностью.

Для описания и сравнения новых методов проектирования разделим сам процесс проектирования на три ступени. Эти три ступени можно назвать дивергенцией, трансформацией и конвергенцией, причем названия эти в большей мере соответствуют новым задачам, связанным с проектированием систем, чем традиционным методам архитектурного проектирования и технического конструирования.

Дивергенция

Дивергенция – (от лат. отклоняться, расходиться) отклонение от задания, расхождение от задания, изменение задания.

Этот термин обозначает расширение границ проектной ситуации с целью обеспечения достаточно обширного — и достаточно плодотворного — пространства для поиска решения.

Дивергентный поиск характеризуется следующими основными чертами:

а) Цели неустойчивы и условны.

б) Границы задачи неустойчивы и неопределенны.

в) Оценка откладывается на будущее: все, что может иметь отношение к решению задачи, принимается во внимание, как бы сильно одно положение ни противоречило другому.

г) Техническое задание, полученное от заказчика, принимается за отправную точку исследований, но при этом считается, что это задание может подвергаться изменениям и развитию в ходе дивергентного поиска, а может быть, и на более поздних ступенях (однако не без согласия заказчика).

д) Задача проектировщика заключается в сознательном увеличении своей неуверенности, в освобождении от заранее заданных решений, в изменении стратегии мыслительной деятельности на основе массива данных, которые могут иметь отношение к решению задачи.

е) Одна из целей исследований на этой стадии заключается в том, чтобы изучить реакцию заказчиков, потребителей, рынка, производства и т.п. на смещение целей и границ задачи в разных направлениях и в различном объеме.

Дивергентный поиск можно рассматривать как проверку на устойчивость всего, что имеет отношение к решению задачи, как попытку определить, что в иерархии социальных ценностей, систем, изделий и деталей (а также в умах тех, кто будет принимать ответственные решения) подвержено изменению, а что можно считать неподвижными точками отсчета.

Необходимо отметить, что работа на этой стадии включает в себя как логические, так и интуитивные действия и требует "больше беготни, чем размышлений в кресле". Новички в области проектирования обычно впадают в одну и ту же ошибку: на этой стадии они слишком много занимаются спекулятивными размышлениями и не осознают необходимости сбора фактов прежде, чем можно будет принимать важные решения, и прежде, чем им самим станет ясно, чего они хотят. Навыками работы на этой предпроектной стадии гораздо легче овладевают лица, имеющие опыт в таких областях, как журналистика, научно-исследовательская работа, статистический анализ данных, чем люди, получившие специальную подготовку по проектным специальностям, — инженеры, архитекторы, художники-конструкторы, градостроители и пр. Проектировщикам часто приходится многому разучиваться, чтобы приобрести свободу, гибкость и широту взглядов, которые нужны до того, как будут приняты проектные решения, и до того, как станет целесообразно приниматься за что-либо похожее на окончательную проработку конструкции.

Вкратце можно сказать, что цель дивергентного поиска заключается в том, чтобы перестроить или разрушить первоначальный вариант технического задания, выявив при этом те аспекты ситуации проектирования, которые позволяют получить ценные и осуществимые изменения. Проводить дивергентный поиск - это значит также с минимальными затратами и в кратчайшие сроки приобретать новый опыт, достаточный для того, чтобы противодействовать всем ошибочным установкам, из которых вначале исходили бригада проектировщиков и ее заказчики.

Трансформация

Трансформация (от лат. превращение, преобразование) – преобразовывать, менять, превращать. Это стадия создания принципов и концепций, пора высокого творчества, вдохновенных догадок и озарений — всего, что составляет радость творческого труда при проектировании. Это же и самая ответственная стадия, когда совершаются крупные ошибки, когда могут восторжествовать необузданный оптимизм или узость мышления, когда необходимы большой опыт и здравомыслие, чтобы не огорчить мир дорогостоящими и бесполезными — или даже вредными — результатами больших, но неверно направленных затрат человеческого труда. Это стадия, когда суждения о ценностях и о технических возможностях объединяются в решения, которые должны отражать реальные политические, экономические и эксплуатационные аспекты ситуации проектирования. Из всего этого возникает общая концептуальная схема проектируемого объекта, которая кажется удачной, хотя это и нельзя доказать (оптимального решения достичь невозможно — можно лишь провести оптимальный поиск). Невозможно обрести полную уверенность в том, что то, что делается, в конечном итоге окажется "наилучшим".

Конвергенция

Конвергенция (от лат. приближаться, сходиться) – схождение, сближение. Последняя из трех стадий охватывает то, что при традиционном подходе занимало почти все время проектирования, но что по мере автоматизации проектирования постепенно стали игнорировать. Эта стадия наступает тогда, когда задача определена, переменные найдены, а цели установлены. Теперь проектировщику необходимо шаг за шагом разрешать второстепенные противоречия до тех пор, пока из многих возможных альтернативных конструкций не останется одна — окончательное решение, которое и получит "путевку в жизнь".

Подводя итог, можно сказать, что цель конвергенции — сократить поле возможных вариантов до единственного избранного проекта с минимальными затратами времени и средств и без необходимости совершать непредвиденные отступления. Это единственный аспект проектирования, который, видимо, до конца поддается логическому анализу и который — по крайней мере, в некоторых случаях — может быть целиком выполнен вычислительной машиной. Правда, здесь остаются некоторые сомнения. Вкратце они сводятся к тому, что логическое описание путей, которые в прошлом привели к нужной цели, может оказаться несостоятельным при следующем заходе.

В заключении следует отметить, что практика подтвердила высокую эффективность некоторых из новых методов в применении к стабильным и ограниченным определенными рамками ситуациям проектирования, не связанным с новаторством на уровне систем. В таких проектах, как программа пилотируемых космических полетов, система телевидения с ретрансляцией через спутник, проектирование химических заводов и разработка телефонных систем, достигнуты замечательные результаты, которые были бы не мыслимы без применения новых современных методов проектирования.