Искусство инженерии

Для инженерии как вида искусства представляет интерес:

• опыт других видов искусства: литературы, живописи, музыки, архитектуры;
• холистика синкретических (независимых) методов гносеологии, аксиологии культуры, синергии, коммуникаций (общения);
• морфология (структура), синкретизм, организованность;
• методы оценки процессов и результатов деятельности.

Рассмотрим подробнее эти аспекты инженерного творчества.

Понятие инженерии

Термин «инженерия» произошёл от латинского слова ingenium и буквально означает «предмет, созданный гением». Исходя из этимологии можно сказать, что:

Инженерия — искусство гения управлять техникой достижения целей.

В определении инженерии следует обратить внимание на:

• Социальный аспект. Инженерия это деятельность людей для людей. Инженерия — двигатель цивилизации. Развитость цивилизации зависит от уровня развития инженерии. Качество инженерии определяет качество цивилизации: образ и уровень жизни.
• Отличие инженерии от техники. Инженерия это разумная способность, а техника это результат применения этой способности во внешней среде. Техника это следствие инженерии, а цель это следствие применения техники. Логическая взаимосвязь этих понятий: «инженерия → техника → цель».

С этой точки зрения подробно разберём о чём идёт речь в этом определении.

Гений (лат. genius) — человек, обладающий разумными способностями.

Инженерия как деятельность не существует без деятеля — инженера. Обязательным требованием к инженеру служит разумность — способность воспринимать, воображать, творить, рассуждать. Если этих способностей нет, создать или добавить их невозможно. Они даны природой и родителями от рождения. Человек может лишь совершенствовать и использовать способы существующих способностей.

Искусство управлять техникой — практические знания и умения гения управлять жизненным циклом техники.

Инженерия предполагает, что управлять созданной техникой будут разумные люди. Искусство — это сочетание людей и предметов. Без людей и без предметов — в нашем случае техники, — искусство не существует. Искусство — это практика разума, а разум — это теория искусства.

Техника — средства и способы достижения цели гением.

Техника материальна, сочетает в себе природные свойства и явления с качествами и действиями, которые предметам умышленно придал человек. Как произведение искусства техника всегда наделена смыслом, контекстом, назначением и формой. Техника — это объект, имеющий значимые для культуры качества, а не предмет, которому присущи какие-то природные свойства.

Цель — желательный для заинтересованных лиц проекта успешный результат деятельности гения.

Успешность техники — достижение полезности техники для заинтересованных лиц проекта.

Валидация техники — оценка успешности (значимости, важности, полезности) техники заинтересованными лицами данного проекта.

Морфология инженерии

Морфология инженерии представляет собой классификацию инженерных методов. К основным можно отнести классификацию видов деятельности и онтологическую классификацию.

Классификация видов инженерной деятельности:

• творческая инженерия;
• практическая (сервильная) инженерия.

Творческая инженерия — это часть жизненного цикла управления инженерными объектами, связанная с восприятием, вдохновением, мышлением и объектами действительности.

К практической инженерии относят часть жизненного цикла управления инженерными объектами, направленная на изготовление и использование техники (предметов реальности).

Онтологическая классификация инженерии:

• пространственная инженерия;
• временная инженерия;
• пространственно-временная инженерия.

Онтологическая классификация позволяет понять как инженерные методы расположены в пространстве и времени.

Синкретизм методов инженерии

Сложно назвать единомышленниками коллектив инженеров одной организации. А тем более множество коллективов, задействованных в сложном проекте. У всех разный опыт реализованных проектов, мировоззрение, набор методов. Вместо единомыслия в инженерии господствуют интерсубъективность и синкретизм.

Инженерная интерсубъективность — общность представлений коллектива инженеров о проекте, осуществляемом в определённой области деятельности.

При этом представление каждого отдельного коллектива и каждого индивидуального инженера об узкой сфере деятельности не требует единства взглядов. Другими словами, достаточно, чтобы в сообществе инженерных коллективов существовал класс общих представлений о проекте. Детализацией (подклассами и экземплярами классов) общего представления заняты отдельные коллективы и инженеры.

Инженерный синкретизм (лат. syncretismus) — сочетание различных методов и мировоззрений (онтологий) в коллективе инженеров.

Синкретизм в среде инженеров это результат адаптации каждого из инженеров к деятельности во внешней среде. Это следствие реализованных проектов. Отсюда:

• многозначность методов, как следствие необходимости применения к объектам разного назначения;
• нерелевантность методов дифференциальным качествам объектов, т.е. независимость и отличие свойств одних предметов от свойств других предметов техники.

Методы инженерии образуют не методологию (систему и структуру методов), а лишь синкретическое пространство методов. Инженеры выбирают из синкретического пространства набор методов и их сочетание для конкретного проекта. Различные проекты и различные ситуации проекта требуют от инженера применения различных наборов методов.

Синкретическое пространство содержит следующие виды отношений:

• между персональными методами отдельного инженера;
• между инженерами одной команды проекта, и как следствие отношение между персональными методами;
• между командами проектов одной организации;
• между командами проектов разных организаций.

Синкретическое пространство невозможно:

• отнести к системе, представить как части некой целостности;
• классифицировать, представить подклассами или экземплярами классов.

Методы синкретического пространства:

• имеют множественность применения, один и тот же метод разные инженеры могут использовать в разных инженерных ситуациях;
• независимые, инженеры могут произвольно сочетать метод с другими методами;
• нелинейные, не требуют жёсткой последовательности;
• неявные, косвенно и неявно влияют друг на друга;
• одновременные, один и тот же метод инженеры могут использовать одновременно в разных частях проекта.

Этим синкретическое пространство инженерных методов отлично от технологии, в которой процессы жёстко упорядочены во времени и пространстве.

Инженерный синкретизм можно применять для:

• проектирования инженерного объекта (техники);
• выявления, а затем нейтрализации противоречий и конфликтов (в требованиях, решениях и т.п.).

Эвристики

Множество инженерных методов основаны не столько на научных теориях, сколько на эвристиках, догадках. И если научную теорию всегда принимают за достоверную, то про эвристику инженер с самого начала знает, что она может оказаться ошибочной и неприменимой в данном проекте.

Эвристика — искусство интуитивного изобретения.

Эвристика помогает инженеру самостоятельно формулировать проблему и находить для неё решение. Так инженер открывает истину и постигает красоту.

Обычно эвристики не связаны с инженерными расчётами, а затрагивают качественные или деятельностные аспекты инженерии. Некоторые примеры эвристик:

• Хороший инженер не тот, кто знает что делать в любой ситуации. А тот, кто знает чего не надо делать в любой ситуации.
• Заинтересованных лиц всегда больше, чем вы предполагаете.
• У заинтересованных лиц требований всегда больше, чем вам известно. И эти неявные потребности сильно влияют на явные требования.
• Организованная посредственность успешнее неорганизованных талантов. В больших проектах организованная команда заурядных технарей покажет результат, превосходящий беспорядочную суету выдающихся инженеров.
• Организованность простых методов успешнее нагромождения разрозненных сложных методов. Качественный уровень инженерии определяет синергия формальных методов и эвристик. Не столько количество разрозненных методов переходит в качество. Сколько взаимосвязанность известных инженерам методов.

Со временем по мере накопления опыта реализованных проектов число методов, включая эвристики, быстро растёт. Возникает проблема поиска нужного метода, группировки различных методов, проверка выбранных методов на непротиворечивость и согласованность. К сожалению, решить проблему синкретизма эвристик формальными способами почти невозможно. Здесь помогает лишь интуиция и опыт инженеров.

Эвристики динамичные, а не статичные во времени. Постепенно часто применяемые неформальные эвристики дрейфуют в сторону формальных методов. Условно можно выделить следующие этапы формализации эвристик:

• Этап 1. Эвристики понимает только тот, кто придумал или использует эту эвристику. Описания автора эвристики минимальны и существуют в виде неформальных записей и эскизов.
• Этап 2. Команда проекта понимает назначение используемых эвристик. Создаёт схемы, чертежи, таблицы.
• Этап 3. На эвристиках построены логические (структурные) модели. Команда проекта вводит понятия на формальных языках, а также способы оценки (проверки, верификации) эвристик.
• Этап 4. Команда проекта автоматизирует формализованную часть эвристик. Делает доступным:
  • совместное человеко-машинное проектирование;
  • гибридное проектирование, в котором статистические модели автоматизированы с помощью искусственного интеллекта, а логические — с помощью логического программирования.

Организованная инженерия

Современную сложную технику создают не одиночки, а коллективы инженеров. Чем сложнее техника, тем большее количество инженеров принимает участие в проекте. При этом нарастает энтропия общего недопонимания, возникают конфликты, потери последовательности и ритмичности деятельности. Инженерный опыт подсказывает, существует прямая зависимость — чем более слаженный коллектив, тем успешнее результаты проекта и тем выше качество техники. Естественно, возникает вопрос: как же достичь этой слаженности? Как преодолевать препятствие неорганизованности деятельности множества команд проектов?

Обстоятельства и профессия требуют от инженера, чтобы он быстро придумал и реализовал техническое решение. Заказчику инженерного решения не важен процесс — как это сделано, — важен успешный результат в заданные сроки — что и когда сделано. Инженер не может себе позволить подобно учёному неопределённо долго исследовать проблему с некой вероятностью научного открытия и опубликования когда-нибудь новой теории. Никому не нужен инженер, который в заданные сроки не может выдать приемлемый результат. А для достижения подобного уровня квалификации необходимы навыки, доведённые до совершенства:

• быстро и точно формулировать проблемы;
• быстро и точно генерировать варианты инженерных решений;
• быстро и точно реализовывать принятые решения;
• быстро и точно передавать результаты другим инженерам.

Организационный ритм

Слова «быстро и точно» приводят нас к необходимости организации инженерных методов во времени и пространстве.

Инженерный ритм — пространственно-временная организация инженерии.

Инженерный ритм можно наблюдать:

• в смене творческих методов и практической реализации инженерного проекта;
• в смене инженерных проектов.

Различают внутренний и внешний инженерный ритм.

Внутренний ритм инженерии — пространственно-временная организация методов инженерии в пределах одного проекта.

Внутренний ритм задают применяемые методы творчества и действия практики. Для конкретного проекта из синкретического пространства инженер выбирает подходящий инструментарий. Происходит оркестровка и хореография методов.

Оркестровка методов — структуризация методов в пространстве, выбор набора методов и группировка методов по исполнителям.

Хореография методов — структуризация методов во времени, задание чередования методов и ожиданий.

Под чередованием подразумевают последовательность или параллельность использования методов.

Внешний ритм инженерии — пространственно-временная организация череды инженерных проектов.

Инженерная культура

Организационные вопросы задают проблематику инженерной культуры:

• Ситуационные проблемы. Кому и зачем нужен инженерный объект? Какова структура (архитектура) инженерного объекта?
• Событийные проблемы. Как управлять жизненным циклом инженерного объекта?

Инженерная культура — значимые для инженеров проекта методы ситуационной и событийной инженерии.

Следует обратить внимание, что ценность, значимость инженерной культуры не измеряют деньгами. Самый яркий пример этого утверждения — война. Победу (как цель стратегии выживания) явно не оценивают в деньгах. «Мы за ценой не постоим!», — поётся в песне. Ценность практически любого инженерного проекта можно трактовать как выживание (человека, организации, общества).

Ситуационная инженерия — это размышление о содержательной составляющей деятельности заказчика. Мысли о заинтересованных лицах, назначении и цели инженерного объекта.

Событийная инженерия — это размышление о последовательном изменении формы и содержания техники, изменяющей ситуацию. Обычно для каждого события инженеры продумывают и форму, и содержание.

Общение инженеров

Организованность требует от инженеров согласования множества вопросов: методов, условий, параметров и т.п. Общение между инженерами происходит на особом инженерном языке, отличном от обыденного разговорного языка. Главное требование которого не художественная красота и разнообразие, а лаконичность и техническая точность. Инженерный язык позволяет понять мнение каждого участника проекта, быстро обсудить и договориться о том что делать дальше.

Анализ качества общения позволяет оценивать состояние жизненного цикла организации. Если происходит повышение качества общения, значит организация в стадии развития. Если происходит разрушение общения, значит организация в стадии деградации. На этом основаны стратегии организации:

• Хотите развивать организацию, развивайте технику общения.
• Хотите уничтожить конкурента, разрушайте его средства, способы и содержание общения. Внутреннее непонимание и конфликты разрушают быстрее внешнего вмешательства. Вспомните развал СССР на который никто не нападал извне.

Навыки инженерного общения включают:

• инженерную грамматику;
• инженерную риторику;
• инженерную диалектику

Тривиальнее данного инженерного тривиума только техническая безграмотность.

Инженерная грамматика — правила оформления и записи высказываний (фрагментов мысли) на инженерном языке.

Инженерная грамматика включает правила управления формой записей и оформления документации. Инженеры используют для общения специальные знаки (условные обозначения), которыми они описывают инженерные объекты (абстракции), т.е. создают схемы, чертежи, документацию. Например, архитектура техники это не изображение конструкции, это текст на профессиональном языке инженеров (схема, чертежи, документация).

Инженерная риторика — правила выражения мысли в устной и письменной форме.

Если применяемые в обсуждении понятия не определены заранее, обсуждение занимает много времени и требует от собеседников значительных усилий. Для ускорения обсуждения необходимо единое понятийное пространство, интерсубъективно понятное всему сообществу инженеров проекта. Используемая терминология подобного пространства включает только понятия, связанные с инженерным объектом. Остальное лишь засоряет контекст и размывает лаконичность общения. Управление подобными пространствами (словарями, тезаурусами) отдельная проблема инженерии.

Непонимание в общении приводит к нарастанию конфликтов. Без понимания и согласия не возникает согласованности и взаимодействия всех участников проекта. Как следствие, инженерный проект обречён на провал. Классический пример — строительство Вавилонской башни.

Инженерная риторика содержит правила управления содержательной составляющей документации.

Инженерная диалектика — правила рассуждения, обсуждения, аргументации.

Как бы инженеры не старались в проекте всегда возникают противоречия (требований, условий, критериев, параметров) и конфликты (интересов, участников, вариантов решений). Инженеры должны уметь разрешать противоречия и ликвидировать конфликты как внутри команды проекта, так и с внешними участниками (заинтересованными и незаинтересованными лицами).

Инженерная диалектика содержит:

• правила общения, обмена сообщениями между участниками проекта;
• правила поиска и разрешения противоречий в документации;
• правила поиска и ликвидации конфликтов в содержании высказываний участников проекта.

Критерии оценки организованности

Классификация уровня организованности инженерии:

• организованные;
• недостаточно организованные:
  • в процессе развития;
  • деградирующие;
• неорганизованные.

Оценка результата инженерии

Результаты организованной инженерии оценивают по критериям истины и красоты.

Инженерная истина — соответствие техники требованиям заинтересованных лиц.

Инженерная истина относительная. Она динамично дрейфует вслед за изменением состава заинтересованных лиц и их требований, а также состава команды инженеров, проектирующих технику.

Инженерная красота — совершенство техники, невозможность что-то улучшить данной командой инженеров.

Технику следует оценивать как некрасивую и несовершенную, если в ней не использован весь потенциал методов, которыми владеет команда проекта.

Инженерная красота относительная. Оценивать красоту проекта следует не по какой-то абсолютной шкале, а относительно накопленного командой проекта опыта. Красивые инженерные решения прошлого в настоящем выглядят несовершенными. Хотя исторический подход требует оценивать красоту исходя из возможностей прошлого, а не настоящего. Инженеры прошлого достигли предела качества техники теми методами, которые имелись в их распоряжении.

Инженерную красоту сдерживают текущие методические и ресурсные ограничения. Красота будущего предполагает выход за пределы сегодняшних ограничений методов и ресурсов.

Оценка самостоятельности инженерии

Обычно инженерные организации создают не для одного, а множества проектов. У руководителей организации возникает необходимость оценки организованности инженерии.

Самостоятельность инженерии — способность инженерной организованности руководить и управлять потоком осуществляемых инженерных проектов.

Самостоятельность инженерии можно оценить по следующим способностям:

• устойчивость инженерии;
• адаптивность инженерии;
• разумность инженерии.

Устойчивость инженерии — способность инженерной организованности успешно завершать поток инженерных проектов при смене инженерных компонентов.

Например, на завершение проекта не должны влиять изменения кадрового состава инженеров, обновление инженерных методов, обновление вычислительной техники и т.п.

Угроза устойчивости инженерии возникает в случае нанесения ущерба инженерной организованности (пространству методов, кадровому составу, инфраструктуре), который не позволит осуществлять последующие инженерные проекты.

Риск устойчивости инженерии оценивают как вероятность нанесения ущерба инженерной организованности и невозможности в дальнейшем осуществлять инженерные проекты.

Оценка безопасности устойчивости инженерии включает мониторинг и анализ угроз и рисков устойчивости.

Адаптивность инженерии — способность инженерной организованности изменять деятельность под воздействием изменений внутренней и внешней среды.

Угрозы адаптивности инженерии возникают в случаях:

• неспособность инженерной организованности предвидеть угрозы;
• неспособность инженерной организованности своевременно противодействовать угрозам, в том числе неспособность изменять способы руководства, управления, состав методов под воздействием изменений внутренней и внешней среды;
• неспособность в приемлемый период времени восстановить ущерб от негативных последствий угрозы.

Безопасность адаптивности инженерии отражает требования:

• необходимости предвидеть угрозы адаптивности;
• необходимость противодействовать угрозам адаптивности;
• необходимость в приемлемый период времени восстановить ущерб от негативных последствий угрозы.

Разумность инженерии — способность инженерной организованности действовать исключительно после разумного обоснования решений и на основании руководящих правил.

Угрозы разумности инженерии возникают в случаях:

• неспособности инженерной организованности принимать обоснованные инженерные решения;
• неспособности управлять инженерным ритмом (жизненным циклом проекта);
• неспособность руководить, самостоятельно разрабатывать и применять правила деятельности.

Безопасность разумности инженерии отражает требования:

• инженерия должна следовать выбранным методам;
• инженерией необходимо управлять;
• инженерией необходимо руководить.