Методические принципы создания знаковой системы для отображения процессов инновации

Размещено на http://www.allbest.ru/

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ЗНАКОВОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ИННОВАЦИИ

Ович-Робзарен Х. Х.

Предварительные замечания

«Экономика знаний и инновации» - широко обсуждаемая тема. Новая дисциплина - «инноватика», - теперь настолько реальна, что в вузах по инициативе Союза ректоров России открывают новые факультеты «Инноватики и высоких технологий», например в Московском физико-техническом институте, где авторы имеют честь преподавать. В объединённой Европе полным ходом идёт создание ETI (European Technological Institute), который по замыслу, как главное теоретическое подразделение, должен составить конкуренцию американской (MTI) и японской (TTI) системам инновации.

В России в рамках этого направления уже учреждено около девяноста инновационных фондов, а Правительство Москвы поставило проблему создания весьма дорогостоящей инфраструктуры городской системы инноваций, основываясь на тревожном показателе - процент защищённой патентами и ноу-хау новизны в товарах развитых стран - 80%, а соответствующий процент в продукции предприятий столицы - только 3% (!) [Решение №658-ПП от 5 сентября 2006 г. О Концепции инновационной политики города Москвы].

Почему так происходит? Ведь создание новой техники и соответствующих технологий для человечества - дело давнее и традиционное. Скажем, главных конструкторов, главных технологов, главных химиков, главных селекционеров и т.п. этому делу учить не надо. Они сами кого угодно научат!

Объясняется же это тем, что понятие «инновация» неожиданно приобрело новые черты. Главная из них - расширенный и массовый характер требуемых инноваций. «Расширенный» означает, что инновации теперь требуются и в других областях, а не только в традиционно индустриальных.

Необходимо, например, в заданные сроки и требуемых объёмах создавать и эксплуатировать новые, доселе невиданные финансовые инструменты, услуги, формы организаций, формы общественных движений, другой активности…

«Массовый» же характер означает, в первую очередь, глобальную конкурентную способность конкретной инновации. В самом деле, если инновация неконкурентоспособна, она не станет массовой, не произведёт требуемый эффект.

Указанный «дрейф смысла» понятия «инновация» и «дрейф качества» самих инноваций заставляет задуматься над тем, что придёт на смену уже этим новым по качеству инновациям, когда они дадут глобальный эффект насыщения.

Явления, как известно, «ходят тройками» - архаичное, актуальное и перспективное,- они всегда присутствуют в одном времени. Примерно так же, как в обществе есть всегда три разных «сейчас» - «сейчас» пожилых людей, «сейчас» зрелых» людей и «сейчас» юношества.

Предположим же, что эти качественно новые инновации станут привычными и начнётся их закат в «архаику»: каких тогда ещё два новых, родственных им явления вступят в жизнь человечества в роли актуального и перспективного? Ведь мы ясно видим, что эта цепочка смен качества тяготеет к определённой, грубо говоря, «дематериализации». Это значит, что с материалами, конструкциями и идеями проблем у нас больше нет: что из них закажут, то и сделаем в срок.

Ответ, как кажется, кроется в том, что в роль зрелого явления (после массовых инноваций, уходящих в «архаику») вступят так называемые «органические процессы», которые сегодня скрыты за дисциплиной, называемой «конструированием организаций».

Конструирование организаций (оргмашин), как и конструирование традиционных машин носит пока всё ещё ярко выраженный «насильственный» характер. И созданные машины-организации всё ещё требуют «сборки, наладки, надзора, ухода и ремонта». Биологические организмы, их органы, органеллы и органоиды, в импорте подобных процедур не нуждаются.

Когда массовые глобальные инновации, в том числе и организационные, переживут свою эпоху зрелости, на смену им придут самодействующие процессы развития человеческой идеальной среды, выраженные в спонтанном появлении новых «общественных органов» в тех перегруженных локусах сети человеческой деятельности, где достигается критический уровень интенсивности пересекающихся, но слабо взаимодействующих активностей, функциональностей и инноваций.

Общественные органы будут здесь, грубо говоря, появляться и формироваться сами собой, без осознания и специальной разработки их замысла и последующего конструирования. Конечно же, будет стоять и проблема «злокачественного роста, израстания» и связанных с этим эпизодических и локальных целевых вмешательств.

Наконец, на роль перспективного родственного инновации и спонтанной организации явления выйдет «работа с понятиями» - массовое производство вторгнется в «область внутренней переработки». Требуемые здесь пояснения лучше всего заменить подходящей, на наш взгляд, цитатой:

«Дессауэр утверждает, что делание, особенно в виде технических изобретений, может установить позитивный контакт с "вещами самими по себе".

Сущность техники не проявляется ни в промышленном производстве (которое лишь производит), ни в самих продуктах техники (которые лишь используются потребителями), но в самом акте технического творчества.

Акт технического творчества реализуется в полной гармонии с естественными законами и как бы по "подстрекательству" человеческих целей, однако эти законы и цели не являются достаточными условиями изобретения. Существует и нечто другое, что Дессауэр называет "внутренней обработкой", которая и приводит сознание изобретателя к контакту с "четвёртым царством" - сферой, в которой пребывают "пред-данные решения технических проблем".

Эта внутренняя обработка и делает возможными технические изобретения, реализует тем не менее контакт с трансцедентными "вещами самими по себе" технических объектов:

- изобретение в качестве артефакта не есть нечто такое, что можно обнаружить в мире явлений;

- лишь когда оно появляется в качестве феноменальной реальности посредством творчества изобретателя, только тогда оно "работает";

- изобретение не есть нечто выдуманное без реальной силы;

- оно появляется в сознании лишь в результате встречи со сферой пред-данных решений технических проблем;

- техническое изобретение как ничто другое олицетворяет реальное бытиё идей, то есть порождает и формирует условия для "существования сущности", для материального воплощения трансцедентальной реальности. [Митчем К. Что такое философия техники? М.: "Аспект пресс", 1995.-150с.]

Это и значит, что основная работа переместиться из сферы воздействия на материалы и внешнюю среду в сферу взаимодействия идей в общественном сознании общественного человека - культурного надсубъекта.

Переход

В данной работе авторы предлагают анализ лишь одной малозаметной, но значительной составляющей развития новой экономической парадигмы - «Экономики знаний и инноваций» - создание практически пригодной стандартной знаковой системы для отображения функционирования самих идеальных процессов инновации (в сфере идей и понятий) и обсуждают ту роль, которую она в ближайшее время будет играть в процессах обучения специалистов нового профиля - инноваторов.

Введение

Ещё в 70-е годы прошлого века Илюшин В. А. [1] дал определение двум видам научно-технического прогресса - эволюционному и радикальному. Эволюционный прогресс, по Илюшину, состоит в непрерывном параметрическом совершенствовании уже существующих технологий и изделий (с их известным параметрическим портретом). Радикальный же прогресс - изобретение принципиально новых технологий и изделий - с качественно новыми параметрическими портретами - своеобразный «крупный квант развития». Радикальный прогресс - синоним теперешнего термина «инноватика». Инноватика связана, в первую очередь, с появлением новых центральных рабочих процессов в технологиях.

Чтобы отображать именно радикальный прогресс, то есть уметь фиксировать произошедшие инновации и новые параметрические портреты [15, 16, 27] или намечать вакансии для будущих инноваций [20,21], необходимы соответствующая интеллектуальная технология [27] и соответствующая знаковая система.

Здесь уместна аналогия с понятием белых пятен в географии. В самом деле, наличие карт даёт удивительный эффект - возможность на основе известного видеть области неизвестного - «белые пятна», - ставить цели географическим экспедициям и иметь в них успех.

Достойна подражания и ситуация в химии. С изобретением химической символики и с открытием периодической системы свойств химических элементов (Д.И. Менделеев) появился чрезвычайно удобный знаковый интерфейс для общения химиков, разделения их труда и соединения их усилий при работе над химическими проблемами.

В инноватике обе аналогии правомерны, и их более детальная концептуальная разработка сможет обеспечить важнейший этап, имеющий место в начале любой инновационной цепочки процессов - постановку целей инновационных проектов, разработку их состоятельных замыслов [2, 14], совместную работу и разделение труда новаторов.

Так что попытки изобретать базовую символику (легенду интерфейса) и строить «карты» для областей инноватики более чем ценны. Первая попытка предложить базовую символику была совершена ещё в прошлом веке [3]. Карты для инноватики, таким образом, необходимы, в первую очередь, для «намётки» и последующего «стенографирования» процессов инновации.

Инновации (изобретение и применение) реализуют создание новых систем и радикальную реконструкцию имеющихся технологий. Реконструкция предполагает интервенции (вмешательства) в регламент технологии. Для этого надо уметь отображать регламенты, ставить цели и буквально видеть области неизвестного, - технологические вакансии [21], - предназначенные для «заселения» новыми технологиями.

Далее представлены шаги введения «знаковой легенды» для подобных карт, по аналогии с понятием «легенда карты», принятым в классической картографии. Методики построения картографических атласов для областей инноватики настоятельно необходимы. Они сыграют роль «штабных карт» при совместных действиях современного инженерного корпуса человечества.

Процессы, сети процессов, сети технологий, техногенема

Система всегда представлена двумя своими ракурсами - пространственным и временным.

Объекты, охваченные системой, в каждый момент распределены в пространстве. Их состав и членение по различным основаниям членения объектов известны. Их терминосистема и система номенклатур отработаны и стандартизованы.

Превращения, происходящие с объектами в системе, распределены во времени. Главная характеристика системы - это её сеть процессов, распростёртая (структурированная) во времени. Множество превращений определено, цикл декомпозиции превращений на этапы и каналы известен. Их терминосистема и система номенклатур также отработаны и стандартизованы.

Каждое превращение требует для своего начала необходимый комплект объектов и сигналов, называемый началом. Тогда объекты называют компонентами начала. Число компонент начала не фиксировано.

Каждое превращение завершается появлением комплекта объектов, называемых результатом. Тогда объекты называют компонентами результата. Число компонент результата не фиксировано.

Взаимно обусловленную совокупность <начало, превращение, результат> называют процессом [4, 17].

Превращение реализует три автономных канала - преобразование, коррекцию, ограничение.

Преобразование полностью определено предшествующими превращениями и само частично определяет некоторые возможные последующие превращения. Определение осуществляется через связь.

Связь предшествующего процесса А с последующим Б есть факт использования некоторой компоненты результата процесса А в качестве компоненты начала процесса Б. Говорят, что процесс А передаёт объект Кi в процесс Б, или что процесс Б реализуется после процесса А. Обозначение А>Б

Композицию возможности последовательной связи процессов А>Б>…>К называют цепочкой процессов. Множество превращений и множество их связей полностью определяют пространственно-временную структуру системы.

Всякая технология характерна многократно воспроизводимой связью процессов. Связи образуют технологическую сеть процессов, предназначенную для решения повторяющихся задач. В целом эта сеть сама есть укрупнённый (общий) процесс со своим началом (все вовлекаемые в технологию извне объекты), превращением (сеть превращений) и результатом (все вовне предоставляемые технологической сетью объекты).

Технологические процессы, непосредственно использующие хотя бы один вовлекаемый извне объект (реципиенты), и процессы, непосредственно выдающие хотя бы один объект вовне (доноры) называют процессной границей технологии.

Компоненты начала процессов-реципиентов и компоненты результата процессов-доноров называются граничными компонентами. Совокупность граничных компонент образует объектную границу технологии. Остальные компоненты, фигурирующие в сети технологии, называют внутренними. В работах [8,22] предложены детально разработанные и практически применяемые универсальные (независимые от предметной области) информационные технологии, применяемые для построения атласов на сети технологий.

Две технологии непосредственно связаны, если граничный процесс одной непосредственно связан с граничным процессом другой.

Наличные технологии своими реальными или реализуемыми связями образуют сеть техногенемы. Она, в свою очередь, как материнский объект, сама во многом определяет их зарождение и развитие.

Интервенции и альтернативы реализации, потенциальная включённость процесса

Пусть дан некоторый не граничный процесс Р в сети данной технологии. Если какую-нибудь компоненту его начала допустимо реализовать, взяв результирующую компоненту некоторого процесса Д другой технологии, ранее не связанной с данной, то факт такой реализации (с включением процесса Д в состав технологии) делает указанные технологии связанными, а компоненты начала процесса Д превращает в граничные объекты данной технологии. Такой факт реализации называют интервенцией в сеть данной технологии.

Пусть дан некоторый не граничный процесс Р в сети данной технологии. Если какую-нибудь компоненту его результата возможно реализовать как альтернативу комплектации компоненты входа некоторого процесса другой технологии Д, ранее не связанной с данной, то факт такой реализации (с включением процесса в состав другой технологии) делает указанные технологии связанными, а компоненты начала процесса превращает в граничные объекты другой технологии. Такой факт реализации называют интервенцией из сети данной технологии.

С каждой новой интервенцией (в сеть и из сети) возникает новая возможность связи технологий в сети техногенемы. Интервенции создают:

- альтернативы комплектации компонент начала процесса;

- альтернативы использования компонент результата процесса;

- новые наборы вовлекаемых извне компонент начала технологической сети;

- новые наборы внутренних компонент, которые могут потребовать дополнительной обработки в сети технологии;

- новые наборы вовне предоставляемых технологической сетью объектов.

Пусть выделен некоторый процесс и для каждой из компонент его начала перечислены все возможные интервенции из других процессов. Пусть также по каждой из компонент результата перечислены все возможности их использования при интервенции «из сети» технологии в другие процессы. Величина называется потенциальной включённостью данного процесса в техногенему.

Чтобы учитывать включённость процессов в технологии и техногенему, необходимы соответствующие знаковые модели процессов, технологий и техногенемы. Та часть модели техногенемы, которая отражает включённость только и только внутренних процессов данной технологии, называется морфологическим графом (картой) семейства (типажа) технологий одинакового назначения. Учёт включённости технологических процессов автоматически фиксирует состав системной среды данной технологии, то есть стандартный список тех специально не создаваемых процессов, которые поставляют в технологию необходимые компоненты [11]. Символика, способы и методики построения морфологических графов на семейства изделий и технологий заявлены в [5], разработаны в [6,7] и детально представлены в [8, 22].

Морфологический граф семейства технологий даёт предельно компактное представление о фонде технологий, образцов машин и о парке экземпляров действующих машин, всякого вида изделий и сооружений с определённой функцией, по которым мы наблюдаем появление новых поколений их образцов, всё лучше выполняющих такую функцию.

Акты выбора, морфологический граф технологии, системная среда технологии.

Линейка включений (набор процессов) данного процесса для каждой компоненты начала и результата имеет стандартное членение - <архаические включения, актуальные включения, прогностические включения; побочные применения>. В связи с «архаикой», «прогностикой» и «побочными применениями» возникает драматическая задача их согласования при выборе. Ставка при инновации может быть сделана, например, на реализацию «второй жизни» архаических альтернатив в сочетании с актуальными альтернативами и альтернативами прогностическими. При этом происходит мобилизация знаний о прототипах и соблюдается технический принцип «разумного эгоизма», направленные на экономию труда разработчиков данной инновации [10]. Создание подобного механизма согласования потребовало совместной концептуальной разработки понятий «план» и «прогноз» [8,11,24]

Осуществление интервенций «в сеть» технологии и «из сети» может быть подчинено различным целям. Простейшая цель просто (без критерия) задаёт конкретную уединённую интервенцию в данном локусе (месте) сети. Другие цели требуют взаимного учёта и увязки (парной, тернарной, …, n-арной) интервенций, осуществляемых в разных локусах сети процессов технологии и могут быть подчинены системе ограничений и критериям оптимизации.

Выбор множества интервенций, как структурированный и управляемый процесс, может быть реализован или полностью интуитивно, или полностью расчётным путём (оптимизация), или в смешанном интерактивном режиме (диалог). В результате процессы выбора на морфологических картах становятся самостоятельным предметом отдельного исследования, начало которого было положено ещё в [10, www.rema.44.ru]. Всякий завершённый (не оставивший более альтернатив для уточняющего выбора) на морфологическом графе выбор рождает альтернативную технологическую сеть-реплику данного назначения. Число всех таких сетей называется морфологической мощностью N графа. В практических случаях мощность N > 10⁵⁰⁰⁰.

Закрепление для данного процесса конкретной интервенции в сеть технологии называется актом выбора комплектации компонент начала. Закрепление для данного процесса конкретной интервенции «из сети» в другую технологию называется актом выбора стороннего применения компоненты результата данного процесса. Акты выбора комплектации и акты выбора применения в техногенеме формально неразличимы.

Сложный процесс выбора, составленный из отдельных актов выбора, может иметь сложную кинематику, развиваться и фиксироваться на знаковой модели техногенемы, иметь различные критерии выбора и структуры. Особое значение в нём имеет факт наличия «неравномерной конкретизации», который связан с необходимостью согласовывать акты выбора в локусах разных уровней иерархии пространства выбора [13].

Понятие качественного передела

Объекты - результат стабильности. Новизна - результат изменений. Наблюдение и восприятие «представителей изменчивости» - процессов - требует видеть мир не как совокупность стабильных объектов, а как мега-сеть процессов и выделять в ней «процессные области» и процессные абстракты.

Логическая абстракция применительно к объектам - хорошо разработанное понятие. Существуют различные способы и приёмы объектной абстракции: абстракция формальная, абстракция сущностная, абстракция отождествления (применяется, если требуется образовать множество, тип или общий термин), абстракция аналитическая, или изолирующая (применяется, когда от предметов и иных свойств мысленно отвлекается и обозначается свойство), абстракция идеализации (когда образуют термин, который отображая предмет, содержит в себе существенные признаки, не находимые в чистом виде в самом предмете - точка, плоскость, абсолютно твердое тело, связь); абстракция потенциальной наличности, когда мысленно отвлекаются от реальных границ возможностей человеческого сознания, связанных с ограниченностью жизни человека в пространстве и времени; абстракция абсолютной наличности, применяемая в математике («все объекты математики вечны и неизменны»); и т.д.

Например, применение абстракции отождествления даёт объектную общность («множество»), а применение абстракции идеализации к объектной общности даёт формальные абстракты.

Но приёмы и способы абстракции применительно к процессам практически не разработаны. Пока есть только один значительный результат: применение абстракции отождествления, а затем сущностной абстракции к процессной общности даёт важнейшее понятие, или содержательный абстракт - «центральный рабочий процесс системы».

Поскольку инновационные технологии по самому существу своему (и в первую очередь!) суть процессы, то значение разработки приёмов абстракции в процессных областях невозможно завысить. Ещё раз подчеркнём, что эта область логики не разработана, может быть, частично из-за слабой разработанности теории графов, которой не так уж много лет.

Фундаментальный квадрат (классификатор простейших качественных переделов)

Следующим после ЦРПС ещё более высоким и важным процессным абстрактом является понятие «качественный передел». Усугубление абстракции здесь состоит в том, что отвлекаются от числа компонент входа и компонент выхода процесса; полностью отвлекаются от физического смысла превращения в данном процессе, от его оснований членения и от членимости как таковой и т.д.

Смысл этого понятия не может быть дан в определении, а может быть лишь остенсивно (путём показа и обсуждения) объяснён с учётом привычной нам операционной культурной среды.

Однако представление о нём можно получить в результате весьма простых рассуждений.

А. Типы объектов в нашем мире исчерпываются тремя:

Re - материальные (физические),

Inf - информационные (символьные),

Im - воображаемые (образы сознания).

Символы Re, Inf, Im будем называть «атомами переделов».

Б. Типы переделов внутри типа и между типами объектов перечислены в матрице:

КАЧЕСТВЕННЫЕ ПЕРЕДЕЛЫ	Результирующий объект
	Re	Inf	Im
Исходный объект	Re	1. Re-Re	4. Re-Inf	5. Re-Im
	Inf	7. Inf-Re	2. Inf-Inf	6. Inf-Im
	Im	9. Im-Re	8. Im-Inf	3. Im-Im

Далее каждый передел характеризуется примером. Переделы разбиты на группы: I. Однородные трансформации, ЙI. Перцепции; III. Локомоции.

I. Однородные трансформации

1. (Re-Re) - переход реального объекта в следующее состояние (изменение);

2. (Inf-Inf) - перевод информационного объекта в следующее состояние (вычисление);

3. (Im-Im) - переход сознания от данного мыслеобраза к другому мыслеобразу (мышление);

ЙI. «Перцепции»

4. (Re-Inf) - отображение реального объекта в его символическое представление (измерение, регистрация);

5. (Re-Im) - наблюдение фрагмента реальности мыслящим существом (восприятие, в том числе, самочувствие);

6. (Inf-Im) - отображение символьного объекта в мысленный образ (понимание символов)

III. Формообразование и «локомоции».

7. (Inf-Re) - получение материального объекта по его символьному представлению (формообразование);

8. (Im-Inf) - символизация мыслительного процесса (суждение);

9 (Im-Re) - мотивированное поведение живых существ (двигательная активность).

Таким образов, вкратце: изменение, вычисление, мышление, измерение, восприятие, понимание символов, формообразование, суждение и двигательная активность. Представляется, что набор здесь полный и непротиворечивый. Далее истолкование с примерами проведено как обсуждение «способов получения объектов».

Способы получения реального объекта - Re

Re-Re. Это сочетание фундаментальных классов соответствует любым процессам реальной действительности. Причина здесь - реальный объект, и цель превращения - также реальный объект. Простейшие примеры: функциональный такт в цикле работы любого механизма, хранение консервированных продуктов, работа бактерий культуры брожения.

Inf-Re. Это получение реального объекта по его информационному представлению. Например, вытачивание детали на станке с ЧПУ по информации (просечкам) на программной ленте, травление кремниевой пластины по засвеченному шаблону фоторезиста, изготовление отливки в форме.

Im-Re. Это специфический класс превращений, обозначающий двигательную активность человека и животных под влиянием внутренних образов (мотивов, замыслов, планов...)

Способы получения информационных объектов - Inf

Re-Inf. Это превращениям при регистрации информации о реальных объектах. Например, приборные измерения, рентгенография, фотографирование, радиолокация, звукозапись, томография.

Inf-Inf. Это преобразование информационных объектов. Например, компиляция программы для ЭВМ, работа канала связи, микрофильмирование, модуляция/демодуляция сигнала.

Im-Inf. Этот класс простейших превращений пуст. Не существует прямых превращений умственных образов в информационные объекты, минуя двигательную активность человека. Однако существует характерный составной класс превращений (Im-Re-Inf), свойственный для человеческой деятельности и творчества в широком смысле этого понятия. Сюда относятся: Экспрессия (семантические движения): рассказ (повествовательная активность), другая речевая активность, рисование, нотация мелодии, "звучащей" в голове или музыкальная импровизация, фиксация плана, выполнение скульптуры, пластические воспитательные и научающие воздействия, общение глухонемых, работа на телеграфном ключе, писание текста; исполнение роли актером или танцовщиком, другая ролевая деятельность и т.п.

Этот подкласс превращений слабо изучен и не подвергался обобщению. Другой подкласс - локомоционная исследовательская пространственная ориентация (семантизирующие движения): человек поворачивает объект, чтобы увидеть новые детали или сам занимает новую наблюдательную позицию; движения глаза при рассматривании, панорамы, картины или чтении текста; переход к нужному окну в сложном многооконном программном интерфейсе; перенос внимания на определенные звуки в общем звуковом потоке и т.п. Этот подкласс процессов исследован более детально. Если есть потребность кратко маркировать сложные превращения, указывая лишь природу входов и выходов и опуская данные о его структуре, то маркер Im-Inf вполне допустим. Подчеркнём, что нет только простейших превращений с обозначенной этим маркером структурой.

Способы получения объектов сознания

Re-Im. Это восприятия по всем чувственным модальностям и отражения в сознании человека реальных объектов. Например, формирование образов бабочки, цветка, токарного станка при их разглядывании или формирование образа мелодии при ее прослушивании, фактуры ткани при ее ощупывании, запаха цветка, кинетостатическое самосознание.

Inf-Im. Это выработка представлений о реальных объектах по их информационным заместителям. Например, чтение книги или чертежа, восприятие живописного полотна, просмотр фильмов, прослушивание звукозаписи. Строго говоря, здесь справедливо то же замечание, что и для фундаментального класса превращений Im-Inf. Ведь, прежде чем превратиться во внутренне представление, информация должна пройти через некоторые рецепторы человека как физические объекты (Re) - слуховые, зрительные, тактильные, обонятельные... Cтрого говоря, этот класс превращений выглядит как Inf-Re-Im. Но для краткости и общности (и из-за слабого знания процессов категориальной апперцепции) мы оставим нотацию Inf-Im, помня, что любая информация перед тем как пройти в лоно идеального имеет некоторый материальный носитель...

Im-Im. Это внутрипсихические трансформации образов в ходе мысленного эксперимента, формирования намерений, озарения, работы с понятиями, изобретения и т.п.

Важно разбить рассмотренное множество фундаментальных превращений на два подмножества:

А. Переделы с участием человека (Re-Im), (Im-Re), (Inf-Im), (Im-Im) и

Б. Переделы без участия человека. (Re-Re), (Re-Inf), (Inf-Re), (Inf-Inf)

Это разбиение играет главную роль в обсуждении процессов механизации и автоматизации и «принципа рутинного подкрепления. Нам представляется также, что это первый шаг к тому, чтобы по возможности сократить общие рассуждения о "человеческом факторе в больших системах" и о "непреодолимом диалектическом противоречии" между объектом и субъектом. Видимо, надо переходить от общих суждений о субъекте (операторе, лице, принимающем решения - ЛПР) к обсуждению качественных переделов, которые реализуются им в технологиях. Это сразу даёт простейшую «модель человеческого фактора» в рамках данной конкретной технологии, по сути «размывая» нестрогое общее понятие «субъект».

Более сложные качественные технологические переделы

Главная причина и главная цель процессов

Практически процессы всегда таковы, что у них компоненты входа можно разделить на три набора (подмножества):

необходимые,

достаточные,

фактические.

Необеспечение хотя бы одной необходимой компоненты приводит к невозможности начать процесс. Набор достаточных компонент безусловно запускает процесс. Фактические компоненты не принадлежат ни к одному из предыдущих наборов, специально не обеспечиваются, существуют на момент запуска процесса. Например, при забивании гвоздя молотком цвет его рукоятки есть безразличная фактическая компонента входа.

Подмножество достаточных компонент целиком включает в себя подмножество необходимых, но, вообще говоря, не совпадает с ним.

Если множество необходимых компонент процесса состоит всего из одной компоненты, то будем называть ее главной причиной процесса. Например, взрыв настороженной противопехотной мины предполагает механическое воздействие на спусковой механизм. Если этого воздействия нет, мина, как правило, не взрывается.

Аналогичные соображения справедливы в отношении компонент выхода процесса. Они подразделяются на:

целевые,

нецелевые,

специально не предусматриваемые (побочные).

Нецелевые компоненты выхода в ситуациях проектирования могут оказаться катахрезными (нежелательными, вредными и т.п.). Если множество целевых компонент процесса представлено всего одной компонентой, то будем называть ее главной целью процесса. Например, при работе холодильника главная цель - охлажденный продукт, не целевая - нагретый снаружи холодильника воздух, а побочные и нежелательные (катахрезные) - вибрация и шум.

Особый интерес представляют процессы, у которых в наличии одновременно и главная причина, и главная цель. В практике конструирования выделение главной причины и главной цели процесса есть реализация абстракции "главное-второстепенное", что знаменует переход от работы с процессами к работе с «качественными переделами».

Итак, символизируем интервенций в технологии с помощью понятия качественного передела

Базисные типы синтеза процессов

До сих пор речь шла об анализе процессов. Обсуждение способов синтеза процессов потребует введения новых понятий и применения новых абстракций.

Инициация, следование и предшествование процессов

Пусть имеются: операционная предметная среда, заведомо обеспечивающая повторимость процессов, и два класса объектов: класс - {I} и класс {O}. Если операционная среда такова, что появление класса объектов I влечёт затем появление класса объектов O, то будем говорить, что инициирован процесс <I,P,O>.

Пусть имеется два процесса <I1,P1,O1> и <I2,P2,O2>. Если пересечение наборов O1 и I2 не пусто, то будем говорить, что процесс P2 в слабом смысле может следовать за процессом P1. Если же O1 = I2, то будем говорить, процесс P2 может следовать за процессом P1 в сильном смысле. Устанавливая предшествование или следование процессов (а далее, обсуждая альтернативность), мы пользуемся абстракцией отождествления компонент входа/выхода процессов, которая кажется простой лишь на первый взгляд.

Располагая сведениями о воспроизводимых процессах и отношениях следования (например, в виде своеобразной библиотеки процессов данной предметной области), можно чисто формально построить все цепочки "следования-предшествования" различной длины. Некоторые цепочки будут иметь идентичные участки. Будем говорить, что такие цепочки пересекаются.

Каждая такая цепочка отнюдь не изображает воспроизводимый в целом процесс. Дело в том, что определенное выше понятие следования не исключает появления вдоль цепочек "висячих" компонент входов/выходов, которые ещё должны быть поглощены или обеспечены некоторыми другими процессами. Смысл висячих компонент станет ясным при обсуждении запараллеливания процессов.

Например, располагая библиотекой химических реакций, можно строить цепочки превращений от определенных исходных продуктов до желаемых веществ, но все эти цепочки "в сумме" могут еще не составить ни пропись процесса на лабораторном столе, ни регламент желаемой реальной химической технологии. Образно говоря, это всего лишь "химическая партитура", которая пока далека от исполнения на химико-технологических подмостках.

На рис.2.4 сказанное выше схематически проиллюстрировано. Определенный интерес представляют те цепочки, которые берут начало от главной причины (будущего процесса) и заканчиваются на главной цели. Такие цепочки принадлежат схемам, которые на практике принято называть "принципиальными схемами" или "магистральными циклами". Принципиальная схема - один из исходных информационных образов для создания сложного процесса.

Запараллеливание процессов

Следует различать реальное параллельное протекание двух процессов и запараллеливание процессов на схеме при проектировании схемы сложного процесса из более простых. Имея принципиальную схему процесса, схематически выстраивая сложный процесс из простых процессов (пользуясь при этом отношением следования), проектировщик объективно вынужден продвигаться, главным образом от выхода сложного процесса к его входу. Это чрезвычайно важное обстоятельство, которое недооценивается в аналитической практике.

При работе аналитика со специалистом-предметником это часто единственный способ "извлечь" у практика необходимые данные о системе. Приходится постоянно задавать вопрос: "Что надо предпринять (процесс), чтобы получить (данную компоненту), что нужно, чтобы смог запуститься, "в свою очередь", этот процесс-поставщик и т.д. " Конечный результат совместной работы эти "методом обращённого во времени хода мысли" обычно восхищает предметника: "Как это всё просто и быстро получилось!"

В качестве другой иллюстрации "обращённого во времени хода мысли" уместно привлечь построение дерева целей по проблеме, когда ветвление начинается с описания главной цели вплоть до построения задач нижнего уровня. Нечто аналогичное можно усмотреть в процессе построении функциональной схемы программного комплекса.

При построении схемы сложного процесса проявляется и поэтапно разрастается запараллеливание процессов. По мере приближения ко входу сложного процесса степень запараллеливания, как правило, пройдя пик, начинает убывать.

Элементарный акт запараллеливания конструктивно подготавливается ответом на два вопроса:

"какие процессы могут обеспечить компоненты входа данного процесса?"

"какие процессы могут поглотить данную компоненту выхода процесса?".

В качестве запараллеливания с целью поглощения нежелательной компоненты можно привести пример создания на поверхности сильно шумящих механизмов дополнительного волнового фронта в противофазе (с использованием специальных излучателей); в результате получается исключительно мало шумящий механизм.

Если имеет место только сильное следование процессов, запараллеливание теряет смысл (неприменимо).

Подчеркнем, что ответы на два выше приведенных вопроса в состоянии давать только конструктор-предметник или аналитик. При этом они реализуют абстракцию отождествления и абстракцию эквивалентности.

Выше приведённый вопросник максимально конкретизирован в [22], где перечислены 43 практических вопроса, помогающие выяснить потенциальную включённость процесса в техногенему (см. п. 19).

Вытеснение

Когда главная причина проектируемого процесса схемно "поглощена", и соответственно, обеспечена его главная цель, конструирование может быть всё-таки ещё продолжено, но уже в виде так называемых актов вытеснения.

Вытеснение - это специальный акт преобразования схемы процесса. Он проводится на базе сведений о сильном и слабом следовании процессов. Составив цепочку процессов на базе сведений о слабом следовании, пытаются по сути обеспечить дополнительные знания, позволяющие "превратить" её в цепочку сильного следования, то есть организовать и запустить реальный процесс, соответствующий этой цепочке. В простейшем виде вытеснение формально состоит в замене:

- одноэтапного процесса схемы на двухэтапный или наоборот,

- одноканального процесса схемы на двухканальный или наоборот.

Элиминация

Это особый класс конструирования процессов, состоящий в изъятии (нежелательных) процессов из процессной сети. Иллюстративный пример: Усовершенствованный прибор ночного видения. Сущность технического противоречия: При лазерной локации целей в условиях плохой видимости происходит обратное рассеяние света (в заднюю полусферу) от взвешенных в воздухе частиц пыли, дыма, снега или тумана, которое ослепляет прибор видения. Снятие противоречия путем элиминации: Цель освещается импульсами подсветки, длительность которых должна быть меньше времени прохождения до цели и обратно. В качестве приёмника отраженного от цели импульса используется прибор ночного видения, снабженный электронным затвором, запирающим прибор на время прохождения переднего фронта импульса подсветки до цели и обратно. При этом в прибор не попадает паразитная засветка от взвешенных в атмосфере частиц, так как они ближе к прибору и отражённый от них свет успевают миновать прибор пока затвор закрыт. Дальность устойчивого наблюдения значительно возрастает по сравнению со способом непрерывной подсветки цели. Хорошая видимость достигается, например, даже в условиях снегопада или песчаной бури. Элиминация в данном случае состоит в устранении (элиминировании) процесса приема паразитной засветки.

Альтернативность следования, запараллеливания и вытеснения

Обсудим одно очень важное понятие сферы анализа и конструирования процессов, родственное введённому выше понятию «потенциальной включённости процесса в техногенему». Речь пойдет о так называемом отношении альтернативности и о переходе от неявной работы с альтернативами к эксплицитной, явной работе.

Определенное выше понятие сильного следования процессов, отмечает явления гораздо менее распространенные, чем те, которые часто могут быть обозначены понятием простого (слабого) следование. При сильном следовании (теперь уже не в понятии, а в реальности!) вход последующего процесса тождественен выходу предыдущего.

Напротив, при слабом следовании и предшествовании наблюдаются "висячие" компоненты входов/выходов, которые специально не обеспечиваются и специально не поглощаются. При этом, если их относят к специально не предусматриваемым компонентам, фактическим, не способным влиять на течение процесса в целом, то ими пренебрегают в процессе конструирования, абстрагируются от них. Эта "нечистоплотная" абстракция (при переборе всех возможных процессов, следующих за данным процессом) часто оказывается чрезвычайно полезной и порождает локальный класс эквивалентности - множество альтернатив следования-предшествования.

Например, для обеспечения горячей пищей в походных условиях можно применить следующие альтернативные процессы:

разогрев пищи на костре,

приготовление пищи в полевой кухне,

разогрев консервов с применением встроенного в днище банки термохимического магниевого элемента разового действия.

Если в ходе конструирования сложного процесса из простых явно представлены для рассмотрения все локальные классы эквивалентности (не тождества!) процессов, то говорят, что имеет место явная работа с альтернативами.

Если альтернативность проявляется на уровне выбора компонент входа, то применяют понятие соединителя-переключателя, который может по произволу аналитика зафиксировать выбор нужной компоненты входа из представленного набора. Замечание: элиминация альтернативна, но не связана с альтернативностью, изображаемой с помощью соединителей переключателей, она "поставляет" в процесс конструирования свои специфические макроальтернативы воздействия на изменяемый процесс (в пределе - любые комбинации процессов из сети технологии, которые ещё можно элиминировать).

Печально, но факт: в настоящее время идёт бесцельная неуправляемая элиминация многих процессов в живой природе. Это не остаётся без последствий: начинают преобладать как искусственные, так и естественные монокультуры. Сегодня мы имеем биосферу совсем не ту, что была в начале века и даже пять лет назад. Например, укажем, что в день исчезает от 1 до 10 биологических видов. Мы уже не воспринимаем с облегчением тот факт, что из 10 тысяч наиболее распространённых видов растений человеком используется едва ли один процент.

Классы интервенций в сети процессов

Взяв атомы {Re, Inf, Im} и девять классов фундаментальных процессов, построим теперь все формальные маркеры для классов процедур конструирования процессов:

иницииация,

следование,

запараллеливание,

вытеснение,

элиминация,

опираясь на введенные выше общие понятия инициации, следования, запараллеливания, вытеснения и элиминации.

Будем как бы использовать только переделы из фундаментальных классов. По-прежнему будем абстрагироваться и рассматривать лишь процессы, имеющие главную причину и главную цель.

Инициация.

Инициация уже обсуждена выше. Это есть как бы простейшее нулевое следование - это двухзвенная цепочка объектов или однозвенная "цепочка" процессов (просто инициируемый процесс). Перечислим их ещё раз, воспользовавшись фундаментальными процессами:

Простое следование

Простое следование предполагает начальный, промежуточный и результирующий объект.

О_i>О_j>О_k

Подстановка атомов I,j,k = {Re, Inf, Im} в эти объекты даёт 27 конфигураций, например Re-Inf-Im, Im-Im-Re. Полная последовательная интерпретация полученного множества процессов здесь неуместна. Интерпретируем, к примеру, двухзвенную цепочку (Re-Inf-Im) - это, например, аэрофотосъемка и последующее рассмотрение её результатов.

Запараллеливание

Запараллеливание фундаментальных процессов формально предполагает появление либо возле главной причины, либо возле главной цели дополнительной отдельной однородной либо разнородной фундаментальной компоненты.

Две компоненты причины, одна главная цель; две компоненты цели, одна главная причина

Это можно представить следующими символьными конфигурациями:

(О_i, О_j) > О_k и

О_i>(О_j,О_k)

При подстановке I,j,k = {Re, Inf, Im} получится 27 + 27 конфигураций. Итого 54 типа двойного запараллеливания. Re(Re,Inf) - например, полет пули сопровождается её свечением: трассирующая пуля, то есть «информирующая» о своей трассе, облегчающая повторное прицеливание и дающая некоторые другие эффекты. Re-(Im,Im) параллельная перцепция реального объекта (например, визуальная + акустическая).

Интервенций, обратных запараллеливанию - распараллеливаний - очевидно насчитывается также 54. Замечание: Вся эта нетрудоёмк5ая работа по продуцированию символьных конфигураций маркеров напоминает ту работу, которая была проделана при продуцировании возможных фигур аристотелевых силлогизмов в классической логике. Но здесь есть одно важное отличие: при продуцировании фигур силлогизмов полезными, интерпретируемыми и соответствующими действительности из 256 фигур оказалось только 21, а в нашем случае в дело идут все символьные маркеры без исключения. Все они смогут быть проинтерпретированы и все будут нужны в работе. И с ними не связаны никакие парадоксы интерпретации.

Три компоненты причины, одна главная цель; три компоненты цели, одна главная причина

Этому типу качественных переделов соответствуют конфигурации

(Oi,Oj,Ok)>Ot и

Oi>(Oj,Ok,Ot)

соответственно. Циклическая подстановка I,j,k,t = {Re, Inf, Im} даёт здесь 81 + 81 конфигурацию, каждая из которых вполне интерпретируема, хотя подбор примеров несколько затруднён.

Три компоненты цели, две главных причины; две компоненты цели, три главные причины

Здесь перебирают и интерпретируют последовательные подстановки индексов в конфигурациях

(O_i,O_j,O_k)>(O_s,O_t) и

(O_i,O_j)>(O_k,O_s,O_t)

и получают 243 + 243 интерпретации, подбирать интерпретации для которые гораздо труднее, чем во всех перечисленных случаях. Как правило, они соответствуют очень сложным симультанным превращениям, составляющим суть тонких физических явлений, подобно превращению, описанному, например в [19]. Это предмет будущей особой разработки.

Конфигурацию (Re1, Inf1, Im1) > (Re2, Inf2, Im2) - тройное запараллеливание - авторы интерпретировать затрудняются.

Вытеснение

Все типы процессов вытеснения получают из следующих символьных конфигураций

и ,

путем вставки\редукции среднего объекта. Направление стрелки - направление вытеснения. Стрелка вверх означает переход «простое - сложное», стрелка вниз - обратный переход (замену двухэтапного процесса на одноэтапный). Например,

может обозначать переход от обычной обработки стали с двумя переделами к непрерывной разливке стали, а вытеснение

можно интерпретировать как процесс возникновения у человека динамического стереотипа поведения (автоматизмы в действиях). Выработка автоматизма, как известно, означает переход к выполнению действия без формирования в сознании человека образа (модели) необходимых действий. Эта и другие (более сложные) схемы полезны при реализации «принципа рутинного подкрепления».

В порядке теоретической реконструкции рассмотрим конкретный пример вытеснения как приема конструирования (преобразования) процессов. На рис.1 показан фрагмент оперограммы процесса пайки межсоединений на кристалле интегральной схемы. На рис.2 дан результат её преобразования таким образом, чтобы были показаны только процессы фундаментальных классов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Известно, что попытки полной автоматизации процесса пайки межсоединений закончились неудачей. На рис. 4 показана оперограмма того же процесса пайки межсоединений, соединяющая в себе ручную пайку с некоторыми элементами автоматизации. Это значит, что не пытаясь автоматизировать весь процесс пайки и даже его центральный процесс, предприняли попытки автоматизировать процессы вспомогательные. В самом деле, трехзвенные цепочки a(Inf-Im-Re), b(Re-Im-Inf) можно заменить двухзвенными c(Inf-Re) и d(Re-Inf) (рис.3)

...