Инженерная онтология. Инженерия как странствие

1. Зачем «это» надо? (Краткое содержание последующих серий)

Эта книга посвящена онтологии инженерии, другими словами, общей для профессиональных инженеров картине мира. Как и любая другая онтология, инженерная отвечает на базовые вопросы человеческого существования:

• Как устроен мир и, прежде всего, пространство и время (глава 3 этой книги:-))?

• Как ты соотносишься с миром?

• Как жить с собой? С другими? С целым? И что такое «целое»?

• Можно ли познать мир? Транслируемы ли результаты этого познания?

• Что такое движение? Что такое развитие?

• Как научиться правильно мыслить? (Главы 1 и 2:-))? Как помыслить новое и иное?

• Если я мыслю так, то кто я? Какие цели я могу ставить перед собой, а какие — ставить не должен? С какими ценностями я согласовываю свою жизнь и свою деятельность?

• Что нужно знать, чтобы правильно мыслить (на этот вопрос до конца ответить невозможно, но в главах 4, 5, 6 в Приложении и, отчасти в главе 9 мы постарались обрисовать контуры наиболее необходимых инженеру знаний)?

• Что есть истина? Каким образом можно доказывать свои утверждения? Что является доказательством? Что может им быть в некоторых случаях? Что не может им быть никогда?

• Как взаимодействовать с другими людьми: с коллегами, с начальниками, с подчиненными (кое-что есть в главах 8 и 7:-))?

• …

Невозможно описать картину мира, находясь внутри нее. Слишком многое кажется само собой разумеющимся и не требующим пояснений.

В действительности, человеку, имеющему ясные представления об окружающей действительности, понимающему свое место в этой действительности, поставившему перед собой внятные и точные цели и действующему на основании этих целей, трудно представить себе, что кто-то может видеть и понимать мир совершенно по-другому.

Поэтому авторы этой книги не являются инженерами, хотя нам приходилось не только в самых разных форматах общаться с инженерами, но и работать с ними.

Мы поставили перед собой цель кратко описать инженерную онтологию, и, может быть, создать условия для возникновения взаимопонимания между позициями инженера, ученого, менеджера, управленца-администратора.

Кризис инженерии, инженерной подготовки и, в известной мире, кризис инженерной картины мира, диагностируется с 1970-х годов. Сегодня в России, а, впрочем, и в других развитых странах, сложилась плачевная и даже угрожающая ситуация:

Резко замедлился технический прогресс, скорость развития инженерных систем нового поколения — в авиации, ядерной энергетике, космонавтике, строительстве, производстве средств производства, производства новых материалов и т. д. — угрожающе низка. В той же космонавтике до сих пор эксплуатируются системы конца 1950-х — начала 1960-х годов, в гражданской авиации дело обстоит не многим лучше.

Возник дефицит инженерных кадров, на рынке труда представлены специалисты с низким уровнем подготовки, причем, система образования не в состоянии этот уровень сколько-нибудь заметно увеличить. Времени на серьезные преобразования в этой области, судя по всему, нет.

К этому привела своеобразная медиа-политика, лоббирующая интересы сферы услуг в развитых странах и вынос производств в страны третьего мира, переразвитость и переоценка финансового рынка, развитие информационных технологий и вызванная этим повальная мода на виртуализацию.

Я — самая умная! — сказала Википедия.

Я найду что угодно! — сказал «Гугл».

Я — всё! — сказал Интернет!

Ну-ну — сказало Электричество и… моргнуло.

О «физической» части жизнеобеспечения в какой-то момент было забыто.

Позиции в критически важных отраслях промышленности казались достигнутыми и прочно занятыми. Уровень подготовки кадров и их количество — достаточным, если не избыточным. Образование сместилось в зону гуманитарных, финансовых и, так называемых, управленческих специальностей.

Так продолжается сорок лет. Два поколения.

Сегодня ситуация усугубляется тем, что общественное сознание относит программистов к техническим наукам, хотя, фактически, знать о физических, технических, инженерных аспектах своей деятельности они не обязаны. В результате сменился состав инженерной компетенции, что уже привело к ряду курьезных историй. Например, во Франции, в элитной «Эколь Политекник» студентам предложили сделать паровую машину. Так вот, оказалось, что студенты не имеют понятия о клапанах и автоматической регуляции, поэтому они сконструировали паровую машину с компьютерным управлением заслонками котла, что подразумевало довольно длинный и сложный программный код.

Американские инженеры, программирующие авионику истребителей нового поколения, допустили ряд программных ошибок, которые привели к серьезным авариям и лишь чудом не закончились человеческими жертвами. Аппаратура самолетов выдала ошибку «деление на ноль» и приступила к перезагрузке, когда самолеты оказались над израильским Мертвым морем, которое, как известно, находится в прогибе земной коры — ниже уровня мирового океана. И точно также началась перезагрузка бортовых компьютеров, когда самолеты, выполняя полет над Тихим океаном, пересекли линию смены дат, и компьютеры «потеряли точное время». Все обошлось, но представьте себе пилотов полностью автоматизированного истребителя, перед которыми неожиданно возникает «синий экран смерти». На этих самолетах На этих самолетах компьютерами управляется все, не исключая процесса катапультирования:(

В первую очередь, это смысловое связывание пика индустриального периода с негативным образом СССР, наследием сталинской эпохи. Это особенно неприятно в наступающий период демографического сжатия. Для формирования кадрового инженерного резерва придется либо работать с «потерянным» поколением 1980-х гг., активно ушедшим в экономику, финансы, управление, либо иметь дело с поколением демографической ямы (1990-е гг.).

Далее, нужно констатировать, что в современной России актора научно-технического развития, фактически, вообще нет. Его функции пытается выполнять государство: до некоторой степени — военно-промышленный комплекс, отчасти — крупные, условно технологические государственные же корпорации (Росатом, Роскосмос, Ростехнологии, Роснано…), но все эти структуры не только заорганизованы и бюрократизированы, что характерно для любых административных учреждений, но еще и отравлены идеологией коммерциализации всего и вся. В этих условиях тлеющий во всем развитом мире конфликт позиций инженера и менеджера в России проявлен особенно остро.

Логика движения тех же госкорпораций опирается на интересы менеджеров, выраженные в увеличении объемов продаж и росте нормы прибыли, в снижении затрат за счет, в том числе, экономии на необходимом — эксплуатационных расходах, плановых ремонтах, сокращении инженерных ставок.

Менеджеры ставят инженеров в невыносимые условия, заставляя их работать за минимальную зарплату и выполнять заведомо неграмотные распоряжения.

В некоторых корпорациях конфликт приводит к идеологии «выжженной земли». Менеджер говорит: если кто-то из них сделает что-то полезное, это нужно сразу же забрать, а изобретателя уволить, чтобы не начал качать права. Инженер отвечает: я уйду, уничтожу все файлы в компьютере, всю документацию, все, до чего смогу дотянуться, и они это не восстановят никогда, ни за какие деньги.

Кроме того, сегодня в информационном пространстве нет ни портрета инженера и описания его образа жизни/мысли/деятельности, ни представления самого инженерного знания. Нет ни одной социально значимой цели, поставленной перед инженерией и инженером, которая бы придавала им ценность в системе общественных связей, а не продлевала бы вытесненность на сугубо сервисные позиции.

Инженер мыслит в непосредственно сделанных вещах, которые не обязаны подтверждать ту или иную научную точку зрения.

Как показывает анализ аварии на Саяно-Шушенской ГЭС (подробнее, глава 6), менеджеры постоянно находятся в процессе коммуникации. Это правильно, нужно, в этом, собственно, и состоит их работа.

Но, кроме заказчиков и покупателей, менеджеры пытаются договориться с бетоном. Инженеру ясно, что, станция, во-первых, работает в несвойственном для нее режиме и, во-вторых, в связи с этим требует срочного капитального ремонта, тем более, что показатели вибрации уже вышли на крайний предел допустимых значений, а кое где — и за эти пределы. А менеджер просит бетон послужить еще немного, еще чуть-чуть, а потом мы сделаем самый лучший ремонт… если деньги выделят.

Менеджер всегда считает, что вероятность аварии — как встретить динозавра на Красной площади — или встретим, или не встретим. Он не видит ситуации, когда вероятность начинает резко расти, запускаются процессы автокатализа, то есть одни опасные факторы начинают усиливать, иногда — резонансно усиливать — другие, катастрофа становится неизбежной и приближается, как черная дыра.

Хотелось бы поставить перед инженерией цель, о которой говорилось выше, дабы не наступили новые «темные» века. Описания вариантов возможной постиндустриальной катастрофы часто носят именно инженерный характер. Таков голливудский образ ветшающей техносферы, в которой обитают люди (и даже роботы), с трудом разбирающиеся в сложных механизмах. Носитель инженерного знания приравнивается по статусу к волшебнику и ценится на вес золота.

Подобное дичание уже происходит, хотя пока это мало заметно. У подавляющего большинства населения нет навыков адекватного взаимодействия с техносферой, если не считать пользования гаджетами. Те, кто живет в Петербурге, должны помнить 2008 год и информационную «утку» о взрыве на ЛАЭС, когда в одночасье из всех аптек исчез йод. Злоумышленники, используя технологию звонков и СМС с «левых» телефонов, информировали о взрыве руководителей больниц, школ, детских садов. Информация попала в сеть и далее стала распространяться по взрывному типу самими читающими.

А ранее, в 2004 году, жертвами подобной провокации стали жители Приволжского федерального округа, встревоженные слухами о, якобы, произошедшей аварии на Балаковской АЭС.

Продвижение интересов инженерии: инженерный ренессанс, — это минимум, который нужен, чтобы не утратить достигнутый Человечеством технологический уровень. Для России и ее союзников это подразумевает инженерное обеспечение концепции «трех безопасностей»: энергетической, военной и технологической. Но когда речь заходит, например, о современном инженерном кластере, всегда возникает проблема со словом «современный».

К современному инженеру предъявляется больше требований, нежели к инженеру прошлого или позапрошлого века. Он должен знать сценарный анализ и уметь описывать взаимодействие инженерной системы и всех сред, в которые она погружена, не исключая, архитектурную, правовую, культурную среды. Он работает с полным жизненным циклом системы от стадии проектирования до стадии утилизации. Ему вменено экономить ресурсы, время, деньги и внимание руководства. От него требуют уникальной коммуникативной грамотности — нужно уметь предугадывать последующие пожелания Заказчика к «золотой рыбке», чтобы не переделывать все заново каждый раз.

То, что инженерное Знание усложнено до той степени, когда отдельный человек не в состоянии удерживать системную инженерную компетенцию, уже говорит о необходимости преобразования форм и содержания инженерного образования. Необходима интегральная учебная дисциплина, которая позволила бы связать и требования Заказчика, и актуальные технологические возможности, и наличные ресурсы. Инженер должен стать точкой претворения в жизнь технической системы. Он должен также уметь брать за это ответственность, а не апеллировать в своей деятельности к иным сферам, принимая инженерную смету за бизнес-план, а инженерный проект за подтверждение теории экспериментом . Иначе говоря, необходимо создание новой «инженерной онтологии» и переход от «инженерных ВУЗов» к «инженерным университетам».

На этом пути есть препятствия, и часть из них связана с тем, что инженер думает руками и имеет дело с непосредственно зримым результатом своего труда. Довольно сложно это осуществить, работая с наноструктурами, геномом, лингвистическими конструкциями, социальными структурами и процессами. В какой-то мере решить проблему могут методы визуализации, в том числе, трехмерной, но пока что она недостаточно развита.

Препятствием для развития инженерии являются разнообразные, зачастую витиеватые формы экологических активностей, радиофобии, технофобии. Эти явления нельзя напрямую связывать с произошедшими технологическими катастрофами, самые символически значимые из которых: гибель «Челленджера» и взрыв 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС — произошли в 1986 г.

Так, крушение дирижабля «Гинденбург» в 1936 г., конечно, поставило крест на программах развития дирижаблей во всем мире, что, кстати, было ясно задолго до этой катастрофы. Но развитие самолетов никто не отменил, и Вторая Мировая успешно осуществлялась и в воздухе. ОСАВИАХИМ СССР (к слову, общественно-политическая оборонная организация, предшественник ДОСААФ) сразу после катастрофы сделал ставку на самолеты.

Что вообще отличает инженерное образование от любого другого? Результатом учебы должен стать готовый инженер, который в ходе своей деятельности будет получать результаты.

Результат может быть лучше или хуже, даже совсем никудышным, но не быть он не может. Инженер — не ученый, для которого отрицательный опыт — тоже опыт.

Вслед за В.Никитиным мы можем выделить три важных уровня общедоступного образования в любой сфере. В инженерной практике это выглядит так:

1. Рабочая школа. Окультуривание. Инженерное мнение.

Рабочая школа предполагает предварительную, до образования, инженерную практику, общее представление об инженерном Знании и схематизацию инженерного Знания для области инженерной практики студента.

2. Инженерный ВУЗ. Инженерное образование (профессионализация). Инженерная точка зрения.

ВУЗ дает право на инженерную квалификацию. В конце происходит защита дипломного проекта. Окончательная подготовка учащегося к занятию должности (рабочего места) инженера.

3. Инженерный университет. Инженерная онтологизация. Инженерная позиция.

Университет дает инженерную инициацию и инженерную картину мира. Инженер научается вставать на позиции Заказчика, Менеджера, Логистика, Инвестора, Прогнозиста, не теряя свою. Инженерная позиция дает возможность осмысленно и аргументировано защищать права технических систем на существование.

Пока что можно констатировать, что в России нет ни одного инженерного Университета. Есть некоторое количество инженерных ВУЗов, в том числе — очень неплохих. Но по причинам, описанным в начале главы (своеобразный профиль информационного пространства, отсутствие актора технологического развития) для них не является целью преобразование в инженерный Университет. Инженерная направленность, наоборот, часто оценивается как негативная характеристика — например, в рамках программ повышения конкурентоспособности ВУЗов на международной арене. В итоге ВУЗ оказывается перед выбором:

Либо — переход к политехническому профилю или, хуже, к варианту классического университета, что в короткие сроки невозможно, вообще не нужно, и ведет, скорее, к падению качества образования даже в знакомых и наработанных областях.

Либо это попытка игры на инженерном поле, где многое непонятно и неизвестно. В частности, опыт показывает, что и на уровне министерств, и на уровне ВУЗов происходит смешение понятий «инженерия» и «инжиниринг», благо на английском это одно и то же слово (engineering). Основным целевым образцом становится инжиниринговый центр или инжиниринговая компания.

Содержательной деятельностью инжиниринговых компаний является выполнение промышленных проектов самостоятельно, «под ключ», или чаще в партнерстве с другими компаниями (то есть, выполнение части проекта), включая такие работы как:

• технико-экономическое обоснование проекта;

• планирование финансовых потоков и, часто, обеспечение финансирования;

• проектирование, моделирование и дизайн;

• работы с поставщиками и подрядчиками, в частности, наем фирм-подрядчиков для осуществления строительства, установки оборудования и проведения других работ;

• выполнение пуско-наладочных работ и т. д.

Таким образом, инжиниринг — сервисная деятельность, не носящая системного характера и закрывающая разрывы в деятельности других структур, поскольку в целом европейский вариант технологического развития — углубление и дифференциация разделения труда.

Ведущие страны мира пытаются решать данную проблему за счет формирования системы взаимодействия различных субъектов технологических видов деятельности, например:

• университеты и институты, проводят фундаментальные исследования и подготовку кадров в спектре областей знаний от естественных наук, наук о жизни до социальных и гуманитарных наук;

• исследовательские организации в области прикладных наук, осуществляют разработку технологий в интересах промышленных предприятий;

• собственно инжиниринговые компании различного размера.

Важнейшими параметрами технологического процесса становятся инженерно-техническое обеспечение запуска производства и оперативность внедрения технологических решений. Элементами промышленного инжиниринга, в контексте данной задачи, являются проектирование (часто типовое; в настоящее время с использованием систем автоматического проектирования — компьютерных CAD систем), расчеты характеристик изделия (тоже в основном виртуальные системы), прототипирование и испытание вещных образцов. И, если для оказания услуг в рамках первых двух составляющих инжиниринговой компании не требуются значительные материальные ресурсы (для расчетов, требующих значительных объемов вычислений, они прибегают к услугам центров, имеющих суперкомпьютеры), то для создания образца и его исследования требуется специальное оборудование, которое очевидно не может окупиться на малой серии, и приобретение всего спектра такого оборудования не может быть экономически обоснованным для отдельных инжиниринговых компаний. Эта проблема решается через создание очередной сервисной позиции — центров коллективного пользования (ЦКП). Они предоставляют возможность кратковременного использования оборудования в случае необходимости.

Добавим, что инжиниринг — это инженерная сервисная пристройка в технологическом подходе к миру.

Есть два базовых подхода к современному миру: технологический и инженерный.

Технологический подход характеризуется ведущей ролью технологий, конкурирующих друг с другом. Технология стремится встроиться в технологическую цепочку под решение конкретной задачи, и присвоить себе монополию на выполнение этой задачи во всех случаях. Технологический подход страдает теми же пороками, что и дисциплинарный в науке. Технологий огромное количество. Не всегда понятно, в каком виде та или иная технология может быть применена на практике. Под каждый разрыв в составе технологической цепочки, даже если он небольшой, требуется новая технология, что усугубляется стандартизацией. Стандартизация же мешает появлению принципиально новых технологий. Технологии можно опознавать только по уровню развития производства — технологи периода деревянных механизмов, индустриальной фазы, пр. С этой точки зрения технологии — это стрела времени.

В центре инженерного подхода стоит проект. В рамках инженерного подхода одну и ту же проблему можно решить набором разных технологий в разном количестве и построением уникальной схемы их соединения. С точки зрения времени инженерия — застывшее время, потому что даже в современнейшем проекте может быть использована технология, метод, принципиальная схема, возникшая гораздо раньше.

Инженерия пока что медленно зреет внутри технологического подхода. Например, наличие производственного и исследовательского оборудования

ЦКП может означать наличие персонала и возможность самостоятельного выполнения части или всего спектра инжиниринговых услуг.

Если же вдруг удастся обеспечить требуемую управленческую составляющую промышленного инжиниринга, включающую учет технологических потребностей общества, перспектив развития технологических систем и стандартов, то такие организационные единицы могут стать инженерными центрами — впоследствии оплотом ренессанса инженерии.

Но пока что можно говорить о тенденции продолжать плодить сервисные единицы, оказывающие сопроводительные услуги, консалтинг и пр., и пр. в сфере коммерциализации и трансферта, исследования потребностей рынка…

Как научить инженера останавливать производственный процесс?

Самое сложное в работе инженера, как и в работе врача — проводить операцию на открытом сердце. Во время работы хирург не прекращает жизнедеятельность пациента. Инженер не может остановить городскую канализацию, водопровод, электрические сети, если ему нужно произвести пусть даже очень большое количество инженерных работ.

Зато инженер обладает умением в нужный момент останавливать коммуникацию (вообще на бессознательном уровне владеет стоп-техниками), чтобы перейти к содержательной или административной деятельности.

Что такое инженерное внимание?

Инженеру требуется сверхординарное развитие внимания — внимания к событиям внешней среды. Инженер замечает глазом микроны отклонений, слышит ухом слабейшие шумы, и все это ему что-то говорит, являясь основой для предпринимаемых действий. Внимание инженера настроено тончайше. Имея четко занятую позицию, он все же внимателен не к себе, а к природе, которая ему в незаметных для других деталях подсказывает новые ходы.

Иначе говоря, инженер не разделяет свои тонкие различения и действия над ними. Наличие выделенного различения для него — прямое руководство к действию и собственно само действие. Решение находится в процессе делания и через делание. Именно поэтому инженер не отличает схему от модели даже под сильным давлением.

Внимание инженера опознает все, с чем встречается, как феномены материала, мира.

Внимание инженера — это пустота, которая впускает внутрь мир.

2. Как читать эту книгу?

(Далее следует описание оформления книги в варианте pdf, версия fb2 приближена к ней по мере возможности)

При написании данного учебника образцом для авторов служила великолепная книга К.Торна, Ч.Мизнера, Д.Уиллера «Гравитация». Как и там, текст разбит на несколько уровней:

Прежде всего, основной текст (10 кегль, Pragmatica). Это, собственно, базовое содержание книги, и его нужно читать в первую очередь.

Далее, примеры, комментарии и отступления (9 кегль, Pragmatica). Это — текстовые иллюстрации к своему тексту, в сущности, большие сноски. Они не являются необходимыми, но местами полезны и, иногда, прикольны. «При изучении наук примеры важнее правил» (с) И.Ньютон.

Курсив используется в тексте в нескольких значениях:

Во-первых, он указывает на цитаты — прямые или косвенные.

Во-вторых, маркирует термины.

В-третьих, выделяет значимые для содержания фразы.

В-четвертых, курсивом даны вставки-диалоги, иногда иллюстрирующие текст, иногда, выступающие, как эпиграф, иногда, отражающие субъективное умонастроение авторов:-(.

Смайлики, кстати, применяются по своему прямому назначению :-).

Книга снабжена очень кратким конспектом (коэффициент сжатия 7 — 10). Этот конспект можно использовать, как развернутую шпаргалку, как инструмент организации мышления или, как своеобразную «подачу» к своей собственной работе над инженерной онтологией.