Муравьева Е.В., Романовский В.Л. Прикладная техносферная рискология. Экологические аспекты

Подождите немного. Документ загружается.

161

ренный вариант статьи, направленный в журнал «Безопасность труда в про-

мышленности»)

36.Экологическая доктрина Российской Федерации.//Вестник экологического

образования в России. №1(27). 2003.

37.Харченко С.Г. Управление риском. //Экология и промышленность России.

2001. Октябрь.

38.Вишняков Я.Д.,Грацианский Е.В.,Махутов Н.А. Как научить управлять рис-

ками и безопасностью. Подготовка специалистов по риск

ам за рубежом и в

России. //Экология и промышленность России. 2001. Сентябрь.

39.Белов С.В.,Девисилов В.А. Российская концепция непрерывного много-

уровневого образования в области безопасности жизнедеятельности. // Безо-

пасность жизнедеятельности, №4, 2005.

40. Анализ надежности систем «человек-машина-среда»: Учебное пособие по

дисциплине «Надежность технических систем и техногенный риск»/ Романов-

ский В.Л. и др. Казань: Изд-во Каз

ан. гос. техн. ун-та,2001.

41. Буянов В.П.,Кирсанов К.А.,Михайлов Л.М. Рискология (управление риска-

ми): Учебное пособие. - 2-е изд., испр. и доп. – М.: Издательство «Экзамен»,

2003.

162

Приложение 1

Министерство образования и науки Российской Федерации

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ им. А.Н.ТУПОЛЕВА

кафедра Промышленной экологии

__________________________________________________

В.Л. РОМАНОВСКИЙ

МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

К ГОСУДАРСТВЕННОМУ ЭКЗАМЕНУ

ВЫПУСКНИКА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 280100

«БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

В ТЕХНОСФЕРЕ»

ДИСЦИПЛИНА

«СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ

И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ

В ТЕХНОСФЕРЕ»

Казань 2006

163

СОДЕРЖАНИЕ

1. Вопросы по дисциплине и материалы к ответам

2. Рекомендуемая литература

164

1. ВОПРОСЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ И МАТЕРИАЛЫ К ОТВЕТАМ

ВОПРОС №1:

ЧТО ПОНИМАЕТСЯ ПОД СИСТЕМНЫМ АНАЛИЗОМ ?

ЦЕЛЬ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ - совокупность приемов решения проблем в целе-

направленной деятельности в условиях неопределенности. Системный анализ

характеризуется не специфическим аппаратом и методами, как правило, заимст-

вованными из других наук, а особыми принципами и комплексным подходом к

организации теоретического исследования слабоструктурированных проблем,

возникающих, прежде в

сего, в сфере управленческой деятельности.

Руководящим методологическим принципом системного анализа является

требование всестороннего учета всех (существенных) обстоятельств, т.е. поли-

тических, социально-экономических, технических, юридических и других фак-

торов, влияющих на решение проблемы или имеющих к ней отношение.

Под системным анализом понимается методика и техника решения про-

блем построения и управления функционирова

нием промышленных, транспорт-

ных, оборонных и т.п. систем. Он связан преимущественно с исследованием че-

ловеческих организаций, в то время как системотехника - преимущественно с

системами оборудования, даже если речь идет о человеко-машинных системах.

В его названии подчеркивается преимущественно исследовательская ориента-

ция, но это не значит, что в самом ан

ализе не реализуется проектная установка,

поскольку он ориентирован на знание, выступающее на уровне методических

указаний, нормативных предписаний, оценок. Системный анализ тесно связан с

организационным проектированием, направленным на совершенствование, раз-

витие, перестройку организационных систем управления, построение структур

управления организациями, внедрение организационных нововведений и т.п.

В процессе системного анализа при оценке альтернативных направлений

действий проблема рассматривает

ся с позиций длительной перспективы и согла-

сования различных точек зрения. Особое внимание в ней уделяется факторам

неопределенности, их оценке и учету при выборе наиболее предпочтительных

решений и возможных альтернатив. Повышенное внимание к факторам неопре-

деленности (риска) вытекает из распространения сферы системного анализа на

область еще не апробирован

ных проблем, причем различаются неопределенно-

сти различных видов:

- техническая неопределенность;

- неопределенность, связанная с неоднозначностью поведения людей;

- неопределенность экономических оценок затрат на будущие мероприятия;

- статистическая неопределенность и т.д.

Цель системного анализа — путем рассмотрения каждого элемента систе-

мы, функционирующего в условиях неопределенности, добиться того, чтобы

система в целом смогла, в ко

нце концов, выполнить свою задачу в рамках ее

системного окружения при минимальном расходе ресурсов и с минимальной (на-

сколько это возможно) неопределенностью.

165

ВОПРОС №2: ПРОБЛЕМАТИКА СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

Системный анализ начинается с интуитивной и лишь в общих чертах сфор-

мулированной постановки проблемы и заканчивается выбором оптимальных ре-

шений с помощью математических методов и имеет целью уменьшение (преодо-

ление) неопределенности слабо структурированной проблемы.

В рамках системного анализа разработаны специфические методы исследо-

вания сложных систем, к которым относятся, например, методы сценариев, экс-

пертных оценок, графо-аналит

ические методы. В большинстве случаев методы,

используемые в системном анализе, к которым относятся, например, матричные,

сетевые, морфологические, статистические и т.п., были разработаны до его по-

явления и только получили в нем переосмысление, иногда переориентацию и

переоценку сферы применения.

В рамках системного анализа как самостоятельной дисциплины можно вы-

делить два уровня или направления исследований:

- первое относится к внутрифирменному планированию, моделированию,

проектированию и организации деятельности предприятия;

- второе связано с проблематикой планирования развития целых отраслей

промышленности, науки и техники или даже национальной экономики, народно-

го хозяй

ства страны или сообщества стран в целом и даже глобального прогно-

зирования и моделирования мировой динамики.

Первое на

правление системного анализа самым тесным образом смыкается

с развитием системотехники, второе — с оценкой развития техники и техноло-

гии, научно-технической политикой.

В условиях глобализации разработка проблематики системного анализа свя-

зывается с исследованием социальных, экономических, экологических и других

последствий техники. Недооценка предвидения последствий внедрения новой

техники и технологии может привести к необратимым негативным результатам

для в

сего человечества и окружающей среды. Кроме того, на нынешней стадии

научно-технического развития такие последствия возможно и необходимо, хотя

бы частично, предусмотреть и минимизировать уже на ранних стадиях разработ-

ки новой техники и технологии. Этой задаче и призван служить системный ана-

лиз последствий научно-технического развития. Таки

е последствия развития

атомной энергетики, как чернобыльская катастрофа, не всегда возможно пред-

сказать. Но необходимо, хотя бы пытаться это сделать по отношению к новым

проектам, проводить соответствующие исследования, выслушивать мнения кри-

тиков еще до принятия окончательного решения.

ВОПРОС №3:

ЧТО ПОНИМАЕТСЯ ПОД СИСТЕМОТЕХНИКОЙ ? ЗАДА-

ЧИ, РЕШАЕМЫЕ В СИСТЕМОТЕХНИКЕ

СИСТЕМОТЕХНИКА - (1) сфера деятельности, выделившаяся из традици-

онной инженерной деятельности и направленная на организацию процесса соз-

дания, использование и развитие сложных технических систем, т.е. стыковку

166

проектных задач и кооперацию специалистов различных профилей, решающих

эти задачи, а также обеспечение интеграции частей системы в единое целое; (2)

область знания, комплексная научно-техническая дисциплина, объединяющая

методы и принципы анализа и организации инженерной деятельности; средства,

методы, приемы и процедуры проектирования и исследования сложных техниче-

ских систем; знания и методы современных математических, технических, есте-

ственно

научных и общественных дисциплин, используемых для исследования и

проектирования сложных систем и организации инженерной деятельности; (3)

конкретно-методологическая позиция, связанная с целостным рассмотрением

технической системы, процесса ее исследования, создания и развития, а также с

использованием идей кибернетики и системного подхода.

В системотехнике решаются следующие задачи:

- подготовка информации для принятия руководством на

учно-

обоснованных решений по управлению процессом создания сложной системы;

- формулировка общей программы разработок, как основы для взаимной

увязки проектов отдельных подсистем;

- стыковка проектных задач и координация специалистов, решающих эти за-

дачи;

- обеспечение интеграции системы в единое целое;

- обеспечение в процессе разработки сложной системы наилучшего исполь-

зования ресурсов при одновременном достижении проектных целей возможно

более эффективным способом;

- согласование планов частных проектов с общим направлением работы, вы-

явлени

е существующих и прогнозирование будущих потребностей;

- внедрение в практику проектирования последних научных и инженерных

достижений.

Исправление неверно принятого на ранних стадиях решения требует гораз-

до больших затрат, чем расходы на содержание специальных системотехнич

е-

ских служб. Отсюда вытекает задача формулировки общей программы разработ-

ки, опирающейся на прогноз развития системы. Необходимость в системотехни-

ке впервые появилась тогда, когда выяснилось, что отдельные, даже хорошо ра-

ботающие компоненты необязательно составляют хорошо функционирующую

систему. В сложной системе часто оказывается, что даже если отдельные компо-

ненты удовлетворяют всем необходим

ым требованиям, система как целое не бу-

дет работать. Для того чтобы связать различные частные оптимумы, цели и кри-

терии отдельных специалистов и нужна системотехника.

Системотехника направлена на создание сложных человеко-машинных сис-

тем и имеет следующие особенности: ключевым в ней становится эволюционное

системное проектирование, т.е. проектирование не прекращается тогда, когда

сист

ема уже создана, а поскольку система может устареть еще до того, как она

создана, в проекте должны быть предусмотрены ее возможные будущие моди-

фикации; в проекте сложной человеко-машинной системы невозможно заранее

учесть все параметры и особенности ее функционирования (а только предсказать

их с определенной степенью вероятности), поэтому в сист

емотехнике становится

необходимой особая деятельность внедрения, которая направлена на корректи-

167

ровку проектных решений в процессе отладки системы и в соответствии с изме-

нениями социальных, природных, экономических, технических и т.п. условий,

поскольку окружающая среда включается в проектируемую систему в качестве

особого элемента; деятельность использования и деятельность создания и со-

вершенствования таких систем становятся как бы слитыми, неразрывно связан-

ными с самими этими си

стемами.

Системотехника включает в себя две основные относительно самостоятель-

ные сферы — системный анализ и системное проектирование, которые в рамках

системотехники выступают в качестве основных процедур системотехнической

деятельности, но имеют также самостоятельный статус как отдельные дисцип-

лины.

ВОПРОС №4:

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ СИСТЕМОТЕХ-

НИКИ

Появление системотехники связано с необходимостью управления и орга-

низации инженерной деятельности. В середине XX в. возникает тесная связь ме-

жду различными видами инженерной и научной деятельности при решении

сложных научно-технических задач. Основное значение системотехники заклю-

чается в повышении эффективности инженерного труда, который реализуется

большими коллект

ивами специалистов различного профиля. Для управления

такими коллективами нужны были новые методы инженерного руководства и

особые специалисты, осуществляющие это руководство. Над созданием проек-

тов (даже без их практической реализации) противовоздушной обороны, комму-

никационных, энергетических, ирригационных систем, градостроительных и

производственных комплексов, автоматизированных систем управления трудит-

ся целая сеть институтов, насчитывающих сотни высококвалифицированных

специали

стов. Одной из первых областей, в которой проявились эти процессы,

была радиоэлектроника. Термин «системотехника» был впервые использован в

Белловских телефонных лабораториях в начале 1940-х гг. Системотехника воз-

никла и развивалась в двух совершенно различных сферах — в системах военной

и космической техники во время Второй мировой войны, а также в связи с про-

ектирован

ием предприятий и обширными проблемами планирования в промыш-

ленности, в особенности нефтяной, химической и энергетической промышлен-

ности. Причиной возникновения системотехники является также формирование

нового типа технических систем, в которых произошло не только количествен-

ное увеличение числа компонентов и связей, но они стали рассматриваться как

целостные, хотя и состоящие из разнородных элементов, процессов, связ

ей и

отношений. Использование в технической системе совместно даже только элек-

трических и механических компонентов вызывает резкое усложнение связей

между ними и нелегкие проблемы синтеза знаний в процессе моделирования и

теоретического oбъяснения функционирования этих компонентов в системе.

Объектом же современной инженерной деятельности становятся связи между

человеком и маши

ной, экономические и в определенной степени социальные

168

связи, а также окружающая среда системы в качестве ее внешнего элемента.

Сложность технической системы обусловлена переходом от акцента на анализе

ее частей к рассмотрению целого. Во второй половине XX в. существенно уве-

личился объем знаний, используемых инженером. Увеличение разнородности

компонентов и связей технической системы стимулирует проведение и примене-

ние результатов исследований, не вк

лючавшихся ранее в сферу инженерной дея-

тельности. Сегодня в инженерной деятельности используется самый широкий

спектр научных и технических знаний: от прикладных специализированных дис-

циплин до социальных наук. Существующие средства теоретического описания

целостности оказываются неэффективными, и сложность выступает как стимул

для поиска новых средств. Появление системотехники в значительной степени

обусловлено развитием кибернетики и общей теории систем, явившихся глав-

ными поставщи

ками таких новых методов и средств.

ВОПРОС №5:

ПОНЯТИЕ «ТЕХНОСФЕРА»

ТЕХНОСФЕРА (греч. techne— навыки, мастерство, умение и sphaira —

шар) — область реального бытия техники и совокупность материальных средств

преобразовательной деятельности человека; глобальная среда обитания челове-

ка, синтез естественного и искусственного, приводящий к симбиозу техники и

человечества в природе. Техносфера есть особая оболочка планеты, в которой

осуществляется предметно-практическая деятельность человека. Техносферу

определяют ка

к часть биосферы, коренным образом преобразованную человеком

в технические и техногенные объекты; как часть биосферы, преобразованную

людьми с помощью прямого и косвенного воздействия технических средств в

целях наилучшего соответствия социально-экономическим потребностям чело-

века; как замкнутую регионально-глобальную технологическую систему утили-

зации и реутилизации, вовлекаемых в хозяйственный оборот природных ресур-

сов.

Техносфера как «вторая природа», творимая че

ловеком в процессе овещест-

вления его целей, идей, теорий, представляет собой неорганическую механичес-

кую систему, которая сегодня включает в себя также и научные концепции, пы-

тающиеся преобразовывать мир. В XX в. техника превратилась в новую, искус-

ственную среду обитания человека, вытеснив при этом старую, природную. Ос-

новными ее х

арактеристиками выступают автономность и самодетерминирован-

ность. Подобно натуральной, техносреда представляет собой некую замкнутую

на себя систему, которая может определяться и без (независимо) человеческого

вмешательства. Структурные элементы этой системы настолько тесно взаимо-

связаны, что невозможно отделить их друг от друга или решить какую-либо тех-

ническую задачу изолированно.

Все ускоряющееся, гибельное для че

ловечества движение к экологической

катастрофе порождает у многих чувство страха перед техническим феноменом и

инженерным воздействием на природу. Ведь наряду с орудиями созидания чело-

веческий разум с древнейших времен творил все более и более изощренные ору-

169

дия разрушения и уничтожения, продвигаясь по этому азимуту значительно бы-

стрее и проявляя значительно больше сметливости и находчивости. В последние

десятилетия XX в. обнаружилось, что та техника, которая была задумана, скон-

струирована в целях облегчения жизни, создания изобилия, совершенствования

мира, в самой себе содержит опасность глобальных катастроф.

В техногенную эпоху происходит расчленение природных сист

ем на со-

ставные элементы; техника вырывает их из непосредственной естественной свя-

зи, тем самым качественно преобразует органическое вещество мира сообразно

вещным целям. Глобальность современных экологических проблем опосредова-

на неорганичностью и псевдоорганичностью результатов научно-технического

прогресса и завязанного на него производства.

Техносфера прошла три основные стадии своего развития: эотехники (когда

строительным материалом яв

лялось дерево, а источником энергии - вода); па-

леотехники (где преобладали железо и уголь); неотехники (в XX в., когда стали

использовать сплавы металлов и электроэнергию). Американский социолог Л.

Мамфорд еще в 40-е гг. XX в. прогнозировал наступление четвертой стадии —

биотехники, т.е. техники, основанной на законах биологии. Развитие по этому

пути в науке началось с созд

ания ЭВМ по модели головного мозга человека, а

также с появления постиндустриального общества — результата процесса глоба-

лизации. Возможно наступление еще одной стадии в развитии техносферы —

ноогеники, т.е. стадии создания разумного начала, которое объединит биосферу

и глобальную техносферу в одно органическое целое.

Техносфера объединяет в себе элементы техники разного происхож

дения,

содержания и назначения. Эти элементы в ходе смены поколений техники, раз-

вития науки образуют связь, для которой характерны все черты и особенности

эпохи, науки и коэволюции человека и природы. В процессе создания новой ис-

кусственной среды должна присутствовать и естественная среда в необходимой

для человека мере; человечество не порывает с природой, человек реорганизует

ее, но природа в данном слу

чае выступает как зависимая и относительная.

В связке «человек — техносфера» техносфера представляет и замещает

природу, тогда как в связке «техносфера - биосфера» она представляет и заме-

щает социум. В первом случае техносфера выступает как естественный элемент,

во втором — в качестве искусственного. Между техносферой и биосферой нет и

не мож

ет быть никаких социальных связей, ибо последнее существует только в

обществе, и потому система «техносфера-биосфера» является не природно-

социальной, а естественно-искусственной.

Появление техносферы, возникновение новых технологий и узлов, а также

изменение мировоззрения людей, рождение новых культурных, моральных,

нравственных и духовных ценностей я

вляется результатом развития науки и

техники. Техника является одним из алгоритмов культурной деятельности чело-

века и реальным содержанием техносферы.

Техносфера есть некоторая связность, целостность, единство техники и тех-

нологий. Техносфера является не только сферой действия человека, но и местом,

где он живет. Преобразование естественной природы в искусственную, руко-

творную создает новые чувственно-предметные реалии быт

ия. Таким образом

170

создается не только квазиприродный материальный мир, но и мир ноуменов,

образа жизни, который сегодня обозначен термином «технос».

XX в. со всей очевидностью продемонстрировал, что техносфера, научно-

технический прогресс разрушают природу и тем самым ставят под вопрос суще-

ствование условий бытия человека. Кроме того, стало очевидным, что техника

способна поработить и порабощает человека, н

авязывая техницистский ментали-

тет, свои стандарты поведения: индустриальная мега-машина стремится вклю-

чить человека в себя, превратить его в функциональный элемент. В технологиче-

ском обществе техника вторглась не только между человеком и природой, но и в

сферу межличностного общения.

В современных процессах глобализации техносфера выступает в двойной

роли: во-первых, она яв

ляется инструментом глобализации, а также своего рода

причиной этого явления; во-вторых, с момента своего образования техносфера

(как совокупность техники и технологических процессов) сама глобализируется,

поглощая и укореняя в себе самого человека.

ВОПРОС №6:

СТРУКТУРА ТЕХНОСФЕРЫ

Техносфера обычно рассматривается как целостная глобальная система в

двух системных связках «человек-техносфера» и «техносфера-биосфера». В пер-

вой связке техносфера - естественная система, а во второй — искусственная.

Амбивалентность техносферы определяется амбивалентностью техники (инст-

румент — результат), демонстрирует противоречивый характер формирования

социально-экономического базиса и помогает увидеть ряд проблем, эксплици-

рующих историю человека с точ

ки зрения сходства и различия орудийной де-

ятельности и техники.

Техносфера как естественный феномен (а) является продолжением струк-

турного усложнения живой природы, а как искусственный (б) — отделяет чело-

века от нее. Структурными элементами техносферы как естественного явления

можно рассматривать технические изделия, являющиеся конечным звеном пре-

образования природного вещества. В этом случае правомер

но говорить о техно-

логических способах производства или технологических укладах как оформлен-

ном принципе целеполагания. А также правомерно описание объектов техносфе-

ры в качестве техноценозов как спонтанно образующихся сообществ и техно-

логических видов как единиц этих сообществ.

Структурными элементами техносферы, рассматриваемой как искусствен-

ное явление, обычно признаются территориально-промышленные комплексы

(ТПК). Выделяют агропром

ышленные, градопромышленные, горнодобывающие

и горноперерабатывающие, энергетические, рекреационные комплексы. Опреде-

ляющими в описании такого типа являются внешняя функция загрязнения окру-

жающей среды, а также общая для каждого из них функция цели и управления

со стороны человеческого общества. Такая классификация обусловлена естест-

венным пятнистым распределением объектов техносферы по поверхности зем-

ного шара. Тран

спортные коммуникации связывают эти мегаобъекты в общий