В тоже время важной особенностью технологических структур является гибкость, способность перестраиваться при введении каких-либо изменений в регламент технологического процесса.
Одной из существенных особенностей технологических структур является применение типовых, унифицированных, стандартизированных конструкций машин, аппаратов, приборов, агрегатов. Применяемые в современных технологических структурах машины, аппараты, агрегаты для реализации процессов переработки, а также транспорт и склады должны в максимальной степени быть построены на типовых решениях.
Важным требованием к элементам технологических структур является необходимость оснащения контрольно-измерительной аппаратурой, средствами автоматического контроля и управления.
Элементы технологических структур и по производительности и по объемам перерабатываемых потоков должны быть сбалансированы — это одно из условий, предупреждающих появление так называемых “узких” мест.
Совершенно необходимым является выполнение требований, связанных со способностью машин, аппаратов, агрегатов, транспорта, складов обеспечивать минимум потерь материальных ресурсов при переработке, складировании, транспортировании. Это требование, наряду с целями экономии ресурсов, преследует цели исключения загрязнения окружающей среды.
Тенденции развития технологических структур можно так же, как и для процессов[32], свести к трем основным:
1) развитие и совершенствование технологических структур и их элементов для классической технологии. Содержание – “улучшение известного процесса, улучшение известной структуры”.
2) поиск новых, прогрессивных вариантов технологических структур, конструкций их элементов для реализации классической технологии. Содержание – ”улучшение известного процесса, применение новой структуры”.
3) создание новых технологических структур для реализации нового технологического процесса. Содержание – “применение нового процесса, реализация новой структуры”.
● В соответствии с ранее принятым здесь определением технологический процесс – это множество элементарных процессов переработки, т.е. целенаправленных процессов преобразования предмета труда, и элементарных взаимодействий двух видов – транспортирование и складирование предмета труда.
Используя это определение, а также проведенный анализ особенностей технологий, можно определить, что модель технологической системы должна состоять из следующих множеств:
первое – множество технологических элементов системы, т.е. людей, машин, аппаратов, агрегатов, станков и т.п., которые осуществляют элементарные процессы целенаправленного преобразования предмета труда;
второе – множество элементов взаимодействия, т.е. машин, аппаратов, оборудования и механизмов транспорта и складов, которые обеспечивают взаимодействия технологических элементов;
третье – множество элементарных процессов ц еленаправленного преобразования, на каждом из которых происходят изменения свойств, формы, состояния перерабатываемого предмета труда;
четвертое – множество элементарных процессов транспортирования и складирования, характеризующих динамику пространственно-временных перемещений предмета труда между элементарными процессами переработки.
Модель процесса технологической системы — это множество элементарных процессов переработки, транспортирования и складирования.
Модель структуры технологической системы — это множество людей, технологического, транспортного и складского оборудования, машин, агрегатов, аппаратов.
Модель основной технологической системы включает в себя множества технологических элементов системы и взаимодействий между ними.
При моделировании технологии система, дополнительная к основной технологической, рассматривается как система, включающая в себя множество транспортного и складского оборудования (машин, агрегатов, механизмов и т.п.) и элементарные процессы технологической переработки, причем эти процессы рассматриваются здесь, только как процессы, обеспечивающие взаимодействие между элементами множества транспортного и складского оборудования машин и др.
● При рассмотрении общей задачи создания и развития полной технологической системы целесообразно разделить ее на две группы задач, связанных в системном плане: задачи основной технологической и дополнительной транспортно-складской систем. Порядок решения задач зависит от многих причин, они могут решаться последовательно, параллельно, либо может существовать более сложный циклический порядок. Естественно, что модели элементов полной технологической системы будут различными, в зависимости от того, какую группу задач мы рассматриваем. Модели элементов и процессов, которые ими осуществляются, будут зависеть от того, в рамках какой системы мы их рассматриваем: основной или дополнительной.
Технологическая система, создаваемая для изготовления определенного изделия, входит в некоторый технологический комплекс, включающий кроме нее, вспомогательные технологические системы. Такими системами являются, например, системы энергообеспечения, системы ремонта и восстановления оборудования, системы приготовления, дозирования и раздачи химикатов и красителей и другие.
Развитие технологических систем можно описать в виде основных тенденций для технологических процессов и структур с наложением условия сбалансированного развития основной технологической и дополнительной транспортно-складской систем. Кроме того, одной из основных тенденций развития технологических систем является тенденция к снижению удельного веса транспортно – складской системы, к созданию непрерывных систем с минимальными затратами времени и средств на переход от операции к операции.
● В связи с этим можно качественно обобщить основные тенденции развития технологической системы, создаваемой для реализации технологического процесса, следующим образом:
1) Улучшение технологических систем и их элементов для реализации известных целей. Содержание – «улучшение известных систем для известных целей».
2) Улучшение технологических систем и их элементов для реализации качественно новых целей. Содержание – «улучшение известных систем для новых целей».
3) Создание новых технологических систем и их элементов для реализации качественно новых целей. Содержание – «создание новых систем для новых целей».
Управление развитием технологических систем должно включать две основные группы задач:
1) Управление проектами создания новых систем и их построение в рамках одной из этих тенденций развития.
2) Управление проектами реструктуризации имеющихся систем и поддержание их в конкурентоспособном состоянии.
В управлении проектами технологических систем, можно выделить три основных этапа:
а) определение элементов полной технологической системы, которая состоит из множества взаимодействующих элементов, элементарных процессов переработки, элементов взаимодействия и элементарных взаимодействий.
б) проектирование и конструирование основной технологической системы, которая представляет собой множество технологических элементов системы и элементов взаимодействия между ними. На этом этапе наряду с решением комплекса других вопросов, связанных с реализацией процесса и структуры системы, должны быть поставлены требования к функционированию транспорта и складов.
в) проектирование и конструирование транспортно-складской системы. Ее элементами являются транспортные и складские единицы, а также элементарные процессы переработки. Основным содержанием этого этапа является решение всего комплекса вопросов по созданию транспортных и складских элементов системы, причем элементы основной структуры здесь могут рассматриваться только как создающие определенные временные задержки и формирующие те характеристики предмета труда, которые представляют интерес с точки зрения транспортировки и складирования.
Этот подход заключается в поочередном рассмотрении элементов основной (перерабатывающей) и дополнительной (транспортно-складской) систем, причем, если проектируется одна из них, то другая система учитывается набором устанавливаемых ограничений на функционирование ее элементов.
● Здесь мы изучили ряд важнейших особенностей осуществления технологий, на основе которых автором были сформированы следующие 14 Принципов развития целостного метода системной технологии[33]:
● Здесь мы изучили ряд важнейших особенностей осуществления технологий, на основе которых автором были сформированы следующие 14 Принципов развития целостного метода системной технологии[33]:
1) Принцип однозначного соответствия «цель – процесс – структура»:
В технологической системе для достижения цели изготовления каждого изделия должен реализовываться строго соответствующий ему процесс, осущ ествляемый с помощью четко определенной структуры; технологическая система описывается множеством таких соответствий, как предусмотренных при ее создании, так и возникших в процессе развития.
2) Принцип гибкости:
технологическая система должна уметь оперативно перестраиваться, т.е. при необходимости переходить с одного соответствия «цель – процесс – структура» на другое с минимальными затратами ресурсов.
3) Принцип неухудшающего взаимодействия:
транспортно-складские взаимодействия внутри систем и между системами во времени и в пространстве не должны ухудшать параметры ресурсов и изделий или могут ухудшать их в заданных пределах.
4) Принцип технологической дисциплины:
во-первых, должен иметь место регламент функционирования технологической системы для каждого соответствия «цель-процесс-структура», во-вторых, должен осуществляться контроль над соблюдением технологического регламента и, в-третьих, должна существовать система внесения изменений в технологический регламент.
5) Принцип обогащения:
каждый элемент технологической системы (как и вся система) должен придавать новые полезные свойства (и/или форму и/или состояние) преобразуемому ресурсу (предмету труда) для обеспечения процесса изготовления системой заданного изделия.
6) Принцип оценки качества:
Является обязательным установление критериев и оценка по ним качества реализации каждого соответствия «цель – процесс – структура» как для технологической системы в целом, так и для всех ее элементов; оценка качества может проводиться для изделий системы и изделий ее подсистем, для процессов системы в целом и процессов ее подсистем, для структур системы в целом и структур ее подсистем.
7) Принцип технологичности:
из всех видов изделий, отвечающих поставленной цели, должно выбираться наиболее «технологичное», т.е. обеспечивающее наиболее эффективную реализацию соответствия «цель-процесс-структура» в данной технологической системе.
8) Принцип типизации:
многообразие соответствий «цель-процесс-структура» в технологической системе и многообразие изделий, технологических процессов, структур и систем должны быть сведены в технологических комплексах к ограниченному числу типовых, обоснованно отличающихся друг от друга.
9) Принцип стабилизации:
необходимо находить и обеспечивать стабильность таких режимов всех процессов и таких состояний всех структур технологической системы, которые обеспечивают наиболее эффективное использование преобразуемых ресурсов для качественного изготовления каждого изделия системы.
10) Принцип высвобождения человека:
за счет реализации технологических систем машинами механизмами, роботами, автоматами высвобождать человека для интеллектуальной деятельности.
11) Принцип преемственности:
изделия каждой технологической системы должны обязательно потребляться внешней средой с такой же скоростью, с которой они производятся.
12) Принцип баланса:
суммарное количество каждого известного компонента любого ресурса, потребляемого технологической системой за определенное время, должно быть равно суммарному количеству этого компонента, поступающего за это же время от технологической системы во внешнюю среду. Это относится к технологической системе в целом, ее частям и элементам.
13) Принцип экологичности:
воздействие технологических, социальных и природных систем друг на друга должно приводить к устойчивому прогрессивному развитию каждого вида этих систем и их совокупности.
14) Принцип согласованного развития:
развитие системы и ее компонент (элементов, структур, процессов) должно соответствовать эволюции целей внешней среды, для достижения которых нужны изделия системы; развитие систем должно основываться на управлении проектами систем.
Принципы системной технологии в комплексе с классическими принципами непрерывности, параллельности, ритмичности и пропорциональности, а также кооперации, специализации и концентрации производства – основа для качественной оценки соответствия модели развивающейся системы эталону целостной технологической системы и для дальнейшего решения задач развития системной технологии производства.
● Изучение особенностей технологий позволило автору также сформулировать следующие Законы развития.
Закон индустриализации. Развитие человеческой деятельности осуществляется путем индустриализации, которая заключается в создании целостных человеко-машинных производств.
В направлении создания таких производств развивается любая человеческая деятельность – промышленная, образовательная, научная, управленческая, информационная, энергетическая, проектная, глобальная, региональная, страновая и т.д.
Закон машинизации. Специализированные машины для индустриализации определенного вида человеческой деятельности или для преобразования определенного вида ресурса должны создаваться как целостные системы машин.
Закон технологизации. Для удовлетворения потребностей человека и общества необходима технологизация, т.е. преобразование процессов творчества, доступного единицам, в технологии, доступные всем и обладающие свойствами массовости, определенности, результативности, посредством создания и реализации целостных технологических систем.
● Изучение особенностей технологий, полезных с позиций формирования прикладных разделов целостного метода системной технологии, рекомендуется продолжить на практических занятиях, при выполнении самостоятельных работ по следующим темам:
1) разработка принципов системного изделия;
2) формальное математическое описание каждого из принципов; видимо, каждый из принципов должен содержать основную теорему, устанавливающую истинность некоторой формулы прикладного исчисления предикатов (главных или дополнительных), записанной в пренексном виде; кроме этого, каждый из принципов может содержать некоторую формальную процедуру его применения;
3) составление формальной схемы применения комплекса принципов системной технологии для различных сфер деятельности;
4) дополнение принципов системной технологии. Предлагается, например, разработка «принципа резонанса», основанного на явлении резонанса, известном и используемом в электромагнитных и электронных системах, а также, в последнее время, и в создании технологических машин и оборудования, при изучении свойств воды, биологических структур и технологий;
5) технологические системы, как это установлено для систем в общем, создаются для достижения определенных целей, которые могут также достигаться процессами или структурами систем. Предлагается подтвердить или опровергнуть данный тезис и описать соответствующие примеры.
Литература к главе 3
1. Большая советская энциклопедия, третье издание. Изд. «Советская энциклопедия», 1969 – 1978 г.г.
2. Синягов А.А. Социально-экономические аспекты развития новой техники. М.: Мысль, 1982, 281 с.
3. ГОСТ СССР 14. 303-73.
4. Мучник В.С. Комплексный эффект технологических преобразований. Новосибирск, «ЭКО», 1982, №12.
5. Шаумян Г.А. Комплексная автоматизация производственных процессов. М: Машиностроение, 1973, 673 с.
6. Телемтаев М.М. Исследование аналитической модели организационно-технических систем (системная технология). В кн.: “Вопросы кибернетики”, под ред. Р.М.Суслова и А.П.Реутова; М.: изд. н/с “Кибернетика” АН СССР, 1980, ВК-72, с.124-136.
7. Телемтаев М.М. Системная технология (основные задачи, принципы и правила разработки). – Вестник АН КазССР, Алма-Ата,1987, № 1, с.46-52.
8. Телемтаев М.М. Основы теории технологического подхода (системной технологии). Алма-Ата: Каз-НИИНТИ (деп. рук. № 1715), 1987, 82с.
9. Телемтаев М.М. Алгебраическая модель технологической системы. Киев.: журн. АН СССР “Электронное моделирование”, 1990, т.12, №4, стр. 3-8.
Глава 4. Модели
● Понятие модели. Понятие модели некоторого объекта возникает в связи с необходимостью изучения возможностей использования этого объекта для решения проблем, решения задач, достижения целей деятельности. Поэтому такой объект логично называть также изучаемым объект ом.