скачать Утверждение 8.9. Описания практических технологий на основе однопотоковых схем являются хорошей основой для более сложных рассмотрений технологий, которые требует производственная практика. В этом смысле практику начала анализа реальных процессов на основе однопотокового подхода можно считать оправданной. Учет временных показателей позволяет согласовать работу технологических устройств, в частности станков. Он также позволяет создать схему работы цеха, создать различные временные планы загрузки и автоматически генерировать всю сопроводительную документацию. В эту документацию входят документы на получение материалов, пере дачи изделий с участка на участок, расчеты нормочасов и многое иное. Пример такой документации, выводимой на экран, приведен на рис. 8.5. 'Г* *." . * " ; '•" " V *#%:•. * 3 }. л tii ![]() Рис. 8.5. Документ технологического сопровождения, сформированный автоматизированной системой технологической подготовки Документы подобного типа могут иметь разную форму: от различных групповых ведомостей до индивидуальных заданий. В ряде случаев системы автоматической подготовки технологической документации используют различные штрих-коды. При необходимости из обобщенных документов с помощью сканера можно извлекать частные сведения. Гибкость и многообразие возможностей подобного подхода к созданию сопроводительных документов и конкретных программ для управляющих систем очевидны. Но не менее очевидно и другое - развитие автоматизированной подготовки управления технологиями и создания конкретных программ задания технологических режимов не может ограничиваться только одним типом технологии. Любое серьезное производство вне зависимости от его целей и масштаба построено на сочетании различных типов технологических процессов. Утверждение 8.10. Автоматизация подготовки технологической документации и создания управляющих программ практически в любых условиях должна носить комплексный характер, то есть включать в себя все типы технологий, которые имеются на соответствующем предприятии. Более того, такая автоматизация с неизбежностью распространяется и на формирование всей документации и автоматизацию процессов, связывающие между собой различные предприятия. При этом подразумевается, что в идеале должна формироваться некая общая автоматизированная технологическая сеть, охватывающая множество предприятий и пространственных зон. Заключительные слова утверждения 8.10 являются идеализацией. Уточнение 8.5. Полная одновременная автоматизация большой группы технологий имеет множество внешних и внутренних ограничений. Поэтому она должна рассматриваться только как некая принципиальная цель. В настоящее время наибольший практический интерес имеет анализ уже достигнутых результатов и обсуждение дальнейших возможностей развития этого направления совершенствования технологий. Технологии обработки готовых материалов относятся к тем группам технологий, которые по степени автоматизации процессов проектирования и управлениями технологий можно считать наиболее развитыми. Поэтому, анализируя состояние технологий этой группы, полезно особо обратить внимание не только на реальную ситуацию в этой области, но и на те выводы из этого анализа, которые имеют общий характер и применимы к другим группам технологий. Это тем более разумно, что автоматизация технологий естественным образом связывает между собой их различные группы. ^ Проектирование технологий, создание сопроводительной документации, подбор исходных объектов, выбор режимов и многие другие вопросы, которые необходимы для их эксплуатации, опираются на созданные каталоги документов, режимов, стандартов и т. д. Чем большее количество стандартных или типовых решений и режимов используется в технологическом процессе, тем более совершенным можно полагать сам процесс его использования. Как уже отмечалось, процессы каталогизации длительны и требуют от их создателей высокой квалификации. Многие материалы вводятся в каталоги на основе компромисса между требованиями различных групп пользователей. Поэтому процесс каталогизации идет независимо для разных составляющих любой технологии. Его ввшолнение производится только при наличии соответствующих потребностей и спроса. Серьезная автоматизация технологии с самого начала требует введения в соответствующие программы различных каталогов (рис. 8.6). На рис. 8.6 изображена взятая из Интернета схема построения одной из программ автоматизированной подготовки режимов станочной обработки деталей. Сведения для разработки и эксплуатации автоматизированного процесса в управляющую систему вводятся в виде различных БД (баз данных). Иными словами, в систему вводится несколько Рис. 8.6. Блок-схема процесса автоматизированной подготовки комплекта всей необходимой документации на примере одного из процессов металлообработки каталогов. Обычно некоторые из них разрабатывается авторами программы. Однако многие, а иногда и все каталоги получают на основе оцифровывания имеющихся стандартных, справочных и нормативных материалов. Основные усилия разработчиков таких систем сводятся к созданию программного обеспечения. Его качество определяет успех в продвижении подобных разработок. В настоящее время в России имеется ряд независимо созданных автоматизированных программ подобного типа, имеющих различное назначение. В частности, это чисто учебные программы. Некоторые из них созданы преподавателями-энтузиастами. Однако имеются и профессионально отработанные программные продукты, которые вполне обоснованно продвигаются на рынок. Одним из наиболее разработанных программных продуктов в области машиностроения был программный продукт одной из специализированных московских фирм, получивший название Technologies [150]1. Судя по всему, первые версии этого программного продукта появились на рынке в 2002 г. Этот продукт обеспечивает решение многих других задач, связанных с технологией. При автоматизации технологий в программный продукт обязательно включаются данные о технологии сопутствующих технологических групп. При этом происходит фактический отказ от од но потокового рассмотрения технологической задачи. Общая идеологическая схема подобных программных продуктов иллюстрируется рис. 8.7. Этот рисунок наглядно показывает, какие каталожные данные вовлекаются в проекты программного продукта для обеспечения его надежного качества во время практической эксплуатации. Рис. 8.7. Общая блок-схема структуры программного продукта для создания описания и практической эксплуатации технологий, основанных на работе с готовыми материалами Судя по имеющимся данным, программный продукт Technologies успешно эксплуатируется. Основным типом предприятий, на который рассчитан это продукт, являются малые и средние по величине и объему выпускаемой продукции предприятия. Авторы разработки отмечают, что на базе этого продукта можно организовать и практическую автоматизацию работы предприятий с большим объемом производства и большой номенклатурой изделий. Программные продукты подобного рода позволяют создать удобную систему управления и контроля за технологическими процессами (рис. 8.8). Вне всякого сомнения, эти схемы, по существу, относятся уже к гуманитарным технологиям управления и организации производства. На схожей основе созданы и другие программные продукты, рекомендуемые для работы и эксплуатируемые в той же области технологий. Более того, на схожих принципах строится создание программных продуктов и в других группах технологических процессов. В связи с этим встает вопрос о совместимости таких программных продуктов между собой. Создание работоспособного программного продукта требует длительных совместных усилий многих людей. Несмотря на то что 1.4 г. - 11.'Л |.ч j ШВШ- (Шшш i 7ШШЩ Ы- sit-t :£ГЖс (.to. см ^Mstei п.'Г| "гостсее. | nt ркс^'о нззяй{ | 1 51 ?? Л t-9".7Zc. ir*J.: McUU ,'irl ' Ъ\ Уф т .tjj МО tS.Mf j Jaiuw. tlHJ.'J/U., иэаелме: Пресс <рсрма "Кщжчс фичыра"" UtiJJ'JUIlM ![]() f Hf* II", T:I О Ч I - л-, • . f f<--ifn i х 'V 1 Гч.т 1Л , I ir < - 1-1J Рг-т-т -ft-щг :t»K! Cf ^ N.5 _:! и..!.- if^t-i'ii If.I • -1 f!ry >!»-!". Г14"Jf stiit .1 ' i^bCii-opw-»"- f. «л У in^ti t ct.j-• Iffj.i - t:|jnr и <.:£|jeift»t f-« 41fbll «имюирма» чернив.н» ! = T> OH 300TI И tu: I SEtK-iHt: :j*fk:.:lt jui г. и * ..!«„,. t Lsi-tlr"»"' j=i лкнеи i= cue." s тел • снг'сля a t l- ^ Ш! f-p.1 . ГЯр.Г..-М|.| * ШТ -OTi | XW U' CpO« " sf Br:. lsf.12 ) ttfr 1Ш1Я1111111Ш1 l" 11j -t: С. 11.1 :1-ИГ.1: •' НЯ" Рис. 8.8. Пример диспетчеризации технологического процесса в системе ФОБОС основные общие принципы в подобного рода программах схожи или же просто совпадают, создаваемые в разных местах программы могут оказаться несовместимыми. Утверждение 8.11. Требования трансфера технологий, увеличение зон, охватываемых автоматизацией, и, наконец, процессы глобализации ставят вопрос о создании общих принципов и методик в построении программного продукта для автоматизации проектирования и эксплуатации технологий. Одним из прогрессивных путей в этом направлении может считаться создание программного продукта на основе некоторых стандартных блоков. Естественно, что создание принципов и общей методики построения единых программных продуктов связано с конкуренцией программ. В конечном итоге это приведет или к некоторому конвенциональному соглашению, или же к появлению двух-трех равноценных продуктов. В последнем случае рано или поздно потребуется создание переходных программ-конверторов. Уточнение 8. 6. Можно ожидать, что формирование единых основ для создания программных продуктов автоматизации технологий повторит путь, который прошли другие отрасли современной техники, в частности, путь создания единого стандарта для телевидения, протоколов передачи посланий электронной почты и т. д. Область информационных технологий позволяет быстро отыскать много подобных аналогий. Создание единых принципов построения программных продуктов сталкивается еще с одной принципиальной трудностью. Во многих областях техники, а главное, во многих странах используются разные стандарты качества материалов, оценки их свойств, безопасности и т. д. В этом смысле глобализационные процессы ставят в повестку дня разработку единых международных стандартов и регламентов. Это длительный, серьезный процесс. Он начнется только тогда, когда многие потенциальные его участники по-настоящему осознают необходимость такой дорогостоящей и ответственной работы. Ожидается, что процессы автоматизации будут постепенно охватывать все возможные отрасли технологий. Эта идеальная схема часто описывается в различных прогнозах. В каком-то смысле это некий идеал, к которому стремится технологическая сфера. Однако переход к этому идеалу связан с рядом принципиальных ограничений. Первое ограничение связано с тем, что большие системы такого рода начинают утрачивать необходимую гибкость. Введение же различных резервов изменения режимов и согласований так усложняет систему, что ее функционирование становится нереальной задачей. Утверждение 8.12. Размер зон полной автоматизации имеет естественные ограничения. Величина этих зон со временем может меняться. Однако соответствующие предварительные оценки в настоящее время сделать очень сложно. Переход к большим автоматизированным системам управления и проектирования постепенно исключает из оборота возможность создания небольших разовых технологий небольшого объема. Утверждение 8.13. В области автоматизации проектирования и управления технологическими процессами сталкиваются два противоположных процесса. С одной стороны, это процесс укрупнения, вызываемый тенденцией глобализации. С другой стороны, уже упоминавшийся процесс вымывания среднего. В результате в технологической области имеется тенденция к возникновению больших интегрированных автоматизированных систем и небольших практически ручных технологий. Автоматизация технологий изменяет требования к квалификации работников технологической сферы. Утверждение 8.14. Процессы автоматизации в сфере технологий приводят к вытеснению специалистов классического профиля и заменяют их специалистами, которые наряду со знанием основных технологических принципов могут эффективно трудиться в информационной сфере. В заключение на примере процесса полной обработки металла проиллюстрируем то, как процесс полной автоматизации включает в схему рассмотрения процессы автоматизации в весьма отдаленные областях технологии. Это видно из рис. 8.9. На его основе можно сделать вывод Кшшшшш шмшшшяшШт ![]() % ij.;t ir-. 1l ,* ,lct,::t:t pr in Рис. 8.9. Схема технологических областей, которые связаны с получением и отгрузкой металлических слитков о том, что объем требуемых программных разработок для создания подобной системы воистину колоссален1. ^ Работа с готовыми материалами - это не только изменение их формы и другие простейшие методы воздействия. Объекты из простых материалов могут собираться вместе, соединяться, разъединяться и т. д. В этих случаях мы имеем дело со сборочными-разборочными и монтажными работами. Близко к ним примыкают технологии ремонтных работ. Если технологии перестают быть преимущественно однопотоковыми, количество рассматриваемых групп технологий увеличивается. Так, вводя в процесс работы с готовым материалом изменение температуры, мы включаем в анализ прокатку, штамповку и закалку материалов. Реализация таких технологий изменяет физические свойства материала. Поэтому их естественно отделить от технологий, не связанных с процессом изменения свойств материала. Ограничимся только теми процессами, которые связаны с объединением в единое целое или, наоборот, разъединением или перемещением отдельных образцов материалов или изготовленных из них частей. Их в обобщенном виде можно называть деталями или же узлами. В сборочно-разборочных, монтажных и ремонтных технологиях имеются разработанные описательные системы (напр., [6]). Схожесть между собой всех описываемых технологий приводит к тому, что результаты каталогизации и принципы, заложенные в их основу, схожи. Тем не менее в рассматриваемых технологиях больше разнообразия, чем в рассмотренных ранее. Поэтому каталоги, построенные на основе понятийно-терминологических систем - ПТС, в этом случае более редки, чем каталоги, создаваемые на основе ЕСТ. В результате наблюдается и больший разброс в используемых понятиях. Это связано с историческими традициями рассматриваемых групп технологий, традиционно считавшимися достаточно удаленными друг от друга. В качестве иллюстрации приведем терминологию, используемую в технологии раскроя и обработки тканей при изготовлении одежды (табл. 8.1). Эта терминология, в общем, соответствует таким понятиям из области машиностроения, как, например, сварка, клепка и т. п. Такие серьезные расхождения в терминологии осложняют процессы создания единых каталогов, основанных на принципах ПТС. Таблица 8.1 Стандартные термины на базе ЕСТ, применяемые в технологиях работы с тканями
Сборочные и монтажные работы в машиностроении охватывают около 25-30% рабочего времени. Поэтому и в случае этого типа работ желательна автоматизация процессов проектирования всей сопроводительной документации и формирования основных технологических потоков. Основные понятия этой области описаны в [31]. Имеются и доступные разработки систем автоматизированного проектирования и изготовления сопроводительной технологической документации, например система Компас-ЗБ [37]. Известно и много других продуктов этого плана. Необходимо отметить, что некоторые из этих продуктов, кроме машиностроения, в равной мере можно использовать и в других технологических областях - архитектуре, строительстве и т. д. В то же время каталогизация соответствующих технологических процессов, как и автоматизация, по степени своей отработанности отстает от технологий, рассмотренных выше. Из табл. 8.1 видно, что и в узкоспециализированных группах технологий для основных технологических приемов и операций широко используются символические обозначения. Никто ранее не пытался свести их в единую систему и сопоставить с обозначениями, используемыми в работах Эдера [139] и Коллера [143, 144]. ^ Технологии изменения свойств материалов основываются на химических и физических процессах. Их история уходит корнями в такую же древность, как и история технологий. Более того, именно при изучении и описании этих процессов сформировалось само понятие технологии. Тем не менее технологии рассматриваемых сейчас нами групп имеют принципиальное отличие от технологий, рассмотренных ранее. Утверждение 8.15. Технологии, связанные с использованием и обработкой готовых материалов, при воздействии на объект опираются только на внешние по отношению к объекту процессы. Технологии, связанные с изменением состава и свойств материалов, используют внешние воздействия на объект для стимулирования в нем внутренних физических и химических процессов. Типичными примерами таких процессов можно считать диффузию и химические реакции. Именно по этой причине при использовании методики морфологического ящика (поисковое проектирование) широко используются специально созданные базы данных физических и химических эффектов. Как и в технологиях, связанных с готовыми материалами, технологии изменения их свойств опираются на хорошо развитые методы описания. Поэтому не случайно многие операторы, описывающие эти технологии, так же как и само описание методов их синтеза, рассматриваются совместно с технологиями работы с готовыми материалами (напр., [139, 143, 144]). Такой единый подход к описаниям этих разных групп технологий удобен лишь при опоре на ЕСТ. При переходе же к каталогам, основанным на понятийно-терминологических системах, разница между этими группами технологий выявляется достаточно быстро. Разница связана с формальными описательными подходами к анализу различных групп технологий. Утверждение 8.16. Принципиальная разница между группами технологий, которые имееют дело с готовыми материалами, и технологиями, меняющими свойства материалов, связана с ролью внешних воздействий на технологический объект. При работе с готовыми материалами эти воздействия влияют на объект, меняя его форму, соединяя или разъединяя части и т. д. В технологиях же, изменяющих свойства и состав материала, внешние воздействия влияют на протекание физических и химических процессов внутри объекта. В действительности утверждение 8.16 несколько упрощает ситуацию. Поясним это простейшим примером. Пусть требуется смешать две жидкости. В очень тонких слоях решающую роль будут играть диффузионные процессы. В остальных случаях необходимо создание движения микрообъемов жидкости как целого. Это может быть реализовано, например, за счет конвекции, вибрации, механических мешалок, помещенных в жидкость. При этом конвекция происходит внутри жидкости, хотя зависит от внешних условий, в первую очередь от температуры. Вибрации - это внешнее воздействие. Мешалка, размещенная внутри объема, не может в чистом виде считаться внешним воздействием, хотя именно внешнее воздействие этого механизма можно считать определяющим. Уточнение 8. 7. В технологиях изменения состава и свойств материалов внешние воздействия могут по-разному сочетаться между собой или с внутренними процессами. Более того, при чисто внешних воздействиях на объект часто имеется больше возможностей, чем в случае технологий работы с готовыми материалами. Утверждение 8.17. В технологиях воздействия на состав и свойства материалов для управления технологическим процессом основным становится не описание действий и выбор инструментов, а описание и поддержание необходимых режимов внешних воздействий, таких как изменения температуры, интенсивность подачи компонентов и т. п. В таких системах основным считается именно обеспечение систем управления процессами. При этом возникает необходимость в построении сложных программ управления внешними воздействиями. Эти программы должны учитывать специфику оборудования и изменяющиеся требования к качеству внешнего продукта. Они должны опираться на непрерывный или периодический контроль за параметрами процесса и свойствами исходных, конечных и промежуточных объектов. Разработки методов такого управления процессами в первую очередь начались в химии. Соответственно, в химических технологиях возникло понятие программ управления химико-технологическими системами — ХТС. Традиционно создание управляющих программ опирается на теорию процессов, которая учитывает теорию химических реакций, механизмы транспорта компонентов, свойства систем и другие очевидные параметры. Исторически такое управление исходило из эмпирического подбора необходимых режимов. Постепенно, однако, возникали уравнения, которые описывали как сами процессы, так и режимы, необходимые для реализации требуемых программ и получения нужных результатов. В конечном итоге стали создаваться достаточно сложные уравнения для управления технологическими процессами. С появлением вычислительной техники появилось множество продуктов программного управления. В технологиях, скажем, металлообработки процесс создания управляющего продукта шел естественным путем. Этот путь сводился к созданию частных программ с последующим их усложнением и объединением в единое целое. В технологиях воздействия на свойства и состав материалов наряду с этим появилась возможность сразу же создавать программные продукты для больших производств. Иными словами, процесс создания программного продукта шел и сверху и снизу. Принципиальная схема создания программного продукта для больших ХТС иллюстрируется рис. 8.10. Эта схема исходит из синтеза программ, которые описывают частные процессы, протекающие в отдельных частях системы. Сам синтез, естественно, опирается на анализ свойств системы. Поскольку управление системой очень сложно, в ней, в отличие от того, что было изображено на рис. 8.4, серьезное внимание уделяется процессам оптимизации. Сама оптимизация производится на основе анализа практической работы управляющей системы. Работа с такими системами сложнее, чем со многими системами, описанными ранее. Введение в управляющие системы вычислительной техники позволяет широко использовать дистанционное управление ![]() Рис. 8.10. Принципиальная схема автоматизированного управления большой химико-технологической системой системой и поддержание ее в необходимом рабочем состоянии. Аналогичные схемы применимы и для управления свойствами вещества и в тех случаях, когда оно реализуется не только за счет чисто химических процессов. Созданию управляющих программ синтеза уравнений должен предшествовать синтез самой системы из больших технологических блоков. В этом случае система может быть представлена так, как это сделано ![]() Как и в ранее рассмотренных случаях, здесь можно, используя стандартные блоки элементов ХТС, произвести синтез системы непосредственно на экране компьютера. Пример экрана, на который выведены все элементы, из которых синтезируется вся система, дан на рис. 8.12. При синтезе больших технологических систем технолог-проект ант имеет дело в первую очередь с математическими уравнениями, которые описывают процессы в разных частях системы. При этом все данные, которые должны быть включены в каталоги, описывающие процессы в разных частях системы, при первом взгляде на программный продукт часто остаются скрытыми. Это, однако, не означает, что таких данных и нужных обозначений нет. Просто в этих случаях их сложнее выявить. Естественно, что в таком программном продукте скрыты и все необходимые базы данных. Справочные материалы в этих БД нередко приводятся не в цифровом, а в графическом виде (рис. 8.13). На существо дела это не влияет. Таким образом, основные способы каталогизации технологий, связанных с изменением состава и свойств материалов, имеют ту же тенденцию развития, что и технологии, направленные на работу с готовыми материалами. Однако внутренняя структура программного продукта Рис. 8.12. Пример синтеза большой ХТС с помощью компьютерной программы ![]() Рис. 8.13. Пример справочного материала по диаграмме состояния тройной системы, который вводится в компьютерную БД для практической работы ХТС в этих группах технологий имеет существенные различия. Поэтому при соединении таких пакетов программ, которое можно проектировать на отдаленное будущее, возможны серьезные затруднения. Может оказаться, что из-за сильного расхождения во внутренней структуре такое объединение будет чисто механическим. Реальное объединение начнется, скорее всего, с создания единых управленческих, экономических и им подобных программ. В заключение отметим еще одно обстоятельство. Химические процессы, в отличие от многих процессов, которые связаны с механикой, температурными полями и т. д., не могут широко использовать для своего анализа методы подобия (критериальные методы). Использование таких методов серьезно упрощает анализ. В области процессов с участием химических реакций также делались попытки введения специальных критериев, например, критерия Дамкеллера. Однако их использование связано со многими трудностями [13, 14], которые пока не удается преодолеть. 8.6.^ Понятие транспортных технологий, вероятно, одно из самых очевидных. Определение 8.4. Транспортными технологиями будем называть такие технологии перемещения объектов, при которых в процессе перемещения свойства и характеристики объектов не меняются. Из определения 8.1 следует, что транспортные технологии должны рассматриваться в качестве технологий, которые имеют дело с готовыми материалами. Практически всегда их перемещение исключает возможность внешних воздействий на перемещаемые объекты. Иными словами, неизменность объектов, которые подвергаются воздействию транспортных технологий, намного больше, чем во всех рассмотренных ранее группах технологий. Традиционно транспортные технологии относят к перемещению вещества. Даже перевозки людей и животных можно толковать как перемещения вещества, имеющее особую форму. Однако имеется большая группа технологий, в которых перемещается только энергия или же только информация. Эти технологии, конечно, тоже относятся к транспортным. Тем не менее традиционно их в круг рассмотрения включают редко. Более того, часто все технологии транспорта информации относят к коммуникационным технологиям. Уточнение 8.8. Любой поток, который существует в технологической системе, можно считать транспортным потоком. Поэтому число изучаемых потоков и число основных групп транспортных технологий должны находиться в строгом соответствии. О совпадении этих чисел нельзя говорить, так как в ряде транспортных процессов могут принимать участие несколько потоков разной природы. В действительности все возможные типы транспортных технологий совместно рассматриваются крайне редко. Поэтому говорить о возникновении естественным путем основ единой классификации этих процессов, скорее всего, преждевременно. Утверждение 8.18. В логистике, вне зависимости от природы потока, можно выделить несколько уровней. Эти уровни составляют определенную иерархию. Возможность внешних воздействий, а значит и управления транспортом, на разных уровнях иерархии разная. Поэтому соотнесение разных иерархических уровней со сферой технологий также различно. Соответственно не всякий транспортный поток можно относить к сфере технологий. Достаточно просто выделить четыре иерархических уровня потоков любого типа. Определение 8.5. При описании иерархических уровней потоков разной природы для простоты будем говорить о переносе некоей сущности, вне завимости от того, что она собой представляет: вещество, энергию, информацию, их комбинацию или что-либо иное. Основные характеристики потоков на разных иерархических уровнях можно описать следующим образом:
С точки зрения описания технологий и построения соответствующих каталогов, первый - сущностный уровень, не формирующий технологического пространства, интереса не представляет. Второй - естественный уровень существен для технологий изготовления различного рода материалов с заданными (желательными) свойствами. Однако технология - это определенная последовательность внешних воздействий на объект, поэтому в описания технологий и рецептов или в практические рекомендации характеристики транспортных процессов на естественном уровне не включаются. Их анализ входит в теоретическое обоснование выбираемых режимов. Такой учет может производиться, в частности, путем составлением соответствующих математических уравнений для описания процессов. При описании технологий непосредственное внимание уделяется только транспортным процессам третьего и четвертого уровней, то есть внутренним и внешним потокам. При описании технологий обработки готовых материалов, сборочных, ремонтных и других подобных работах транспортировке деталей, узлов и т. п. уделяется особое внимание. При этом перемещения во внутренних и внешних транспортных технологиях реализуются на основе схожих принципов. Так, для обеспечения внутризаводских потоков используется рельсовый транспорт, как и для обеспечения внешних перевозок. Различные трубопроводы широко применяются на разных уровнях транспортных технологий. В то же время, несмотря на сходство, а иногда и полную идентичность принципов, которые кладутся в основу таких технологий, их реализация тоже может быть разной. В качестве примера можно сослаться на рельсовый транспорт. Сразу заметим, что допустимые радиусы поворота рельсовых путей, требования к ширине колеи и скоростям движения существенно отличаются для внутризаводского и внешнего рельсового транспорта. Короткие расстояния внутризаводских перевозок позволяют использовать так называемые танк-паровозы, которые не имеют тендера с топливом. При всем сходстве принципов организации перемещения материалов и деталей конкретные технологические решения могут сильно различаться между собой. Так, для внутреннего транспорта в пределах производственной сферы широко используются различные конвейеры, рольганги, роторные линии и т. д. Подобная реализация перемещений на уровне внешних транспортных потоков не используется. Утверждение 8.19. При всем сходстве принципов организации транспортных потоков третьего (внутреннего) и четвертого (внешнего) уровня их реализация имеет существенные различия. Все типы таких потоков отражены в соответствующих классификаторах. В то же время транспортные потоки, скажем во внутризаводских условиях, на газопроводах или же на железных дорогах, сильно различаются. Уточнение 8.9. Говорить о наличии хорошо отработанных основ системы классификации всех типов транспортных потоков, судя по всему, еще преждевременно. Существенно отметить, что с течением времени принципы организации транспортных потоков претерпевают заметные изменения. Чтобы не обращаться к примерам перевозок по морю, дорогам и т. д., приведем другой пример этого плана. Транспорт жидкости на далекие расстояния известен с древнейших времен. При этом питьевая вода часто подавалась в города с помощью водоводов. Перемещение жидкости в таких системах обеспечивалось за счет силы тяжести в акведуке или подземном тоннеле с четко фиксированным небольшим (порядка одного градуса) наклоном. В настоящее время такая организация перемещений имеет, скорее всего, только исторический интерес. В то же время использование силы тяжести в качестве источника движения широко используется и поныне при создании различных внутренних потоков. Уточнение 8.10. Эволюция технологических процессов легко прослеживается даже в такой «консервативной» области, как транспортные потоки разного уровня. На основании рассмотренного выше может возникнуть мысль о том, что градация потоков по уровням характерна только в технологиях обработки готовых материалов и сборочно-разборочных и ремонтных работ, связанных с компоновкой узлов, деталей и др. На самом деле это не так. Во многих работах, связанных с передачей энергии, принято делить энергетические потоки на ряд уровней. О них обычно говорят как об уровнях самой энергии. При этом выделяют первичную энергию, подведенную и конечную энергии. Под первичной понимают энергию, создаваемую различными источниками, то есть генерируемую. К подведенной энергии относят энергию, которая доставляется потребителю. При ее использовании потребителем речь идет уже о конечной энергии. Не сложно соотнести эти определения с соответствующими уровнями потоков. Как и в случае описания потоков готового материала и деталей, из рассмотрения исключается описание потоков энергии сущностного уровня, хотя энергоснабжение объектов прослеживается в природе и в технике вплоть до самых «незначительных» структур - в биологии это энергоснабжение клетки. Внутренние энергетические потоки обеспечивают энергией все элементы технологического процесса. Чисто энергетическим примером можно считать внутренний энергетический поток между обмотками трансформатора. В этом случае происходит последовательное преобразование энергии электрического тока в энергию электромагнитного поля и обратно. Не возвращаясь более к вопросам о каталогизации технологий транспорта энергии, обратим внимание на еще одно обстоятельство. При изучении технологических процессов обработки готовых материалов и деталей видно, что в общих описаниях этих технологий элементы транспорта, то есть внутренние потоки, отодвинуты на второй план. Внешние технологии этого плана группируются в особую группу технологий, которая обычно рассматривается самостоятельно. В отношении потоков энергии, наоборот, именно внешние потоки, то есть процессы транспорта энергии между различными потребителями, имеют первостепенное значение. Их классификация лежит в основе описания внутренних энергетических потоков, встроенных в иные технологии или являющихся частью сложных (комплексных) технологий. Третий тип потоков, транспорт которого очень важен для реализации различных технологических процессов, это потоки информации. Все процессы автоматизации и управления технологиями опираются на внутренние потоки информации. Исторически получилось так, что внешние потоки информации попросту рассматривались независимо от внутренних технологий передачи информации. Для этих технологий сложились независимые традиционные схемы создания терминологии, то есть свои слабо связанные между собой ЕСТ. Более того, для внешних потоков информации сложилось свое собственное название - их принято называть коммуникационными потоками, или же коммуникационными технологиями. Традиционно к группе коммуникационных технологий относят почт ово-телеграфную связь, телефонию, радио и телевидение. Это главные виды коммуникационных технологий. Имеются и внутренние, по отношению к большому производству, коммуникационные технологии. Однако по своей технической и технологической идеологии они практически ничем не отличаются от внешних коммуникационных технологий. Основные понятия, которые описывают коммуникационные процессы, сложились до того, как в описания технологий вошло понятие информации. Вне всякого сомнения, коммуникационные технологии - это технологии передачи и обработки информации. Уточнение 8.11. Понятие информационных технологий, в частности, понятие технологий транспорта (передачи) информации, по своему существу шире, чем понятие коммуникационных технологий. Передача информации включает в себя намного больше действий, чем простая коммуникация, которая просто связывает два объекта1. В то же время следует учитывать, что коммуникация — это не передача любой информации, а только той информации, смысловое выражение которой очевидно. Различие в методах описания чисто коммуникационных процессов и процессов передачи информации привело к тому, что транспортные коммуникационные технологии целесообразно изучать и описывать в общей группе транспортных технологий. Технологии передачи информации более разумно изучать и описывать в рамках общего рассмотрения технологий работы с информацией. Группа коммуникационных технологий в ее внешнем варианте имеет много сходства с чисто транспортными технологиями, например, перевозки пассажиров и грузов разными видами транспорта. Эти группы технологий нередко развивались параллельно. Фактически развитие средств связи во многом было связано с развитием чисто транспортных технологий. Известно, что строительство железных дорог, то есть одной из чисто транспортных технологий, шло параллельно с созданием телеграфных линий. В этом случае, как и при морских перевозках, развитие коммуникационных линий во многом влияло на создание чисто транспортных технологий. Намного существеннее иное - и чисто транспортные, и чисто коммуникационные технологии, связывая воедино различные области Земли, послужили первой технической основой глоба- лизационных процессов. Говоря о глобализационных процессах, по крайней мере применительно к технологиям, сделаем ряд уточнений. Применительно к технологиям термин «глобализация» имеет два аспекта. Первый связан с распространением той или иной технологии в больших областях земного шара. Второй - с созданием единого технологического пространства, включающего в себя большинство стран. По существу, первый аспект связан с переносом и трансфером технологий. Второй аспект подразумевает создание единой технологии или группы технологий, в которых разные технологические процессы единой технологии выполняются в удаленных точках земного пространства. При этом обычно основное внимание уделяется тому факту, что разные процессы, составляющие единую технологию, выполняются в разных странах. В неявной форме считается, что на этом пути должно возникнуть единое целостное мировое технологическое пространство. Реальность этой идеи обычно не обсуждается. Распространение по миру простых стандартных технологий идет традиционным путем многие века. По этой причине оно не привлекает к себе особого внимания. На самом деле было бы желательно использовать для этого процесса специальный термин. Однако пока что такого общепризнанного термина не предложено. По этой причине вопросы расползания по миру простых технологий при анализе глобализаци- онных процессов рассматривать не принято. Уточнение 8.12. Из двух аспектов глобализации технологий наибольший интерес и внимание вызывает процесс создания больших технологических систем, в которых отдельные процессы — составляющие единые технологии, происходят в различных точках земного шара. Именно этим процессам будет уделено наше внимание. Утверждение 8.20. Разные аспекты глобализации связаны с разными группами техногий, занимающих разное место в их размерной иерархии. Это самые простые и самые сложные технологические группы. Технологии, по сложности и размерам находящиеся в средней зоне иерархии, пока что особой роли в стимулировании глобализацион- ных процессов не играют. Чисто транспортные технологии закладывают фундамент в построение единой технологической мировой сферы. Еще большую роль в этом плане играют коммуникационные технологии. Фактически именно коммуникационные технологические процессы создали настоящие глобальные технологии. Их примерами могут служить единая сеть мирового телевидения и Интернет. Но глобальные технологии еще не позволяют говорить о единой мировой технологической сфере. Тем не менее именно глобальные информационно-коммуникационные технологии - это тот необходимый каркас, на основе которого только и можно выстроить единую мировую технологическую систему. Утверждение 8.21. В повседневном обиходе уже появились глобальные технологии. Однако их наличие еще не говорит о создании целостной глобальной мировой технологической системы. То обстоятельство, что именно коммуникационные технологии создают каркас единой глобальной технологической системы, не случайно. Обмен сообщениями всегда являлся объединительной основой в различных системах. Такое средство коммуникации, как язык, объединяет разные группы населения. Именно язык, наряду с культурой, считается цементом для наций и государств. В то же время известно [83, 102, 103], что большие однородные системы порождают стратификацию, то есть генерируют многообразие. В настоящее время основное внимание исследователей привлечено именно к объединительным процессам в области технологий. Утверждение 8.22. По мере создания единой мировой технологической системы на ее верхних уровнях должна начаться стратификация. Иными словами, при некоей стандартной основе на нижних уровнях технологической иерархии на верхних ее уровнях может возникнуть новый тип разнообразия технологических процессов, имеющих под собой некую единую глобальную базу. Ничего более конкретного предполагать в настоящее время невозможно. Поскольку коммуникационные технологии - это часть информационных технологий, теперь целесообразно перейти к группе технологий, связанных с созданием, хранением, обработкой и передачей информации. ^ Развитие специализированных информационных технологий началось недавно, тем не менее теоретическая и практическая система их описания хорошо развита. Это естественно, так как именно информационная обработка последовательных шагов любой технологии опирается на основные законы информатики. Поэтому терминология и технология тесно связаны между собой и во многом послужили основой как ЕСТ, так и ПТС для всех групп технологий. Многие базовые понятия и операторы перешли из сферы информационных технологий в системы описания других групп технологических процессов. Соответственно, технология программирования каталогизирована очень хорошо. Можно ожидать, что в дальнейшем эта система не претерпит больших изменений и во многом будет служить образцом при совершенствовании каталогизации других групп технологий. При обращении к описанию информационных технологий бо@лыпий интерес имеют вопросы, связанные с теми особенностями информационных технологий, которые непосредственно с написанием программ не связаны. Отметим прежде всего появление новых операторов, которые с успехом и пользой переносятся в другие области технологий. Одной из новых операций, полезность которой проявилась именно в области информационных технологий, может служить операция предпочтения. Она является развитием операции выбора. Поясним смысл этой операции простым примером. Пусть в некоторой локальной сети несколько компьютеров связаны с одним принтером. Набранные на различных компьютерах тексты поступают на общий принтер и распечатываются. Иногда в систему закладываются операторы приоритета. Они определяют очередность печати поступивших материалов. Если никаких предпочтений нет, то очередь исполнения обычно определяется временем поступления текста в буфер. Возможны и другие варианты выбора последовательности выполнения операции. Операторы выбора и приоритета могут рассматриваться как единое целое. Однако иногда в работе системы могут возникнуть ситуации, когда два текста с одинаковым приоритетом поступают для исполнения одновременно. В этом случае в автоматизированной системе могут возникнуть трудности с выбором предпочтения. В наихудшем варианте система, уподобляясь буриданову ослу, может просто зависнуть. Именно для подобных ситуаций иногда предусматривается оператор предпочтения. Он использует какой-либо произвольный алгоритм для генерации команды выбора. Это сформулированное в информатике понятие оператора предпочтения полезно и для других групп технологических процессов. При работе с информацией используется еще одна операция, на которую в других группах технологий ранее не обращали внимания. При составлении того или иного документа (ресурса) части материала могут компоноваться из материалов, которые берутся из различных независимых хранилищ (баз или банков данных - БД). В частности, во многих случаях рисунки поставляются из одних БД, а части текста из других [90]. Это может быть определено как операция заимствования. Как и в случае операции предпочтения, операция заимствования может быть использована и в других группах технологий. Чисто информационной по своему происхождению может считаться и операция группировки. С помощью этой операции объекты (детали, материалы и т. д.) разбиваются на некоторые группы на основе определения некоторого признака, который может быть как количественным, так и качественным. Нетрудно понять, что эта операция определяет такие действия, как сортировка, отбраковка и т. д. Сама операция группировки основывается на операции сравнения. К этим трем операциям при детальном анализе можно при желании присоединить еще несколько менее значительных операций аналогичного типа. Общей чертой этих операций можно считать то, что легко выявляемые в сфере информационных технологий, эти операции легко переносятся (а иногда и обнаруживаются) в других группах технологий. В этом смысле эти операции и соответствующие им операторы могут считаться универсальными. Однако, кроме универсальных операций и тех операций, которые используются при написании программ, существует еще целая группа специфических операций. Она связана прежде всего с методами поиска и формализации информации. Эти операции впервые были изучены применительно к библиотечному делу. Практически независимо аналогичные операции начали изучаться применительно к поиску информации в электронных сетях. В настоящее время еще преждевременно говорить о создании установившейся описательной системы этого плана. (Попытка сделать ряд первых обобщений была предпринята в [90].) Более того, ЕСТ библиотечного дела и ЕСТ, используемая в сетевых исследованиях, не полностью совпадают. Работы по формированию единой ПТС и созданию системы описательных технологических операторов в этой группе технологий находятся пока в начальной стадии. Утверждение 8.23. Создание единой формализованной системы описания технологий работы с информацией в сфере поиска информации, оценки ее релевантности1, создание адекватных информационно-поисковых образов документов и ресурсов — это одна из наиболее актуальных задач технологической теории информационных процессов. Принято считать, что создание единого технологического поля связано только с техническими трудностями. В то же время простой анализ информационных технологий позволяет сделать несколько замечаний по существу процесса их глобализации. Для автоматизации технологий нужно иметь те или иные модели технологических процессов. Создание этих моделей - сложное дело. В ряде случаев проще отыскать нужные эмпирические соотношения, чем делать численные расчеты. По мере увеличения объема технологического пространства сложность математического описания, необходимая для его представления, существенно возрастает. Утверждение 8.24. Можно предполагать, что при усложнении технологий трудности их математического описания возрастают с большей скоростью, чем увеличение объема описываемого технологического пространства. Отсюда следует, что имеется некий предел разумности и возможности увеличения размеров автоматизированных технологических систем. Естественно, что этот предел со временем сдвигается в сторону увеличения предельных размеров полностью автоматизированных технологий. Уточнение 8.13. Трудности описания сложных систем и необходимость сохранения их гибкости определяют допустимые пределы степени автоматизации технологий. Наряду с этим ограничением на рост степени автоматизации технологий имеется и другое принципиальное ограничение. Оно связано с тем, что повышение автоматизации изменяет требования к персоналу. Более того, автоматизация процессов уменьшает количество необходимых рабочих мест. В первую очередь сокращаются работники низкой квалификации. Необходимость их трудоустройства нередко порождает надуманные операции или просто сдерживает развитие процессов автоматизации. Это второй фактор, который влияет на прогресс автоматизации. В то же время развитие информационных технологий и автоматизации постепенно изменяет уровень знаний среднего человека, что может проявиться в самых неожиданных областях. Так, хорошо известно, что до последних десятилетий технологии обмана покупателей в торговой сети сводились к воздействию на измерительную технику (гири, весы) или к другим простейшим приемам. В последние годы этот процесс передвинулся в область настройки компьютерных программ в расчетных системах, составления счетов и т. д. Утверждение 8.25. Анализ побочных процессов позволяет иногда выявить некоторые тенденции в развитии технологической сферы, которые непросто отыскать обычными методами. Рассмотренные выше группы технологий отнюдь не исчерпывают всю сферу производственных технологий. Однако именно их можно считать определяющими. По этой причине их рассмотрением можно ограничиться. Рассмотрение многопотоковых технологических процессов, то есть того, что можно назвать составными технологиями, в силу громоздкости описаний и отсутствия принципиально новых результатов, нами не производилось. Однако нельзя забывать, что такие хорошо известные технологические процессы, как прокатка, штамповка, литье, основаны на сочетании технологий разных групп. В рассматриваемых примерах - это обработка готовых материалов и одновременное изменение их свойств. Тем не менее обычно эти процессы просто относят к одной из групп технологий. Утверждение 8.26. Основной движущей силой в каталогизации технологических процессов технической сферы следует считать процессы автоматизированного компьютерного управления технологиями. Эти процессы в силу своей природы должны опираться на каталогизацию. Прежде чем переходить к анализу технологий гуманитарной сферы, полезно кратко обратить внимание на процессы, которые связаны с эволюцией технологий. 8.8.^ Эволюция технологий связана с рядом явлений. Это расширение зоны применения той или иной технологии, ее универсализация, увеличение в ней доли стандартизованных процессов и операций. По мере роста использования продуктов или услуг, которые создаются при помощи технологии, изменяются требования как к продуктам, так и к самим элементам технологического процесса. Со временем процесс развития технологии выходит на некий стационарный участок, то есть стабилизируется. В отличие от этого, на первых этапах становления новой технологии процесс ее совершенствования и, значит, изменения, идет очень быстро. В целом развитие технологий во времени, то есть динамику их развития, можно описать с помощью с помощью S-образной кривой, которая называется логистой, или же логистической кривой (рис. 4.3). Кривые такого типа хорошо изучены. Они описывают развитие в случае наличия ограниченного ресурса [10, 22, 23, 31, 41, 53, 56]. На начальных стадиях такого процесса идет бурное экспоненциальное развитие, а затем кривая выходит на насыщение. Это соответствует исчерпанию либо технической идеи, либо рынка продуктов, потребностей, либо иных ресурсов, например людских резервов при экстенсивном развитии технологии. Как неоднократно указывалось [22, 103], процесс развития на этом не останавливается. Легко понять, что дальнейшее развитие конкретной технологии происходит по нескольким возможным вариантам.
В том случае, если отдельный технологический скачок очень существен или активно влияет на многие другие технологии, или если скачок практически одновременно происходит в нескольких технологических областях, можно говорить о технологической революции. Этот термин интуитивно понятен. Однако дать четкое перечисление всех факторов, которые необходимы для того, чтобы можно было отличить технологическую революцию от технологического переворота, также широко распространеного понятия [23, 56], очень непросто. Уточнение 8.14. Понятие технологической революции понимается как совпадение в определенный момент времени нескольких технологических переворотов, которые сочетаются с изменениями в социуме и, в частности, с изменениями в сфере потребностей (рыночная ситуация). Проблемами технологических революций занимаются в первую очередь культурологи, этнологи и историки. По этой причине их критерием в оценках и технологических переворотов и технологических революций считаются последствия этих переворотов, проявляющиеся во внешней по отношению к технологиям среде. Само содержание идей, лежащих в основе этих переворотов, при этом отодвигается на второй план, что естественно. Таким образом, чем дальше по времени отстоят от нас технологическая революция или технологический переворот, тем труднее бывает оценить наличие и временную последовательность их составляющих. Не исключено и то, что обычно рассматриваемую одну технологическую революцию на самом деле, с точки зрения анализа последовательностей операций, следует считать как несколько последовательных революций. Эта проблема сложностей анализа удаленных событий хорошо известна. В пределах исторического времени ныне принято выделять от 13 до 18 технологических революций. Временное расстояние между этими революциями непрерывно уменьшается [56, 118] от десятков тысяч лет до обычных десятилетий (рис. 8.14). Обычно при обсуждении результатов рисунков такого типа на первых участках прямой в анализ включают биологические изменения, например появление на Земле эукариотов. Второй объект пристального -50Ш т-ШВ. ,-ЗШ;е: . -.1000/ ^ Часть первая ОБЩИЙ АНАЛИЗ 11 sfe нтаттши ,m 32 Часть вторая 129 ОСНОВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОПИСАНИЯ РЕАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 129 Глава 5 129 ^ Глава 6 180 ОБСУЖДЕНИЕ ИМЕЮЩЕГОСЯ ОПЫТА ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ОПИСАНИЯ СЛОЖНЫХ ЯВЛЕНИЙ РАЗНОЙ ПРИРОДЫ 180 Глава 7 207 ^ Часть третья 222 РАЗРАБОТАННЫЕ КЛАССИФИКАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 222 Глава 8 222 ^ Интерфейс 232 8.4. О КАТАЛОГИЗАЦИИ СБОРОЧНО- РАЗБОР ОЧНЫХ, МОНТАЖНЫХ И ИМ ПОДОБНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 243 ^ 8.6. КАТАЛОГИЗАЦИЯ ТРАНСПОРТНЫХ И КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 251 ^ 8.8. ЗАМЕЧАНИЯ ПО ПОВОДУ ЭВОЛЮЦИИ ТЕХНОЛОГИЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ СФЕРЫ 262
|