Тема 2. Методология классификации современных

Систем технологий

 

Тема 3. Формирование укладов мирового технико- экономического развития

Тема 3. Этапы становления национальной технологической

Системы. Особенности формирования производственной

Инфраструктуры

Тема 4. Технологическая система в материальной сфере

товарного производства

2.1 Этапы технологической системы

2.2 Уровни построения технологической системы

2.3 Классификация технологических процессов

Тема 5. Процессы обработки материалов давлением в

Системах технологий различных производств

5.1 Металлургический цикл

5.2 Машиностроительный цикл

5.3 Специальные процессы

Тема 6. Представление технологической системы

“Прокатка катанки - волочение”

 

Предисловие

Развитие техники связано с ростом производительности труда. Повышение производительности труда является главным, решающим критерием технического прогресса. В новых условиях научно-технический прогресс представляет собой процесс постоянного качественного обновления производства и создания новой техники, передовой технологии.

Научно-техническая революция характеризуется крупнейшими скачками в совершенствовании орудий труда.

Научно-технический прогресс имеет определенные закономерности. Он играет ведущую роль в развитии современного общественного производства. Наука разрабатывает теорию того или иного технологического процесса, ищет пути создания новой техники и технологии, средств механизации и автоматизации. С одной стороны, научно-технический прогресс оказывает положительное влияние на развитие экономики, с другой - развитие экономики влияет на развитие науки, технологии, техники. Эффект, полученный от научно-технического прогресса в производстве, оказывает на него активное воздействие в качестве источника финансирования. Научно-технический прогресс в разное время имел различный размах и результативность. Сейчас научно-технический прогресс внедряется все более быстрыми темпами и приобретает особое значение, стал неотъемлемой частью всего общественного производства.

Научно-технический прогресс в промышленности должен развиваться по таким направлениям: применение передовой технологии, электрификация промышленности, химизация производства, комплексная механизация и автоматизация промышленного производства с его компьютеризацией.

Необходимость применения передовой технологии обусловлено тем, что в настоящее время технология наряду с организацией приобретает первостепенное значение в развитии общественного прогресса. Техника неотделима от технологии производства. Она существует только совместно с определенной технологией и проявляется через нее, то есть технология становится силой научно-технического прогресса, играет по отношению к орудиям труда активную роль.

В курсе “Системы современных технологий” излагаются основные принципы построения новых технологий и модернизации существующих с учетом системного подхода. При этом учитывается не только особенности отдельных технологических процессов, применяемых материалов, оборудования, оснастки, инструментов, режимов, но и таких ограничивающих факторов, как степень инноваций, инвестиций, экологии и факторов риска в условиях перехода к рыночным методам хозяйствования.

Тема 1. Основные термины и понятия. Типы систем

Система и технология – основные (ключевые) термины курса “Система современных технологий”.

 

Понятие системы

Термин система происходит от греческого слова systema -целое, составленное из частей, соединение. Одно из распространенных определений системы: “ Системы - множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство” [1 Платов].

Первые представления о системе возникли в античной философии, выдвинувшей онтологическое истолкование системы как упорядоченности и целостности бытия. В древнегреческой философии и науке (Евклид, Платон, Аристотель, Стоики) разрабатывалась идея системности знания (аксиоматическое построение логики, геометрии) [Харьков]. Воспринятые от античности представления о системности бытия развивались как в системно-онтологических концепциях Б. Спинозы и Г. Лейбница, так и в построениях научной систематики ХVII-ХVIII вв., стремившейся к естественной, а не телеологической интерпретации системности мира. В философии и науке нового времени понятие “система” использовалось при исследовании научного знания. При этом спектр предлагаемых решений был очень широк - от отрицания системного характера научно-теоретического знания (Э. Кондильяк) до попыток философского обоснования логико-дедуктивной природы систем знания.

Для начавшегося со второй половины ХIХ века проникновения понятия “система” в различные области конкретно-научного знания важное значение имело создание эволюционной теории Ч. Дарвина, теории относительности, квантовой физики, структурной лингвистики и др. Возникла задача построения строгого определения понятия “система” и разработки оперативных методов анализа системы. Интенсивные исследования в этом направлении начались только в 40-50-х годах ХХ века. Однако многие конкретно-научные принципы анализа системы уже были сформированы в технологии А.А. Богданова, в работах В.И.Вернадского, в праксеологии Т. Котабринського и др.

Предложенная в конце 40-х годов Л. Берталанфи программа построения “общей теории систем” стала одной из первых попыток обобщенного анализа системной проблематики. Дополнительно к этой программе, тесно связанной с развитием кибернетики, в 50 - 60-е годы был, выдвинут ряд общесистемных концепций и определений понятия “система” (в США, СССР, Польше, Великобритании, Канаде и других странах).

При определении понятия “система” необходимо учитывать теснейшую взаимосвязь его с понятиями целостности, структуры, связи, элемента, отношения, подсистемы и др. Поскольку понятие “система” имеет чрезвычайно широкую область применения (практически каждый объект может быть рассмотрен как система), постольку его достаточно полное понимание предполагает построение семейства соответствующих определений - как содержательных, так и формальных. Лишь в рамках такого семейства определений удается выразить основные системные принципы:

- целостность, принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих ее элементов и не выводимость из последних свойств целого;

- зависимость каждого элемента, свойства и отношения системы от его места, функции и так далее внутри целого;

- структурности, возможность описания системы через установление ее структуры, то есть сети связей и отношений системы;

- обусловленность поведения системы поведением ее отдельных элементов и свойствами ее структуры;

- взаимозависимости системы и среды (система формирует и проявляет свои свойства в процессе взаимодействия со средой, являясь при этом ведущим активным компонентом взаимодействия);

- иерархичности (каждый компонент системы может рассматриваться как система, а исследуемая в данном случае система представляет собой один из компонентов более широкой системы);

- множественности описания системы (в силу принципиальной сложности ее адекватное познание требует построения множества различных моделей, каждая из которых описывает лишь определенный аспект системы).

Если удастся доказать, что какой-либо объект обладает этой совокупностью свойств, то можно утверждать, что данный объект является системой. Однако при анализе объектов промышленного производства или отраслей промышленности наиболее часто используют четыре основных свойства, которыми должен обладать объект, чтобы его можно было считать системой [1 Платов].

Первое свойство (целостность и членимость). Система есть целостная совокупность элементов, взаимодействующих друг с другом. Следует иметь в виду, что элемент существует лишь в системе. Вне системы - это лишь объекты, обладающие потенциальной способностью образования системы. Элементы системы могут быть разнокачественными, но одновременно совместимыми.

Второе свойство (связи). Между элементами системы имеются существенные связи, которые с закономерной необходимостью определяют интегративные качества этой системы. Связи могут быть вещественными, информационными, прямыми, обратными и т.д. Связи между элементами внутри системы должны быть более мощными, чем связи отдельных элементов с внешней средой, так как в противном случае система не сможет существовать.

Третье свойство (организация). Наличие системоформирующих факторов у элементов системы лишь предполагает возможность ее создания. Для появления системы необходимо сформировать упорядоченные связи, т.е. определенную структуру, организацию системы.

Четвертое свойство (интегративные качества). Наличие у системы интегративных качеств, т.е. качеств, присущих системе в целом, но не свойственных ни одному из ее элементов в отдельности.

 

Типы систем

Существенным аспектом раскрытия содержания понятия системы является выделение различных ее типов (при этом разные типы и аспекты системы - законы их строения, поведения, функционирования, развития и т.д. - описываются в соответствующих специализированных теория систем). Предложен ряд классификаций систем, использующих различные основания [Харьков].

В наиболее общем плане системы можно разделить на материальные и абстрактные. Материальные (целостные совокупности материальных объектов), в свою очередь, делятся на системы неорганической природы (физическая, геологическая, химическая и т.д.) и живые системы, куда входят простейшие биологические системы, а также очень сложные биологические объекты типа организма, вида, экосистемы.

Абстрактные системы являются продуктом человеческого мышления. Они также могут быть разделены на множество различных типов (обычно системы представляют собой понятия, гипотезы, теории, последовательная смена научных теорий и т.д.). К числу абстрактных систем относятся и научные знания о системах разного типа, как они формулируются в общей теории систем, специальных теориях системы и др.

Научно-техническая революция привела к необходимости разработки и построения автоматизированных систем управления народным хозяйством (промышленностью, транспортом и т.д.), автоматизированных систем сбора и обработки информации в национальном масштабе и т.д. Теоретические основы для решения этих задач разрабатываются в теориях иерархических, многоуровневых систем, целенаправленных систем (в своем функционировании стремящихся к достижению определенных целей), самоорганизующихся систем (способных изменять свою и организацию, структуру) и др. Сложность, многокомпонентность, стохастичность и другие важнейшие особенности современных технических систем потребовали разработки теории систем “человек и машина”, сложных систем, системотехники, системного анализа.

В качестве показателей эффективности системы выбирают числовые характеристики, оценивающие степень соответствия системы задачам, поставленным перед ней. Например: для системы производственных процессов - среднее число изделий, выпускаемых за смену.

1.3 Понятия “Технология” и “Система технологий”

Термин технология происходит от греческого слова techne - искусство, мастерство, умение и logia - слово, учение. Под технологией принято понимать -совокупность приемов и способов получения, обработки или переработки сырья, материалов, полуфабрикатов или изделий, осуществляемых в различных отраслях промышленности; научная дисциплина, разрабатывающая и совершенствующая приемы и способы.

Технологией (или технологическими процессами) называют также сами операции добычи, обработки, переработки, транспортирования, складирования, хранения, которые являются основной составной частью производственного процесса [Харьков]. В состав современной технологии включается и технический контроль производства. Технологией принято называть описание производственных процессов, инструкции по их выполнению, технологические правила, требования, карты, графики и др.

Технологию обычно рассматривают:

- в связи с конкретной отраслью производства (технология горных работ, технология машиностроения, технология строительства)

- в зависимости от способов получения или обработки определенных материалов (технология металлов, технология волокнистых веществ, технология тканей и пр.)

В результате осуществления технологических процессов происходит качественное изменение обрабатываемых объектов. Так, технология получения различных металлов основана на изменении химического состава, химических и физических свойств исходного сырья. Технология механической обработки связана с изменением формы и некоторых физических свойств обрабатываемых деталей. Химическая технология основана на процессах, осуществляемых в результате химических реакций и ведущих к изменению состава, строения и свойств исходных продуктов. Важнейшие показатели, характеризующие технико-экономическую эффективность технологического процесса: удельный расход сырья, полуфабрикатов и энергии на единицу продукции; выход (количество) и качество продукции (изделий); уровень производительности труда; интенсивность процесса; затраты на производство; себестоимость продукции.

Задачей технологии как науки является выявление физических, химических, механических и других закономерностей с целью определения и использования на практике наиболее эффективных и экономических ресурсов. Так, предметом исследования и разработки в технологии машиностроения являются основы проектирования технологических процессов (виды обработки, выбор заготовок, качество поверхностей обрабатываемых изделий, точность обработки и припуски на нее, базирование заготовок), способы механической обработки поверхностей (плоских, фасонных и др.) методы изготовления типовых деталей (корпусов, валов, зубчатых и др.), процессы сборки (характер соединения деталей и узлов, принципы механизации и автоматизации сборочных работ), основы конструирования приспособлений.

Технология различных производств постоянно обновляется и изменяется по мере развития техники и инновационных процессов. Совершенствование технологии всех отраслей и видов производства - важное условие ускорения технического прогресса в народном хозяйстве.

Основные направления развития современной технологии: переход от прерывистых (дискретных, циклических) технологических процессов к непрерывным поточным процессам, обеспечивающим увеличение масштабов производства и эффективное использование машин и оборудования; внедрение “замкнутой” (безотходной) технологии, технологических систем. Для наиболее полного использования сырья, материалов, энергии, топлива, что дает возможность свести к минимуму или полностью ликвидировать отходы производства и осуществить мероприятия по оздоровлению окружающей среды, особое значение приобретает совершенствование технологии добывающих отраслей промышленности с целью повышения эффективности извлечения полезных ископаемых в народном хозяйстве.

С учетом вышеизложенного, интегрированное понятие “ Система технологий” можно сформулировать в виде: это функционально однородные технологические системы, которые могут быть классифицированы:

- по признаку принадлежности к определенной отрасли народного хозяйства. Например: системы технологий металлургического производства, системы технологий машиностроительного производства, системы новых информационных технологий;

- в зависимости от рабочих процессов, определяющих их сущность (системы лазерных технологий, системы технологий порошковой металлургии, системы биотехнологии и др.).

Привязка понятия “ Система технологий” к определенной отрасли народного хозяйства методологически обусловлено, так как народное хозяйство подразделяется на сферу материального производства (промышленность, сельское хозяйство, лесное хозяйство, грузовой транспорт, энергетика, торговля, общественное питание и прочие сферы материального производства) и непроизводственную сферу (здравоохранение, просвещение, жилищно-коммунальное хозяйство и бытовое обслуживание, пассажирский транспорт, наука, кредитование и государственное страхование, общественные организации).

Именно наличие признака однородности в понятиях “ Система технологий” и “Отрасль народного хозяйства” делает систему классификаций по данному признаку наиболее правомочной. Наиболее сложной и важнейшей отраслью является промышленность (индустрия), оказывающая решающее воздействие на уровень развития производительных сил общества. В состав промышленности входит ряд укрупненных отраслей: электроэнергетика, топливная промышленность, черная металлургия, цветная металлургия, химическая и нефтехимическая промышленность, микробиология, стекольная, фарфорофаянсовая, комбикормовая, медицинская, полиграфия.