2.1. Понятие и свойства системы

Общественное производство характеризуется набором технологий, используемых отраслями. Отрасль, в свою очередь, можно рассматривать как набор однородных технологий с различными интенсивностями их применения.

Подобно тому, как отрасли образуют в народном хозяйстве тесно связанные блоки (комплексы), технологии соединяются в более или менее крупные системы. Такие системы связаны изнутри потоками средств производства, которые для одних технологий представляют собой продукты (отходы) производства, а для других служат ресурсами.

Системой называется совокупность функционально связанных между собой элементов. Система может бы разделена на подсистемы различной сложности.

Каждая система обладает присущими ей свойствами. Совокупность значений свойств системы в определенный момент времени называется состоянием системы.

Согласно определению ГОСТа, технологическая система — это "совокупность функционально связанных средств технологического оснащения, предметов производства и исполнителей для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов или операций».

Первые технологические системы появились при организации цехов ремесленников. Второй этап технологического развития производительных сил связан с возникновением производственных мануфактур.

Цеха ремесленников и производственные мануфактуры отражают наиболее важные технологические связи — последова­тельные и параллельные. Таким образом, в результате общественного разделения труда создаются предпосылки возникновения технологических систем.

С углублением общественного разделения труда ранее не обособленные производственные операции по изготовлению частичного продукта (полуфабриката) вычленяются в от­дельную технологию, а полуфабрикат превращается в гото­вый товар. Каждая технология, с одной стороны, обеспечи­вает выпуск хотя бы одного продукта (ради которого она создана), с другой стороны, каждый продукт можно получить различными технологическими процессами. При замене одних технологий другими создаются условия технологического совершенствования.

Современное производство, основанное на последних достижениях науки и техники, должно быть организовано в виде единой целостной организационно-технологической системы, включающей все стадии и операции основных, вспомогательных и обслуживающих процессов. Таким образом, речь идет о создании технологической системы высокой экономической эффективности, где все этапы взаимосвязаны и направлены на достижение необходимых конечных результатов. Целью функ­ционирования технологической системы является производст­во промышленной, строительной, сельскохозяйственной и иной продукции. При этом данная система должна обеспечи­вать рациональное и экономное использование природных, трудовых, материальных, энергетических, финансовых и других ресурсов.

Структура системы характеризует внутреннюю организа­цию, порядок и построение и определяет оптимальное функционирование системы.

Структурой системы называется совокупность ее элементов и связей между ними. Система, как правило, состоит большого числа элементов, связанных между собой и ок­ружающей средой и действующих как единое целое. Например, станки, аппараты, механизмы, агрегаты связаны между собой транспортными потоками сырья, материалов, энергии и т.п.

Классификация технологических систем осуществляется по следующим признакам:

- иерархическому уровню;

- уровню автоматизации;

- уровню специализации;

- типу технологических связей.

Существует четыре иерархических уровня технологических систем: технологический процесс, производственное подразделение, предприятие, отрасль промышленности.

Три уровня автоматизации: механизированные системы, автоматизированные и автоматические.

Три уровня специализации: специальная технологическая система, т.е. система, предназначенная для изготовления или ремонта изделия одного наименования и типоразмера; специализированная, т.е. предназначенная для изготовление или ремонта группы изделий; универсальная система, обеспечивающая изготовление изделий с различными конструктив­ными и технологическими признаками.

Свойства элементарных технологических процессов распространяются и на технологические системы более высокого иерархического уровня. Однако последние обладают и собственными специфическими особенностями. Так, например, отрасль, подотрасль, макроэкономический комплекс и народное хозяйство в целом представляют собой технологические системы, требующие специальных методов управления. Уже на уровне предприятия связи в технологической системе отлича­ются от связей, существующих на более низких уровнях. Если в сравнительно простых технологических процессах результат труда каждого предыдущего технологического элемента системы является предметом труда каждого последующего элемен­та, то в сложных технологических системах результат предыдущих технологических процессов не обязательно будет предметом труда последующих. Так, например, инструментальный цех обеспечивает резцами цех токарных автоматов. Программа цеха автоматов полностью зависит от поставки инструмента, но работа кузовного производства при производстве автомобилей не зависит непосредственно от двигательного цеха.

Рассматривая системы технологических процессов производства, можно выделить параллельные и последовательные системы. В современных параллельных технологических систе­мах нашла свое отражение ремесленническая цеховая струк­тура.

С самого начала развития промышленных методов производства одинаковые или однотипные технологические процессы выделялись в отдельные группы. Такое выделение объясняется удобством управления и обслуживания однотипных механизмов, возможностью совершенствования технологических приемов обучения рабочих и обмена опытом. Это способствует повышению производительности труда и качеству изготовления продукции.

Внутри параллельных систем внедрение новых технических решений становится более выгодным, так как трудности освоения и доводки в расчете на единицу оборудования уменьшаются пропорционально числу однотип­ных единиц. Для инновационного процесса наиболее приспо­соблены параллельные технологические системы. Вот почему объединение технологических процессов по принципу парал­лельности пронизывает весь народнохозяйственный комплекс. Параллельные технологические связи широко используются в настоящее время на уровне технологического процесса и участ­ка. Продукция такой технологической системы равна сумме продукции всех составляющих ее элементов. Это является главным признаком параллельности систем данного уровня.

На современных предприятиях цеха формируются по принципу однотипных или похожих технологий: цех штам­повки (штамповка объемная, листовая, открытая, закрытая и т.д.), цех литья (литья под давлением, в кокиль) и др.

Предприятия объединяются в подотрасли также по принципу сходности их технологических процессов. Параллельные тех­нологические системы и комплексы, несмотря на существен­ное отличие их от элементарных параллельных процессов, обладают теми же основными свойствами. Цель их функцио­нирования - обеспечение наилучших условий для техничес­кого развития. Однако характер параллельных связей техно­логических систем данного уровня отличается от характера параллельной связи цехов или участков, так как предпри­ятия, объединенные в подотрасли, могут различаться по номен­клатуре выпускаемой продукции, хотя эта продукция и предназначена для удовлетворения одной и той же потребности.

Характерной особенностью технологических систем с пос­ледовательной связью является то, что выпуск продукции такой системы определяется ее лимитирующим звеном. Пос­ледовательные технологические системы разного уровня раз­личаются между собой. В случае последовательной техноло­гической системы высокого уровня действуют дополнитель­ные факторы: связь одного элемента системы с несколькими другими; возможность в некоторых случаях использовать за­пасы исходных продуктов; значительный разрыв во времени производстве и поставке составляющих продуктов; возможность выпуска законченных продуктов, которые не используются внутри данной системы отдельными ее составляющими. Результат труда одних составляющих сложной систем может быть предметом труда, орудием или средством труда для других составляющих, а может и не быть использован в производстве какими-то составляющими.

На практике чаще всего имеют место смешанные типы систем - комбинированные технологические системы.

По уровню механизации и автоматизации все технологические процессы объединяются в три группы:

1) преимуще­ственно с ручным трудом;

2) механизированные технологи­ческие процессы в дискретном производстве;

3) процессы вы­сокоавтоматизированных и непрерывных производств.

Для технологических процессов с ручным трудом не существует внутренних закономерностей развития, так как их эффективность зависит от индивидуальных особенностей работников.

Механизированные технологические процессы характеризуются возможностью наращивания техники для замены труда рабочих на вспомогательных ходах и переходах и со­вершенствования рабочих ходов.

Смешанные технологические процессы включают наряду с механизированными операции с ручным или невооруженным трудом. Такие процессы состоят как бы из двух частей, одна из которых механизированная — развивается в соответствии с законом рационалистического развития, а вторая не обладает внутренними закономерностями развития, в связи с чем для нее нельзя сделать прогнозы оценок по росту произ­водительности. Эти процессы специфичны.

Технологические процессы высокоавтоматизированных дискретных производств (сборочный конвейер автомобильного завода; гибкое автоматизированное производство пневмоцилиндров) и непрерывные производства (производство азотных удобрений, химическая переработка нефти, произ­водство электроэнергии) сходны по своим закономерностям и выделяются в самостоятельную группу. Все элементы высокоавтоматизированных и непрерывных технологических процессов жестко связаны друг с другом и характеризуются ограниченным участием человека в их функционировании. Такие технологические процессы, как правило, могут рабо­тать какое-то время без внешнего вмешательства. Эти системы обладают особенностями своего научно-технического развития, связанными с совершенствованием их организаци­онно-информационных процессов и базовых технологий.

Все народное хозяйство можно рассматривать как системы технологических процессов разного уровня, последовательные и параллельные связи которых определяют характер функционирования.

Так, последовательность рабочих ходов и переходов образует операцию (последовательное со­единение); однотипные операции (станки) объединяются в участки (параллельные соединения), цеха - в предприятия (последовательное соединение), предприятия - в отрасли (параллельное соединение), отрасли - в систему народного хозяйства (последовательное соединение).

Из вышеизложенного четко прослеживается взаимосвязь технологических и организационных структур производства. По мере развития и изменения технологических связей меня­ется и организационная структура системы управления ими. Например, первоначальный цех видоизменяется в мануфак­туру с последовательными технологическими процессами. По мере дальнейшего развития производства роль первоначаль­ного цеха уже играют участки (параллельное соединение) с однородным оборудованием. Например, фрезерный участок, токарный, шлифовальный и т.д. Развитие начального цеха привело к разделению функций между отдельными мастер­скими, участками внутри мануфактур (последовательное со­единение) и к созданию новых организационных структур, т.е. предприятий. Отсюда можно сделать следующие выводы:

1) организационные структуры управления являются от­ражением структур технологических систем;

2) технологические связи первичны относительно органи­зационных;

3) технологические процессы и их системы строятся по своим законам, организация и управление производством призваны обеспечить их функционирование и развитие.

Следовательно, зная объективные закономерности разви­тия технологических систем, можно создать и оптимальную систему управления ими.

Рассмотрим функции управления в последовательных и па­раллельных системах. Основная причина выделения парал­лельных систем технологических процессов заключается в удобстве управления их развитием на любом уровне. Два одина­ковых станка удобно совместно обслуживать, модернизировать и заменять оборудование на более совершенное. Аналогично, внед­рять передовой опыт и достижения науки удобно на сравнитель­но однотипных предприятиях одной отрасли. Вот почему целесообразно объединять оборудование по участкам внутри цехов, однотипные технологические процессы - внутри пред­приятий и однотипные предприятия - в отрасли.

Основной функцией управления параллельной системой является обеспечение технологического развития составляющих ее производственных элементов, а обеспечение функционирования элементов системы имеет гораздо меньшую, второстепенную значимость. Так, организация поставок ком­плектующих изделий, сырья, материалов, обеспечение топливом и энергией являются второстепенными задачами на уровне отрасли. В основном это функции предприятий, входящих в отрасль. Главная же задача отраслевого управления состоит в обеспечении научно-технического развития отрасли. То же можно сказать и об управлении техническим раз­витием цеха с однотипными технологическими процессами.

К структурным образованиям с последовательной взаимосвязью относятся: технологические процессы изготовления отдельных деталей; предприятия, в которых цеха представляют собой последовательные звенья одного общего технологического процесса; агропромышленный комплекс, состоящий из последовательных технологических структур высокого уровня.

Для систем с последовательной связью технологических элементов целью управления является поддержание заданного режима функционирования системы, т.е. достижение количественной и качественной сбалансированности выпуска продукции по всем элементам системы. Общими и наиболее важными функциями управления последовательной системой для всех уровней являются: планирование объемов выпуска по элементам системы; материально-техническое снабжение (для самых высоких уровней управления - баланс) производства; оперативное управление и т.д.

Итак, перечисленные уровни управления (вертикальные связи) образуются на основе чередующихся последовательных и параллельных связей технологических структур и отражают их диалектическое единство и противоречие. По мере формирования управленческого уровня в соответствии с тем или иным типом технологических связей ослабевают и обрываются связи другого типа. Структуру системы управления формируют технологические связи, наиболее сильные на данном уровне. Система управления должна меняться вместе с изменением технологических связей, а само управлений должно наиболее полно использовать внутренние закономерности научно-технического развития технологических систем. Недоучет взаимосвязи технологических и организационных структур влечет за собой существенные нарушения производственной деятельности.

Отраслевые производства — это преимущественно параллельные системы, характеризующиеся тем, что выпуск отраслевой продукции определяется суммой выпуска продукции предприятиями отрасли, практически не имеющими друг с другом последовательных технологических связей. Основной функцией отраслевого управления должно быть обеспечение постоянного повышения технического уровня производства как базы роста производительности труда. Планирование же поста объемов выпуска продукции должно быть функцией предприятий, которые являются преимущественно последова­тельными системами.

По степени гибкости все технологические системы де­лятся на жесткие, переналаживаемые, гибкие.

Жесткие технологические системы рассчитаны на изготовление единой про­дукции. Перестраиваемые системы требуют остановки, демонтажа и замены оборудования при выпуске новой про­дукции. В основе переналаживаемых систем лежит про­граммируемая компьютеризация и прежнее оборудование, но меняется порядок действий, процедур, программа. Гибкая автоматизированная система является наивысшим типом технологии.

Важнейшими свойствами любой технологической системы являются стабильность и надежность функционирования; гибкость и способность к адаптации, высокая интенсивность, малостадийность и малооперационность, малоотходность и безотходность.

Способность к адаптации является важнейшим свойством системы. Под адаптацией понимается такая реакция на изме­нение внутренней или внешней среды, которая противодейст­вует снижению эффективности функционирования системы.

Гибкость технологии необходима как дискретным, так и непрерывным производствам. Непрерывные производства более пригодны для автоматизации и компьютеризации. Автоматизация производства в сочетании с его гибкостью дает возможность легко осуществлять переход на выпуск но­вого вида продукции, использование нового сырья и т.д. В гибком автоматизированном производстве переналадка стано­вится органической частью технологии и осуществляется автоматически. Гибкость технологии обеспечивает рост про­изводительности труда, как в основном, так и во вспомога­тельном производстве, сокращает технологический цикл, позволяет лучше использовать оборудование.

Чтобы система соответствовала своей цели, а ее функционирование было оптимальным, она должна быть управляемой. Первой задачей управления системой является перевод ее в нужное состояние. Затем решается задача поддержания управляемой системы в состоянии динамического равновесия и устойчивости (стабильности). Иными словами, управление технологической системой состоит в создании и поддержании таких форм соединения предметов труда, орудий труда, людей, технологических процессов и экономических ресурсов, при которых процесс протекал бы наиболее эффективно.

Важным свойством системы является ее надежность. Надежность системы - это не только надежность оборудования и технологических процессов, но и оптимальность ее структуры, основанная на малостадийности, малооперационности бесперебойности, минимизации затрат на выпуск достаточного количества продукции высокого качества.

Малостадийность и малооперационность технологической системы дают возможность резко повысить производительность труда и сократить потребность в производственных площадях.

Для функционирования производственной системы большое значение имеют принципы ее организации: непрерывность, ритмичность, замкнутость. Непрерывность и ритмичность обеспечивают наилучшие условия функционирования. Принцип замкнутости многократных циклов способствует созданию высокоэффективных безотходных технологических систем.

Технико-экономический уровень производственной системы характеризуется: уровнем орудий труда (инструмент, машины), уровнем предметов труда (сырье, материалы), уровнем рабочей силы (квалификация кадров), технологическим уровнем (уровень производственных процессов), организационно-экономическим уровнем.

Наиболее важным критерием высокого технико-экономического уровня производства является технологический уровень, поскольку высокий уровень средств труда и предметов труда сам по себе не может обеспечить эффективность производства, а при устаревшей технологии снизит фондоотдачу.

Технологический уровень представляет собой оценку качества технологий и тесно связан с техническим уровнем изделий и научно-техническим уровнем научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Технологический уровень производственной системы составляют:

I) уровень технологической интенсивности процессов;

2) уровень технологической организации производства;

3) уровень технологической оснащенности;

4) уровень управляемости технологической системы.

Уровень технологической интенсивности характеризуется степенью использования материальных, энергетических и временных ресурсов, например, выходом продукта; коэффициентом использования сырья, энергии; производственной площади, мощностью и производительностью оборудования и др.

Уровень технологической организации производства определяется числом операций и стадий процесса, их комбинацией, их взаимозаменяемостью, совмещением, непрерывностью производства, переналаживаемостью процессов при переходе на изготовление других изделий или режимы работы.

Уровень технологической оснащенности характеризуется степенью оснащенности производства техническими средствами, а также согласованностью между требованиями технологии и оснащенностью процесса соответствующими машина­ми и уровнем рабочей силы, т.е. уровнем механизации и автоматизации производства, состоянием информационного обеспечения.

Уровень управляемости технологической системы характеризуется степенью достижения оптимальных режимов процесса с целью их наивысшей эффективности и результа­тивности. Высокий уровень управляемости технологической системы — это достижение ее стабильности и надежности, безаварийности, безопасности, гибкости.