Страница 3 из 7
Требование полноты и целостности систем лежит в основе комплекса прикладных методов функционально-стоимостного анализа (ФСА), являющихся инструментом исследования технических систем с точки зрения полноты и точности сосредоточения функций, ликвидации дисфункциональных эффектов и нефункциональной избыточности. Применение методов ФСА на практике способно давать огромную экономию средств и ресурсов, оно направляет инженерную деятельность к существенному повышению качества и конкурентоспособности большой технической системы.
В современной инженерной деятельности применяется альтернативный анализ возможных конструктивных схем; при этом отыскивается вариант с максимальным удельным весом активных элементов и операций, непосредственно обеспечивающих основные функции системы, и минимумом вспомогательных, холостых, промежуточных элементов и процессов. К примеру, совмещение ранее разрозненных технологических и транспортных операций лежит в основе действия целого спектра прогрессивных технико-технологических комплексов: роторных машин и роторно-конвейерных линий, металлургических комплексов непрерывной разливки стали и т.п. Показательно, что использование роторных машин и комплексов за счет совмещения операций и преодоления разрывов технологического процесса резко сократило длительность производственных циклов, высвободило большое число обычных машин и в конечном счете повысило эффективность массового производства в 5-7 раз. К тому же подобные машины и комплексы очень компактны. Рассматриваемое требование реализуется также в принятии технических решений с учетом качественного своеобразия условий эксплуатации и специфических запросов потребителей. Хорошо известно, что функциональность свойств системы определяется не только их соответствием цели, но и конкретными условиями среды. Поэтому адекватный учет последних необходим для создания высоко-функциональной эффективной техники, для ее успешного внедрения в конкретное производство. И наоборот, невнимание к специфическим условиям использования технических систем - типичная причина снижения их эффективности, уменьшения надежности, отторжения их производством.
Принцип комплексности ориентирует на учет сложных взаимосвязей создаваемой техники с основными компонентами общественной и природной среды, оптимизацию соответствующих взаимовлияний с точки зрения ценностей общественного развития. Руководствуясь данным принципом, при создании новых машин и технических комплексов необходимо учитывать и обеспечивать не только технические требования (прочность, надежность, безопасность машин), но и экономические (высокая производительность машин, экономное использование сырья и энергии, сокращение трудозатрат и т.д.), экологические (снижение загрязнения окружающей среды, утилизация отходов), социальные (содействие гармоничному развитию личности, ее профессиональному росту, укрепление коллективистских связей), медико-биологические (исключение факторов, подрывающих здоровье человека - вибрация, шум, ионизирующие излучения и пр.), эстетические (гармонизация форм, размеров, цвета используемых технических средств и машин), эргономические (согласованность функциональных характеристик машин с физическими и психологическими возможностями человека, степень взаимодополняемости человека и машины в социотехнических комплексах).
К сожалению, современная подготовка технических кадров, которые должны будут обеспечивать создание и эксплуатацию технических систем, далеко в неполной степени учитывает действие принципа комплексности. В основном выпускники технических вузов способны учитывать лишь технические и экономические характеристики техники. Учет остальных характеристик до сих пор не поднят на высоту профессиональных инженерных требований. Преодоление такой диспропорции и достижение подлинной комплексности в подготовке технических специалистов является сегодня одним из ведущих направлений совершенствования инженерного образования.
Принцип «выделения решающего звена» связан с необходимостью учета неравноценности различных элементов и процессов сложной системы с точки зрения их вклада в достижение конечного результата функционирования всей системы. Для функциональной эффективности технических систем решающими являются такие звенья, как слабейшие, ведущие и массовые.
Понятно, что слабейшие звенья требуют укрепления, защиты, повышения степени надежности, ибо от них зависит жизнеспособность технической системы как целого. Так при конструировании военной техники тщательно изучаются наиболее уязвимые блоки, и их защите уделяется первостепенное внимание. Для реализации принципа «ведущего звена» важное значение имеет усиление или принципиальное изменение главных операций, позволяющих сократить операционный цикл или способствующих более высокому энергетическому напряжению технологического пространства. Усиление главной операции - это решающий путь перехода к малооперационной технологии. Состав операций, их взаимодействие друг с другом предопределяются главным технологическим преобразованием предмета труда, и поэтому смена главной операции изменяет набор всех других операций, обновляет структуру всей технологической системы. Тем самым обеспечивается наивысшая эффективность технологических преобразований.
«Массовые звенья»- это многократно повторяющиеся элементы и операции технической системы. Повышенное внимание к такого рода звеньям вполне оправдано. Даже незначительное их усовершенствование нередко дает заметный конечный эффект, поскольку многократно суммируются и умножаются малые эффекты. Показательно, например, что усовершенствование элементной базы электронно-вычислительных машин (переход от электронных ламп к полупроводникам, а затем к интегральным схемам) приводило каждый раз к многократному увеличению быстродействия при снижении потребляемой мощности и затрат на единицу информации во много раз.
Принцип поэтапности создания технических систем опирается на учет качественно новых эффектов, возникающих при создании новой техники. Многие из этих эффектов трудно заранее предвидеть, с ними нередко связаны новые трудно разрешимые проблемы. Потому при разработке сложных больших систем целесообразно двигаться не путем резкого скачка от старых поколений техники к новым, а методом поэтапных приближений. Тогда можно существенно смягчить «взрыв» новых проблем, а также можно успевать корректировать тактику проектирования и конструктивной проработки крупных технических систем, вводя в ход работ существенные поправки /12/.
Надо учитывать, что нередко большие программы не доводятся до конца потому, что принцип поэтапного развития заменяется принципом «все иди ничего»; в этом случае вследствие огромного количества новых проблем, технических и других трудностей уходит время, изменяются задачи и требования, а полезного результата не видно. Эффективный путь состоит в том, чтобы четко формулировать цель каждого этапа и взвешивать реальные возможности, не упуская, конечно, главное направление работ. Достигнутые результаты можно будет последовательно наращивать.
Определяя крупномасштабные перспективы технического прогресса, важно направлять движение от одного этапа прогресса техники к другому, выявлять реальные условия перехода к технике новых поколений. Эвристическими ориентирами решения данных задач могут служить, по мнению современных специалистов, следующие критерии:
- во-первых, каждый из этапов должен иметь своим результатом функционально завершенный технический комплекс или автономный блок, апробация которого создает необходимую базу для наращивания качественно новых результатов, в том числе для расширения спектра функциональных возможностей, достижения более высокой производительности, надежности, экономической эффективности и т.д.;
- во- вторых, важно сокращать время прохождения каждого этапа, используя возможности сокращения цикла производственных процессов, интенсифицируя эта процессы.
Сегодня уже ясно, что важным дополнительным критерием успешного решения задач каждого этапа развития технических систем является учет их экологических параметров, В этом свете наилучшие перспективы развития связаны с малоотходным и безотходным производством. Специалисты уже прогнозируют широкий переход к замкнутым производственным процессам, позволяющим резко сократить использование природных ресурсов и более полно утилизировать отходы производства;