Технологічні системи як узагальнені об’єкти аграрної інженерії.

За визначеннями, що наведені у вступі, об’єктами інженерної ді­яльності є технологічні та технічні системи.

Технологічні системи (ТхС) відносяться до класу систем-процесів зі складовими, що забезпечують ці процеси (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Типова схема аграрних технологічних систем (ТхС)

Умовні позначення:

СВ — основна виробнича підсистема;

СЗ, СО — складові технологічного забезпечення і технічного обслуговування;

У, ОПР — управляюча підсистема і особа, що приймає рішення;

L, М, Р — виробничий персонал, технічні засоби, ресурси системи;

F_в, F_з, F₀, F_у — функції; основні виробничі, технологічного забезпечення, техніч ного обслуговування, управління;

X — вхідні фактори, що діють на складові системи;

Y_k, Y_ш — корисні результати і шкідливі наслідки;

І — інформаційні зв’язки. — взаємодії

Структурно-функціональними складовими ТхС є:

• основна виробнича підсистема (СВ), яка безпосередньо змінює властивості предмету праці (П);

• підсистема технологічного забезпечення (СЗ), яка виконує до­поміжні операції і забезпечує ефективне функціонування СВ;

• підсистема технічного обслуговування (СО) забезпечує роботоздатність підсистем технічних засобів СВ і СЗ;

• підсистема управління (У) з особою, що приймає рішення (ОПР).

Кожна з цих підсистем включає виробничий персонал і засоби пра­ці. Вони також пов’язані внутрішніми і зовнішніми інформаційними зв’язками (І), а також функціональними взаємодіями (F).

Засобами праці в аграрних ТхС є переважно машини і обладнання (М). До складу ТхС входять також предмети праці (операнди П), ін­формація про порядок дій і правила виконання робіт (технологічний регламент), а також управлінська складова, яка забезпечує цілеспрямо­ваність і дотримання регламенту.

Отже, технологічні системи охоплюють предмети праці (операн­ди), виробничий і управлінський персонал (людина), технічні засоби (машина), технологічні ресурси, виробничу інформацію і зовнішні умови функціонування ТхС (середовище). Тобто технологічні системи доцільно розглядати як узагальнені об’єкти інженерної діяльності. Це дозволяє систематизувати та розширити інженерні функції щодо під­вищення ефективності використання трудового і технічного потенціа­лу, а також екологічності технологій.

Оскільки ТхС є системою-процесом, то її елементами будуть певні впорядковані функції (дії, операції). На рис. 1.2 наведена ієрархія дій від верхнього рівня (технологічного комплексу) до нижнього — елементар­ні М-, Е-, І- обміни. У залежності від ієрархічного рівня ТхС і завдань її аналізу у ролі елементів системи можуть бути функції або операції.

При аналізі ТхС важливо враховувати, що корисність, ефектив­ність, екологічність системи в цілому та її окремих функцій є їх власти­востями, які проявляється в системі вищого рівня (надсистемі). Тобто ефективність окремих функцій прояв-ляється в операції, операцій — в процесі, процесів — в технології. В цьому полягає дія фундаменталь­ного принципу теорії систем — принципу доповнення, згідно з яким система в різних зовнішніх умовах може виявляти нові властивості.

Системний підхід у прийнятті інженерних рішень передбачає роз­гляд технологічних систем у єдності функцій, елементів, внутрішніх і зовнішніх зв’язків на всіх етапах існування ТхС від проектування до ліквідації. Загальна схема життєвого циклу розкриває основні етапи існування системи (проектування, втілення, використання, ліквідація), а також їх характерні фази (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Схема етапів життєвого циклу технологічних систем

Для технічних засобів як об’єктів інженерної діяльності етапи жит­тєвого циклу ТС реалізуються переважно в різних організаціях: проек­тування — в конструкторських бюро; втілення — в заводських умовах; використання і утилізація — у сфері аграрного виробництва.

Технологічні системи створюються під конкретні виробничі умови і всі етапи їх життєвого циклу реалізуються за участю фахівців інже­нерної служби аграрних підприємств. Це потребує відповідної підго­товки фахівців до прийняття рішень.

Поєднання структурного макро- і мікроаналізу в інженерії до­зволяє виявляти причинно-наслідкові зв'язки, а також диспропорції в розвитку окремих структурно-функціональних компонентів системи.

Велику різноманітність аграрних ТхС можна класифікувати за на­ступними ознаками:

• за рівнем ієрархії: операція (ТхСО), процес (ТхСП), технологія (ТхСТ ) і технологічний комплекс ( ТхСК );

• за призначенням: комплексні, спеціалізовані, одноцільові;

• за просторовою організацією: зосереджені, розосереджені;

• за часом або частотою використання: одноразові, багаторазові, сезонні, тривалого застосування;

Прикладами одноцільової одноразової системи на рівні операції (ТхСО) є оранка, на якій можуть бути зайняті різні за складом МТА, що об’єднані одним завданням — провести оранку полів заданої площі у встановлені агротехнічні строки.

Спеціалізованими сезонними системами на рівні процесу (ТхСП) будуть системи для сівби та збирання зернових (або інших) культур, а на рівні технологій (ТхСТ) — системи вирощування та збирання пев­ної культури. На рівні комплексу (ТхСК) спеціалізованою системою тривалого використання буде, наприклад, підприємство з ремонту тех­ніки, а комплексною — аграрне багатопрофільне господарство.

Зосередженими будуть пункти переробки та зберігання продукції, технічного обслуговування машин, тощо. Розосередженими — пере­важна більшість аграрних ТхС, що виконують польові роботи.

Технічні і технологічні системи існують в тісному функціонально­му та діалектичному зв’язку (таблиця 1.1). Технологічні процеси ре­алізуються за допомогою технічних засобів, а кожна технічна система функціонує завдяки своїм внутрішнім технологічним процесам. Розви­ток техніки значною мірою зумовлює розвиток технологій і, навпаки, технологічний прогрес сприяє розвиткові технічних систем.

Таблиця 1.1 Приклади технічних і технологічних систем рільництва

Аграрні технологічні системи є складними динамічними система­ми біотехнічної сутності, бо включають, крім виробничого персоналу, технічних засобів, також біологічні складові (ґрунт, рослини, тварини). Взаємодія ТхС рослинництва із середовищем має ту особливість, що земля виступає в них як головний засіб виробництва, а у природному середовищі відбуваються суттєві зміни під впливом активного і ціле­спрямованого втручання з боку людини.

Важливою особливістю аграрних ТхС є також і те, що вони відно­сяться до відкритих систем, які здатні синтезувати природну енергію сонця, вітру, опадів. При високому рівні організації ТхС енерговміст виробленої продукції може на порядок перевищувати сукупні витрати непоновлюваної енергії на її виробництво. Ці обставини мають дуже важливе значення і повинні враховуватися фахівцями інженерної служби при проектуванні, використанні та розвиткові аграрних ТхС у екологічно безпечному напрямку.