Структура, свойства и технико-экономический уровень технологической 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, образованная из ко­нечного множества элементов, между которыми существуют определенные отношения. Элемент может Одновременно яв­ляться системой меньших элементов. Система может быть разделена на подсистемы различной сложности.

Каждая система обладает присущими и точно ее определяю­щими 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. Слово "цех" первоначально оз­начало объединение ремесленников одной специальности. Рост производительности труда и его качество в таких цехах обеспечивались за счет передачи опыта и приемов работы, распространения передовых технологических методов изго­товления продукции, применения технических приспособле­ний. Цеховая структура явилась важнейшим этапом совершенствования производительных сил общества.

Второй этап технологического развития производительных сил связан с возникновением производственных мануфактур, обеспечивших резкий рост производительности труда за счет рациональной организации производства.

Упрощение отдель­ных операций и их строгая повторяемость создали наиболее благоприятные условия для использования техники. В резуль­тате почти при тех же приемах, инструменте и оснастке, что и у отдельных ремесленников, рабочие мануфактур выпускали в десятки и сотни раз больше продукции на одного человека. Цеха ремесленников и производственные мануфактуры отра­жают наиболее важные технологические связи — последова­тельные и параллельные. Таким образом, в процессе и 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 из большого числа элементов, связанных между собой и ок­ружающей средой и действующих как единое целое. Напри­мер, аппараты, механизмы, агрегаты связаны. Между собой транспортными потоками сырья, материалов, энергии. Структура системы зависит от степени сложности, иерархического уровня, уровня автоматизации, уровня спе­циализации и типа технологических связей. Все системы де­лятся на малые и большие. Малые, как правило, ограничены одним типовым технологическим процессом.

Классификация технологических систем:

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,¹ т.е. система, предназначенная для изготовления или ремонта изделия одного наименования и типоразмера; специализированная, т.е. предназначенная для изготовления или ремонта группы изделий; универсальная система, обеспе­чивающая изготовление изделий с различными конструктив­ными и технологическими признаками:

Свойства элементарных технологически 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 резками цех токарных автоматов. Программа цеха автоматов полностью зависит от поставки инструментов. Но работа кузовного производства (при производ­стве автомобилей) не зависит непосредственно от двигательного. Рассматривая системы технологических про­цессов производства, можно выделить системы технологий: параллельные, последовательные и комбинированные.

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 качест­ва изготовления продукции. Внутри, параллельных систем внед­рение новых технических решении 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 уроне 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 в производстве и поставке составляющих продуктов; возмож­ность выпуска законченных продуктов, которые не используются внутри данной системы отдельными ее составляющими. Результат труда одних составляющих сложной системы может быть предметом труда, орудием или средством труда для других составляющих, а может и не быть использован в производстве какими-то составляющими.

Комбинированная технологическая система — это сис­тема, структура которой может быть представлена в виде объединения последовательных и параллельных систем более низкого уровня. Такой вид связи характерен для большинст­ва технологических систем, начиная с цеха.

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 пневмо-цилиндров) 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 равного уровня, последова­тельные и параллельные связи которых определяют характер его 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 - 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 на более совершенное оборудование. 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 функционирований 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 управление должно наиболее полно использовать внутренние закономер­ности научно-технического развития технологических сис­тем. Недоучет взаимосвязи технологических и организационных структур влечет за собой существенные нарушения в 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 роста объемов выпуска продукции должно быть функцией предприятий, которые являются преимущественно последова­тельными системам.

По степени гибкости все технологические системы де­лятся на жесткие, рассчитанные на изготовление единой про­дукции; перестраиваемые, которые требуют остановки, демонтажа и замены оборудования при выпуске новой про­дукции; переналаживаемые, в основе которых лежит про­граммируемая компьютеризация и прежнее оборудование, но меняется порядок действий, процедур, программа; гибкую автоматизированную систему, являющуюся 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:

1) 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.