Техносфера: взгляд изнутри

Итак, технология, используемая в производстве (Тпр), реализуется в нем  в виде технологического оборудования (в том числе материалов и машин), благодаря работе которого  осуществляется производственный процесс. Элемент "технология" системы ТММ включает, таким образом, технологические машины и материалы, которые мы обозначим  Мшт и Мт.  Следовательно,  элемент "технология", понимаемый как Тпр, сам представляет  собой систему Тпр-Мт-Мшт. И это первая возможная интерпретация места и роли системы ТММ в развитии техники.

Рассмотрим элемент "машины". Его целесообразно трактовать весьма расширительно, так как в настоящее время процесс производства обеспечивается самыми различными  видами технических устройств и технологического оборудования,  не сводимыми к машинам, что  представляет собой закономерный  результат научно-технического прогресса. Машинная,  механическая технология не является в современных условиях основной, определяющей для ряда традиционных и  многих  наукоемких отраслей  (химическое производство, микроэлектроника, биотехнология и др.). Если под элементом "машины" понимать в общем  случае  техническое устройство (станок,  аппарат, прибор, двигатель - изделие производства"), то его характеризуют принцип действия (назначение), конструкция и материалы,  из которых оно изготавливается.  Так что взаимосвязь элементов "машины" и "материалы"  имеет  место не только  в  системе ТММ, но и благодаря связке "принцип действия - конструкция - материал" в сфере проектирования и расчета устройств ("изделий производства").

Элемент системы ТММ "материалы" является вещественной субстанцией технических устройств. С другой стороны,  современные материалы представляют собой продукцию наукоемких технологий, для  их производства  используются мощные машинные комплексы (доменные, прокатные и др.).

Элементы "материалы" и "машины" относительно элемента "технология"  могут  иметь  два статуса. Первый - эти  элементы  являются   непосредственными агентами технологического процесса Мт и Мшт, использование которых обеспечивает протекание Тпр. Второй - эти элементы являются "изделиями",  "продукцией" производства, получаемыми за счет применения соответствующих Тпр. Обозначим их как Ми и Мши.

Разумеется, что существуют отрасли производства, в которых изделиями  являются Мт и Мшт (например,  производство сварочной техники, станкостроение, многие отрасли машиностроения, металлургической промышленности).Мы не претендуем приведенными различениями отразить все варианты связей, установившиеся между отраслями в ходе их развития в условиях научно-технического прогресса. Отрасли производства образуют сложную иерархическую структуру и конечная продукция одной как правило является лишь одним из компонентов  или  условий  для  осуществления  производства в другой.

В свете произведенных различений представление о системе ТММ получает  вторую,  уточненную и расширенную интерпретацию: система Тпр - Мт - Мшт - Ми - Мши.  В предложенной трактовке конкретизирован состав элементов, возросло число из взаимосвязей. Это дает вполне определенный и разнообразный набор  вариантов их взаимовлияния, позволяющий на основе представления о системе ТММ на историческом материале проанализировать логику развития той или иной отрасли. При этом для различных отраслей будут существенны одни элементы и связи,  для других - другие.

Важно, что  подобная трактовка системы ТММ позволяет учитывать связи между отраслями  техники,  фактор  передачи  технических устройств и технических процессов из одной отрасли в другую.

Рассмотрим общую картину  развития  промышленного  производства с начала промышленной революции (конец XVIII - начало XIX вв.) до  настоящего  времени, опираясь на  изложенное выше представление о системе ТММ.

Концентрация и кооперация труда наемных работников в  мануфактурах была исходной формой капиталистического  способа производства. Адекватное применяемым техническим  операциям  и приспособлениям разделение "живого труда" является основой организации процесса производства в мануфактуре. Технический базис мануфактуры - ручная техника, умение рабочих - ремесленников пользоваться орудиями и приемами,  водяные и ветровые двигатели - мельницы, приводящие в движение механические приспособления. О важности мельниц для мануфактурного производства свидетельствует тот факт, что вплоть до начала XIX в.в английской и немецкой литературе под словом "мельница"  подразумевали  не собственно водяной или ветряной двигатель, а мануфактуру в целом.

Разложение технологического процесса на обособленные операции и закрепление их за отдельными рабочими - "частичными рабочими" - было  нововведением и особенностью именно капиталистических мануфактур. Система рабочих мест и операций становится самостоятельным фактором производства,  определяющим его эффективность, а ее формирование -  задачей  технологии производства. Организационный момент становится осознанным технологическим фактором производства, чего не было в  ремесленных цехах и  мастерских,  в которых технология (способ) изготовления изделий основана на  традициях,  секретах  мастерства, личной искусности в работе.

Таким образом, технологии производства как элементу системы ТММ  изначально присущ (а в генезисе является определяющим) организационный аспект, отличающий ее от технологии изготовления.

По мере увеличения в производстве доли "овеществленного" труда и уменьшения доли "живого",  т.е. перераспределения производственных функций между человеком и машиной в ходе  научно-технического прогресса, трансформировалось и содержание понятия "технология производства",и роль и значение в ней  организационного аспекта. Примером более позднего технологического решения, основанного на особой форме  организации  рабочих мест, является использование сборочных конвейеров. Свою специфику имеют в этом отношении  крупно- и  мелкосерийные производства, массовое и единичное.

Разложение технологического процесса в мануфактурном производстве на элементарные  операции создало предпосылки  для внедрения рабочих машин, механизации производства, развития средств труда в систему машин. Как известно, в конце XVIII -начале XIX вв. были изобретены и внедрены рабочие машины в текстильном производстве: прядильные машины,  ткацкие станки, то есть Мшт системы ТММ. Эти технологические машины использовали механическую движущую силу, источником которой первоначально были водяные колеса, а затем и паровая машина.

Увеличение объемов производства за счет внедрения  технологических, рабочих машин происходило не только в текстильной промышленности. Массовый характер приобретало оружейное производство, производство блоков бегущего такелажа для флота, производство экипажей и т.д. Паровая машина находила все большее применение в добывающих отраслях в качестве насоса для откачки воды из шахт, а после изобретения универсального парового двигателя в 1784 г. в качестве центрального двигателя в различных отраслях промышленности. И рабочие машины Мшт, и паровая машина (энергетическая машина  - Мэ) требовались сами в массовых количествах, превращались в товар,  который надо  производить, становились изделиями  производства  Мши. На  смену ручному, штучному изготовлению машин  на  основе  использования  ручных орудий труда, инструментов и немногочисленных видов станков приходит новая отрасль промышленности - машиностроение.

Ко второй  половине  XIX в.  в машиностроении формируется парк металлорежущих станков: лоботокарные, токарно-карусельные, фрезерные, строгальные, сверлильные и др.  Совокупность этих станков обеспечивала формообразование деталей  способом  резания. Паросиловые установки позволили механизировать и поднять на новый технический  уровень  технологию  обработки  металлов давлением. Были  созданы  ковочные  молоты, прокатные  станы, прессы, волочильные станы,  на которых производились металлические заготовки,  детали для технологических и энергетических машин, конструкционные  материалы (листы, швеллеры, рельсы, различные профили), а также элементы строительных конструкций и сооружений. Таким образом в развитии системы ТММ можно отметить наличие  обратной связи: формирование производства Мшт для какой-либо отрасли промышленности порождает в отрасли машиностроения систему ТММ, в которой могут использоваться в качестве элементов традиционные Тпр (технология  ковки, волочения, резания) на новой технической и энергетической базе. Универсальный паровой двигатель используется во всех отраслях на этом этапе развития техники, в том числе и в процессе создания системы ТММ для его производства.

Итак, происходит становление системы машинного  производства, технологические процессы всех отраслей промышленности "машинизируются", насыщаются  машинной техникой, т.е. устройствами, принцип действия которых основан на  преобразовании механической энергии в механические движения рабочих органов.

Следующий переломный этап развития системы ТММ связан  с появлением новой отрасли техники - электротехники и  становлением электропромышленности. Причем с самого начала в развитии электротехники наметились два направления: сильноточное и слаботочное. Движение в первом направлении  привело к созданию электроэнергетики и электрификации промышленного производства и быта. Во втором - к развитию техники связи (телеграфия, телефония), эволюционным  путем пришедшей к радиотехнике и проблемам передачи информации  "без  проводов"  на  соответствующих частотах.

Электрификация промышленного производства привела к изменениям во всех элементах системы ТММ. Был осуществлен переход от группового привода технологических машин к  индивидуальному (в 1920-х  гг.), что  открыло принципиально новые возможности организации производственных процессов.  Характеристики электропривода улучшили  режимы работы машиностроительного оборудования, их регулируемость.  Внедрение электрических двигателей, приводов, электромеханических устройств привело к механизации разнообразных технологических операций на труднодоступных  для механического привода участках производственного процесса, что обусловлено легкостью доставки электрической энергии  к  месту потребления. На  заводах создается специальное подразделение - служба главного  электрика,  формируется  соответствующая  заводская инфраструктура.

Но помимо механизации производственных процессов  сложной динамики электрификация создает предпосылки для дистанционного управления технологическими процессами и,  как следующий  шаг, для их автоматизации. Системы   автоматизированного электропривода становятся неотъемлемой частью мощных машинных  комплексов, используемых в доменном,  прокатном, шахтном и других видах оборудования. Новые поколения Мшт в значительной степени характеризуются новыми функциональными возможностями электроприводов, включающих микропроцессорные устройства:  электропривод превращается  в органическую часть исполнительных механизмов.

Наконец, электрификация позволяет  ввести в производство технологические процессы, использующие различные действия электрической энергии: тепловое, химическое, электромагнитное.

Во второй половине XIX в.  появляется электросварка и резка металла. Широкое распространение получает электротермия: в конце XIX в.  зарождается электрометаллургия,  в 1900-х гг. создаются дуговые электропечи.  Варьируются виды нагрева в печах:  дуговой, индукционный, диэлектрический  др.

По мере развития научно-технического прогресса складываются сложные, "сочетанные" технологии, при которых изменение агрегатного состояния, химического состава, макро- и микроструктуры обрабатываемой продукции происходит под  совокупным воздействием термических, механических, электрофизических факторов. Такие технологии используются для получения тугоплавких и редких металлов, выращивания кристаллов.

Примером простейшей сочетанной технологии в машиностроении является  индукционный и контактный нагрев при обработке металлов давлением.  В 1980 г. появляется порошковая металлургия - изготовление  спеченных материалов и деталей,  в 1970-х гг. развиваются импульсные методы формообразования -  электрогидравлика, светогидравлика, штамповка взрывом. Причем новейшие импульсные методы в ряде случаев позволяют  отказаться  от многооперационной технологии.

Можно констатировать, что электрификация машинного производства, основанного на использовании рабочих машин с механическим приводом от парового двигателя,  произвела в нем преобразования, связанные не только с электромеханикой,  но и с внедрением совокупности качественно новых способов  технологического воздействия на предмет производства.

Принципиально важным на этом этапе является становление новой  инфраструктурной отрасли производства - электроэнергетики (системы производства,  передачи и распределения  электроэнергии). Электростанции (гидро-, тепло-, а потом атомные), линии передачи электроэнергии, трансформаторные станции, распределительные сети  - материальные элементы соответствующей техноструктуры. Была создана и соответствующая отрасль  энергетического машиностроения, возникли "ответвления" в строительном деле (гидростроительство), произошли и другие  изменения  в структуре промышленности. Следует отметить, что именно новая энергетическая база производства - электроэнергетика  -  предоставила промышленности   достаточные  количества  энергии и способы ее доставки (энергосистемы) к местам потребления, позволяющие наладить энергоемкие производства новых типов материалов Ми и Мт в алюминиевой, химической промышленности, металлургии.

Развитие слаботочной электротехники также  произвело  существенные изменения  в системе ТММ в производстве, не говоря уже о возникновении таких отраслей, как связь, телекоммуникации и др., направленных на создание систем, обеспечивающих передачу, обработку и прием информации. Технические средства обработки информации становятся объектами исследования, проектирования и производства для этих новых отраслей инфраструктуры.

В то же время их использование расширяется и в самом производстве, в особенности в отраслях промышленности с непрерывными технологическими процессами (химическая,  сахарная  и т.п.), а также в электроэнергетике. Здесь технические средства измерения и контроля, приборы-датчики создаются специально для отслеживания режимов и управления технологическими процессами. Развивается телемеханика, разрабатываются сервомеханизмы. Многообразие измерительных задач, возможных методов  измерения, обработки получаемой информации и регулирующего и управляющего вмешательства в производственный процесс задает новую, особую сферу инженерно-проектировочной деятельности и соответствующую отрасль производства - приборостроение.

Первоначально проблемы управления, а затем и автоматизации производственных и технологических  процессов решались внутри отраслей. По мере расширения элементной, технической базы методов измерений и обработки информации, развития научного задела формируется комплекс приборостроительных отраслей.

С возникновением вычислительной техники, в особенности микропроцессорной, увеличиваются и приобретают качественно новый характер возможности автоматизации производства.

Создание гибких автоматизированных производств, внедрение манипуляторов и роботов являют собой предельный вариант развития производства в направлении автоматизации. Однако следует отметить, что роботизация производства является лишь одним  из вариантов, имеющим серьезные  технико-экономические ограничения. Альтернативой ей в ряде случаев  может служить роторное производство, при  котором упор сделан на организации технологического процесса за счет особой группировки машин: изделие обрабатывается в процессе совместного перемещения с инструментом, т.е. в роторных линиях организуется совмещение функций транспортировки и обработки.

Общей тенденцией современного этапа является системное развитие технологии производства, при котором речь идет об одновременном проектировании и запуске в производство всех  элементов системы ТММ (включая Мшт и Мши).

Итак, достижения всех отраслей производства  по  мере  их развития материализуются, как бы "застывают" в техноструктурах различного масштаба - в инфраструктурных отраслях типа  электроэнергетики или в сложном технологическом оборудовании, в промышленных установках, сооружениях, или в единичных изделиях (локомотиве, например). Производство - динамика техники,  порождение материала,  элементов, фрагментов техноструктур. Техноструктуры как бы "объемлют"  происходящие в них  динамические процессы: технологические - случае Мшт, оборудования;  производственные, отраслевые - в случае энергоснабжения. В самом общем виде можно сказать,  что техноструктуры представляют собой искусственные образования,  в которых преобразования вещества, энергии, информации, осуществляемые  в  технологических  процессах производства, запечатлены в устойчивой, "опредмеченной" форме (т.е. в виде материалов,сооружений,  конструкций, функциональных элементов технических систем).

 


Страница 2 - 2 из 2
Начало | Пред. | 1 2 | След. | Конец | Все

© Все права защищены http://www.portal-slovo.ru

 
 
 
Rambler's Top100

Веб-студия Православные.Ру