Обучающиеся системы с признаками искусственного интеллекта
Гибко программируемые системы с адаптацией и внутренней диагностикой
Комплексно-автоматизированные системы с адаптацией к внешним воздействиям
Автоматизированные системы управления
Полуавтоматическое управление
Уровень автоматизации управления в аппаратуре
Автоматическое управление элементами искусственного интеллекта
Гибкое автоматизированное программируемое управление
Автоматизированные управление с адаптацией к внешним воздействиям и самодиагностикой
Автоматизированные управление отделенными устройствами
Полуавтоматическое и ручное управление
К
О
Н
С
Т
Р
У
К
Т
И
В
Н
Ы
Е
Средства вычислительной техники
Супер ЭВМ, многосистемные сети
Микропроцессоры, микроЭВМ (программируемые контроллеры) встроенные локальные сети
Мини ЭВМ (периферийные) локальные сети
ЭВМ второго поколения (центральные), многопроцессорные системы
Устройство функциональной электроники
(интеграция функции в объеме)
Функциональные системы на принципах бионики
Многофункциональные устройства
Функциональные устройства
Изделия ЭТ
(степень интеграции
Интегральные схемы
Интегральные схемы (105 — 106 )
Интегральные схемы (104 )
Интегральные схемы (102 — 103)
Дискретные элементы
Т
Е
Х
Н
О
Л
О
Г
И
Ч
Е
С
К
И
Е
Технология создания программного продукта
Обучающиеся системы программирования
Системы программирования на едином языке высокого уровня
Автоматизированная технология программирования с применением языков высокого уровня
Пакетное программирование с применением языков высокого уровня
Программирование в машинных кодах с применением алгоритмических языков
Оборудование и системы проектирования, производства и контроля изделий
Обучающиеся системы проектирования, производства и контроля
Интегрированные системы проектирования, производства и контроля
Системы автоматизированного проектирования, производства и контроля
Оборудование для автоматизации отдельных операций проектирования, производства и контроля
Полуавтоматическое управление
n = С + In (N + 1)= ln ec (N+ 1 ),
где С = 0,5772... (постоянная Эйлера); е = 2,7182... (основание натуральных логарифмов).
Исходные и производные элементы технической устройства (Ni) распределены по иерархическим уровням экспоненциально:
Ni = еn-i,
где i = 1,2, ... n — номер иерархического уровня структуры (за первый принят низший уровень иерархии).
Среднее количество информации qi, которое содержит каждый элемент устройства i — го иерархического уровня представлено экспоненциальной зависимостью
qi = еi-1.
Из двух последних соотношений определяется среднее количество информации технического устройства
w =qi Ni. = еn-1, = Ni = const.
Количество информации, которое содержит каждый элемент устройства, есть информационная емкость элемента. Она образует в информационном потоке зоны, общее количество которых определяется выражением
Информационные возможности человеческого мозга ограничены. Они определяются следующими предельными значениями: n = 7,6; w = 735; т = 54. Это значит, что человек может сконструировать устройство, состоящее не более чем из 735 неизоморфных (неодинаковых по форме) исходных элементов, между которыми связи установлены локально и не более чем по 54 существенным параметрам.
Сложность реализованной при этом информации не превышает седьмого уровня.
Устройство с информационными характеристиками, не превышающими указанных предельных значений, есть техническое устройство; при больших значениях — получим техническую систему.
Вединстве с количественными параметрами качественные характеристики ТС по сравнению с техническими устройствами отражают более сложный уровень организации и функционирования. ТС создаются необособленно друг от друга, а разрабатываются как целостность с присущими данной системе структурными и функциональными связями, иерархичностью этих связей. Правомерно поставить вопрос: какими методами и средствами исследуются качественные особенности ТС? Это путь системного анализа, адекватный их природе, требующий самостоятельной и соответствующей методологической и теоретической системного подхода, системотехники и общей теории систем. При исследовании и разработке ТС происходит интеграция естественно-научных, технических и социальных знаний. Причем «фронт» их применения, особенно социальных знаний, становится шире и глубже, значение повышается. Если при разработке технических устройств учитывается стабильность их характеристик или устойчивость, то создание ТС отличается обязательным учетом многообразных случайных воздействий. О практическом использовании технических устройств начинают говорить после этапа их проектирования. Для применения же ТС необходимы предварительные теоретические исследования, результаты которых могут пополнять арсеналы научных знаний, стимулировать их развитие. Проведение теоретико-практических разработок ТС ограничено по времени и требует быстрых темпов. Замена существующих ТС принципиально новыми системами начинается до исчерпания их физико-химических и технических возможностей. Стадия усовершенствования ТС может быть сокращена или исключена совсем, если наука открыла новый принцип, позволяющий создать более качественную и эффективную систему. Если при создании технических устройств производственным элементом, как правило является завод, то ведущей формой организации производства современных ТС становится научно-производственное объединение.
Итак, понятие «система» стало ключевым в современной научно-технической деятельности. Начатое с середины XX в. активное развитие системного подхода выражает ныне одну из главных особенностей научного познания. Будучи методологическим направлением в науке основная задача которого заключается в разработке методов исследования и конструирования сложноорганизованных объектов (систем), этот подход стал историческим этапом в развитии методологии и методики исследовательской, конструкторской, технологической деятельности, способов и приемов объяснения и описания сущности естественных и искусственно создаваемых объектов. В его арсенале — методы выработки, принятия и обоснования решений при создании и управлении техническими, человеко-машинными, социальными системами. Теории, а также практике небезразлично, как их изучают, проектируют, строят, эксплуатируют и т.д. Подход к ним (методологическая направленность) и анализ (совокупность методов и средств) адекватны природе системных объектов. В условиях развертывания и углубления научно-технической революции происходит дальнейшее развитие системного подхода. Сама НТР выступает как сложное развивающееся системное явление, в котором и наука, и техника, и производство обладают свойствами системности. И в науке, и в технике, и в технологии оно формировалось исторически постепенно, в соответствии с их структурными функциональными особенностями.
Итак, анализ истории техники показывает, что становление ТС выступает как прогрессивное направление развития техники. Формирование принципов системности происходит в структурном и функциональном плане, в их взаимодействии и единстве. Оно охватывает всю технику, ее субстратную и субстанционную основу, конструкции и функции. Становление системности характерно не только развитию техники, но и производству, и науке, и образованию. Эта тенденция в полной мере проявляет себя в становлении и функционировании системы наука — техника — производство — образование, раскрывающей структуру и направленность современного научно-технического прогресса.
1.2.6. Развитие технических систем как объект исследования,
оценки и управления
Исследование развития ТС, его оценка и управление имеют два взаимосвязанных объектных основания. Первое — внутренние количественные и качественные изменения в элементах ТС, структуре и функциях, а также в субстратно-субстанциональной основе систем. Второе — внешние изменения как результат взаимодействия с общественными явлениями. Такое раздвоение рассматриваемого целостного объекта имеет методологический смысл, ибо дает возможность выявить предметные особенности и целевую направленность научно-технический и производственной деятельности по созданию систем. Именно в процессе этой созидательной деятельности развивается ТС. Если рассматривать относительную самостоятельность развития, то оно предстанет как исторический процесс. Теперь это не входит в нашу задачу потому, что здесь развитие ТС рассматривается как объект и результат, как предмет и цель деятельности — исследовательской, оценочной и управленческой, т.е. созидательной деятельности. ТС представляет собой результат многоэтапного превращения природных объектов, существующих независимо от целеполагающей деятельности человека («первая объективная реальность»), в социальную форму бытия материи («вторая объективная реальность»), т.е. в искусственные материальные образования, становящиеся средством человеческой деятельности, направленной на удовлетворение общественных потребностей. Мир техники, мир в виде, например, преобразованных технических систем становится общим показателем уровня отношения человека к природе и тех общественных отношений, при которых совершается данная предметная деятельность. ТС входят в качестве вещественного компонента в производительные силы общества. Поэтому развитие их производственных функций и характер использования определяются диалектикой взаимодействия производительных сил и производственных отношений. Нас же интересуют внутренние особенности целенаправленного развития элементов, структуры, функционирования ТС, которое совершается в процессе преобразования природного в социальное. Не дифференцируя, можно сказать, что в целом это и есть объект технических наук как особого вида научной деятельности, продуцирующей технические знания, конструкторские и технологические разработки, проекты, соответствующую документацию. Применение технических наук потребовало новых организационных форм при значительном расширении предметной структуры исследовательского процесса на основе интеграции с ними естественных и общественных наук. Понадобились принципиально новые профессии исследователей, проектировщиков, эксплуатационников.
В самом общем виде моменты развития ТС прослеживаются в следующих стадиях: теоретическое описание не только технико-экономической, но и социальной функции ТС, обусловленной объективными общественными условиями и потребностями; разработка методов и программ научной и проектно-конструкторской деятельности по созданию системы; формирование теоретической модели ТС, способной реализовывать технико-экономическую и социальную функцию; создание и внедрение ТС, в ходе которого она становится средством труда, включается в вещественный состав производительных сил; получение общественного результата от применения ТС, оценка ее влияния на всю совокупность общественных явлений и корректировка на этой основе создания ТС.
Развитие ТС выступает настолько важным социальным явлением, что их разработка невозможна без организации действенной взаимосвязи науки и техники, включающей в себя целый комплекс наук естественно-технических, экономических, инженерную психологию, техническую эстетику, эргономику, экологию и другие. От взаимодействия технических и экономических наук зависит разработка технико-эксплуатационных показателей. Конкретно-экономические науки (экономика промышленности, экономика отдельных областей, экономическая статистика) формируют экономические показатели систем. Еще более значителен ряд взаимодействующих наук, которые обеспечивают социальные критерии развития ТС. В условиях развертывающейся НТР интенсифицируется обмен вещества и энергии между обществом и природой, что требует разработки и применения научно обоснованного регулирования природопользования и охранительных мер. Прогресс ТС неразрывно связан с мероприятиями по дальнейшему совершенствованию здравоохранения. Наконец, есть немало проблем развития ТС, которые требуют социально-психологических решений. Поэтому экологические и социальные показатели ТС могут быть выделены на основе тесных контактов между естественно-техническими, сельскохозяйственными, медицинскими и общественными науками.
Определяющей для развития ТС проблемой, возникающей в процессе созидательной деятельности, что требует взаимодействия технических наук с общественными науками, является определение критерия прогрессивности и социально-экономической целесообразности разработки ТС. Попытки ограничиться чисто техническими критериями несостоятельны, так же как и нельзя свести дело только к экономической эффективности создания новых ТС. На окончательное решение воздействуют не только экономические, но и другие социальные факторы. Значение их может быть настолько велико, что выбор технического варианта окажется менее выгодным с сегодняшней или даже с завтрашней экономической точки зрения.
Научное решение вопроса о том, насколько прогрессивна создаваемая ТС, получает обоснование совокупностью многих социальных параметров (экономических, эргономических, эстетических, экологических и пр.). Между тем в технической и экономической литературе широко распространены характеристики ТС, определяющие их превосходство перед другими в одном каком-либо отношении. Причем чаще всего определение степени совершенства той или иной ТС сводится к экономическому критерию, к учету ее себестоимости и цены при различных параметрах. Так, уровень экономической эффективности нового технического объекта определяет меру его совершенства. Момент развития ТС фиксируется такой оценкой. Однако понятия совершенства ТС и ее экономичности не совпадают. Для научной оценки требуется количественное определение меры их совершенства. Методика системных оценок, исключающих односторонность, пока не разработана. Как выделить параметры развития ТС, как их измерить и оценить — эти вопросы выдвигаются в ранг наиболее актуальных и общеметодологических для технических наук. Необходима и общетеоретическая база, формируемая на основе соответствующих идей общей теории систем, системотехники, конструктологии и других дисциплин. Развитие современных ТС становится объектом, как правило, системных исследований оценок и собственно объектом оценки. Оно осуществляется во времени и придает ему направленность, необратимость, и еще — периодичность развития ТС в процессе созидательной деятельности, а именно: вначале теоретические и прикладные исследования, затем разработка, освоение и применение новой научно-технической идеи, далее — совершенствование технико-экономических и социальных параметров создаваемой ТС до того момента, когда наступит время замены ее на качественно новую, более эффективную. Этот временной период есть жизненный цикл системы. Каждый этот этап относительно самостоятельный, имеет качественную определенность, значит — особенности функционального характера, выполняет специфическую роль в создании ТС. Существенной особенностью функционирования цикла является его наукизация. Наука, во-первых, генерирует созидательные идеи, и, во-вторых, продолжает выступать (такова объективная функция науки) основой превращения «процесса производства из простого процесса труда в научный процесс» (Маркс К. Экономические рукописи 1857—1859 гг. // Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 46. С. 618). Поэтому необходимость управления развитием ТС, техники в целом есть следствие объективной закономерной тенденции становления такого производства, которое К. Маркс назвал «экспериментальной наукой, материально-творческой» и «предметно воплощающейся наукой» (там же, с. 221). Научные открытия и новые концепции наряду с фундаментальными исследованиями служат сегодня источником возникновения и развития не только прогрессивных научных направлений, новых поколений ТС, но и целых отраслей индустрии, средством повышения научно-технического уровня всего производства.
Объектами управления в этом отношении становятся темпы развития научно-технических исследований и разработок по сравнению с производством, темпы роста численности научных сотрудников, расходов на науку и увеличение ее вклада в создание современной техники, пути и способы разрешения противоречия между потребностями производства и реализацией научно-технических достижений. Прогресс науки и техники, рост потенциальных возможностей повышения эффективности производства значительно обгоняют экономические возможности этой реализации. Почему не все значительные научные достижения находят применение в производстве? В связи с этим одной из важнейших задач управления является выбор перспективных направлений развития ТС в целях концентрации научных сил для решения главных проблем, от чего зависит ускорение темпов создания ТС. В сферу управления входят развитие материально-технической базы научно-исследовательских и опытно-конструкторских организаций, усиление заинтересованности и ответственности их коллективов и работников, выполняющих функции управления с большей эффективностью их деятельности. Исследования сосредотачиваются на решении ключевых методологических, научно-технических и организационных вопросов разработки ТС, предметно — на открытиях и изобретениях, способных внести подлинно революционные изменения в производство, с тем чтобы в ближайшие годы обеспечить создание систем, отвечающих по своим показателям лучшим мировым образцам, внедрить прогрессивные технологические процессы и на этой основе существенно повысить производительность труда.
Проектирование ТС как объект управления занимает особо важное место в проработке ТС. Документация (проектно-конструкторская и технологическая, организационные схемы, графики выпуска ТС или освоение технологических процессов, заводские и отраслевые стандарты и др.) необходима для организации производства. Проводится тщательная экспертиза, устанавливающая соответствие созданных опытных образцов мировому уровню НТП. Выявляется технико-экономическая оптимальность ТС (максимально возможное использование унифицированных конструкций, узлов и деталей, положительно зарекомендовавших себя на практике, высокий уровень стандартизации, применение прогрессивных технологических процессов и методов организации проектирования). Здесь происходят качественное превращение научных знаний, овеществление их в конкретных видах ТС. Техническое освоение фундаментальных и прикладных знаний требует решения целого ряда проблем не только научно-технического, но также социально-экономического и организационного характера.
Объектом управления является и производство — один из важнейших этапов процесса создания ТС. Через него осуществляется целенаправленное воздействие на предшествующие производству этапы проектирования, прикладных и фундаментальных исследований. Именно на этапе производственного освоения ТС выявляется эффективность научных идей и их технической реализации. Принятие управленческих решений предполагает всесторонний учет особенностей современного производства, и прежде всего динамичность, необходимость его непрерывного совершенствования, приводящего к своевременному обновлению материально-технической базы, технологии и организации производства. Это, в свою очередь, оказывается возможным при условии постоянного поиска мобильных технических средств и таких методов организации, которые обеспечивают быструю переориентацию производства и подготовку к изготовлению новых ТС.
Управление развитием ТС происходит в условиях ограничения экстенсивного роста производства и перехода к всесторонней интенсификации производства, улучшению использования функционирующих основных производственных фондов и увеличению доли выпуска продукции за счет роста производительности труда. Как бы ни были сложны современные ТС, научно-технические решения, обеспечивающие экономное расходование ресурсов при их создании, имеются во всех отраслях народного хозяйства. Это опыт, во-первых, создания и накопления принципиально новых средств труда, во-вторых — технического перевооружения и реконструкции действующих предприятий на базе выпускаемых ТС.
В сложном, многогранном и дорогостоящем процессе создания ТС участвуют большие коллективы, число организаций-участников может достигать нескольких десятков и даже сотен. Стоимость разработок и испытаний очень велика и непрерывно возрастает. Разработка ТС идет по определенному графику, с тем чтобы они поступали в эксплуатацию в назначенный срок. Плохая организация затягивает сроки и чрезмерно, неоправданно увеличивает затраты. Все эти вопросы сплетаются в один общий узел и могут быть решены только с помощью очень совершенной организации коллективного труда.
Однако даже оптимальная организация не исчерпывает всех проблем, возникающих при создании ТС. Управление призвано увязать сопряженные в единый макрокомплекс сложные системы. Первая — сама техническая система («металл», как обычно говорят специалисты), вторая — множество научных, конструкторских, производственных организаций, образующих проектно-технологический комплекс, и третья — создание и эксплуатация комплекса (системы), начиная от формирования тактико-технических требований к нему и кончая ликвидацией наступающей после физического или морального устаревания. Всем указанным системам свойственны характерные особенности: большое число разнородных компонентов и этапов, тесные взаимосвязи между ними, иерархическая структура, исключительно большая роль управления. Организация макросистемы и управление ею воздействуют не на одну, а на все сопряженные системы, обеспечивая достижение поставленной цели. Она заключается в том, чтобы создать высокоэффективную ТС в установленный заданием срок (лучше сократив его) при минимальных трудовых, материальных и финансовых затратах. При реализации этой цели возникает много препятствий. По тем или иным причинам не удается добиться выполнения всей связанной суммы требований, часто противоречащих друг другу, либо же сроки выполнения отдельных этапов работ начинают растягиваться. Причины могут содержаться в изъянах других сопряженных систем. Это недоработки, дефекты проектирования или же недостатки в организациях, создающих эту систему. Они могут быть вызваны и проблемами планирования, отсутствием какого-либо этапа. Поэтому вырабатывая стратегию и тактику управления, нельзя отрывать эти системы друг от друга. Планирование призвано устранить эти препятствия, помехи и случайности и включает в необходимый арсенал средств воздействия на многозвенный процесс создания ТС (в частности, разделение на определенные этапы разработки, четкое планирование каждого звена, этапа и компонента, концентрацию усилий на важнейших, критических участках, автоматизацию работ, моральные и материальные стимулы). Поэтому именно развитие ТС становится объектом управления.
Задачи управления развитием ТС, практически решаемые или в связи с некоторыми обстоятельствами пока не решаемые, можно классифицировать по функциональному критерию. К функциям управления относятся планирование (прогнозирование), организация, регулирование, учет и контроль.
Планированию принадлежит решающее значение, ибо выработка плана предполагает выбор направлений развития ТС, определение состава и последовательности работ, обоснованный отбор средств для реализации путей развития, выбор и расчет значений показателей развития ТС, определение многочисленных связей, массивов и потоков информации. В результате планирования появляется определенный вариант. Если нет вариантов, то не будет выбора. Но варианты не существуют сами по себе, вне отношения к задаче или цели, которую предстоит достичь. Если решается задача выбора из имеющихся вариантов, то альтернативами являются уже существующие виды и типы ТС с перечнями характеристик, технико-экономических данных и других сведений, дающих возможность оценивать их эффективность. Для управления в будущем эта информация отсутствует, ее заменяют данные прогнозных оценок как о перспективных видах и типах ТС, так и об их количественных характеристиках. То есть для того чтобы выбирать, надо определить, из чего выбирать, оценить возможный качественный и количественный эскизный вариант будущего развития. Как видим, вопросы оценки управления тесно связаны и взаимообусловлены.
Организация служит целям формирования рациональной структуры созидательной деятельности подразделений, занятых разработкой ТС. Функция организации, выраженная в категории целевого управления, дает возможность определить содержание и характер организационных связей в этой структуре, их роль, месторасположение и «выходы» к смежным структурам. Однако это — только структурный аспект исследования, характеризующий в большей мере организацию как статистику системы. Поскольку организация представляет собой структурное состояние элементов, а значит, их взаимосвязь, то в ней уже содержатся взаимозависимость, взаимовлияние элементов, т. е. динамическое их состояние. Значит, функционально организация выступает как процесс, например, мобилизации имеющихся ресурсов и резервов, их балансирования и перераспределения для достижения созидательной цели. Организация как деятельность (вместе с тем и ее результат) в форме тех или иных связей, регламентированных процессов решения задач, собственно структурных звеньев охватывает деятельность отдельных работников и производственных коллективов.
Регулирование предполагает координирование и стимулирование действий коллективов в разработке вопросов, связанных с развитием ТС. Оно учитывает так называемые возмущающие воздействия внешней среды. Тогда достигается такая деятельность, в которой выравниваются все отклонения выхода системы от заданного значения этого состояния. Координирование обеспечивает согласованную работу коллективов и отдельных исполнителей, занятых в данной сфере деятельности. Стимулирование призвано создавать и поддерживать непрерывную заинтересованность персонала в решении поставленных перед ним производственных и других задач, связанных с обеспечением результативности развития ТС.
Учет и контроль в управлении осуществляются по двум направлениям оценки: действий исполнителей и подразделений по реализации задач, связанных с созданием ТС; функционирования и развития систем (комплексов).
Как бы ни были конкретны и целенаправленны те или иные руководящие указания, четкими — организация и регулирование хода их выполнения, тем не менее задача не может считаться выполненной без соответствующей оценки действий исполнителей.
Учет и оперативный контроль созидательной деятельности ведутся в целях анализа этого процесса и выявления недостатков и резервов оптимизации каждого этапа жизненного цикла ТС, устранения недостатков, обеспечения необходимой информацией.
В табл. 1.7 приведен фрагмент классификации задач управления развитием ТС. Группировка задач по стадиям жизненного цикла дает возможность анализировать состояние и принимать целенаправленные решения по отдельным стадиям развития ТС, проектировать (моделировать) на этой основе особые организационные блоки (службы, отделы, цеха), характеризующиеся общностью выполняемых ими работ по направления развития ТС и обеспечивать предпосылки для системного управления. Требования системного подхода вызывают необходимость дальнейшего расширения представлений о фактических масштабах и содержании развития ТС и возникающих в этой связи новых проблем управления.
Итак, будучи объективной закономерностью технического прогресса, развитие ТС рассматривается в триедином плане: исследование особенностей, перспективных направлений технического прогресса, оценка соответствующих перспектив и управление развитием техники. Развитие ТС, в свою очередь, также нуждается в оценке, чтобы раскрыть реальные возможности его оптимизации.
Почему я выбрал профессую экономиста
Почему одни успешнее, чем другие
Периферийные устройства ЭВМ
Нейроглия (или проще глия, глиальные клетки)
Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника
