Информационные аспекты производственного процесса

Производственный процесс представляет собой целостную совокупность основных, вспомогательных и обслуживающих процессов труда и естественных процессов, которые взаимно связаны между собой и в результате которых исходные материалы превращаются в готовые изделия. Основным исходным материалом являются природные ресурсы (возобновляемые или не возобновляемые). Соответствующий продукт, получаемый в процессе такого производства, представляет собой материальное изделие. Однако на вход производственной системы поступает не только вещество, но также энергия и информация. На ее выходе — преобразованное вещество (продукция и отходы), преобразованная энергия (например, электрическая превращается в тепловую) и перерабатывается информация.

Таким образом, информация также представляет собой производственный ресурс, значение которого поднимается на качественно новый уровень, прежде всего, в том случае, когда целью производственной системы становится производство информационного продукта. В этом случае информационный ресурс является уникальным видом ресурсов (наряду с материальными, энергетическими, трудовыми), который тем быстрее растет, чем больше его используют.

Информационные ресурсы, являющиеся продуктом интеллектуальной деятельности наиболее квалифицированной и творчески активной части трудоспособного населения, увеличиваются во все возрастающих темпах. Тенденции неуклонного перекачивания трудовых ресурсов из сферы материального производства в информационную сферу становятся все более заметными. На рис. 7.1 показаны тенденции в изменении распределения рабочей силы в основных сферах экономики США в XX в. Они наглядно подтверждают вывод о том, что к концу XX в. сложилась ситуация, когда методы рационализации труда, положенные в основу классического менеджмента, исчерпали свои возможности в условиях автоматизации, информатизации, роботизации, компьтеризации производства, что может рассматриваться по синергетической терминологии как одно из проявлений режима с обострением, предшествующего смене управленческих парадигм.^[1]

Рис. 7.1. Распределение рабочей силы в основных сферах экономики США.

в конце XX в.¹:

а — сельское хозяйство; б — промышленность; в — обслуживание; г — информация Деятельность информационного сектора экономики не ограничена сырьем (информацией), рост производительности труда в этом секторе практически неограничен.

Потребности производства информационного продукта в решающей степени способствовали развитию информатики и как научной дисциплины, и как инфраструктуры, охватывающей различные отрасли народного хозяйства, и как предмета общечеловеческой культуры.

Поскольку для производства информационного продукта требуется специфическая совокупность методов и средств обработки информации, то это обстоятельство вызвало к жизни информационные технологии (ИТ).

Информационная технология представляет собой способ информационного производства как совокупность методологических и методических положений, организационных установок, инструментально-технологических средств и т. д., всего того, что регламентирует и поддерживает деятельность людей, вовлеченных в информационное производство на основе применения ЭВМ^[2].

Таким образом, практика промышленного производства обозначила такие виды технологий, как технология по преобразованию вещества и информационные технологии. Однако реальный производственный процесс, особенно процесс производства сложных изделий в условиях их постоянного обновления, включает в себя оба вида технологических процессов, причем включает не в смысле их сложения, а в целостном, системном выражении. Системообразующим фактором в этом случае является взаимная обусловленность, взаимная зависимость развития этих компонентов.

Именно производство является той средой, в которой происходит взаимодействие двух компонентов, которые имеют различную субстанциональную основу и которые сами по себе без определенной среды взаимодействовать не могут.

На рис. 7.2 представлена структура производственного процесса, включающего информационно-технологические компоненты различной природы.

Информационный компонент производственного процесса включает в себя управленческую деятельность в широком смысле: от организационного управления до управления перемещением орудий труда или управления режимом работы. Технологический компонент содержит техникотехнологическое оснащение производственного процесса, охватывающее также достаточно широкий спектр средств: от физического инструментария до правил, рецептов и условий его применения.

Анализ информационного и технологического компонентов показывает, что на уровне производственного процесса между ними нельзя провести четкую границу, и что существует достаточно обширная область пересечения сущностных характеристик обоих компонентов. Эту область представляют информационноемкие технологии (ИЕТ). Таким образом, выделив.

в производственном процессе две сущности, имеющие различную субстанциональную основу — идеальную (информационные процессы) и материальную (физические процессы), можно установить следующие элементы производственного процесса:

• • информационные технологии, в основе которых лежит та часть технологических систем, которые известны под наименованием software («мягкое» изделие);
• • технические средства — hardware («твердое» изделие);
• • информационноемкие технологии.

Рис. 7.2. Информационно-технологическая структура производственного

процесса:

ТТО — технико-технологическое оснащение производственного процесса;

ИТ — информационные технологии; ИЕТ — информационноемкие технологии; ТС — технические средства; СТО — средства технологического оснащения.

Информационноемкие технологии — это совокупность методов воздействия на материальный предмет труда, управление которым (воздействием) требует обработки информации в объемах и темпах, определяющих экономическую целесообразность применения машинной обработки информации.

Различие между информационными и информационноемкими технологиями можно представить следующим образом:

• • ИТ: информация —" технические средства —> информационный продукт;
• • ИЕТ: информация —> технические средства —" материальный продукт.

ИЕТ характеризуются способностью «превращения» информации в производительную работу по созданию материального продукта без прямого участия человека. ИЕТ, интегрируя проблемы управления с задачами создания физических процессов производственного типа, являются органической частью предмета исследований промышленной кибернетики.

Информационноемкие технологии интерпретируют ту часть производственной среды, в которой взаимодействуют информационные и физические компоненты производства. ИЕТ содержат в себе основу для саморазвития, заключающуюся, в частности, в том, что они предполагают проведение исследований способов получения информации о состоянии предметов труда для оптимизации управления средствами труда, что, в свою очередь, стимулирует поиск новых физических принципов воздействия на предмет труда. Это относится прежде всего к комплексной автоматизации производства.

Комплексная автоматизация производства есть система совершенствования производственно-технических отношений на основе научно-технического прогресса.

Промышленная кибернетика является теоретической основой управления автоматизацией производственных процессов. Научно-технический прогресс, экономическая эффективность производства, изменение характера труда, совершенствование отношений людей в процессе производства, экономические последствия технического прогресса — это неразрывно связанные, взаимно обусловленные проблемы, которые не могут решаться изолированно, обособленно друг от друга. Вместе с этим направления комплексной автоматизации в технологическом аспекте могут различаться в зависимости от типа производства, от формы организации производственного процесса.

Технической основой массового производства является поточная линия, а наиболее эффективным средством автоматизации — автоматическая поточная линия. Автоматической линией называется автоматическая система машин, расположенных в технологической последовательности, объединенных средствами транспортировки, управления и автоматически выполняющих комплекс операций. В зависимости от назначения, степени автоматизации и условий работы автоматические линии могут иметь различную структуру и конструктивное исполнение.

Автоматическая станочная линия представляет собой систему автоматически действующих механизмов (станки, транспортеры), обеспечивающих последовательную обработку предметов труда (деталей). В данном случае детали перемещаются так, что создается их определенный транспортный задел между соседними станками. Существуют и другие варианты линий в зависимости от характера транспортировки, типа встроенных в линию станков, их компоновки^[3].

Для определенных видов изделий в массовом производстве успешно применяются автоматические линии из специального оборудования, включающего в себя роторные машины и роторные транспортирующие устройства.

Помимо автоматических роторных линий с жесткой кинематической связью применяются роторные автоматические линии с гибкой связью. В этом случае линия состоит из ряда рабочих роторов со встроенными, т. е. вращающимися вместе с рабочими роторами загрузочными устройствами. Каждый ротор приводится в движение от индивидуального привода. Детали передаются от операции к операции либо с помощью элеваторов, либо с помощью вибролотков, виброподъемников, склизов. Все рабочие роторы не зависят друг от друга, каждый ротор и каждый рабочий орган ротора имеет свой запас заготовок.

Наиболее успешно на автоматических роторных линиях осуществляют формообразующие штамповочные операции (вытяжка, рельефная штамповка и т. д.), сборочные и контрольные операции. Роторная технология продолжает раскрывать свои преимущества для массового производства, и можно ожидать широкое распространение этой технологии, например, в сборочно-монтажном производстве при изготовлении радиоэлектронной аппаратуры.

В мелкосерийном и серийном производстве нашли эффективное применение станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Этому способствовали не только достигаемая на этих станках высокая степень автоматизации, но и возможность быстрой переналадки их на обработку любой детали в пределах технических характеристик станков с ЧПУ.

Следующим этапом в развитии станков с ЧПУ является их оснащение магазинами инструментов и введение устройств автоматизированной смены инструментов, что позволяет значительно сократить время обработки. Автоматизация смены инструмента и деталей, автоматический контроль обрабатываемых деталей свойственны технологическому оборудованию, которое получило название «станки типа обрабатывающий центр». Обрабатывающие центры знаменуют очередную ступень гибкости производственных механизмов.

К системам с числовым управлением предъявляются следующие основные требования:

• • свобода выбора программного обеспечения с хранением выбранной программы в оперативной памяти;
• • возможность сохранить информацию сколь угодно длительное время даже при выключении оборудования;
• • обеспечение требуемой производительности и качества управления (например, формирование сложной траектории с заданной точностью позиционирования исполнительных механизмов).

Важное место в многоплановых задачах комплексной автоматизации производства занимают промышленные роботы. Принципы, реализуемые в станках с ЧПУ, промышленных роботах, обрабатывающих центрах, при их соответствующем развитии находят свое воплощение в гибких производственных системах.

В каждом из рассматриваемых видов средств автоматизации производства воплощаются различные принципы построения технологических машин. Правильная ориентация в этих принципах является одним из определяющих факторов жизнеспособности производства.

В производственном процессе методология построения технологических машин неразрывна с решением задач их организации в производственные системы. Еще Адам Смит отметил, что эффект системных действий группы людей, организованных в коллектив, больше суммы одиночных результатов. Этот эффект он объяснил разделением труда.

Объединение средств технологического оснащения (СТО) в гибких производственных системах из разрозненной совокупности в целостную систему при прежнем количестве СТО повышает эффективность их работы за счет:

• • увеличения загрузки оборудования;
• • повышения производительности на вспомогательных операциях;
• • сокращения времени простоя деталей;
• • экономии времени при перестройке на новую продукцию или на другой режим работы;
• • специализации технологических операций.

Организационный эффект является одним из проявлений фундаментальной закономерности систем: каждая имеет свойства, не сводимые к свойствам составляющих ее элементов.

Организационный эффект предполагает наличие условий для автоматизации управления производством. Это возможно, когда объект управления обладает свойством «управляемости», который должен достигать высокого уровня. Сам по себе субъект управления, каким бы совершенным он ни был, не может эффективно работать, если объект управления (участок, цех) не обладает достаточной управляемостью. Управляемость производственной формации обеспечивается высокой технологической дисциплиной за счет исключения субъективного фактора в организации и выполнения сложного технологического процесса.

Автоматизированные системы управления производством, эффективность которых в нашей стране пока не соответствует возлагавшимся на них надеждам, переживают сейчас второе рождение, обусловленное развитием гибкого автоматизированного производства, характеризующегося явно выраженным свойством «управляемости». Гибкие производственные системы в виде гибких автоматизированных участков и цехов способствуют развитию автоматизированных систем управления (АСУП) на внутрицеховом уровне.

Таким образом, необходимыми условиями кардинального повышения эффективности АСУП являются:

• • наличие совершенного субъекта управления, включая технические и программные средства;
• • управляемость объекта управления, обусловленная комплексной автоматизацией производства;
• • наличие эффективного механизма взаимодействия организационного и технологического управления.

Для мелкосерийного многономенклатурного производства эти условия в полной мере реализуются в гибком автоматизированном производстве. Здесь в качестве объекта управления выступает производственная система (участок, цех и т. п.), а посредством верхнего уровня АСУ ГПС обеспечивается интеграция управления организационными и технологическими процессами. В мелкосерийном производстве ГПС характеризуются высшей степенью автоматизации и одновременно являются низовым информационным уровнем АСУП.

Следовательно, интеграция АСУП и ГПС носит не конгломеративпый характер, она не означает механического суммирования двух автономных систем в современном производстве. Такая интеграция отражает прежде всего две интерпретации одного явления — комплексной автоматизации производства, два подхода к рассмотрению общей проблемы — проблемы управления сложной производственной системой.

В комплексной автоматизации производства существенную роль играет и совершенствование технологических процессов. В силу ряда причин, в том числе и экономических, автоматизация в реальных производственных условиях идет, как правило, поэтапно, т. е. сначала автоматизируется только часть технологического процесса, и это накладывает соответствующие требования на технологию, которую еще не затронула автоматизация. Среди таких требований прежде всего следует отметить требования к технологической дисциплине.

Технологический процесс должен быть настолько определенным, насколько это необходимо и достаточно для того, чтобы исключить возможность его нарушения. Поэтому технологическая дисциплина — это прежде всего продуманность самого техпроцесса, включая и расширение пооперационного контроля. Но расширение пооперационного контроля увеличивает затраты на изготовление продукции, и для того чтобы такой контроль не лег дополнительным грузом на себестоимость, он должен быть максимально автоматизирован. Таким образом, важнейшим направлением автоматизации помимо автоматизации процессов воздействия на предмет труда является автоматизация контрольных операций.

Автоматизация пооперационного контроля гарантирует повышение объективности контроля. В предельном случае автоматизированный пооперационный контроль переходит в автоматический контроль в реальном масштабе времени по отношению к темпу изготовления продукции. Но поскольку контроль — эго часть технологического процесса, получается последовательный логический ряд: технологическая дисциплина —> автоматизация —" технологическая дисциплина —" автоматизация и т. д. Итак, автоматизация (в том числе и автоматизация контроля) и технологическая дисциплина — это настолько связанные понятия, что их разделение может быть только в контексте производственного лексикона, особенно если речь идет о тех случаях, когда технологическая дисциплина определяется в основном субъективным фактором. Ни о какой автоматизации не может быть и речи, если нарушается элементарная технология производства, нет экономической ответственности за плохую организацию труда, за срывы поставок, за плохое качество продукции. Нет смысла автоматизировать хаос.

Таким образом, мы приходим к выводу о неоднозначности последствий автоматизации. Помимо несомненных и доказанных практикой возможностей повышения эффективности производства и эффективности управления организацией, автоматизация заключает в себе и серьезные проблемы, которые следует иметь в виду в условиях ускоренных темпов научно-технического прогресса. Помимо того, что автоматизация является весьма затратным мероприятием, помимо того, что не всегда можно рассчитать экономический эффект от автоматизации, помимо того, что автоматизация может «консервировать хаос» и иногда становится фетишем или модой, она заключает в себе и более опасные проявления, если проводить ее без серьезного научного обоснования. Так, автоматизация (в широком смысле) при определенных обстоятельствах начинает работать сама на себя, а не на организацию, более того, она побуждает организацию работать на автоматизацию, паразитируя на проблемах, а не решая их, что в итоге может составить угрозу существованию организации. Автоматизация не должна становиться самоцелью или способом улучшения имиджа фирмы.

Необходимо также обратить внимание на широко распространенные стереотипы в подходах к техническому прогрессу как к чему-то существующему отдельно от общехозяйственных процессов. Попытки автоматизировать существующие технологии с большими объемами ручных работ, не меняя их в корне, как-то «пристроить» рядом к старой технологии и к старой организации труда современные компьютеры и им подобные средства не только дискредитируют усилия по внедрению научно-технических достижений в производство, но и приводят к резкому снижению эффективности производства. Автоматизация — это не мода и не способ улучшения имиджа фирмы.

Для эффективного использования автоматизированных и автоматических систем необходима разработка новых, адекватных технологий, использующих принципиально новые подходы и в организации производства, и в применении новых физических принципов в техпроцессах. Создание и применение новых технологий, в свою очередь, обеспечивает новый уровень продукции.

• [1] Цымбал В. П. Информатика и индустрия информации. Киев: Высш. шк.; Изд-во Киевского ун-та, 1989.
• [2] 2 Грициенко В. Я., Паншин Б. II. Информационная технология: вопросы развития и применения. — Киев: Паукова думка, 1988.
• [3] Малов А. //., Иванов 10. В. Основы автоматики и автоматизации производственныхпроцессов. М.: Машиностроение, 1974.