CC BY
5
Г. Дженкинс; пер. с англ. А. Л. Левшина, под ред. В. Ф. Писаренко. - М.: Мир, 1974. - 406 с.
5. Васильев, К. К. Методы фильтрации многомерных случайных полей / К. К. Васильев, В. Р. Крашенинников. - Саратов : Изд-во Са-рат. ун-та, 1990. - 128 с.
6. US Patent No. 6868276 В2. Method and Apparatus for Estimating Carrier Frequency Offset and Fading Rate Using Autoregressive Channel Modeling. Issued Mar.15,2005.
7. Смирнов, Д. В. Анализ эффективности алгоритмов оценивания параметров канала связи с помощью фильтра Калмана с использованием
пилот-сигналов посредством имитационного моделирования / Д. В. Смирнов, М. Н. Служивый Н Труды РНТОРЭС им. А. С. Попова. Серия: Научная сессия, посвященная Дню радио. Вып.
ЬХШ. - М, 2008. - С.399-401.
Служивый Максим Николаевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Телекоммуникации» УлГТУ. Имеет научные работы в области статистической теории связи.
УДК 004:621.058.013.8 А. Ф. ШИРЯЛКИН
КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ СОЗДАНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СРЕД В РАМКАХ ТЕОРИИ ТЕХНОЭВОЛЮЦИИ
Рассмотрены концептуальные аспекты создания эффективных производственных сред в рамках теории техноэволюции как основания для повышения её качества. Комплект документации на изготовление конкретной единичной детали рассматривается как техноген-единица наследственного материала, ответственного за формирование каких-либо признаков, определяющих фенотип-изделие. Обосновывается необходимость многоуровневой структуры качества объекта, основополагающим элементом которой является качество классификации деталей
Ключевые слова: техноэволюция, теория техноценозов, информационный отбор, документ, генотип, фенотип, техноген, детали изделий основного производства, классификация и кодирование деталей, классификаторы.
Существующая в мире техники техноэволюция, согласно теории техноценозов Б. И. Кудрина, повторяет черты биологической эволюции на качественно ином уровне, с отличиями, вытекающими из определения документа. По его определению научная основа техноэволюции - технетика - «наука об общих законах развития технической реальности {техники, технологии, материала, продукции, отходов) и принципах создания изделий и их сообществ» [1].
Заметим, что указанные понятия образуют целостный и полный набор внешне непересекающихся категорий, составляющих исходную базу для развития иерархической системы понятий, в том числе терминологического аппарата жизненного цикла продукции (ЖЦП) [2]. Эти категории, в целом общие в технике, при протекании процессов ЖЦП могут специфично разви-
© Ширялкин А. Ф., 2009
ваться конкретных её областях, в том числе и в области машиностроения. При этом информация об изделии в ходе этих процессов проходит различные стадии информационного отбора, подвергаясь воздействию ряда принципов и закономерностей [1], ведущим из которых является принцип наименьшего действия (принцип Окама).
Эти процессы могут протекать на различных этапах ЖЦП. На этапе маркетинга изучаются требования заказчика продукции, отбираются необходимые аналоги продукции и общие требования к ней. На этапе проектирования документально разрабатывается продукция, отвечающая всем требованиям потребителя, производится подготовка производства изделия (НИР, конструкторская, технологическая, организационная), отражая определённые особенности хода техноэволюции производственного процесса в машиностроении.
В рамках конструкторской подготовки разрабатываются общий вид, сборочные чертежи и
деталировка, подетальные спецификации изделия, отрабатываются технические условия на его изготовления. Технологическая подготовка производства имеет своей целью создание технологических процессов на обработку, сборку и испытания изделия. Например, при проектировании технологических процессов обработки детали производится отбор элементов технологической системы (материал, оборудование, инструмент, приспособление). При этом образуется карта технологического процесса, документ -отобранная информация, согласованная и утверждённая установленным образом, закреплённая на соответствующем носителе.
Полный комплект конструкторских, технологических и организационно-экономических документов на изделие, прошедших информационный и документальный отбор, который упорядочивает и закрепляет полный комплекс качественных и количественных признаков производственной среды, становится его генотипом -системой взаимосвязанных единиц документированной информации, отвечающих за структуру и конкретное наполнение самого изделия. Таким образом, документальный генотип закрепляет информационную структуру производственной среды, определяя направления в динамике организационных потоков дальнейшего жизненного цикла, т. е. её технологию. Заметим также, что изначальной информационной основой подавляющего большинства документов вышеуказанного комплекта, структурирующего производственную среду, служат детали изделий основного производства.
Следующим этапом ЖЦП становится материально-техническое снабжение, отбирающее вещественные элементы технологической системы для осуществления процесса производства: материала, станочного оборудования, инструмента и приспособлений для поставки на предприятие.
Начальным вещественным проявлением воздействия отобранной информации на технологический процесс по изготовлению продукции в машиностроении является категория материала. Заметим, что материал может являться результатом деятельности нескольких отраслей промышленности: добывающей, металлургической, химической и др. При этом современные машиностроительные материалы подразделяются на четыре основные группы: металлы и сплавы; минерально-силикатные; полимерные (синтетические и природные); композиционные (композитные).
Материал машиностроительное предприятие получает от различных специализированных
предприятий различных отраслей. Самый значительный объём материала - металл, предприятие заказывает у металлургических заводов в виде различных полуфабрикатов и полуфабрикатных изделий общего назначения: сортового проката, проволоки и проволочных изделий, листа, труб, прессованных профилей, биметаллов. Эти полуфабрикаты перерабатываются в заготовительных цехах, из них получают заготовки, которые впоследствии преобразуют в детали. При этом информационное качество материала детали определяется системной триадой [4], составляющей некоторую совокупность качеств материала полуфабриката и заготовки (рис. 1).
Материал детали
полуфабриката заготовки
Рис. 1. Системная триада синтеза информации
о материале
Отдельные виды металлоизделий поставляются на машиностроительное предприятие в виде самостоятельных заготовок, это чугунные и стальные отливки, стальные кузнечные заготовки; поковки и штамповки.
Под технической категорией техники, эксплуатируемой в технологическом пространстве основного машиностроительного производства, предполагаются определённые, исторически устоявшиеся виды оборудования и оснастки. Эта предназначенная для изготовления требуемой продукции техника присутствует в производственной среде в виде станков, приспособлений и инструмента, взаимодействующих между собой в составе элементов некоторой технологической системы. Совместно с материалом эта система представляет многоуровневую и многомерную систему, предназначенную для материализации требуемого изделия.
Внешне проявленное, материализованное в процессе изготовления изделие, как совокупность всех реализованных признаков генотипа, становится его (изделия) фенотипом, который складывается в результате взаимодействия генотипа с конкретными условиями производственной среды в процессе техноэволюции. В то же время с появлением фенотипа можно говорить о появлении категории продукции, которая
получается в результате реализации этапа «производство» Статус «готовая» продукция получает после её отбора в результате реализации этапа окончательного контроля. Этап упаковки и хранения является последним в предпродажной подготовке, иногда он может и отсутствовать. Остальные четыре этапа, включая реализацию и распределение продукции и следующие за ним, обычно осуществляются за пределами предприятий в сферах обращения и потребления. Результатом последнего этапа - утилизации, предваряемого отбором изделий, отработавших свой ресурс, является появление отходов. Заметим, что отходы могут являться побочными итогами деятельности предприятия на многих этапах ЖЦП, особенно этапе производства. Поэтому вопросы утилизации и переработки отходов для многих машиностроительных предприятий являются одной из главных проблем.
Таким образом, мы можем говорить о некотором вещественном отборе, представляющем конечную часть отбора информационного, являющегося, по большей части, документально оформленным в рамках производственной структуры конкретного предприятия (техноценоза).
Существенную и наиболее сложную часть функций производственной среды (до 60% технологического цикла) представляет обрабатывающее производство, связанное с обработкой деталей машин. Таким образом, сведения по изготовлению деталей являются самой важной, основополагающей частью информации, функционирующей в машиностроительной производственной среде.
Тогда комплект документации на изготовление конкретной единичной детали следует рассматривать как ген, точнее техноген, - единицу наследственного материала, ответственного за формирование каких-либо признаков, определяющих фенотип-изделие (например, признаков материала, признаков оборудования). Нетрудно заметить, что роль этого техногена как источника базовой информации в производственном пространстве предприятия - управление процессом изготовления детали и всего изделия, частью которого является управление его качеством. При этом важными критериями качества системы управления являются её оперативность и гибкость, что делает необходимым решение её задач в реальном режиме времени. Последнее во многом определяется целостностью и компактностью системы техногенов, качество которой, как элемента качества технической документации, зависит от качества взаимосвязи техногена данной детали с другими техногенами производственной информации. Такая целостная и ком-
пактная взаимосвязь осуществляется в техпоге-номе информации о деталях, которым в производственном пространстве предприятия (техно-ценоза) может являться их правильно построенная классификационная система. Последняя, на генетическом уровне, отвечая за процесс рождения (изготовления) изделия, определяет и его качество, и качество этой процедуры рождения (производственный процесс). От этого в свою очередь исходит не только качество изделий-фенотипов, но и уровни гибкости и оперативности производственных процессов, и в целом, эффективность управления всей производственной системой предприятия.
С одной стороны, качество классификационной системы зависит от степени приближения к естественному типу, т. е., насколько её признаки существенны на каждом её системно-информационном уровне и насколько структура этих признаков адекватна рассматриваемой производственной системе. С другой стороны, существует ряд критериев естественности классификаций [7]. Например, согласно критерию Уэвелла-Любищева [8], «... естественной системой следует называть такую, где количество свойств объекта, поставленного в функциональную связь с его положением в системе, является максимальным».
На современном её этапе всё явственнее проявляется тенденция внедрения классификационных структур не только в виде общероссийских классификаторов, но и как средства упорядочения конкретной производственной информации. Этот процесс особенно характерен для разработки сложных комплексных информационных систем, например качественной терминологии в рамках онтологий [4].
Заметим также, что разработка онтологий достаточно сложная и ёмкая задача. Набольшую трудность в этом аспекте является разработка качественной классификационной системы (КС) информации об объектах, адекватной конкретной области рассмотрения. При этом необходимо, чтобы классификация максимально приближалась к естественному типу. Классификацию называют естественной, если она опирается на существенные свойства, необходимые и достаточные для идентификации объектов, а её логика построения соответствует структуре этих объектов [5,9].
Таким образом, для получения классификации высокого качества необходимо построить её так, чтобы она максимально чётко отражала все объекты в рассматриваемой области, их отношения и происходящие в этой области процессы, связывая эти компоненты максимально естественным образом. Только в этом случае
классификация может выражать элементы структуры в порядке, который существует в отражаемом ею мире, представляющем область человеческой деятельности, из которого выделены объекты классификации (стандартизации).
Так как увеличение разнообразия объектов в ходе их техноэволюции - процесс объективный [1], необходимы методы его снижения. Наиболее употребляемые специальные методы снижения разнообразия объектов в рамках стандартизации— их унификация и типизация. Качество унификации, как и качество типизации, при достаточной величине номенклатуры деталей напрямую связано с качеством классификатора, с помощью которого проводятся обе указанные работы, а также в целом от качества проведения работ по классификации и кодированию деталей.
Наиболее совершенной, в признаковом отношении системой, обладающей обширным и отработанным составом признаков, адаптированных к отечественному машиностроению, и сравнительно развитой терминологией, является классификатор ЕСКД и связанный с ним технологический классификатор деталей (ТКД) [6-8]. Последний совместно с ЕСКД предназначен для решения технологических задач. Однако исследования [3], проведённые на предмет его применения как основы для создания автоматизированной системы технической подготовки и управления производством, показали ряд недостатков, в том числе недостаточную информативность и наличие разнокодировапия. Кроме того, этот классификатор, к сожалению, не приспособлен для простого дополнения из-за жёсткости большей части структуры и несоответствия типов признаков для деталей разных классов в классификационных группировках одного уровня. Поэтому актуальность применения новых качественных классификационных моделей не вызывает сомнений. Таким образом, в реальном производстве возникает необходимость классификатора, обладающего более объёмной и упорядоченной структурой, чем структура классификатора ЕСКД.
Также мы можем говорить о необходимости многоуровневой структуры качества объекта, основополагающим элементом которой является качество классификации деталей. Учитывая высокую сложность информации о деталях, а также необходимость рассмотрения всей их (деталей) номенклатуры в реальном времени, применение указанных методов представляет сложный процесс, качественно выполнимый только с помощью серьёзной компьютерной поддержки и применения методов классификации. Поэтому для дости-
жения приемлемой оперативности процесса необходимо, чтобы эта работа на предприятии проходила в рамках некоторой автоматизированной системы технической подготовки производства.
Процесс формирования КС естественного типа, устанавливающей в ходе выполнения технической подготовки машиностроительного производства оптимальное (максимальное) количество существенных свойств, адекватных указанной производственной системе, рассматривается в рамках концепции классификационно-эволюционного подхода [3].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Кудрин, Б. И. Три доклада строенной конференции / Б. И. Кудрин. - М. : Электрика, 2002. -136 с.
2. Баранцев, Р. Г. Становление тринитарного мышления / Р. Г. Баранцев. - М. - Ижевск : НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2005. -124 с.
3. Ширялкин, А. Ф. Формирование естественных классификаций деталей машин для применения в системах автоматизированного проектирования и управления / А. Ф. Ширялкин. -Ульяновск : УлГТУ, 2004. - 151 с.
4. Серенков, П. С. Стандартизация как база знаний на основе онтологий / П. С. Серенков, И. В. Николаева // Стандарты и качество -2005. -№8. - С. 28-31.
5. Любищев А. А. Проблемы формы, систематики и эволюции организмов / А. А. Любищев // Сб. статей. - М.: Наука, 1982. - 277 с.
6. Единая система конструкторской документации : справочное пособие. - М. : Изд-во стандартов, 1989. - 256 с.
7. Классификатор ЕСКД. Классы 71, 72, 73, 74, 75. Иллюстрированный определитель деталей. -М.: Изд-во стандартов, 1986.-401 с.
8. Технологический классификатор деталей машиностроения и приборостроения. - М.: Изд-во стандартов, 1987. - 256 с.
9. Забродин, В. Ю. О критериях естественности классификаций / В. Ю. Забродин // НТИ Сер. 2, №8. Информационные процессы и системы.-М., 1981.-С. 22-24.
Ширялкин Александр Фёдорович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Управление качеством». Область интересов - организация управления, стандартизация, классификация.
