CC BY
70
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
структурированных областях // Труды СПИИРАН. 2009. Вып. 9. C. 116-147.
8. McCarthy J. Notes on Formalizing Context // Proc. of the 9th International Joint Conference of Artificial Intelligence. Chambery, France. 1993. P. 555-560.
9. Buvac S. Metamathematics of contexts / S. Buvac, V. Buvac, I.A. Mason // Fundamentae Infor-maticae. 1995. Vol. 23(3). P. 412-419.
10. Serafini L., Bouquet P. Comparing formal theories in AI // Artificial Intelligence. 2004. Vol. 155(1/2). P. 41 -67.
11. Context In Computing: A Cross-Disciplinary Approach for Modeling the Real World / Editors: P. Brezillon, A.J. Gonzalez. Springer. 2014. 573 p.
12. Brezillon P. Task-realization models in Contextual Graphs // Modeling and using context (CONTEXT 2005) / Editors: A.K. Dey, B. Kokinov, D.B. Leake, R. Turner. Springer, 2005. P. 55-68.
13. Bettini C. A survey of context modelling and reasoning techniques / C. Bettini et al. // Pervasive and Mobile Computing. 2006. Vol 6(2). P. 161180.
14. Контекстно-управляемая поддержка принятия решений в распределенной информационной среде / А.В. Смирнов и др. // Информационные технологии и вычислительные системы. 2009. №1. С. 38-48.
15.Проскуряков Д.П. Управление разрешением конфликтов в продукционных экспертных системах // Вестник ИрГТУ. 2015. № 8(103). С. 47-51.
16. Pellet: A practical OWL-DL reasoner / E. Sirin et al. // Web Semantics: Science, Services and Agents on the World Wide Web. 2007. Vol 5(2). P. 51-53.
17.Aamodt A., Plaza E. Case-based reasoning: foundational issues, methodological variations, and system approaches // Artificial Intelligence Communications. 1994. 7(1). P. 39-59.
18. Kolodner J. Maintaining organization in a dynamic long-term memory // Cognitive Science. 1983. Vol. 7. P. 243-280.
19. Plaza E., Arcos J.L. Constructive adaptation / Advances in Case-Based Reasoning. Vol. 2416. Springer Verlag, 2002. P. 306-320.
УДК 658.516:303.703 Рубин Геннадий Шмульевич,
к. т. н., доцент кафедры технологии, сертификации и сервиса автомобилей, Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова,
тел. (3519) 298481, е-mail: [email protected] Данилова Юлия Владимировна, инженер-исследователь, кафедра технологий обработки материалов, Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова,
тел. (3519) 298481, е-mail: [email protected] Полякова Марина Андреевна, к. т. н., доцент кафедры технологий обработки материалов, Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова,
тел. (3519) 298481, е-mail: [email protected]
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ В СТАНДАРТИЗАЦИИ. СТАНДАРТИЗАЦИЯ КАК ФОРМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СИСТЕМ
G. Sh. Rubin, Yu. V. Danilova, M. A Polyakova
SYSTEM ANALYSIS IN STANDARDIZATION. STANDARDIZATION AS A KIND OF INTERACTIONS BETWEEN SYSTEMS
Аннотация. К настоящему времени в области стандартизации накопилось достаточно много проблем, связанных, с недостаточной степенью развития ее научных основ. Дальнейшее развитие стандартизации требует формулировки научных принципов этой деятельности с учетом современного уровня научного знания и степени развития производственных отношений. Основу науки о стандартизации - протипологии - составляет методология разработки нормативных документов, основанная на установлении взаимосвязи между потребительскими функциями изделия и его измеряемыми параметрами (показателями качества), которые регламентируются в стандартах, а также на возможности количественной оценки степени близости позиций заинтересованных сторон при разработке стандарта. Отмечается, что потребитель и производитель -это две системы, которые стремятся к взаимодействию. С другой стороны, взаимодействующие системы невозможно определить без понятия функции. Рассматривая различные объекты как систему, наблюдаем, что во взаимодействии с другими объектами проявляются разные свойства этих объектов. При анализе изделия необходимо выявить его функции с учетом цели использования изделия. Такой подход называется функционально-целевым анализом. У каждой функции изделия есть количественно измеряемый показатель. Результатом взаимодействия систем является изменение количественного параметра функции. Технические стандарты исполняют указанную функцию взаимодействия систем изготовления и потребления и унифицируют для сторон требования к продукции и услугам.
Ключевые слова: стандартизация, система, научные основы, изделие, стандарт, функция.
Abstract. At present time there are too many problems in standardization connected with inefficient level of its scientific basics. Further development of standardization needs the fresh wording of the scientific principles subjected with the state-of-the-art level of the scientific knowledge and the degree of the industrial relations. Protipology as a new science about standardization is based both on the
Информатика, вычислительная техника и управление
methodology for the development of normative documents based on the interaction between customer functions of the object and its measured parameters (quality indices), which are regulated by standards, and the possibility of the quantitative assessment for the degree of matching the positions of interested parties at standard development. It is mentioned that customer and manufacturer can be considered to be two systems willing to interact. On the other side interacting systems can't be defined without the notion offunction. While analyzing different objects as a system one can see that different properties of the object become apparent at interaction with other objects. When analyzing the product it is necessary to reveal its properties considering the aim of exploitation. This approach is denoted as functional and oriented analysis. Each function is characterized by a quantitative measured parameter. The change of the function quantitative parameter is a result of the interaction between systems. Technical standards carry out the mentioned function of the interaction between systems of production and consumption and unify the demands to product and service for the interested parties.
Keywords: standardization, system, scientific basics, product, standard, function.
Введение
Стандартизация является необходимой составляющей функционирования производственной системы. Однако до недавнего времени это была, преимущественно, практическая область деятельности. Соответственно, и методы стандартизации были результатом опыта отдельных специалистов, а разработка стандартов являлась результатом эмпирического поиска взаимоприемлемых решений разработчиков и потребителей. К настоящему времени в области стандартизации накопилось достаточно много проблем, связанных, прежде всего, с недостаточной степенью развития ее научных основ. В последнее время всё чаще говорится о необходимости развития стандартизации как области научного знания, однако в большинстве случаев такие заявления остаются в большой степени декларативными, а формулировка проблем носит описательный характер [1-3]. Проведенный анализ показал [4-6], что для реализации методов стандартизации практически не используется строгий математический аппарат, анализ требований к объектам стандартизации осуществляется без учета их назначения, не учитывается взаимосвязь между назначением объекта стандартизации и фактическими возможностями производителя. С этой точки зрения дальнейшее развитие стандартизации требует формулировки научных принципов этой деятельности не только на основе обобщения накопленного опыта, но также с учетом современного уровня научного знания и степени развития производственных отношений.
В работах [7-9] сформулированы принципы протипологии как науки о стандартизации. Авторы считают, что основу протипологии составляет методология разработки нормативных докумен-
тов, основанная на установлении взаимосвязи между потребительскими функциями изделия и его измеряемыми параметрами (показателями качества), которые регламентируются в стандартах, а также на возможности количественной оценки степени близости позиций заинтересованных сторон при разработке стандарта. При этом заинтересованными сторонами являются не только представители предприятий и организаций -разработчиков стандартов, но также - что важно -потребители данного вида продукции.
Для дальнейшего развития этого положения необходима дальнейшая формализация понятия субъекта и объекта стандартизации и осмысление места стандартизации в развитии современных производственных и других систем.
Особенности систем в стандартизации
Основа жизнедеятельности людей -создание благ, необходимых для отдельных индивидов и общества в целом. Взаимодействие групп людей и отдельных личностей как совокупность отношений по производству и потреблению благ выражаются в процессах обмена. Составляющими этого процесса являются субъекты отношений, т. е. стороны, осуществляющие обмен (производители и потребители), а также объекты обмена - продукция и услуги. Совокупность этих отношений составляет содержание экономики общества (рис. 1).
Традиционно выделяются в качестве основных две формы развития экономических систем: натуральное хозяйство и товарное производство, в других источниках индивидуальное и массовое производство [10]. Натуральное и товарное производство различаются по следующим признакам: развитость или неразвитость общественного раз-
деления труда; замкнутость или открытость хозяйства; экономическая форма изготавливаемого продукта; способ разрешения противоречий между производством и потреблением [11]. В натуральном хозяйстве преобладает ручной труд, в товарном - общественное разделение труда, в результате при переходе от натурального хозяйства к товарному производству неизменно увеличиваются масштабы производства. Этот переход обуславливает возникновение новых отношений между субъектами экономики, поскольку продукт труда принимает форму товара и начинает производиться в целях последующего обмена между субъектами.
В условиях разделения труда, массового производства процессу обмена товарами или услугами предшествует получение и обработка информации об объекте обмена. Одним из инструментов оформления такой информации является стандарт. По нашему мнению, наиболее полным определением понятия «стандарт» является следующее: стандарт - документ, в котором в целях добровольного многократного использования устанавливаются характеристики продукции, правила осуществления и характеристики процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг [12]. Другими словами, стандарт -это набор норм и требований, определяющих пригодность продукта для потребления. Отметим, что в настоящей статье понятие стандарта не всегда отождествляется с конкретным документом, в то время как среди специалистов под стандартом традиционно понимают документ, разработанный и утвержденный в установленном порядке.
Поскольку реальные возможности производства ограничены, а потребности, в конечном счете, не ограничены, то при реальном обмене необходим компромисс между субъектами отношений по вопросам требований к товару. На практике стандарты всегда являются результатом консенсуса между сторонами. Потребность в товаре стимулирует развитие его производства. Поэтому массово производимый продукт, как правило, имеет своего потребителя. Однако в рыночной экономике зачастую вначале создаётся новый продукт, а потом генерируется потребность в нем, например, путем рекламы.
В процессе взаимодействия потребителя и изготовителя происходит оценка степени пригодности изделия для потребителя. Этот процесс заключается в оценке качества изделия. Данный механизм оценивания необходим для того, чтобы выбрать из готовых выпускаемых изделий наиболее соответствующие ожиданиям потребителя. Для принятия решения, что производить, необходимо выбрать подходящее изделие по качеству из
полученной в процессе анализа рынка информации.
Взаимодействие потребителя и изготовителя по поводу производства и обмена товаром как процесс взаимодействия двух систем связан с интегрированным набором свойств. В связи с этим возникает проблема структурирования свойств для получения детерминированной оценки. Отметим, что, по мнению некоторых специалистов [13], под качеством понимается функция какого-либо изделия или процесса, которая реализуется через свойства. В большинстве ситуаций можно отождествлять понятия «качество» и «полезность», поэтому далее эти слова мы будем использовать как равнозначные.
В дальнейшем изложении мы будем активно пользоваться понятием «система». В классическом понимании «система» (от древнегреческого оиотпца - целое, составленное из частей; соединение) [14] - это совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, объединенных в одно целое для достижения определенной цели и образующих определённую целостность, единство. При этом под целью понимается множество результатов, определяемых назначением системы, т. е. цель рассматривают как один из главных атрибутов системы. Например, многообразие организмов невозможно без их систематизации; так называемая система живых организмов -органический мир Земли насчитывает около 1,5 млн видов животных, 0,5 млн видов растений, около 10 млн. микроорганизмов. К социальным системам относятся системы государственного управления, системы самоуправления, системы управления бизнес-организациями, организациями, институтами, группами, ассоциациями. В целом любое изделие или процесс представляет собой систему - набор элементов, связанных между собой определённым образом. Так, предприятие, как техническая система, осуществляет свою деятельность с целью выпуска продукции, которая будет востребована на рынке. В качестве другого примера можно привести социальную систему -группа людей. Это может быть научный, производственный и др. коллектив, объединенный общей работой, интересами и целями.
По другим определениям, «система» - это просто комплекс взаимодействующих компонентов [15]. Позже этот же автор отмечает измененное определение системы как совокупности элементов, находящихся в определённых отношениях друг с другом и со средой [16]. Также отмечается [17], что система - множество взаимосвязанных элементов, обособленное от среды и взаимодействующее с ней как целое. В итоге можно заме-
Информатика, вычислительная техника и управление
тить, что во всех определениях неизменным признаком системы является взаимодействие внутри неё и её взаимодействие с внешней средой. Далее мы подробнее проанализируем этот тезис.
Потребитель и производитель - это две системы, которые стремятся к взаимодействию. Вообще вся деятельность материи и общества - это взаимодействие систем. В свою очередь, взаимодействие - это всегда адаптация систем ввиду того, что они не будут взаимодействовать, если у них не будет «общих точек» пересечения, «общего уровня». Примером может служить общение людей: человек без специального образования не будет воспринимать выступление докторанта либо другого научного сотрудника. Для того чтобы данный человек воспринял информацию, необходимо либо ему повышать свой образовательный уровень, либо речь выступающего адаптировать под его уровень понимания. Примером неодушевленных систем является взаимодействие автомобильного транспорта с дорожной сетью. Транспорт - это комплекс, состоящий из отдельных видов: железнодорожного, морского, речного, автомобильного, трубопроводного и воздушного. Все виды транспорта взаимодействуют между собой, и вместе они составляют транспортную систему. И, наконец, потребитель и производитель - это также две системы, которые стремятся к взаимодействию. В настоящей работе даже физически неделимые объекты, такие как болт, проволока и др., рассматриваем как систему.
Рассмотрим другой постулат. Взаимодействие в физике - это воздействие тел или частиц друг на друга, приводящее к изменению их движения. На сегодняшний день физике известны четыре типа фундаментальных взаимодействий, существующих в природе (в порядке возрастания интенсивности): гравитационное, слабое, электромагнитное и сильное взаимодействия [16]. Фундаментальными взаимодействиями современная физика объясняет все физические процессы.
По нашему мнению, взаимодействующие системы невозможно определить без понятия функции. Взаимодействие, по определению в источнике [18], - философская категория, отражающая процессы воздействия объектов (субъектов) друг на друга, их взаимную обусловленность и порождение одним объектом другого. В конечном счете взаимодействие можно рассматривать как передачу информации от системы к системе.
Рассматривая различные объекты как систему, наблюдаем, что во взаимодействии с другими объектами проявляются разные свойства этих объектов. При взаимодействии нам важна не столько материальная природа, сколько функция, которая
осуществляется при взаимодействии. Например, болт вставляется в отверстие изделия, затем производится накручивание гайки на стержень болта, и тем самым происходит стягивание деталей конструкции между собой. Таким образом, болт осуществляет функцию несдвигаемости конструкции. Другим примером может служить совокупность деталей (фасады ящиков, ящики, комплектующие в виде ручек, петель), из которых каждая сама по себе является по сути бесполезной, но в тоже время каждый из элементов - это система. Если рассматривать каждый элемент как отдельную составляющую системы, когда эти составляющие детали с определенной целью собраны в определенном порядке, их совокупность превращается, например, в предмет мебели.
Но, с другой стороны, проявление функции также зависит от того, какое именно взаимодействие мы рассматриваем. Рассмотрим этот тезис на примере забивания гвоздя. В случае когда мы гвоздь вбиваем в стену, он выполняет последовательно несколько функций: сначала функцию проникновения в определенную область стены, а затем функцию фиксирования объекта, который будет держать. Но если гвоздь забивать в стекло, то он будет выполнять уже функцию разрушения изделия. Таким образом, если рассматривать одно и то же изделие при обладании им одними и теми же свойствами, оно может проявлять различные функции. Поэтому анализ изделия должен, по нашему мнению, производиться, исходя из выявления функций, проявляющихся в определенном взаимодействии между объектами, а также с учетом цели использования изделия.
Единство цели и функции
объекта стандартизации
Прежде чем изучать объект с точки зрения взаимодействия систем или оценки свойств, необходимо сделать анализ, объединяющий цели и набор функций, которые необходимы для достижения этой цели. Такой подход называется функционально-целевым анализом (ФЦА) [19-21]. При этом ФЦА проводится на основе исследования функций изделия на протяжении его потребительской фазы.
Приведённые выше примеры показывают, что в процессе взаимодействия одной системы с другой могут происходить изменения. Так как же определить, что до и после взаимодействия осталась одна и та же система? Дело в том, что при взаимодействии систем меняются некоторые параметры функции. Мы считаем, что все параметры функции могут иметь числовую характеристику. В результате взаимодействия числовые параметры функции изменяются (например, в процессе экс-
плуатации изделия в результате истирания уменьшаются в размерах и по массе, однако при этом продолжают выполнять все свои функции). В итоге можно отметить, что изделие имеет ряд функций, которые выполняются в определенное время и имеют временные границы выполнения.
Разумеется, есть числовой диапазон, в котором функция изделия не меняется (так называемое максимально допустимое отклонение [22, 23]). За пределами этого числового диапазона происходят качественные изменения изделия. Например, в результате износа размеры (или масса) изделия уменьшились до такой степени, что оно уже не может выполнять свою основную функцию. То есть, иными словами, значение функции вышло за пределы числового диапазона, и за его пределами количественные изменения перешли в качественные, произошло насыщение, и назрела необходимость использования другой системы (другого изделия) для выполнения заданной функции. Например, при нагревании детали выше максимально допустимого значения структура материала меняется, получается другая система, т. к. за пределами числового диапазона деталь уже не может выполнять свои функции, иначе расплавится. Другим примером может служить накачка шины. Она возможна до того момента, пока объем шины не достигнет определенного допустимого значения если пропустить этот момент, то шина просто лопнет и произойдет переход к другой системе - непригодного изделия.
У одного изделия одновременно может быть несколько функций, они все связаны между собой,
причем у каждой этой функции есть количественно измеряемый показатель. Результатом взаимодействия систем является изменение количественного параметра функции.
Введем новое понятие «каналы взаимодействия систем» - это соответствие числовых параметров двух систем, которые совместно меняются. Примером такого взаимодействия систем может служить перенос тепла: одно тело нагревается, другое в это же время охлаждается. Другим примером является магнитное взаимодействие. Однако, например, процессы обработки металлов давлением (прокатка, волочение, прессование и др.) к таким видам взаимодействия не относятся, поскольку обрабатываемая исходная заготовка изменяет только геометрические размеры без изменения химического или фазового состава. У каждой системы есть так называемые «вход» и «выход». При этом взаимодействие возможно, если у систем есть одноименные входы, причем выход одной системы совпадает с входом другой системы (рис. 2). Например, между болтом и гаечным ключом существует механическое взаимодействие, человек взаимодействует с компьютером (двигательная функция человека совпадает с клавиатурой и мышкой, причем интерфейс представляет собой набор сигналов, которыми системы обмениваются - одна система их посылает, а другая система воспринимает).
Набор каналов посылает сигнал, причем этот сигнал должен быть воспринимаем другими системами, т. е. удовлетворять каким-то нормам,
Рис. 2. Каналы взаимодействия систем
Стандарт взаимодействия
а б
Рис. 3. Язык взаимодействия систем: а - наличие взаимодействия между потребителем и производителем; б - отсутствие взаимодействия
какому-то стандарту, т. е. тому документу, который понятен двум системам. Именно для решения данной задачи используются такие методы стандартизации, как упорядочение, унификация, параметрическая стандартизация.
Вывод
Таким образом, взаимодействие систем - это обмен сигналами, несущими общую информационную нагрузку для взаимодействующих систем. Это язык является в определённом смысле стандартом взаимодействия (рис. 3). Основной признак этого стандарта - одинаковое понимание языка сторонами взаимодействия. Технические стандарты исполняют указанную выше функцию взаимодействия систем изготовления и потребления и унифицируют для сторон требования к продукции и услугам на языке, одинаково воспринимаемом сторонами процесса производства и обмена товаром.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Белобрагин В.Я. Стандартизация сегодня: проблемы и перспективы. Стандарты и качество. 2002. № 10. С. 12-15.
2. Трейер. В.В. Национальная система стандартизации: какой она должна быть // Стандарты и качество. 2003. № 8. С. 38-47.
3. Белобрагин В.Я. Стандартизация - сплав науки и практики // Стандарты и качество. 2012. № 2. С.50-54.
4. Солин А.Л. Как выполнить требования стандартов ИСО к обеспечению удовлетворенности потребителей // Стандарты и качество. 2006. № 4. С. 80-82.
5. Кудрин Б.И. Концепция стандартизации и теория ценозов // Стандарты и качество. 2008. № 5. С. 32-36.
6. Кудрин Б.И. Концепция стандартизации и теория ценозов. Ч. 2 // Стандарты и качество. 2008. № 6. С. 40-43.
7. Рубин ГШ., Полякова М.А., Чукин М.В., Гун Г.С. Протипология - новый этап развития стандартизации метизного производства // Сталь. 2013. № 10. С. 84-87.
8. Полякова М.А., Рубин Г.Ш. Современное направление развития стандартизации как науки // Черные металлы. 2014. № 6. С. 32-37.
9. Рубин ГШ., Гун Г.С., Полякова М.А. Стандартизация метизной продукции: особенности, проблемы, перспективы развития // Известия ТулГУ. Сер.: Техн. науки. 2014. Вып. 10. Ч. 2. С. 27-34.
10. Ольсевич Ю.Я. Хозяйственная трансформация // Вопросы экономики. 1998. № 5. С. 14-28.
11. Соболев М.Н. Натуральное хозяйство [Электронный ресурс] //Энциклопед. словарь Брокгауза и Ефрона. СПб., 1890-1907. URL: http://endic.ru/brokgause/Naturalnoe-hozjastvo-138510 .html. (Дата обращения 22.10.2016).
12. Лифиц И.М. Стандартизация, метрология и сертификация : учебник. М. : Юрайт, 2005. 345 с.
13. Рубин Г.Ш. Квалиметрия метизного производства. Магнитогорск : Изд-во МГТУ, 2012. 167 с.
14. Система // Большой Российский энциклопедический словарь. М. : БРЭ. 2003. С. 1437.
15. Берталанфи Л. фон. Общая теория систем -критический обзор. Исследования по общей теории систем : сб. переводов. М. : Прогресс, 1969. С.23-82.
16. Берталанфи Л. фон. История и статус общей теории систем. Системные исследования. М. : Наука, 1973. С. 20-36.
17.Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Основы системного анализа. Томск, 1997. 396 с.
18. Взаимодействие [Электронный ресурс] // Википедия : сайт. URL: https://ru.wikipedia.org /wiki/Взаимодействие (дата обращения: 4.02.2016).
19. Рубин Г.Ш., Полякова М.А. Использование функционально-целевого анализа для развития научных основ стандартизации // Вестник Магнитогор. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова.
2014. № 1. С. 97-102.
20. Рубин Г.Ш., Данилова Ю.В., Полякова М.А. Функционально-целевой анализ как метод структурирования функций и свойств металлоизделий. Сообщение 1 // Производство проката. 2015. № 5. С. 27-31.
21. Рубин Г.Ш., Данилова Ю.В., Полякова М.А. Функционально-целевой анализ как метод структурирования функций и свойств металлоизделий. Сообщение 2 // Производство проката. 2015. № 6. С. 38-43.
22. Рубин Г.Ш., Данилова Ю.В., Полякова М.А. Математическая модель процедуры согласования позиций потребителя и изготовителя // Журнал Сибирского федерального университета. Сер.: Техника и технологии.
2015. Т 5, № 8. С. 655-662.
23. Рубин Г.Ш., Касаткина Е.Г. S-образная математическая модель единичной оценки качества // Качество в обработке материалов. 2014. № 2. С. 74-81.
