2. Основные закономерности развития технологических систем.

Жизненный цикл технологий и технологических систем

Каждая технология, каждая технологическая система, как и любой объект окружающего нас мира, имеет свой жизненный цикл – последовательность фаз или стадий развития системы на интервале от замысла технологии производства изделия до его снятия с производства.

Жизненный цикл технологий во многом определяется и регулируется спросом на продукцию, выпускаемую по соответствующей технологии. Стадии жизненного цикла технологии состоят из следующих фаз:

• А (I) – на этом участке происходит зарождение идеи, ее принципиальное решение, принимается решение о производстве продукции по новой технологии, разрабатывается стратегия производства нового продукта или запуска новой базовой технологии, производится разработка и техническое оснащение новой технологической системы в объемах производственной мощности, изготовление и испытание опытных образцов, знакомство возможных оптовых покупателей с новыми образцами продукции и реклама, т.е. происходит технологическая подготовка производства к выпуску нового изделия. Этот участок характеризуется затратами свободного капитала без его окупаемости, т.е. его проведение требует наличия накопленного свободного капитала или получение кредитов;

• Б (II) – изготовление и выпуск изделия на рынок, формирование спроса, отладка технологии с учетом первой партии. На этой стадии происходит частичная окупаемость расходов, однако они еще значительнее и связаны как с отработкой партии, так и с организацией сбыта новой продукции и с формированием спроса;

• В (III) – увеличение темпов роста продаж и доходов с постепенным насыщением рынка. Растет прибыль, окупаются производственные затраты и начинается накопление капитала для запуска нового поколения продукта. В технологической системе происходит отработка и улучшение отдельных технологических процессов, происходит замена оборудования, улучшается качество выпускаемой продукции. По мере роста накоплений идет разработка и начинается выпуск новых моделей и конструкций изделий;

• Г (IV) – насыщение рынка, стабилизация объемов продаж, работы по совершенствованию технологии с целью улучшения качества продукции и снижения ее себестоимости для поддержания спроса (при этом рост затрат на улучшение качества все менее соотносится с получаемыми доходами), появление на рынке конкурентов с аналогичной продукцией (диффузия технологий);

• Д (V) – постепенное затухание темпов продаж, издержки на улучшение технологии увеличиваются и приближаются к доходам от продаж.

0. Технологические пределы и преемственность технологий

Все технологии, как бы они совершенны не были, имеют предел, выше которого один из основных или несколько параметров существующей технологии не могут быть улучшены независимо от затрат, хотя на практике, при совершенствовании очередного вида продукции, иногда кажется, что очередная модификация изделия может решить проблему. Например, винтовой двигатель самолета – как бы мы ни улучшали аэродинамические свойства, ни увеличивали число двигателей и т.д., скоро его не сможет превзойти скорость распространения звука. Второй пример: увеличение количества передаваемых переговоров по проводной телефонной связи достигло предела, и только переход на волоконную оптику позволил во много раз увеличить плотность передачи, т.е. потребовалась смена принципов построения технологии. Одежда – можно значительно увеличить ее износостойкость за счет использования различных синтетических материалов, но ее перестанут покупать по соображениям гигиеничности, природные же материалы имеют предел. Следовательно, задача конструктора состоит в том, чтобы найти тот предел, выше которого затраты средств становятся бесполезными, а технолога – определить предельные параметры действующей технологической системы, лучше которых данная система работать на данный период не будет, например, по точности изготовления, по чистоте обработки, по производительности, по издержкам производства и т.д.

На практике, параллельно с впуском изделия по действующей технологии, всегда разрабатывается следующая модель изделия с более высокими параметрами и рассчитанная на увеличение или, как минимум, сохранение спроса, т.е. жизненный цикл выпускаемого изделия начинается тогда, когда жизненный цикл выпускаемого изделия еще не завершен. Например, на смену обычной железной дороге разрабатывается проект скоростных железных дорог и т.д. Период перехода от одного жизненного цикла к другому называется технологическим разрывом, т.е. это отрезок времени, в течение которого одна технология замещает другую.

0. Продуктовые и технологические нововведения, их взаимосвязь и влияние на развитие технологического процесса.

Совершенствование технологических процессов происходит на основе внедрения различных технологических новшеств – нововведений или инноваций. Нововведения подразделяются на продуктовые – совершенствование и замена конкурентного товара и технологические – совершенствование и замена технологических процессов изготовления товара.

Источником появления продуктовых нововведений обычно является сочетание потребностей рынка и технико-экономических возможностей предприятия для их появления и реализации.

Базовые продуктовые нововведения первоначально используются на небольших, часто – не занятых секторах рынка, обеспечивая временную монополию, высокие цены и высокие прибыли для предприятия. Новая продукция обычно не конкурирует напрямую со старой, которую должна заменить, а сначала дополняет ее на наиболее важных участках рынка. Новая продукция должна, как правило, отвечать следующим требованиям:

• Быть дешевле при том же уровне качества – в этом случае она завоевывает рынок по мере роста объема выпуска;

• Уровень ее потребительских свойств должен быть выше, чем у традиционной продукции, в этом случае ее цена не может быть выше цены традиционной продукции.

Продуктовые нововведения можно подразделить на два вида: направленные на совершенствование базовой модели и выпуск принципиально нового продукта.

Технологические нововведения имеют иную динамику развития. Опробованное на одном предприятии, оно начинает диффундировать на другие, при этом скорость их распространения зависит от их капиталоемкости, эффективности и универсальности, а также от адаптивности. При своем распространении технология может претерпевать значительные изменения, в отдельных случаях – сохранять только общие принципы. Например, лазерная технология нашла применение в сварке, при упрочнении металлов, в хирургии и терапии, в метрологии и т.д.

Результатом внедрения базовых технологических нововведений является существенное повышение производительности труда, снижение себестоимости и рост качества продукции.

Качество продукции, определяемое технологией изготовления

Качественное изменение предметов природы, осуществляемое человеком, получила название технологического процесса. Осуществляя технологический процесс, человек ставит перед собой две задачи: получить продукцию, которая бы удовлетворяла его потребность (качественная продукция); затратить на ее изготовление меньше труда.

Качество продукции в значительной мере зависит от технологии ее изготовления. В свою очередь качество изготовления зависит как от оптимальности применяемых технологических процессов, так и от правильности их реализации при изготовлении продукции.

Необходимо сказать, что все технологические процессы несовершенны без стабилизации их параметров и активного контроля параметров продукции в процессе изготовления (активный контроль) и состояния технологического оснащения.

Поэтому анализ различных вариантов технологических процессов представляет собой первостепенную задачу в условиях высоких требований к качеству продукции. В этом же направлении следует рассматривать и необходимость строжайшего соблюдения технологической дисциплины

Технологические процессы с замкнутой и разомкнутой схемой, дискретные и непрерывные

По кратности обработки сырья различают процессы с замкнутой и разомкнутой схемой, а также комбинированные.

Технологические процессы с разомкнутой (открытой) схемой – процессы, в которых сырье и материалы подвергается однократной обработке. По этой схеме в настоящее время организовано большинство технологических процессов в отраслях материального производства. При этом отходы производства сбрасываются в водоемы, на сушу и в атмосферу или подвергаются очистке, а иногда и переработке на других производствах.

Технологические процессы с замкнутой (круговой, циркуляционной или циклической) схемой – процессы, в которых сырье, вспомогательные материалы неоднократно возвращаются в начальную стадию процесса для повторной обработки, повторного использования или регенерации (восстановление потерянных свойств). Это позволяет более полно и экономно расходовать сырье, материалы, энергию, водные ресурсы и уменьшать загрязнение окружающей среды. Примером может служить подача смазывающе-охлаждающей жидкости при механической обработке, когда она циркулирует по кругу: зона резания, бачок для ее сбора, фильтр очистки, насос и снова зона резания.

Комбинированные технологические процессы – когда отходы при изготовлении одной продукции используются для изготовления другой. Комбинированные производства, обеспечивающие полное и комплексное использование сырья и материалов, исключают и резко снижают вредные воздействия на окружающую среду.

По способу организации технологические процессы подразделяются на процессы с дискретным, непрерывным и комбинированным (полунепрерывным) технологическим циклом.

Дискретные процессы проводятся на оборудовании, которое загружается исходными материалами через определенные промежутки времени; после их обработки полученный продукт выгружается. Процессы с дискретным циклом (с разделенными операциями) – наиболее обширная область трудовой деятельности человека. Сюда относятся машиностроение, металлургия, строительство, добывающие отрасли и т.д. (например, выплавка стали, литье в форму и т.д.) основным недостатком такого процесса является то, что во время загрузки сырья, заготовок и выгрузки продукции оборудование не работает или работает не в полную мощность

Непрерывные процессы (например, непрерывная разливка стали, волочение, прокатка, переработка нефти, производства цемента) осуществляется на машинах или аппаратах, где получение сырья и выгрузка конечных продуктов производятся непрерывно. Эти процессы более производительные и легче поддаются автоматизации из-за более простого технологического цикла.

Комбинированные процессы являются сочетание стадий дискретных и непрерывных процессов (например, поточные линии механической обработки деталей и сборки изделий, коксование углей, работа доменной печи).