Текст книги "Целостный инженеринг"

Микропроект можно рассматривать, как совокупность моделей производственной системы, а также ее подсистем, элементов, элементарных процессов, транспортно-складских взаимодействий между ними, описывающую роль элементов, элементарных процессов и взаимодействий для производственной системы, а также роль производственной системы для них.

При проведении инженеринга системная технология может использоваться, как методология проектирования и управления проектами производственной системы. Системная технология устанавливает взаимосвязи между данной производственной системой и всеми системами, с которыми она взаимодействует. Технологические системы производства вообще могут существовать только наличии управления проектом системы. Система управления проектом может быть эффективно только при качественном анализе, показывающем степень заинтересованности внешней среды в осуществлении проекта производственной системы и в его развитии.

Модель внешней среды – важный компонент, оказывающий существенное влияние на формирование модели производственной системы. С позиций системной технологии внешняя среда включает все системы, которые не контролируются системой-субъектом данной производственной системной триады и всеми ее подсистемами (исследователь, проектировщик и т.д.).

4.3. Модель грамотности и доступности производственной системы

– взаимодействие производственной системы с внешней средой

– «ПНГ-грамотность»

– «ДНИФ-доступность»

• Взаимодействие производственной системы с внешней средой. Производственные системы находятся в среде общественного производства и являются ее частью. С другой стороны, среда общественного производства формирует, по сути, заказ на результат функционирования триады «субъект-объект-результат» производственной системы.

В свою очередь, каждая из систем производственной триады систем, как ранее показано, взаимодействует со средой общественного производства.

Во-первых, каждая из систем производственной триады систем является частью этой среды.

Во-вторых, система-результат производственной системы непосредственно этой средой потребляется.

И, в-третьих, система-субъект производственной системы является представителем среды общественного производства.

Организация системного взаимодействия производственных структур со средой общественного производства непосредственно влияет на эффективность для общественного производства систем-результатов – продуктов деятельности производственных структур (знаний, товаров, услуг).

Применение метода системной философии позволяет построить следующую модель взаимодействия производства и среды общественного производства. Для простоты и доступности изложения здесь опущен механизм применения метода системной философии и излагается собственно модель взаимодействия производства с физическими и юридическими лицами в упрощенной форме.

Рассмотрим требования, которые предъявляют друг к другу производственная система (производственная структура, производство) и среда общественного производства (человек, юридическое лицо, другие ее части)

• «ПНГ-грамотность». Производственная система предъявляет к потребителю ее продукции – к юридическому или физическому лицу определенные требования «грамотности».

Первое требование – «профессиональная грамотность», т.е. обладание профессиональными знаниями, умениями и навыками грамотного решения проблем, целей и задач в сфере своей деятельности с использованием продуктов определенной производственной системы (знаний, товаров, услуг).

Второе требование – это «нормативная грамотность». Каждый потребитель продукции производственной системы должен знать нормативные акты, регламентирующие потребление продукции данного производства. Другими словами, каждое юридическое и физическое лицо должно иметь знания, умения и навыки грамотного применения нормативных актов (законов, правил, инструкций, положений и т.п.), касающихся продукции данной производственной системы, для эффективного решения конкретных проблем, целей, задач своей жизнедеятельности.

Третье требование это «производственная грамотность» – знания, умения и навыки использования современных и будущих возможностей производственной системы для развития собственного потенциала, потенциала «своей части» общественного производства. Производство прилагает немалые усилия для совершенствования своего функционирования, для оптимизации своей структуры, а также для своего развития, соответствующего задачам выживания, сохранения и развития комплексного национального потенциала. Но не каждый гражданин страны и не каждое предприятие грамотно учитывают в своей деятельности информацию о структуре, функциях и направлениях развития производства, например, образовательного или научного производства.

В то же время, очевидно влияние функционирования и тенденций развития каждого производства на развитие общественного производства и любых его частей.

Вполне очевидно, что при проведении инженеринга производства необходимо обращать особое внимание на систему формирования и развития профессиональной, нормативной и производственной грамотности в среде потребления продукции производства, а также на каждом рабочем месте, в каждом подразделении и, в целом, в производственной системе.

В сокращенном виде эти понятия, описывающие требования производственной системы к потребителю ее продукции, можно объединить под названием «ПНГ-грамотность».

• ДНИФ-доступность. С другой стороны, основные требования, которые надо со стороны общества (как потребителя продукции производства) предъявить к любой производственной структуре и к системе производственной системы в целом, можно объединить понятием доступности продукции производственной структуры для потребителя.

Первое требование – духовно-нравственной доступности, требование «понимания души человека», требование соответствия понятиям духовности и нравственности, традиционным для народа страны, для его этносов.

Продукции производства сопутствуют, как правило, сложные информационные системы, оказывающие воздействие на человека. Поэтому продукция производства, как сложная информационная система, обязательно оказывает воздействие на духовно-нравственную, интеллектуальную системы, на душевное и физическое здоровье человека и общества. Другими словами, продукция производства отражает духовно-нравственное состояние производства.

По этой причине является обоснованным требование «понимания» продукцией производства особенностей языка и психологии общения с человеком, независимо от его этнической принадлежности, возраста, социального положения и от других особенностей, обоснованно отличающих граждан страны друг от друга. Производственная индустрия должна «подстраиваться под человека», препятствовать, напр., возникновению стрессовых ситуаций при общении с продукцией производства, не допускать снижения уровня духовности и нравственности в обществе.

Тогда его продукция будет допустима с позиций духовности и нравственности, с позиций ненанесения вреда ДНИФ-системе человека.

Второе требование – «интеллектуальная доступность», т.е. изучаемость, понятность для гражданина, желательно без посторонней помощи, самой продукции производства. Это может относиться, напр., к продукции государственного производства нормативных актов в области налогообложения. Другими словами продукция производства должна по сложности должна быть доступна пониманию любого потребителя. Продукция производства должна соответствовать уровню образованности населения и должна сопровождаться специальными информационными мероприятиями, цель которых – сделать продукцию производства понятной любому потребителю.

Третье требование – «физическая доступность». Производство должно обеспечить возможность для любого потребителя в нужное время воспользоваться продукцией производства.

Вполне очевидно, что при проведении инженеринга производства необходимо обращать особое внимание на систему формирования и развития духовно-нравственной, интеллектуальной и физической доступности продуктов производственной системы для среды потребления продукции производства на каждом рабочем месте, в каждом подразделении и, в целом, в производственной системе.

Эти три требования общества к производству можно объединить в виде аббревиатуры «ДНИФ-доступность»: духовно-нравственная, интеллектуальная, физическая доступность обществу продукции производства. Для удовлетворения изложенных требований необходимы соответствующие социальные системные технологии. Пока что такие задачи решаются на уровне PR-технологий, что, конечно, совершенно недостаточно и приводит зачастую к продвижению производственного продукта, заведомо невыгодного потребителю.

В целом, комплексное удовлетворение требований «ПНГ-грамотности» и «ДНИФ-доступности» возможно только при целостном подходе инженерингу, который реализуется с помощью метода системной технологии.

4.4. Модель вложенности сфер производства

• Производственную систему, как и любую другую систему, можно, как известно, представить с помощью идей иерархического строения систем. Известно, в то же время, что модель в виде иерархии значительно упрощает проблему изучения производственной системы и не отражает многих сторон этой сложной проблемы. Но она позволяет наглядно представить взаимодействие производственной системы, как уровней, слоев, сфер национальной производственной деятельности. В результате можно представить взаимодействие национального производства, определенной производственной системы, подразделения производственной системы, специалиста путем применения моделирования иерархии взаимодействия сфер деятельности разного объема [16-19].

Первая сфера деятельности – сфера деятельности специалиста, предназначенная для решения его должностных проблем, целей, задач.

Несколько большая по объему сфера – сфера производственной и управленческой деятельности подразделения производственной системы, предназначенная для решения определенного круга проблем функционирования производства.

Более объемная сфера, с которой взаимодействует подразделение предприятия – сфера производственной и управленческой деятельности данной производственной системы в целом, предназначенная для решения определенных проблем общественного производства.

Она, в свою очередь, включена в отраслевую сферу производственной и управленческой деятельности производств данного вида.

Отраслевые сферы производственной деятельности являются составными частями производственной и управленческой национального производства, предназначенного для разрешения проблемы выживания, сохранения и развития комплексного национального потенциала.

• Сферы производства и управления меньшего объема «вложены» в производственные и управленческие сферы большего объема. Деятельность сфер большего объема создает условия для деятельности сфер меньшего объема. И этот принцип вложенности сфер производства и управления – основа для гарантий свободной и полезной деятельности каждой части общественного производства.

Если каждая из этих сфер действует «как положено», то и специалист, и производственное подразделение, и фирма – производственная система, находятся в сферах своих видов деятельности.

Но если национальное производство не имеет верных ориентиров, управление производством не выполняет своего предназначения и не приносит доходов, то в этом случае все эти проблемы приходят в сферы конкретного человека, его семьи и домашнего хозяйства.

И если производство государственного управления не решило вопросов нерушимости границ страны в своей сфере деятельности, то каждому боеспособному человеку придется брать в руки оружие и защищать границы своей страны. И если крупный капитал начинает работать на благо другой страны, то человек решает вопросы своего жизнеобеспечения, роясь на помойках или, в лучшем случае, привозя и перепродавая своим согражданам знания, товары и услуги, бросовые и ненужные в других странах. Причем в этих странах эти товары производят на деньги, которые уходят из нашей страны.

Или же ученый живет на средства благотворительных организаций, совершенно не заинтересованных в полезности для нации результатов его труда. Причем эти средства – это мизерная часть того, что соответствующие страны зарабатывают на нашей стране. В результате все сферы национальной деятельности сужаются до масштабов деятельности одного человека, одной семьи.

Конечно, взаимодействие и внутренняя структура всех сфер жизнедеятельности нации и производственной системы (да и сама геометрия «сфер») имеют гораздо более сложную структуру. Но принцип вложенности сфер деятельности и управления должен быть реализован во всех видах производственной системы и их внешних сред.

Реализация принципа вложенности сфер национальной деятельности и управления «держится» на духовности, нравственности, интеллекте, телесной системе, на физическом и душевном здоровье человека, семьи, фирмы, государственного регулирования экономики, нации. Другими словами, если к описанию принципа вложенности сфер деятельности применить Принцип системности деятельности, то мы установим, что общей моделью системы для описания взаимодействия вложенных сфер деятельности является модель ДНИФ-системы.

Этот принцип вложенности сфер деятельности демонстрирует еще раз, что человеческий и производственный потенциалы страны – главная ценность нации. Все «внешние сферы», в том числе и сфера государственного управления, предназначены для обеспечения и защиты права человека и семьи строить свое благосостояние и экологическое благополучие, участвуя в производственной системыах. Принцип вложенности сфер деятельности и управления показывает вновь, как и в других случаях, что основное условие реализации сферы производственной системы это рачительное отношение к потенциалу нации.

Соблюдение принципа вложенности сфер деятельности и управления – основа для гарантий свободной и полезной деятельности каждого субъекта общественного производства.

4.5. Модель жизненного цикла производственной системы

• Общая модель жизненного цикла системы, предложенная в [16], содержит концептуальную, физическую и постфизическую стадии. Применим указанную модель к описанию жизненного цикла производственной системы. Производственную систему рассмотрим также и как искусственную систему, т.е. как систему, созданную человеком. Такая система является системой-результатом (изделием, продуктом) в некоторой системной триаде «объект-субъект-результат». В свою очередь, жизненный цикл системы-результата, как любого продукта деятельности, содержит концептуальную, физическую и постфизическую стадии.

Концептуальная стадия содержит совокупность следующих фаз «предфизической» жизни производственной системы:

формирование, исследование, описание новых потребностей общественного производства в будущей триаде производственной системы «объект-субъект-результат». Например, это могут быть потребности в новой региональной системе нефтеперерабатывающих производств, возникающие в связи с изменением региональной политики;

формулирование и количественное описание проблем, целей и задач, возникающих в общественном производстве в соответствии с некоторой новой потребностью;

комплексное или частичное (напр., экономическое, социальное или экологическое) исследование и обоснование производственной системы, необходимой для достижения цели (комплекса целей), связанной с удовлетворением новых потребностей общественного производства;

создание эскиза производственной системы – анализ вариантов построения, выбор и проработка требований к будущей системе в виде задания на создание и реализацию проекта производственной системы;

создание проекта производственной системы – разработка всех деталей конкретного варианта воплощения системы, окончательный вариант обоснования системы и плана ее реализации, бизнес-плана.

На этой стадии модель будущей системы проходит фазы:

осознания необходимости создания производственной системы – прообраз будущих характеристик производственной системы;

формального описания идеи ее построения – прообраз будущего процесса и структуры производственной системы;

плана и задания на создание производственной системы;

эскизно-технического и рабочего проекта производственной системы.

Одновременно могут создаваться компьютерные модели вариантов производственной системы или ее частей для принятия решения по уточнению модели системы.

Общая задача инженеринга на данной стадии – построение модели производственной системы в виде проекта, которая, будучи реализована физически, обеспечит, с высокой степенью вероятности, более лучшее (в смысле конкретных критериев) достижение определенной цели во внешней среде по сравнению с другими альтернативами.

Физическая стадия содержит следующие фазы:

опытно-экспериментальная;

производственная – изготовление элементов производственной системы, их поставка, монтаж, наладка, запуск в производство, осуществление производства;

функционирование системы в соответствии с ее назначением во внешней среде до окончания срока морального или физического износа.

На этой стадии производится:

маркетинг производственной системы, как системы-результата;

модернизация производственной системы;

учет ошибок и внесение изменений в производственную систему;

предоставление услуг по улучшению функционирования производственной системы – предоставление инженеринговых, образовательных, научных, экспертных, консультационных и других услуг.

Постфизическая стадия содержит следующие фазы:

вывод производственной системы из обращения, изъятие из процесса эксплуатации в связи с моральным или физическим износом;

сохранение модели производственной системы на бумажных и/или компьютерных носителях;

использование хранимой модели производственной системы для создания более совершенных производственной системы аналогичного или сходного назначения.

На этой стадии производственная система вновь превращается в концептуальную систему, которую могут неоднократно использовать при создании новых моделей концептуальных производственной системы.

4.6. Общая математическая модель системной технологии производства и управления

– элементы и элементарные процессы

– модель полной производственной системы

В [15-16] разработана общая математическая модель системы, на основе которой можно решать весь спектр инженеринговых задач построения опережающих проектных решений по развитию производства и управления: процессов и структур производственной системы, а также элементов, элементарных процессов и элементарных структур производства и управления. Рассмотрим основные особенности моделирования производственной системы с применением указанной модели.

• Элементы и элементарные процессы. Процесс технологизации является, как показано в [14-19], узловым процессом общественного производства и для индустриального и для постиндустриального общества. Для описания этого процесса необходим комплекс моделей систем, их процессов, структур, элементов, других частей систем. В необходимый комплекс моделей входит модель общей системы, которая предложена в [15-16]. Она может эффективно использоваться при производстве инженеринга любых производственной системы.

В производственной системе содержатся человеко-машинные элементы технологии производства и управления (напр., автоматизированные рабочие места производственного специалиста или управленца).

Каждый из элементов производственной системы может реализовывать в каждый данный момент времени один и только один элементарный процесс технологического процесса производства или управления.

Этот элементарный процесс соответствует некоторой элементарной цели.

Элемент системы реализует в каждый данный момент времени элементарный процесс достижения одной и только одной элементарной цели.

Элемент производственной системы неделим. Если элемент расчленить (например, автоматизированное рабочее место управленца разделить на два независимых элемента – управленец и компьютерная система поддержки деятельности управленца), то процесс достижения данной элементарной цели становится недостижимым.

Кроме этого, в производственной системе должны быть реализованы элементарные процессы взаимодействия между элементами системы во времени (склад перерабатываемого ресурса, предмета труда) и в пространстве (транспорт перерабатываемого ресурса, предмета труда). Понятия склада и транспорта двойственны. Транспорт это «склад на колесах», «динамический склад» и к его функционированию предъявляются основные требования в виде ограничений по времени доставки перерабатываемого ресурса, предмета труда. Склад это «неподвижный транспорт», «статический транспорт» и к его функционированию предъявляются основные требования в виде пространственных ограничений (например, по объему запасов перерабатываемого ресурса, предмета труда).

В свою очередь, для реализации элементарных процессов взаимодействия производственной системе управления необходимы элементы взаимодействия.

Элемент взаимодействия обеспечивает взаимодействие между двумя и только между двумя элементами системы. Так же как и элемент системы, он неделим.

В результате можно заключить, что производственная система, как целенаправленная система, содержит два вида элементов.

Первый вид – элемент системы, т.е. целенаправленный элемент, обеспечивающий элементарный процесс производства или управления. Этот элемент может называться также «основным элементом системы», так как он соответствует основной цели создания производственной системы.

Второй вид – элемент взаимодействия, необходимый для обеспечения элементарного процесса взаимодействия между основными целенаправленными процессами. Необходимость в элементе взаимодействия появляется по той причине, что элементы производственной системы требуют организации взаимодействия во времени, так как их функционирование «расписано» во времени и в пространстве, так как они имеют разные временные и пространственные координаты. Этот элемент может называться также «дополнительным элементом системы».

Сформируем, на основе изложенного, «элементарную часть» общей математической модели системы производственной системы S.

Математическую модель данной системы определим в теоретико-множественных терминах. Такой подход позволит применять наименее структурированные и наиболее широко понимаемые понятия, на основе которых можно применять для инженеринга метод системной технологии, наделив элементы множеств и отношения между ними конкретными свойствами.

Примем, следуя [16-19], что:

производственная система – это множество упорядоченных элементов производства и управления, осуществляемых ими элементарных процессов производства и управления и причинно-следственных отношений между ними;

элементы и элементарные процессы системы производственной системы неделимы в смысле достижения цели системы;

упорядочение элементов и реализация причинно-следственных отношений в виде элементов взаимодействия производится в соответствии с выбранной технологией производства и управления, которая обеспечивает производство продукта производственной системы – знание, товар, услугу.

Элементарным процессом достижения цели в назовем процесс достижения одной и только одной элементарной цели производственной системы, в ∈ В_∑. Здесь В_∑ — множество всех возможных элементарных процессов достижения цели, используемых в производственной системах.

Элементом системы или целенаправленным элементом производственной системы а назовем часть системы, осуществляющую один и только один элементарный процесс достижения цели производственной системы, а ∈ А_∑, Здесь А_∑ – множество всех элементов, которые используются для построения производственной системы. В А_∑ допускается "рождение" — появление новых элементов и "смерть" — выбытие элементов.

Элементарным процессом взаимодействия d назовем процесс взаимодействия между определенными двумя и только между этими двумя элементарными процессами достижения цели производственной системы, d ∈ D_∑. Здесь D_∑ – множество всех возможных элементарных процессов взаимодействия в производственной системах.

Элементом взаимодействия е назовем элемент системы, предназначенный для осуществления одного и только одного элементарного процесса взаимодействия в производственной системе, е ∈ Е_∑. Здесь Е_∑ – множество всех элементов взаимодействия, которые используются для построения производственной системы. В Е_∑ также допускается "рождение" и "смерть" элементов. Иногда удобно будет считать, что элементы е содержат ключ, имеющий только два логических состояния: «взаимодействие разрешено» и «взаимодействие исключено». Наличие такого ключа позволяет описать переход от одного варианта модели производственной системы к другому.

Элементарной целью f₀ назовем цель, достигаемую каким-либо одним элементарным процессом достижения цели производственной системы, f₀ ∈ F_∑. Здесь F_∑ – множество множеств целей системы S, соответствующих всем возможным множествам продуктов производства (и их модификациям). Далее, множество S_F∑ – множество множеств всех потенциально возможных продуктов производственной системы и их модификаций. Множество F ∈ F_∑ соответствует одному из множеств продуктов производственной системы S_F системы S.

Надо отметить, что технологические процессы производственной системы строятся, по замыслу, как процессы поочередного достижения цели производственной системы элементами производственной системы, которые производят, по сути, элементарные продукты производства и управления. В свою очередь, системное соединение элементарных продуктов производства и управления в конечный продукт производственной системы – знание, товар, услугу, направлено на получение синергетического эффекта, когда множество свойств продукта производственной системы «больше», чем любая комбинация свойств элементарных продуктов производства и управления.

Далее, будем рассматривать только тот случай, когда все множества A_∑, B_∑, D_∑, E_∑, F_∑, S_∑ конечны. Пересечение каждой пары множеств А_∑, В_∑, C_∑, D_∑, Е_∑, F_∑, S_∑ представляет собой конечное пустое множество.

• Модель полной производственной системы. Полной производственной системой S назовем совокупность взаимосвязанных элементов α ∈ A, е ∈ Е (A ⊆ A_∑, E ⊆ E_∑ и осуществляемых ими элементарных процессов в ∈ В, d ∈ D (B ⊆ B_∑, D ⊆ D_∑), предназначенную для достижения цели F, связанной с производством определенного продукта производственной системы (знания, товара, услуги) S_F, S_F ⊆ S_F∑, F ⊆ F_∑.

Математическую модель полной производственной системы S определим, как конечную алгебраическую систему

S= < { A, В, D, Е }, W, Ф >,

состоящую из множества-носителя {А, B, D, Е}, множества операций W={W1, W2, …, Wx } и множества предикатов Ф={Ф₁, Ф2, …, Ф_r}

Процесс Р системы S (назовем его также полным системным процессом производственной системы) — это множество взаимосвязанных элементарных процессов:

P = < {B, D}, W, Ф_p >; Ф_р ⊂ Ф.

Структура С системы S (назовем ее также полной системной структурой производственной системы) — это множество взаимосвязанных элементов системы:

С = < {A, E}, W, Ф_c >; Ф_с ⊂ Ф.

В соответствии с [15-16]для модели S системы производственной системы модели процесса производственной системы Р и структуры производственной системы С изоморфны.

Следуя [15-16], примем следующие определения:

1) Модель полной производственной системы S – это совокупность моделей процесса производственной системы Р и структуры производственной системы С.

2) Каждый элементарный процесс взаимодействия d, d ∈ D, между некоторыми двумя элементарными процессами достижения цели производственной системы в_i и в_j (в_i, в_j ∈ В) объединяет в себе собственно элементарный процесс взаимодействия d₀ и элементарный процесс обеспечения ограничения δ_d:

d = { d₀, δ_d }; d₀ ∈ D₀; δ_d ∈Δ_d; D = { D₀, Δ_d }.

3) Каждый элементарный процесс в, в ∈ В, реализуемый элементом производственной системы а ∈ А, объединяет в себе собственно элементарный процесс достижения цели производственной системы в_о и элементарный процесс обеспечения ограничения δ_в:

в = {в_о, δ_в }; в_о ∈ В_о; δ_b ∈, В = { В_о, Δ_b }.

4) Элементы а и е разложимы на части, реализующие части процессов в и d производственной системы:

а = {а₀, δ_a }; а₀ ∈ A₀; δ_a ∈ Δ_a; А = {A₀, Δ_a };

e = { e₀, δ_е }; e₀ ∈ E₀; δ_е ∈ Δ_e; E= { E₀, Δ_e};

5) Модель основного системного процесса производственной системы Р_a имеет вид:

Р_a = < { B₀, Δ_d }, W, Ф_p >.

6) Модель дополнительного системного процесса производственной системы Р_е имеет вид:

Р_е = < { D₀, Δ_a }, W, Ф_p >.

7) Модель основной системной структуры производственной системы C_a имеет вид:

C_a = < { A₀, Δ_e }, W, Ф_c >.

8) Модель дополнительной системной структуры производственной системы С_e имеет вид:

С_e = < {Δ_a, E₀ }, W, Ф_c >.

9) Модель основной системы производственной системы S_a имеет вид:

S_a = < { P_a, C_a }, W, Ф >; S_a = < { A₀, B₀, Δ_d, Δ_e }, W,Ф >.

10) Модель дополнительной системы производственной системы S_e имеет вид:

S_e = < { P_e, C_e }, W, Ф >; S_e = < {Δ_a, Δ_в, D₀, E₀ }, W, Ф >.

Другими словами, полная система производственной системы S – это объединение полного системного процесса производственной системы Р и полной системной структуры производственной системы С, основная система производственной системы S_a – это объединение системного процесса достижения цели производственной системы P_a и структуры для его реализации С_a, а дополнительная система производственной системы S_e – это объединение системного процесса взаимодействия в производственной системе P_e и структуры для его реализации C_e.

Использование данных математических моделей дает возможность эффективного формирования проектов развития производственной системы в процессе инженеринга на основе описания изоморфизма частей производственной системы, а также для их декомпозиции и комплексирования при решении задач системной технологизации (информатизации и компьютеризации, в том числе) производственной системы [23,24]