Закономерности стадийного развития техники

Анализируя процессы развития технических объектов одного и того же функционального назначения и техники в целом, ученые установили объективно существующую закономерность: техника во времени развивается стадиями, передавая фундаментальные функции труда от человека к ТО (к машине).

Весь цикл развития ТО (техника, машины) имеет 4 стадии, соответствующие четырем фундаментальным функциям труда и машин по обработке и производству материальных продуктов.

Первая стадия. Техника выполняет только технологическую функцию, обеспечивающую изменение материального продукта труда, остальные функции (энергетическую, управления и планирования) выполняет человек.

Вторая стадия. Технологическая и энергетическая функции, связанные с обеспечением энергией процесса обработки предмета труда, реализуются ТО, а человек выполняет только функции управления и планирования.

Третья стадия. На ТО (машину) возложены функции технологические, энергетические и управления процессом обработки предмета труда и потоками энергии, а человек лишь планирует количество и качество производимого материального продукта.

Четвертая стадия. Все четыре фундаментальных функции труда реализуются ТО (машиной), а человек полностью выводится из технологического процесса. Его участие в производстве материального продукта эпизодически требуется на более высоких уровнях планирования производственного процесса, а также на внештатных операциях наладки и ремонта технических устройств, оборудования.

Очевидно, что в процессе развития ТО переход от одной (предыдущей) стадии к другой (последующей) происходит тогда, когда физические или интеллектуальные возможности человека по дальнейшему повышению какого-либо актуального критерия развития Кр (по точности, производительности, надежности, экологичности и т.п.) оказываются исчерпанными, и его можно повысить лишь при реализации другой (последующей) фундаментальной функции.

Однако процесс развития может войти в новую стадию лишь при наличии необходимых и достаточных условий и факторов, таких как состояние научно-технических разработок в рассматриваемом классе технических объектов; технологические возможности перехода на следующую стадию; острота потребности и социально-экономической целесообразности разработки ТО с новыми фундаментальными функциями.

Что касается динамики - темпов развития ТО (машин) во времени, - то она определяется, главным образом, классом самого технического объекта и остротой потребности общества (рынка) в его изготовлении и использовании.

Для ТО, с помощью которых с незапамятных времен производятся (обрабатываются) самые необходимые для человека продукты (орудия) труда, весь цикл развития с его четырьмя стадиями занимает целую историческую эпоху. Для подтверждения сказанного рассмотрим эволюцию процесса обработки круглых деталей из металла.

Первая стадия процесса обработки деталей цилиндрической формы из природного куска металла вручную (за счет биологической энергии мышц человека) с помощью камня (абразивного инструмента) имела место еще в железном веке, т.е. три тысячелетия тому назад. Вторая стадия технологии обработки металлических изделий цилиндрической формы наступила лишь в XVIII веке, когда появились токарные станки с приводом сначала от паровых машин, а затем от электрических двигателей. Вместе с тем, на этой стадии развития управление процессом токарной обработки производилось вручную.

Только в середине XX века на токарных станках появились системы автоматического управления (т.е. управления без участия человека) процессами металлообработки. Полное же высвобождение человека из процесса механической обработки деталей на токарных станках произошло уже в 80-е годы нашего столетия в связи с разработкой и функционированием гибких производственных систем (автоматических цехов, производств и заводов с так называемой «безлюдной» технологией).

Для современного периода развития техники характерна еще одна существенная закономерность: в процессе разработки и изготовления ТО реализуются одновременно две - три, а иногда и все четыре фундаментальные функции.

При поиске конкретного примера таких ТО не надо обращаться к космической и оборонной технике, где они встречаются наиболее часто, достаточно совершить небольшой экскурс в область современного растениеводства.

Автоматизированные технологические агрегаты приготавливают питательные смеси, которые затем с помощью электронасосов по трубопроводам подаются в соответствующие емкости. Состав и консистенция питательных смесей, их объем и температура рассчитываются, прогнозируются и задаются с помощью электронно-вычислительных машин в зависимости от состояния и параметров роста растений. Таким образом, рассматриваемый ТО - автоматизированная гидропонная оранжерея - реализует все четыре фундаментальные функции - технологическую, энергетическую, управленческую и планирующую.

Контрольные вопросы:

1. Сколько существует уровней описания технических объектов?

2. Сколько стадии имеет целый ряд технических объектов?