Направления технологического развития

Направления научно-технического развития

Циклы и тенденции развития производства

Главной особенностью развития производства является цикличность, смена периодов эволюции (модернизации) качественными скачками, революциями. Выделены три формы такого развития:

1) смена модели в рамках одного поколения техники;

2) смена поколений в пределах одного направления;

3) появление принципиально новых (основанных на научных от- крытиях) направлений.

Циклы развития производства связаны с изменением его форм организации и управления, методов подготовки кадров. Изменяются экономические свойства нововведений. При первичной механизации экономия живого труда сопровождалась увеличением затрат овеществленного. При обновлении поколений и направлений техники снижается ресурсоемкость конечного продукта.

Усложняется структура цикла. На первом этапе требуются крупные капиталовложения в перестройку машиностроительного комплекса и производства конструкционных материалов. На втором - преобразуются технология и структура производства у потребителя новых видов техники. На третьем - затраты начинают окупаться, здесь особенно важен фирменный ремонт и обслуживание новой техники.

Чем глубже преобразования, тем больше времени и средств уходит на создание и освоение нововведений, но тем больше эффект на третьей стадии. При этом основные затраты несет машиностроение, а главные результаты получают отрасли, применяющие новую технику.

Развитие техники проходит четыре основных этапа. На первом - техника носит универсальный характер (например, токарный станок, полувагон). Возникает противоречие между растущим многообразием потребностей (увеличение номенклатуры изделий, родов перевозимых грузов) и необходимостью снижения трудоемкости изделия. Разрешение этого противоречия приводит ко второму этапу - все более узкой специализации средств труда, которая является мощным рычагом роста производительности труда, но лишь при стабильности условий ее применения. Третий этап - создание технических систем, состоящих из унифицированных элементов. Универсальность такой системы совершенно иная, чем у токарного станка. Она сочетает гибкость с высокой производительностью.

Четвертый этап – создание интегрированных технических систем, обеспечивающих производство целостных продуктов потребления.

Главной особенностью развития научно-технического комплекса в рамках третьей научно-технической революции является создание такой жизнеспособной экономики, которая будет использовать существенно меньшее количество материалов и энергии.

Сегодняшний момент развития человеческой цивилизации имеет много отличий, по сравнению с предшествующими периодами. Основные отличия таковы:

- каждый час на земле рождается около 10 000 людей;

- избыточным ресурсом в мире стали люди, в то время как природа стала намного беднее;

- увеличивающееся извлечение ресурсов, их транспортировка, использование и превращение в отходы постепенно разрушают естественные запасы капитала;

- для процветания человечества в будущем оно должно более производительно использовать ресурсы и извлекать в 100 раз больше пользы из каждой единицы энергии, воды, материалов и т.д.

- глобальный поток материалов ежегодно составляет, приблизительно, 500 млрд. тонн, 98 – 99% которого тратиться впустую и т.д.

Эта нагрузка на природу предопределила формирование экономики нового типа. Это будет экономика так называемого «естественного капитализма», фундаментальные предложения которого должны развиваться в рамках концепции производительности ресурсов, предполагающей одновременно реализацию интегральных проектов от технических устройств до производств и отраслей в целом.

Эта концепция, переориентирующая общество на системное развитие в рамках третьей промышленной революции, основана на следующих ценностях:

а) устойчивая экономика предполагает сохранение естественного капитала;

б) право на существование имеют только демократические рыночные системы производства, в которых полностью оценены все формы капитала - человеческий, производственный, финансовый и естественный;

в) радикальное увеличение производительности ресурсов превалирует над концепцией производительности труда;

г) человеческое благосостояние лучше всего обеспечивается путем увеличения качества и потока желательных услуг, а не просто увеличением потока денег;

д) экономическая и экологическая устойчивость государства, его процветание и развитие зависят от восстановления глобальной справедливости распределения доходов и материального благосостояния;

е) оптимальная долгосрочная установка для развития сферы обслуживания людей основывается, прежде всего, на потребностях людей, а не на потребностях бизнеса.

Указанные ценности могут быть реализованы четырьмя центральными стратегиями:

1. Радикальное повышение производительности ресурсов.

2. Подражание природе.

3. Развитие экономики сервиса и потоков.

4. Увеличение инвестиций в естественный капитал.

Указанные стратегии находят свое практическое воплощение в следующих шести взаимодополняемых главных категориях научно-технической деятельности:

- проектирование;

- новые технологии;

- управление;

- корпоративная культура;

- новые процессы;

- экономия материалов. Данные категории научно – технического развития входят составной частью в основные направления научно-технического развития мировой цивилизации.

Выделяются пять основных направлений научно-технического развития:

1) автоматизация и электронизация на базе применения компьютеров и роботов, внедрение гибкой технологии, позволяющей быстро и эффективно перестраивать производство на изготовление новых образцов продукции;

2) использование безотказных и энергосберегающих технологий, развитие биотехнологий;

3) изменения в энергетическом обеспечении (новейшие атомные реакторы, управляемый термоядерный синтез, другие альтернативные источники энергии - энергия водорода, ветра, солнца, морских волн, геотермальных источников, применение плазменной технологии), позволяющие кардинально уменьшить энергопотребление;

4) получение материалов с заранее заданными свойствами: благодаря применению консервативного элемента - предметов труда - материалы превращаются в один из наиболее динамичных и новых видов, в частности

- материалы с замкнутыми циклами использования в рамках концепции долгоживущих материалов;

- группы материалов, заменяющие ранее существующие;

5) развитие человека как главной производительной силы общества на базе перестройки общего и профессионального образования: активизация человеческого фактора в управлении производством, использование достижений не только технических наук, но и наук о человеке (социальная психология, психология труда и обучения, социология, физиология труда, эргономика и т.д.) для согласования физических и психических возможностей, а также социальных потребностей человека со свойствами технических и организационных систем.

Все направления научно-технического развития взаимосвязаны. Современная технология немыслима без автоматизации. С другой стороны, автоматизация наиболее эффективна не путем оснащения новыми управляющими устройствами обычных машин, а применительно к безмашинному производству, немеханической технологии.

Технологическое развитие связано с переходом от преимущественно механической обработки предметов труда к комплексному использованию многообразных сложных форм движения материи, особенно в областях физических, химических и биологических процессов. Глобальное направление, как уже отмечалось, состоит в реализации интегральных проектов от технических устройств до производств и отраслей в целом.

Технология определяет не только порядок выполнения операций, но и выбор предметов труда, средств воздействия на них, оснащение производства оборудованием, инструментом, средствами контроля, способы сочетания личностного и вещественных элементов производства во времени и пространстве, содержание труда, отношения производства с окружающей средой. Поэтому освоение принципиально новых технологий является одновременно и следствием и предпосылкой эффективного использования новых средств и предметов труда.

Во-первых, речь идет о переходе от дискретных (прерывных) многооперационных процессов, которые могут развиваться лишь по линии все большего дробления операций - к малооперационным и зачастую непрерывным процессам. Так, в машиностроении развитие технологии связывается ныне не только и не столько с ростом мощностей и рабочих скоростей, сколько с переходом к обрабатывающим центрам и агрегатным станкам. В легкой промышленности изготовление изделий из нетканых материалов включает всего несколько операций вместо 300-400 по традиционной технологии (выращивание волокна, его очистка, мойка, прядение, ткачество, отделка, пошив).

Во-вторых, механическая обработка предметов труда уступает место непрерывным физико-химическим и биологическим процессам: геотехнология добычи полезных ископаемых, гидро-, газо- и светоэкструзия, вибрационная обработка, бездоменная и порошковая металлургия на основе прямого восстановления железа, безверетенное прядение, бесчелночное ткачество, получение готовых изделий методами точной пластической деформации.

В-третьих, начинается переход к замкнутым технологическим схемам с полной переработкой полупродуктов (безотходная технология).

В-четвертых, использование экстремальных, не встречающихся в окружающей среде условий (сверхвысокие и сверхнизкие давления и температуры, глубокий вакуум, электромагнитные поля большой мощности и др.) Плазменная технология используется для получения новых материалов, изменения их состава и свойств, упрочнения и т.д., радиационная - для модификации полимеров в кабелях и электроизоляции.

В-пятых, использование электроэнергии не только как двигательной силы, но и для непосредственной обработки предмета труда - электрохимической, электрофизической (лазерная, электроискровая, электроимпульсная, электроконтактная), токами высокой частоты, использованием электронных пучков высокой энергии для повышения термопрочности материалов, покраски без растворителей, мгновенной полимеризации, дезинфекции сточных вод и т.д. Лазерная технология используется для сварки, резки, термообработки, упрочнения деталей, прошивки отверстий, бесконтактного контроля и т.д.

В-шестых, для новейшей технологии характерны большая универсальность, связанная с переходом от многообразных машин с подвижными механическими органами к унифицированным аппаратам, использованию электричества в качестве универсального посредника при обработке материалов.

В-седьмых, новые технологии зачастую носят межотраслевой характер: одни и те же принципы используются в различных отраслях.

Самой массовой промышленной технологией эпохи научно-технического развития является планарная. С ее помощью ежегодно создаются сотни триллионов транзисторов для логических и запоминающих устройств - оптических, магнитных, акустических, твердотельных в составе интегральных схем, а также датчиков для различных физических сигналов.

Новая технология стареет медленнее, остается прогрессивной гораздо дольше, чем оборудование и изделия. Поэтому вложения здесь окупаются гораздо быстрее. Непрерывная разливка и внепечная обработка стали, лазерная и биотехнология, генная инженерия. Ожидается, что в ближайшие 10-20 лет с помощью биотехнологии будет изготовляться более 10-12% всего органического сырья.

Знание основ новой технологии необходимо менеджеру для определения ее эффективности, прогнозирования распространения, и обоснования наиболее рационального варианта технологических систем и их структуры, планирования и организации процесса создания и освоения технологических нововведений.