А. Н. Протопопов ббк 32. 973. 26-018. 2 Р 69

n

и

Utilities

55

Ma nagern ent of Compa nles and ] Enterprises

Construction

56 Administrative and Support, Waste | Management and Remediation I Services |

Термины и здесь даются без перевода на русский язык. Примеры дальнейшего дробления: Конструкции - 23 имеет дальнейший индекс - 236. В свою очередь, он делится на Конструкции постоянных сооруже­ний — 2361 и др. Затем идут градации этих конструкций: - 23611 и 236110. Аналогично делится понятие Обучающих сервисов — 61. Здесь имеются деления типа -611, 61111, 611110 и т. д. То же самое можно сказать и про другие строки таблицы.

Приведенные примеры не исчерпывают всех описательных систем международных стандартов. Важно, однако, отметить, что все эти стан­дарты основаны на принципах десятичной классификации, которые ис­пользуются и у нас в стране для аналогичных целей [83]. Небольшое число степеней дробления, прослеживающихся в этих системах, свой­ственно большинству конвенциональных систем классификации. Клас­сификационные системы являются исчерпывающими в том смысле, что их расширение без пересмотра всего стандарта невозможно. Междуна­родных стандартов классификации технологий, полученных таким же конвенциональным методом, пока не существует. Соотнесение этих результатов (то есть групп цифровой таблицы, видов экономической активности) с общими результатами больших затруднений не представ­ляет. Это позволяет сосредоточить внимание только на изучении про­

цессов систематизации структурных и функциональных методов общего описания технологий. Ниже будет приведена оценка степени детализа­ции таких описаний и усилий, которые имеет смысл на это затратить.

6.2. СИНТЕЗ ТЕХНОЛОГИЙ ИЗ ТИПОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Корни двух схем изучения действительности - анализа и синтеза - лежат в глубокой древности. Эти два подхода к изучению природы, че­ловека и результатов его деятельности известны очень давно, при этом существо проблемы всегда оставалось неизменным. Важен характер описания действительности и получаемые при этом результаты. Прак­тические результаты всегда были ответом на одни и те же вопросы. Однако сами ответы и, главное, объекты, которые при этом анализиро­вались, постепенно менялись и усложнялись. Понятие технология сфор­мировалось только к концу XVIII в., тогда же появился и соответству­ющий термин. Тем не менее различные целенаправленные процессы изучения человеческой деятельности изучались задолго до формирова­ния этого понятия. Чаще всего исследовались не сами процессы, то есть технология, а объекты воздействия и аппаратура, то есть технические системы. Объекты, технические системы и сами технологии тесно свя­заны друг с другом, поэтому единое рассмотрение истории их исследо­вания вполне обоснованно.

Подробное изучение свойств окружающего мира требует тща­тельного анализа структуры его объектов. Аналитический подход чет­ко проявился уже в период Древней Греции [43]. Уже тогда не только вещество, но и простейшие технические устройства предлагалось рас­сматривать в виде сочетания неких единых простейших составляющих. Так, согласно преданию, Архимед считал, что любое устройство мож­но создать, используя сочетания трех механизмов: рычага, блока и вин­та. В эпоху Возрождения Леонардо да Винчи описал все возможные простые механизмы, из которых можно было в принципе создавать от­носительно сложные машины. Более того, список простейших механиз­мов, который им рассматривался, не претерпел в настоящее время су­щественных изменений. Это позволяет ряду авторов считать, что он был создателем теории простейших механизмов [18]. Выше упоминалось о работах Р. Луллия, которые положили начало методу морфологическо­го ящика. В конечном итоге разработка этого подхода привела к появ­лению трудов, посвященных описанию технических систем и изучению их синтеза [116, 139, 143]. Фактически синтез при этом рассматривается как один из вариантов автоматического проектирования. Соотношение между анализом и синтезом показано на рис. 2.1.

Анализ - это расчленение объекта или процесса на составляющие части. Нередко этот процесс, как мы и будем говорить далее, называют декомпозицией. Синтез наоборот, предполагает составление единого целого из разных элементов. В технологии синтез означает создание сложного процесса из более мелких действий или операций. По схожей схеме предлагается создавать любые устройства, а также технологии. В зависимости от ситуации надо использовать либо тот, либо другой ме­тоды. При этом на первом этапе изучение практически всегда начина­ется с анализа. В практической же деятельности приходится наоборот, пользоваться синтезом.

Как уже отмечалось, процесс синтеза технической системы сводится к выбору нужной комбинации структурных элементов. При этом, если говорить о чисто технической системе, то она, по сути, рассматривает­ся как набор деталей и других не очень сложных элементов (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Схема расчлененной части автомобильного мотора, поясняющая идею его синтеза из стандартных элементов

Сами эти детали необходимо искать методом перебора в обширном списке, который должен быть составлен заранее. По схожей схеме пред­лагается создавать любые устройства, а также технологии. Так, на рис. 6.2 приведена логическая схема синтеза обычного домашнего электронагревательного прибора. Эта схема основывается на идеях Р. Коллера.




Рис. 6.2. Синтез домашнего электронагревательного прибора на основе методики Р. Коллера




Как видно из рис. 6.2, прибор «создается» как комбинация из не­скольких стандартных операций (сравнить с рис. 4.4). Они сочетаются с выбором действий из таблицы физических эффектов. Такая таблица всегда должна входить в структуру синтеза устройств по этой методи­ке. Известно описание аналогичного синтеза велосипеда. Даже если провести более тщательный поиск, то можно убедиться, что число при­меров подобного рода ограничено.

Именно в таких примерах показываются возможности методики на примере уже известных устройств. В то же время случаев описания широкого применения подобного подхода почти нет. Это нельзя считать случайным. Отметим, что все принципиальные выводы по поводу син­теза технических систем в равной мере относятся и к синтезу техноло­гий. Разница состоит в том, что при синтезе технологий они собираются не из деталей и элементов, а из стандартных процессов. Их обычно называют типовыми технологическими процессами. В описание техно­логического процесса входят элементы технической системы, а также характеристики объектов до и после процесса и характер взаимодей­ствия с внешней средой.

Утверждение 6.3. Описание технологического процесса более сложно, чем описание технической системы, которая находится на том же самом уровне описательной иерархии.

В связи с этим оценим некоторые соображения. Прежде всего, синтез технологии, как и синтез технической системы, приносит реальную пользу, если элементы, которые принимают участие в синтезе, хорошо и детально описаны. Применительно к технологиям сказанное говорит о том, что типовые технологические процессы, из которых синтезиру­ется технология, должны быть хорошо изучены.

Уточнение 6.1. Для успешного синтеза технологии или же технической сис­темы на некотором уровне иерархии технологические процессы, из которых синтезируется окончательный технологический про­цесс, должны обладать достаточной полнотой, нужной градаци­ей по показателям и надежным описанием, которое позволяет воспроизводить их без дополнительных усилий и исследований.

Градация технологий, о которой упоминается в уточнении 6.1, предпо­лагает, что необходимо разработать и типизировать все возможные тех­нологии данного уровня описательной иерархии. Это должно быть сде­лано с учетом количественных показателей - производительности, стабильности, устойчивости и т. д. В этом смысле градация технологий аналогична различным факторам, которые используются в теории стан­дартизации. Естественно, что градация имеет степени, аналогичные тем, о которых только что говорилось нами.

Утверждение 6.4. Успешный синтез технологий, который обеспечивает их систематическое описание, невозможен без наличия надежного описания технологических процессов более низкого уровня. Это описание, естественно, должно исходить из структурного иссле­дования технологий нужного уровня.

Уточнение 6.2. Для полного успешного использования функционального ана­лиза он должен опираться на результаты структурного анализа и созданные при этом системы количественных описаний. Уточнение 6.3. В задачах реального автоматизированного построения новых технологий методы функционального и структурного анализа должны быть взаимосвязаны, и, как следствие, их развитие долж­но происходить параллельно.

В то же время нетрудно заметить, что функциональные исследования часто серьезно опережают структурные описания. Это прослеживает­ся и в исследованиях технологий, и в исследованиях технических сис­тем, а также в ряде других областей человеческого знания. Подобное не случайно. Функциональный анализ технологических процессов реша­ет несколько задач. На поверхности обычно лежит задача полного ав­томатического проектирования технологий или других сложных систем. Эта задача весьма объемна. При простом морфологическом поиске, который соответствует, например, термину поисковое конструирование, количество изучаемых вариантов резко возрастает по мере усложнения проектируемых объектов. Рассмотрим в качестве элементарного приме­ра самый простой случай перебора вариантов в логической машине Раймонда Луллия. Вид нескольких кругов этой машины приведен на рис. 6.3.

Легко понять, что при большом числе ступеней иерархии количе­ство рассматриваемых вариантов растет с огромной скоростью. Тем не менее процесс функционального анализа вполне осмысленен. Это свя­зано с тем, что на математическом языке принято называть сверткой.




4. -


I III 4 Alt f'llISII- vl ,)fti





The Figure? tZ oshr т le -i i тдиге ;

ФмтШщ'

I I £ £ I AXj - :/- X- С

	FG	GH	Hi	!K
BD СЕ DF EG	FH	Gi	HK
BE CF OG EH	F!	GK
BF CGDH El	FK
BGCHOI EK

SH CI DK Bl CK

в к

Рис. 6.3. Вид кругов логической машины Раймонда Луллия. Сочетания вариантов описываются комбинациями букв машины. Видно, что при небольшом числе элементов число разных сочетаний очень велико

Определение 6.1. Под термином свертка применительно к задачам функцио­нального анализа мы понимаем возможность выражения группы действий на некотором уровне описательной иерархии в виде простых символов или же числовых выражений.

Свертка играет большую роль при изучении анализа технологий. При­менительно к технологии простейшим примером свертки может слу­жить замена лампочки сигнала поворота автомобиля. Эта простая тех­нология состоит из снятия колпака, извлечения перегоревшей лампочки, вставки новой лампочки, возвращения колпака на место и последующей проверки. Каждое из этих действий может быть разложено на более простые последовательности.

Утверждение 6.5. С течением времени список простейших действий и опера­ций, включаемых в отдельный элемент свертки, возрастает, а само описываемое понятие усложняется.

Процесс свертки можно также легко проследить на примере технологии составления программ для вычислительной техники. От программ ре­альных операций, которые описываются языками типа Assembler, тех­

ника программирования все время движется в сторону создания языков высокого уровня. В них программист не имеет дело с элементарными командами, а пользуется более сложными операторами.

Этот пример приведен в силу того, что эволюция процесса програм­мирования идет очень быстро. Поэтому те явления, которые в описании обычных технологий проследить непросто, прослеживаются здесь до­статочно просто. Важно обратить внимание на то обстоятельство, что процесс усложнения используемых операторов развивается постепенно.

Утверждение 6.6. Всегда имеется некоторый уровень описательной иерархии, на котором непосредственно происходит процесс свертки. Имен­но этот уровень и представляет основной практический интерес при использовании методов функционального анализа технологий. Выявление этого уровня можно считать одной из важнейших задач общего анализа технологий.

Наличие процесса свертки существенно облегчает методику использо­вания функционального анализа. Однако нельзя забывать, что процесс развития системы технологий идет в сторону увеличения их числа, уве­личения объема и, соответственно, связан с необходимостью привлекать к анализу конкретных технологий все большее число потоков самой разной природы. В результате количество возможных вариантов при простом переборе методом морфологического ящика быстро и непре­рывно возрастает.