Глава 2
ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЕЙ КИБ
2.1. Структурный анализ технологии КИБ
В настоящее время основным орудием конкурентной борьбы является опережающая смена технологий, тенденция к освоению высоких технологий. Неравномерное развитие технологий порождает технологические скачки, свидетельствующие о том, что эффективные "ноу-хау" достаточно быстро устаревают. Таким скачкам особенно подвержена область высоких технологий [84].
Всё чаще применяемые понятия "традиционные технологии", "нетрадиционные технологии" нельзя рассматривать как нечто постоянное, незыблемое, но в каждое определённое время эти понятия, безусловно, очерчивает контуры областей или принципиально новых технологий, или уже хорошо освоенных [85].
В общем случае по степени их влияния на конкурентоспособность пользуются такой классификацией технологий: новые, прогрессирующие, ключевые, базовые и вытесняемые [86]. Новые технологии базируются на основе новых знаний, как на результате фундаментальных исследований. Прогрессирующие находятся в ранней стадии жизненного цикла, пока ещё мало используемые, но имеющие большое значение в стратегии конкуренции. Ключевые определяют достижения переднего края технологического развития, непосредственно влияют на конкурентную борьбу. К базовым относятся технологии, которыми могут владеть все конкурирующие предприятия. Именно они определяют товарный ассортимент в настоящий момент. Бывшие базовые технологии вытесняются при расширении сферы применения ключевых технологий (рис. 2.1) [84].
Рис. 2.1. Технологии, определяющие степень конкурентоспособности изделий.
Перераспределительные технологии основаны на применении способов формообразования за счёт перераспределения материала, например, ковка, прокатка, волочение и т. д.
Ко второй группе, которая чётко определилась в последние годы как новая, относятся генеративные технологии, основанные на способах формообразования послойным наращиванием. Можно определить как генеративные такие технологии, которые позволяют изготовление трёхмерных объектов (модели, конструктивные элементы, детали, инструмент) как совокупность слоев различной конфигурации и толщины, прочно (неподвижно) связанных между собой. Эти технологии привлекают всё большее внимание исследователей и завоёвывают всё более широкие области производства [84].
Любая реальная технология состоит из отдельных технологических процессов (ТП), зачастую существенно отличающихся по производимому воздействию на предмет труда. При этом такие воздействия могут быть заметно разнесенными как по месту их осуществления, так и по времени. Так, например, при реализации технологии КИБ нанесение покрытий осуществляется в вакуумной камере специальной технологической установки, а предварительная подготовка инструмента (очистка от загрязнений и мойка) и последующая проверка его работоспособности (стойкостные испытания) могут проводиться в другой лаборатории или даже на другом предприятии.
При построении обобщенной модели технологии последнюю можно разделить на элементарные технологические процессы (ЭТП), характеризующиеся следующими признаками (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Обобщенная модель ЭТП.
Признаки-операторы (первого рода):
- орудие труда (станок, автоматическая линия);
- предмет труда (деталь, вещество);
- инструмент (режущий, формообразующий);
Признаки-управления (второго рода):
- место (координаты предмета труда);
- траектория (векторы скоростей, ускорений);
- среда (температура, давление, концентрация).
Признаки второго рода являются функциями времени ?. Область их определения
, (2.1)
где ?н - момент начала ЭТП, ?к - момент его окончания. Момент ?к для текущего ЭТП (если последний не завершает технологию в целом) определяется в случаях:
- существенного изменения хотя бы одного из признаков;
- "назначения" лицом, осуществляющим моделирование, при искусственной дискретизации технологии.
Существенным изменением в момент ?к назовем любое изменение признака-оператора, а также изменение признака-управления, отвечающее одному из следующих условий:
- исключение признака из множества х;
- добавление признака в множество х;
- функция претерпевает в точке ?к разрыв первого или второго рода;
- время ?к совпадает с одним из узлов сетки при искусственном разбиении диапазона ?к - ?н на интервалы.
Таким образом, границы между ЭТП определяются уровнем моделирования: на макроуровне (рис. 2.3) они чаще всего совпадают с естественными переходами внутри технологии - от техпроцесса к техпроцессу, на микроуровне (рис. 2.4) могут проходить в любом месте единственного технологического процесса, причем степень детализации последнего зависит от необходимой точности моделирования.
Рис. 2.3. Декомпозиция технологии на ТП на макроуровне.
Рис. 2.4. Декомпозиция технологии на ТП на микроуровне.
Переход от ТП к ТП характеризуется степенью ?п. Степень перехода определяется количеством признаков, изменяющихся при переходе.
По аналогии с изменяемыми признаками назовем переходом (от ЭТП к следующему ЭТП) первого рода такой переход, при котором изменяется хотя бы один признак-оператор и переходом второго рода такой, при котором признаки первого рода не изменяются.
Если рассмотреть технологию как звено, преобразующее вектор входных параметров х(?) в вектор выходных у(?) с помощью векторного оператора f:
у(?) = f(х(?)) (2.2)
на интервале ?н - ?к, то измене