Закономерности формирования и развития технологических процессов в экономике

Если с позиции интересов конкретного производителя направление взаимозамещения трудозатрат может быть любым (живой труд заменяется прошлым или наоборот), то с позиции более высоких социальных общественных интересов следует выбирать одно направление: замещение живого труда прошлым (рис.2.2). Такое замещение воплощается в механизацию и автоматизацию технологии производства (замена ручного труда машинным). Другой процесс замещения будет свидетельствовать о движении в направлении, обратном техническому прогрессу общества, то есть об изъятии машин и замещении их ручным трудом.

Эволюция производственного процесса показывает, что постепенно происходит вытеснение живого труда (человека) прошлым трудом (машинами). Логично предположить, что такое вытеснение экономически целесообразно только в том случае, когда прошлый труд будет дешевле живого.

Из рис.2.2. хорошо видно, что замещение живого труда прошлым со временем становится нецелесообразным. Если до момента времени t* данная процедура ведет к снижению совокупных трудозатрат, то после - к возрастанию совокупных трудозатрат. Поэтому вариант динамики трудозатрат на рис.2.2. называют ограниченным по времени. Для него очень важно предвидеть момент наступления экономического предела замещения живого труда прошлым.

В начале периода механизации производственного процесса медленный рост прошлого труда приводит к значительному снижению затрат живого труда. По мере технического совершенствования производства требуется все больший и больший рост затрат прошлого труда, так как более производительные устройства и приспособления, включая средства автоматизации, стоят гораздо дороже своих предшественников. А вот отдача от таких затрат снижается, и наступает момент, когда вклад в увеличение затрат прошлого труда не окупается снижением затрат труда живого. В дальнейшем эволюционное развитие производственного процесса становится экономически невыгодным, т.е. становится невыгодной замена живого труда прошлым.

Из обсуждения рис.2.2. следует также сделать вывод о возможности экономической нецелесообразности автоматизации и механизации производства. Высокий уровень механизации и автоматизации не является верхом технологического развития. По большому счету технологическое развитие (улучшение технологических действий) не реализуется при механизации и автоматизации.

Ниже рассмотрим пути технологического обеспечения предложенных вариантов динамики трудозатрат. Для этого вначале необходимо исследовать структуру технологического процесса.

3. Структура и организация технологических процессов

При производстве продукции труд затрачивается на выполнение технологических действий. На уровне технологического процесса всю совокупность действий можно подразделить на функциональные и вспомогательные также как мы это делали на уровне производственного процесса.

На структуру и содержание технологического процесса оказывают влияние две группы факторов.

1. Исполнителями и проектировщиками любой технологии являются люди. Они создают технологии с позиции принципов и закономерностей человеческой деятельности. Как известно, закономерности деятельности людей изучает наука психология. Она выделяет основные принципы деятельности:

- деятельность есть процесс последовательного получения требуемого результата;

- деятельность всегда имеет цель и мотивы;

- деятельность строится из элементарных базовых действий, объединяющихся в образования разной иерархии.

Все выше перечисленные принципы деятельности человек переносит в технологию. Это образует «человеческое» в технологии. Этим все технологии схожи между собой. Поэтому здесь мы имеем дело с тем общим, одинаковым, повторяющимся, что есть в технологиях разного рода.

2. Каждый технологический процесс основан на естественном природном процессе (физическом, химическом и т.д.), который имеет свои объективные закономерности, свою логику. Поэтому содержание и последовательность технологических действий (этапов) предопределяются названными выше закономерностями естественных природных процессов. Это индивидуальное, специфическое, особенное в технологиях. Этим технологии отличаются друг от друга.

Следовательно, человек привносит в технологии их этапность, целенаправленность, иерархичность структуры, а естественный процесс, на котором они основаны, - содержание, последовательность, внутреннее взаимовлияние названных этапов технологии.

Изготовление продукции связано с требуемым изменением предмета труда. Такое изменение происходит в результате различных воздействий на предмет труда. Рассмотрим составляющие части и материальные средства элементарного акта преобразования сырья в продукцию.

Материальным средством воздействия на предмет труда является инструмент (резец, пламя и т.д.). Причем инструмент не обязательно представляется в вещественном виде, часто инструментом могут быть различные физические поля: гравитационное, магнитное и т.д.

При воздействии на предмет труда инструмент должен как можно дольше сохранять свои свойства, а предмет труда как можно быстрее и легче видоизменяться. Но, например, в химико-технологических процессах порой сложно отличить предмет труда и инструмент. Если в реакцию вступают два вещества, то они оба и воздействуют друг на друга и преобразуются, т.е. обладают свойствами сырья и инструмента. Поэтому химико-технологические процессы в этом плане характеризуются своими специфическими особенностями.

Начнем исследование структуры технологического процесса с самого низкого иерархического уровня.

Для преобразования сырья в продукт на него воздействуют инструментом (резцом, молотом, физическим полем, теплотой и т.д.). Акт воздействия инструмента на предмет труда называют рабочим ходом - это функциональное звено элементарного цикла изготовления продукта. В процессе изготовления продукции имеется и вспомогательное звено. До осуществления рабочего хода необходимо обеспечить пространственное совмещение инструмента с предметом труда - это действие называют вспомогательным ходом. Из отмеченного следует, что характер вспомогательного хода функционально зависит от вида рабочего, хотя предшествует ему во времени.

Рабочий и вспомогательный ход могут многократно повторяться путем чередования во времени, например, при обработке детали на станке. Совокупность рабочих и вспомогательных ходов образует элемент более высокого иерархического уровня в структуре технологического процесса - технологический переход. Для реализации технологических переходов необходимо выполнить свою группу вспомогательных действий - вспомогательные переходы. В свою очередь технологические и вспомогательные переходы объединяются в технологические операции, из которых складывается технологический процесс.

Таким образом, по функциональному признаку в структуре технологического процесса выделяют рабочие и вспомогательные действия. От того, кто или что является исполнителем технологических действий, существенно зависит затратность технологии. Как уже отмечалось, технологические действия выполняют работники (ручное производство) и (или) машины (машинное производство). Однако имеется и третий субъект, способный выполнять технологические действия бесплатно. Это природные силы и явления. Очевидно, что чем больше природных явлений «задействовано» в технологии, тем выше ее экономичность, идеальность. Идеальная технология позволяет обеспечить выпуск продукта практически при нулевых затратах. Простейший пример - использование солнечной энергии для сушки фруктов. В то же время очевидно и то, что не везде могут быть использованы природные явления, но к этому нужно стремиться.

Отличительной чертой технологической операции является ее реализация на определенном виде технологического оборудования. Если предмет труда перемещается на другой вид оборудования, то это свидетельствует, как правило, о переходе на другую технологическую операцию.

Характерной чертой технологического перехода выступает постоянство режима обработки предмета труда. При его смене, соответственно, изменяется технологический переход.

Главной чертой рабочего хода является вид элементарного воздействия инструмента на предмет труда. Именно рабочий ход предопределяет все достоинства и недостатки технологического процесса.

Вся вышеперечисленная иерархия технологических действий включает рабочие и вспомогательные действия, на выполнение которых необходимы затраты труда. Именно поэтому экономить труд можно только путем целесообразного видоизменения рабочих и вспомогательных действий.

Необходимо отметить, что, кроме рабочих и вспомогательных технологических действий, в некоторых случаях присутствует также ряд обслуживающих действий. К ним относятся действия по обслуживанию оборудования, контролю качества продукта, ремонту оборудования, техническому испытанию изделий и др. Группа обслуживающих действий не участвует в непосредственном процессе преобразования предмета труда в продукт. Поэтому в строгом смысле эти действия не относятся к технологическим. Обслуживающие действия разного вида можно рассматривать как некоторые специфические виды самостоятельных технологических процессов, которые имеют свои цели. В соответствии с приведенными выше примерами это: техническое обслуживание, контроль продукта и технологического процесса, ремонт, технические испытания изделий и др.

По организации технологических действий в пространстве и времени различают дискретные (прерывные) и непрерывные технологические процессы.

Дискретные процессы характеризуются чередованием во времени вспомогательных и рабочих технологических действий. Например, когда имеется единица технологического оборудования, и циклы загрузки-выгрузки и переработки сырья чередуются.

Непрерывные процессы, наоборот, характеризуются одновременным выполнением рабочих и вспомогательных действия. При этом используется так называемое непрерывное оборудование, например: доменная печь, печь обжига кирпича и т.д.

Одновременность выполнения технологических действий в непрерывных процессах достигается тем, что в стадии переработки находится несколько порций или единиц сырья (в дискретных процессах - одна порция или единица).

Дискретные и непрерывные процессы имеют свои достоинства и недостатки, предопределяющие области их применения.

Так, дискретные процессы «растянуты» во времени, но компактны в пространстве. Поэтому целесообразны при малых объемах производства, занимают малые производственные площади. Непрерывные процессы «компактны» во времени, но растянуты в пространстве, поэтому выгодны в массовом производстве, создают благоприятные условия для механизации и автоматизации.

Выше отмечалось, что снижение трудозатрат в технологическом процессе требует некоторого целесообразного видоизменения технологических действий (за исключением возможности взаимозамещения живого и прошлого труда). Рассмотрим закономерности такого видоизменения и закономерности взаимозамещения двух видов труда.

4. Закономерности технологического развития

Процедуре видоизменения можно подвергнуть как рабочие, так и вспомогательные технологические действия. Причем видоизменение технологических действий выступает в качестве средства достижения таким путем минимизации трудозатрат (см. рис.2.1).

Рабочий ход является основой технологического процесса, выражающей его сущность. С учетом того, что коренные изменения в основе некоторого объекта традиционно характеризуют как революционные, то соответствующий путь развития технологического процесса за счет изменения его рабочих ходов называют революционным или эвристическим.

Улучшение вспомогательных технологических действий не ведет к появлению новых технологий, поэтому соответствующий путь развития технологического процесса называют эволюционным.

Кроме того, как отмечалось выше, определенных целесообразных изменений в реализации технологического процесса можно достичь за счет взаимозамещения живого труда прошлым. Соответствующий путь развития называют рационалистическим, ему соответствует ограниченный вариант динамики трудозатрат (см. рис.2.2). Заметим, что закономерности рационалистического развития перекликаются с проблемой взаимозамещения факторов производства, рассматриваемой в неоклассической концепции экономической теории производства. По сути, это два взгляда на одну проблему.

Рационалистическое развитие технологических процессов. Это развитие предусматривает взаимозамещение исполнителей технологических действий (человека машиной), что оборачивается снижением затрат живого и ростом затрат прошлого труда. Причем отдача от такого взаимозамещения постоянно падает.

Каждое внедряемое техническое решение должно отвечать требованиям трех уровней. Технологическое новшество должно быть:

- физически осуществимым (соответствовать законам природы, на которых базируется принцип действия нового устройства);

- технически реализуемым (соответствовать ресурсам и научно-техническому потенциалу общества);

- экономически выгодным.

Сущность вспомогательных действий заключается в пространственных перемещениях. Поэтому рационалистическое совершенствование технологических действий заключается в замене действий человека на действия машин, механизмов и автоматов. Очевидно, что при этом предполагается увеличение затрат прошлого труда в технологическом процессе. Такое увеличение прошлого труда должно окупиться бoльшим уменьшением доли живого труда для того, чтобы было обеспечено снижение совокупных затрат труда. Описанная картина изменения трудозатрат соответствует ограниченному варианту динамики трудозатрат. Следовательно, рационалистическое развитие технологических процессов носит ограниченный затухающий характер.

Именно убыванием отдачи объясняется все более замедленное во времени снижение совокупных трудозатрат и достижение момента времени, когда эти затраты становятся минимальными (см. рис.2.2).

Обобщая вышеизложенное, сформулируем закон рационалистического развития технологических процессов.

Замену действий человека, выполняющего технологические действия, на действия машин и автоматов приводит к увеличению затрат прошлого труда и, за счет этого, - к снижению затрат живого труда (или повышению производительности живого труда). Причем по мере такого развития каждое последующее повышение производительности живого труда требует все больших затрат труда прошлого.

В дифференциальном виде закон рационалистического развития принимает вид записи:

(2.3)

где:

dТЖ - элементарное изменение затрат живого труда;

dТП - элементарное изменение затрат прошлого труда;

ТЖ - достигнутый уровень затрат живого труда;

k - коэффициент пропорциональности;

m - показатель степени.

Решение уравнения (2.3) приводит к математической модели рационалистического развития:

(2.4)

где:

Q - объем выпуска;

ТЖ и ТП - затраты живого и прошлого труда, соответственно;

У - уровень технологии.

Параметр уровня технологии появился при формальном решении уравнения (2.3) и содержит в себе все постоянные интегрирования. Этот параметр дает качественную оценку технологического процесса. Так как технологические действия при рационалистическом развитии практически не изменяются, значение уровня технологии остается также постоянным.

Из равенства (2.4) хорошо видно, что снижение затрат живого труда при постоянном выпуске можно обеспечить за счет двух причин: путем наращивания затрат прошлого труда (рационалистическое развитие) и путем увеличения уровня технологии (эволюционное и революционное развитие). Очевидно, что предпочтительнее второй вариант, обеспечивающий снижение затрат живого труда не за счет роста затрат другого вида, а за счет более умелого (подчеркнем это слово) их использования.

На экономической границе рационалистического развития (см. рис.2.2, момент времени t*) достигается равенство: ТЖ = ТП. Реальное соотношение между компонентами трудозатрат, которое сложилось в нашей стране к настоящему времени обратное: ТП >>ТЖ. Это свидетельствует о том, что механизация и автоматизация технологических процессов в настоящее время экономически невыгодна.

Полученный выше параметр уровня технологии, который не входит в перечень традиционных экономических показателей, отличается важной особенностью. С его помощью можно получить динамическую оценку технологического процесса с учетом перспектив будущего развития.

Необходимо отметить, что весь набор применяемых экономических показателей, а том числе показатель производительности труда, дает статичную оценку, то есть оценку на момент сравнения. Но лучший на некоторый момент времени технологический процесс может оказаться в будущем более затратным. Вот здесь необходимо использовать параметр уровня технологии. Более высокое значение уровня технологии для некоторого процесса свидетельствует о более низком значении минимальных трудозатрат, которое может быть им достигнуто на границе рационалистического развития.

Обращает на себя внимание затухающий характер рационалистического развития по причине постепенного снижения эффективности от дополнительных затрат прошлого труда. Увеличение объема прошлого труда происходит за счет насыщения производства станками, приспособлениями, автоматическими устройствами, т.е. за счет механизации и автоматизации производственных процессов. В связи с этим необходимо сделать вывод об ограниченной эффективности механизации и автоматизации. Автоматизация производства может быть экономически невыгодной. Кроме того, из предыдущих рассуждений становится ясно, что даже полностью автоматизированное производство может быть отсталым в технологическом плане (иметь устаревшую базовую технологию). Новые базовые технологии - это продукт революционного развития производства, революционное развитие будет исследовано ниже.

Эволюционное развитие технологических процессов предусматривает такое видоизменение вспомогательных технологических действий, которое обеспечивает снижение совокупных трудозатрат, то есть повышение производительности труда.

Экономический эффект от эволюционного развития может быть достаточно весом, так как вспомогательных действий в структуре технологического процесса гораздо больше, чем рабочих. Уровень технологии при эволюционном развитии повышается, что объясняется качественным изменением вспомогательных технологических действий.

Приведем перечень видоизменений вспомогательных действий, которыми может быть обеспечено эволюционное развитие:

- ускорение либо замедление вспомогательных ходов;

- уменьшение доли вспомогательных ходов;

- полное исключение вспомогательных ходов.

Казалось бы, ускорение и замедление - альтернативные понятия, которые исключают друг друга. Но, с учетом того, что указанные процедуры являются лишь средством снижения трудозатрат, а не самоцелью, можно с их помощью повышать экономичность технологического процесса. Ускорение технологических действий общеизвестно. Приведем пример по их замедлению. Так, для непрерывных технологических процессов, характеризующихся одновременным выполнением рабочих и вспомогательных действий, снизить затраты на вспомогательные действия можно путем замедления их длительности до длительности рабочих действий. (Длительность непрерывных процессов определяется длительностью рабочих действий). Хотя при этом выполняемая работа, а значит и расход энергии на перемещение (сырья и инструмента) остается прежним, выигрыш обеспечивается за счет меньшей стоимости менее мощных транспортных средств.

Уменьшение доли вспомогательных действий (длины пространственного перемещения) достигается рациональным размещением технологического оборудования. В пределе вспомогательные действия могут быть исключены полностью, ведь они не преобразуют сырье в продукт. Часто это нельзя достичь технически, но к этому нужно стремиться.

Примером практической реализации эволюционного развития технологических процессов (снижения затрат на выполнение вспомогательных действий) являются также роторные технологии. Они позволяют по сравнению с традиционными организационными схемами непрерывных технологических процессов значительно повысить пространственную компактность и за счет этого снизить материальные и энергозатраты на выполнение вспомогательных действий.

Кроме вышеперечисленных направлений эволюционного развития технологических процессов можно предложить следующие.

Повышение мощности технологических процессов приводит к увеличению объема выпускаемой продукции. Если затраты на сырье и рабочие действия в таком случае увеличиваются пропорционально объему выпуска, то затраты на вспомогательные действия, как правило, не растут в такой же зависимости. Так, практически не увеличиваются расходы на транспортирование деталей от станка к станку при увеличении их числа, допустим, с 20 единиц до 25. Часто транспортное оборудование не работает в номинальном по мощности режиме, поэтому его догрузка не влечет увеличение затрат на транспортирование. Именно по указанной причине крупные производства обеспечивают снижение себестоимости продукции по сравнению с маломощными. Поэтому, когда говорят о том, что мелкие производства более гибкие, менее инерционные, то, кроме всего прочего, быть такими их заставляет рассматриваемая ситуация.

Для непрерывных технологических процессов, характеризующихся одновременным выполнением рабочих и вспомогательных действий, снизить затраты на вспомогательные действия можно путем замедления их длительности вплоть до длительности рабочих действий. Хотя при этом выполняемая работа, а, значит, и расход энергии на перемещение сырья остается прежним, выигрыш обеспечивается за счет меньшей стоимости менее мощных транспортных средств.

Революционное развитие технологических процессов предусматривает такое видоизменение рабочего хода, которое обеспечивает снижение совокупных трудозатрат, т.е. повышение производительности труда.

Путь революционного развития является самым радикальным с позиции повышения значения показателя уровня технологии. Принципиальным отличием эволюционного и революционного развития, по сравнению с рационалистическим, выступает эффект роста показателя уровня технологии. Попутно отметим, что эволюционному и революционному развитию технологического процесса отвечает динамика неограниченного снижения трудозатрат (см. рис.2.1).

Сформулируем возможные варианты революционного развития технологического процесса:

- ускорение либо замедление рабочего хода;

- замена на новый рабочий ход.

Ускорение и замедление рабочего хода имеет одну цель - снижение трудозатрат, но несколько отличается от аналогичных процедур по отношению к вспомогательным действиям. Например, ускорение рабочего хода может достигаться путем: повышения технологических свойств предмета труда (нагрев металла перед ковкой), повышения технологических возможностей инструмента (повышение красностойкости резца), внешнего воздействия (различные виды облучения, катализаторы и т.д.). Замедление рабочего хода, как правило, обеспечивается при использовании природных явлений и эффектов (естественная сушка).

Сократить долю рабочего хода по аналогии с сокращением вспомогательных действий не представляется возможным. Это равносильно сокращению цикла обработки, в итоге предмет труда не претерпевает всего объема требуемых изменений.

Замена рабочего хода на новый означает переход на новую технологию. Чтобы выявить источники нового вида рабочего хода необходимо установить: чем предопределяется вид воздействия на предмет труда? Предмет труда обрабатывают так, как он это позволяет, а не так, как пожелает человек. Наличие определенных свойств в предмете труда ведет к выработке способов его переработки. Например, резанием обрабатывают твердые материалы, высушивают посредством нагрева пористые материалы. Следовательно, новый вид рабочего хода может быть основан на использовании ранее незадействованных свойств предмета труда.

Более того, новые технологии могут базироваться на реализации уже использовавшихся ранее свойств, только эти свойства реализуются в новой комбинации или с новой стороны. Яркий тому пример - разработка технологии порошковой металлургии.

Обобщая все направления технологического развития и учитывая единовременные внедренческие затраты на их реализацию можно предложить стратегию перспективного развития производства. Если выстроить отмеченные выше направления развития в последовательности от менее затратных к более затратным, то можно получить следующую цепочку: рационалистическое, эволюционное, революционное развитие. После этапа революционного развития предложенный цикл повторяется.