Читайте также:
|
|
5.3.1. Существующие системы
Знакомство с существующими системами необходимо системотехнику по многим причинам. Важнейшей из них является та, что любая новая система должна работать вместе с какими-то старыми. Требуется определить, с какими существующими системами должна быть совместима новая система, и найти способы согласования.
Другая причина состоит в том, что такое знакомство полезно при оценках спроса на новую систему, предназначенную для замены старой. Далее, обыкновенно можно полагать, что в существующих системах была применена наиболее совершенная технология в то время, когда они проектировались. Стало быть, существующие системы воплощают наибольший запас успешно примененных знаний, по которому можно делать экстраполяции на будущее. Прибавим еще, что текущие изыскания — важная фаза выбора — специально посвящаются проблемам существующих систем: расширению области применения, исправлению непредвиденных конструктивных дефектов, приспособлению к изменяющимся условиям окружения и т. п.
Существующие системы представляют собой один из основных источников информации о других факторах окружения. Планирование экспериментов по сбору данных и правильная интерпретация данных, полученных от существующих систем, как правило, требуют по крайней мере функционального понимания их работы.
Функциональное понимание систем означает знание того, что делают системы, почему, каковы связи между входами и выходами и какова последовательность операций, — все это без чрезмерного углубления в детали физической реализации. Именно в таком знании нуждается прежде всего системотехник. Действительно, разнообразие, диапазон и сложность существующих систем в некоторых областях настолько велики, что если системотехник не сосредоточит внимания на функциональном понимании, он рискует надолго завязнуть в трясине частностей.
5.3.2. Методы для существующих систем
Знакомство с существующими методами важно по тем же причинам, что и знакомство с существующими системами. Эти методы подвергаются внимательному рассмотрению в системотехнике, когда возникает задача их автоматизации. Обычно первая часть автоматизационных изысканий состоит в изучении существующих процедур для того, чтобы знать точно, что сейчас делается. Ибо существующие методы выполнения работы включают определенные функции, которые должны выполняться независимо от наличных средств автоматизации.
Методы производства с первого взгляда кажутся мало связанными с практикой системотехники. Однако системотехник вынужден планировать в рамках сегодняшней технологии, а методы производства составляют ее существенную часть. Поэтому он должен знать, что можно и чего нельзя изготовить. Кроме того, планировщик систем во многих случаях должен изучать издержки производства, поскольку они образуют значительную часть первоначальной стоимости для большинства систем. Издержки эти зависят от многих факторов: оптимального размера партии, объема производства, стоимости сырья, новизны конструкции и других. Хотя методы производства относятся к компетенции производственных инженеров, системотехник может способствовать уменьшению затрат, предусматривая конструктивные особенности, ведущие к снижению стоимости, например функциональные блоки, максимальную унификацию оборудования и множество других.
Методы применения означают разное для разных лиц. Часто речь идет об основной функции планировщика применений — комплексном использовании существующих систем и компонентов для наилучшего удовлетворения потребностей клиента*. Специалист по массовому обслуживанию имеет в виду материальную или информационную за-
грузку системы, при которой будут выполняться установленные нормы на время ожидания, время обслуживания и переполнение. На телефонной станции методы применения обусловливают количество совместно распределяемых приборов (соединительных линий, пересчетчиков, маркеров), необходимое для достижения заданного качества работы.
Знакомство с методами применения помогает системотехникам и разработчикам создавать системы, которые легко применять. В процессе проектирования могут быть приняты такие меры, как максимальная унификация оборудования, уменьшение числа блоков и обеспечение легкости их распознавания, соединения и заказа, подготовка полных письменных инструкций и спецификаций для потребителей и множество других.
Методы монтажа менее связаны с практикой системотехники, чем методы применения. Однако в некоторых задачах они обусловливают известные требования к системе, особенно когда стоимость монтажа составляет значительную часть первоначальной стоимости смонтированной системы. При строительстве энергетических и трубопроводных линий — а это объекты именно такой категории — обращают большое внимание на разработку оборудования, которое дешево монтировать. Быстрота и простота установки имеют важное значение в некоторых подвижных или передвижных военных системах.
Методы эксплуатации касаются потребителя, но системотехник обязан позаботиться о том, чтобы спроектированные системы были просты, надежны и экономичны в работе. Иногда для новых систем требуются новые методы эксплуатации; в других случаях новые методы эксплуатации требуют новых систем оборудования. В обоих случаях системотехнику будет необходимо работать вместе с эксплуатационниками или с исследователями операций.
Рассмотрение методов ремонта начинается на ранних планировочных стадиях выбора систем и продолжается в течение всего срока службы оборудования. Системотехника занимается также разработкой более совершенных принципов ремонта, применимых к любой системе и гарантирующих ее безопасность, надежность и совмещение низкой стоимости ремонта с другими факторами. Идеалом в этом смысле была бы система, совсем не требующая ремонта или же сама устраняющая свои неисправности. Практические системы весьма далеки от такого идеала, и прежде всего по экономическим причинам.
Вопросы ремонта и надежности являются предметом обширной развивающейся теории (см., например, [1, 2]).
На этом мы заканчиваем краткое обсуждение методов, относящихся к существующим системам. Этот вопрос не менее обширен, чем вопрос о существующих системах, и оба они тесно связаны между собой. Изучать методы не так легко, как системы, потому что методы всегда в значительной степени остаются некодифицированными. Наилучшим способом приобретения знаний в этой области по-прежнему является практический опыт, что и объясняет отчасти, почему хорошие системотехнические бригады часто имеют в своем составе людей с эксплуатационным и производственным опытом.
5.3.3. Принятые технические стандарты
Стандарт, согласно словарю Уэбстера, есть «то, что выбрано и установлено авторитетом, обычаем или общим согласием как правило для измерения количества, степени, ценности или качества». Стандарты чаще всего выражаются в письменном или графическом виде, но могут быть также предметами или моделями. Если стандарт выражен на языке физических или естественных наук, мы называем его техническим стандартом. Иногда для выражения технических стандартов используются термины из других отраслей знаний, например из промышленного проектирования или из экономики.
Инженеры применяют несколько категорий технических стандартов. Хорошо известны определения терминов, обозначений и единиц, например: «Стандарты Института радиоинженеров по телевидению. Определения терминов»*. Надежные, эффективные способы выполнения ряда работ описаны в инструкциях, подобных «Национальному электрическому кодексу». Стандарты размеров и формы суть соглашения о размерах, форме и числе стилей товаров.Таков, в частности, стандарт Американской ассоциации по стандартизации на цоколи, колпачки и выводы электронных ламп. Качество изделия определяется техническими условиями (спецификациями) на товар. Стандартом аналогичного типа на услугу, например на телефонную связь, является стандарт характеристик.
Системотехники имеют дело главным образом со стандартами технических характеристик для продуктов или услуг. Эти стандарты описывают в количественных терминах (где возможно) характеристики, которые должна иметь система, чтобы выполнить свои цели. Перечень характеристик не зависит от конструктивных или аппаратурных особенностей системы. Стандарты согласуются (или должны быть согласованы) со всеми заинтересованными сторонами, участвующими в проектировании, разработке и эксплуатации системы, и в конечном счете с потребителями.
Почти у всякой организации имеется определенный способ измерения качества своих продуктов или услуг. Каждый стандарт предполагает статистическое распределение каких-то измеримых параметров, характеризующих качество продукта или услуги. При наличии распределения стандарт можно изобразить одной или несколькими точками на кривой. Например, когда абоненты автоматической телефонной станции снимают микротелефонные трубки, они могут ждать гудка приблизительно от 0,1 с до 1 мин и более. Но существующие нормы обслуживания предусматривают, что число абонентов, ожидающих более 3 с, не должно превышать 1,5%.
Точно так же для абонентов ручной станции число тех, кто ожидает ответа телефонистки более 10 с, не должно превышать 3,5%. Общее качество ручной коммутации измеряется тремя другими параметрами:
временем реакции на сигналы занятости и отбоя, временем разъединения и числом ошибок и неправильных соединений. Они получают различные веса и в комбинации со временем ответа телефонистки образуют комплексный показатель работы ручной станции. Такого рода показатели представляют хорошие примеры комплексных шкал ценностей, построенных из нескольких родственных шкал.
Кто устанавливает технические стандарты? Формулировка простых и понятных критериев качества в значительной части является задачей системотехника. Он может также рекомендовать уровни различных технических стандартов и должен быть в состоянии отвечать на вопросы руководства о целесообразности изменений в них.
Окончательное определение стандартов качества лежит на ответственности руководства. Но за руководством стоят потребители, которые судят о качестве услуг и продуктов не на основании какой-либо абсолютной нормы, а путем сравнения с тем, что, по их мнению, они вправе ожидать сообразно достижениям в других областях, общему жизненному уровню и другим факторам. Администраторы должны прислушиваться к голосу потребителей, потому что потребители будут покупать услугу или продукт лишь в той мере, в какой эта услуга или продукт им нравятся и признаются выгодными. Следовательно, всякая объективная норма в конечном счете неизбежно должна основываться на субъективной оценке человеческого поведения и предпочтения.
Об этом еще будет речь в разных местах книги.
Пока же достаточно отметить двоякую связь с предшествующим материалом. Во-первых, в системотехнике технические стандарты иногда используются как постоянные планы (§ 3.9.1), упрощающие разработку требований к системе. Эти постоянные планы представляют собой просто записи успешных решений повторяющихся задач, так что при планировании новой, но подобной системы постоянный план может служить рабочей гипотезой. Как постоянные планы, технические стандарты обладают теми же достоинствами и недостатками (§ 3.9.2 и 3.9.3).
Во-вторых, технические стандарты могут использоваться как цели для новых систем. Таким образом, методы выбора технических стандартов тесно связаны с методами выбора целей, потому что и те и другие затрагивают вопросы ценности и субъективного измерения. Операции, производимые над целями (§ 4.5.2), производятся также в процессе подготовки новых технических стандартов. Часть III, в которой говорится о принятии решений, относится также к принятию стандартов.
5.3.4. Состояние технологии
Задумывая новую систему для удовлетворения какой-либо потребности, системотехник должен «взвесить» состояние технологии. При этом ему придется ответить прямо на некоторые действительно трудные вопросы. Вот некоторые из них:
— Располагаем ли мы всеми необходимыми фундаментальными научными знаниями или нужны новые открытия, прежде чем систему можно будет полностью разработать?
— Требуется ли для завершения системы какое-либо фундамен
тальное изобретение, например новые производственные методы?
— Требуются ли новые методы ремонта или эксплуатации?
Ответы на эти вопросы могут пробегать весь диапазон от твердого
«нет» до твердого «да», и в любом случае системотехник должен сообщать факты, как бы непривлекательны они ни были. Отрезвляющая обязанность!
Как получить ответы на эти вопросы? Очевидно, один человек не может быть экспертом во всех разнообразных отраслях технологии, которые могут иметь отношение к ответам. Однако он должен знать достаточно для того, чтобы быть в состоянии отличить практический проект от праздного прожектерства: «хорошо бы, если...». Он может и должен искать и получать консультацию экспертов, но, будучи ответствен за планирование, он пожелает удостовериться лично. Кроме того, эксперты отнюдь не всегда беспристрастные судьи; они могут быть как крайними оптимистами, так и крайними пессимистами.
Правильная оценка состояния технологии есть необходимое условие хорошего выбора системы. Следствием применения устаревшей технологии для удовлетворения новых потребностей могут быть более высокие затраты, чем при более современных методах. Но плохие следствия возникают и от преждевременного применения новой технологии, именно ввиду ее новизны и привлекательности. Цель хорошего планирования— предложить такую технологию, которая была бы своевременна и приводила бы к наилучшему общему соответствию с совокупным окружением.
Конечно, сказать это легче, чем сделать. Выбор технологии в конкретных задачах почти всегда является результатом тщательных исследований. Здесь уместно привести пример. Во время II мировой войны в некоторых военных радиоустройствах успешно применялась ко-дово-импульсная модуляция (КИМ, см. § 2.3.1). В конце войны КИМ оказалась серьезным соперником для старых методов амплитудной и частотной модуляции. Была проделана значительная лабораторная и теоретическая работа, и у КИМ появилось много восторженных сторонников. Стоял вопрос, что применять в будущих радиорелейных системах — КИМ или ЧМ.
Статистические и аналитические исследования показали, что КИМ не давала заметных выгод перед ЧМ при существовавших тогда условиях. Экономическое сопоставление также было неблагоприятно для КИМ. На системотехников легла обязанность сформулировать свои заключения ясно и без предубеждения. Они это сделали, и заманчивая новинка осталась в лаборатории для дальнейшего изучения и усовершенствования. Однако эти выводы не исключали возможность других применений КИМ.
Как явствует из трех вопросов, открывающих настоящий параграф, состояние технологии есть нечто гораздо большее, чем собрание существующей аппаратуры и физических искусственных систем. Оно обнимает все человеческое знание. Состояние технологии в данный момент устанавливается всем окружением, включая все рассматриваемые здесь факторы.
5.3.5. Природное окружение
Все рассмотренные до сих пор факторы окружения представляют собой человеческие творения. Они свидетельствуют об изобретательности человека в использовании природного окружения и в преодолении ограничений, которые оно налагает на него.
Природное окружение — это то, о чем в первую очередь думает большинство людей, когда речь заходит об окружении или среде. Оно состоит из огромного множества факторов, которые влияют на системы оборудования, определяют и ограничивают их. Сюда входят:
— физическая география;
— виды и запасы естественного сырья;
— климат;
— растительный и животный мир;
— физические свойства природных факторов окружения.
Эти факторы влияют на проектирование и применение систем многими очевидными способами. Например, климат, включающий в себя температуру, давление, влажность, солнечную радиацию, ветер, осадки и молнии, накладывает глубокие и часто тонкие ограничения на конструкцию систем. Эти факторы измеримы только статистически, что дает системотехнику еще одно основание быть статистиком. Крайние климатические условия редко встречаются одновременно, тем не менее системотехник часто беспокоится о корреляции между ними. Чем точнее данные об этих условиях, тем лучше можно выбрать систему. На рис. 2.9 представлены результаты опытов, в которых собирались данные сразу о нескольких факторах природного окружения.
5.3.6. Переходные факторы
В системотехнике часто пренебрегают задачей разработки способа перехода от старого окружения к новому или внедрения новой системы в современное окружение. Концепция выбора систем включает известную степень контакта с новыми системами рождения замысла до сдачи отслужившей системы в утиль, или, говоря словами леди Беверидж, «от утробы до гроба». Стало быть, она включает и учет всех факторов, которые могут тем или иным путем препятствовать или способствовать изменению состояния окружения, вызванному введением новой системы.
Переходные факторы можно классифицировать в общих чертах, связав их с задачами двух типов: пуска и постепенного (или поэтапного) ввода. Задачи пуска возникают, когда вступает в действие новый комплект оборудования или новая система работы, а задачи постепенного ввода — когда вступает в действие большое число тождественных систем или одна большая система по частям. В обоих случаях цель состоит в том, чтобы начать эксплуатацию систем, обеспечивая предсказанные преимущества и не вызывая чрезмерных переходных возмущений или постоянных нежелательных реакций в физическом, экономическом или социальном окружении.
Чтобы дать известное понятие о задаче пуска, рассмотрим перевод местной телефонной станции с ручной работы на автоматическую.
Тот, кто был свидетелем подобного перевода в какой-нибудь эксплуатационной компании, знает, какое это большое событие. День пуска — день П — иногда напоминает премьеру кинофильма, с яркими лампами, банкетом и посещением высокопоставленных лиц. Такие зрелища, иногда сопровождаемые описанием шагов церемонии через репродуктор, рассматриваются как средство улучшения публичных отношений. Сам пуск происходит за время от нескольких секунд до одного-двух дней, но этому моменту «П» предшествуют долгие месяцы планирования.
Теперь рассмотрим задачи перехода в общем виде. Что интересует системотехника в постепенной замене бомбардировщиков ракетами, настольных счетных машин — системами обработки данных и т. п.? Вот некоторые из более важных соображений:
а) Может быть, всего важнее то, что еще до завершения проекти
рования необходимо наметить определенный метод перехода. При не
которых пусках (например, при автоматизации телефонных станций)
нежелательны заметные перерывы в обслуживании потребителей.
Методы пуска в идеальном случае не должны создавать постоянных
расходов для новой системы, т. е. должна существовать возможность
снятия пускового оборудования для других пусков.
б) Некоторые системы нельзя пустить мгновенно. Например,
в Соединенных Штатах переход от ручного установления соединений
при междугородных телефонных разговорах к прямому дальнему на
бору номера абонентом потребует не менее 15 лет. В подобных случаях
необходимо разработать планы постепенного действия на период,
когда окружение находится частично в старом и частично в новом со
стоянии.
в) Необходимо предвидеть реакцию потребителей на новую систему.
Одной из форм такой реакции являются затруднения, испытываемые
потребителями при пользовании новым оборудованием. В новой авто
матически коммутируемой системе абонент, возможно, не сумеет
набрать номер или будет при этом делать много ошибок. Многие будут
вызывать справочную, вместо того чтобы искать новые номера в теле
фонной книге, и у информаторов возникнут заторы.
Мы выделили переходные факторы, в частности, потому, что о них сплошь и рядом забывают. Мы не думаем, что это мелочи; во всяком случае, внимание к таким мелочам ведет к хорошему выбору систем.
5.3.7. Настоящие и будущие разработки
В каждый момент большинство фирм имеет определенную программу улучшения своих продуктов или услуг. Элементы этой программы неизбежно выступают как факторы окружения в любой достаточно широкой системной задаче. В малой организации, выпускающей' лишь несколько продуктов, нетрудно быть в курсе планируемого. В большой организации дело обстоит иначе. Ответ во многом зависит от эффективного потока информации.
Программа выбора и разработки систем есть сумма того, что организация решила делать. В Белловских телефонных"лабораториях,
например, программа формулируется в отчете, озаглавленном «Состояние программы выбора и разработки систем». Этот отчет, выпускаемый дважды в год, содержит резюме каждого крупного проекта, находящегося на стадии планирования или разработки, вместе с данными о приоритете, графике работ и распределении рабочей силы. Такой документ может быть хорошим источником информации для системотехника, облегчая ему ориентацию в его собственной задаче.
5.3.8. Внешние технические факторы
До сих пор мы обсуждали «внутренние» факторы окружения: существующее оборудование, методы, стандарты и технологию внутри данной организации. Те же факторы составляют «внешнее» окружение.
При формулировке задач часто бывает удобно отделить внутренние факторы окружения от внешних, чтобы лучше уловить и понять расходящиеся интересы всех сторон, связанных с новой системой. Кроме того, решение задач, возникающих во внешней среде, требует дипломатической ловкости, наряду с чисто техническими знаниями.
Особые проблемы координации порождаются техническими стандартами. Когда был задуман первый морской телефонный кабель, нужно было предсказать качество передачи из Нью-Йорка в Лондон. Британское почтовое ведомство должно было поставить аппаратуру для одной части трассы, а Белловская система — для другой. Каждая организация имела различные технические стандарты, а также различные единицы и методы определения качества. Чтобы осуществить последовательное соединение различных устройств, каждая организация должна была знать нормы другой.
Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 23 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |