Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Физическое и техническое окружение

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.