4.3.1. Понятия технических объектов, технических систем и технологий

Творческая, изобретательская и предпринимательская деятельность человека чаще всего проявляется при разработке новых, более совершенных по конструкции и наиболее эффективных в эксплуатации, технических объектов (ТО) и технологий их изготовления.

В официальной патентной литературе термины "технический объект" и "технология" получили, соответственно, наименования "устройство" и "способ". Какое же понятие несет в себе термин "технический объект"?

Слово "объект" (от латинского objectum — предмет) обозначает то, с чем взаимодействует человек (субъект) в своей познавательной или предметно-практической деятельности (компьютером, термометром, пилой, кофемолкой, автомобилем и т.д.).

Прилагательное, как известно, означает признак предмета. В данном случае слово технический означает, что речь идет не о каких-то условных или абстрактных объектах, а именно о "технических объектах". Техника — это совокупность средств человеческой деятельности, создаваемых как для осуществления процессов производства, так и для обслуживания непроизводственных потребностей общества [25].

Основное назначение техники — облегчение и повышение эффективности условий труда человека, расширение его возможностей в процессе трудовой деятельности; частичное или полное освобождение человека от работы в условиях, опасных или вредных для здоровья.

Средства техники (технические объекты) применяются для воздействия на предметы труда (металл, древесину, хлопок, нефть и т.п.) при создании материальных или культурных ценностей, для получения, передачи и преобразования энергии; исследования законов развития природы и общества; сбора, хранения, обработки и передачи информации; управления технологическими процессами; создания материалов с заранее заданными свойствами; передвижения и связи; бытового и культурного обслуживания; обеспечения обороноспособности страны и т.д.

В своей жизнедеятельности человек взаимодействует с самыми разнообразными техническими объектами, число которых теоретически приближается к бесконечности. Технический объект — широчайшее понятие, поэтому не будет парадоксом отнесение к числу технических объектов космического корабля и утюга, компьютера и ботинок, телевизионной башни и садовой лопаты, завода и выпускаемых на этом заводе болтов и гаек. Более того, к техническим объектам можно отнести любой из элементов (агрегат, блок, узел, деталь), из которых состоят машины, аппараты, приборы.

В художественной литературе принято подразделять людей в зависимости от их интересов и личностных наклонностей на "физиков" (или "технарей") и "лириков" ("гуманитариев"). Тем не менее, человек при любых наклонностях, любой профессии, любого возраста и в любых условиях может совершенствовать, творить и изобретать технические объекты в любой сфере жизнедеятельности. Создают и изобретают технические объекты не только "технари", но и писатели, журналисты, врачи, музыканты, актеры, менеджеры, библиотекари, художники — представители всех без исключения гуманитарных профессий.

Хорошо известно, что великий композитор Иоганн-Себастьян Бах (1685-1750 гг.) в музыкальном творчестве и исполнительской практике проявлял бесконечную фантазию. Но мало кто знает, что он весьма успешно занимался изобретательской деятельностью. В частности, он создал ряд новых музыкальных инструментов, таких как клавесин-лютня и виола-помпозу — нечто среднее между альтом и виолончелью [14].

Врач-хирург из Севастополя А.И. Блискунов изобрел металлический аппарат для удлинения бедренных костей (потребность в котором возникает при ранениях, переломах). Аппарат располагается внутри самого бедра в отличие от аппарата всемирно известного российского хирурга Г.А. Илизарова, который располагается вокруг бедра [5].

Итак, творчество и изобретательство присущи всем людям независимо от их профессиональной принадлежности, что подтверждают слова великого русского писателя И.С. Тургенева: "Без этих смешных чудаков — изобретателей не подвигалось бы вперед человечество — не над чем было бы размышлять Гамлетам. Да, повторяем: Дон-Кихоты находят, Гамлеты разрабатывают".

Следует отметить, что слово "техника" иногда употребляется в литературном языке для совокупной характеристики навыков и приемов, используемых в какой-либо сфере деятельности. Например, можно встретить высказывание, что великий русский писатель Н. В. Гоголь "великолепно владел техникой рисования на картоне пастельными карандашами".

Наряду с термином "технический объект", широко используется термин "техническая система". По сути, это синонимы, поскольку они выражают одно и то же понятие, но с разными оттенками при использовании. Понятие ТО — это более широкое понятие, поскольку технические системы являются лишь их разновидностью. В самом деле, существуют элементарные ТО, состоящие всего лишь из одного материального (конструктивного) элемента. Например, столовая ложка, литая чугунная гантель, пластмассовая или металлическая шайба. Ни один из них никак нельзя отнести к понятию "техническая система", поскольку техническая система — это определенная совокупность упорядочение связанных между собой элементов, предназначенных для удовлетворения определенных потребностей, для выполнения определенных полезных функций. Важно отметить, что техническая система обладает совокупными свойствами, не только суммирующими свойства входящих в ее структуру элементов, но и другими качественно новыми свойствами, не присущими системообразующим элементам. Например, автомобиль обладает свойством передвижения по твердым дорожным покрытиям, в то время как ни один из его отдельно взятых элементов (кузов, шасси, мотор и т.д.) таким свойством не обладает.

Конечно, не только такой сложный ТО как автомобиль, можно назвать технической системой. Например, штанга для спортсменов-тяжеловесов, несомненно, является технической системой, поскольку в ее конструкции содержатся взаимосвязанные стальная ось, сменные весовые диски, замки для их крепления на оси.

Технический объект предпочтительно называть ТО тогда, когда речь о нем ведется вообще, без всякой структурной, функциональной и конструктивной конкретизации, в то время как термин "техническая система" используется при обсуждении его внутреннего содержания, изучении, анализе, синтезе и конструировании.

Важно иметь в виду, что любая техническая система состоит из ряда конструктивных элементов (звеньев, блоков, узлов, агрегатов), называемых подсистемами, число которых в общем случае может быть равным "N". В то же время у большинства технических систем существуют и надсистемы — технические объекты более высокого конструктивного уровня, в которые они включены как функциональные элементы. В надсистему могут входить от двух до "М" технических систем. Например, если в качестве технической системы рассматривается электрический мотор для стиральной машины, то саму машину можно рассматривать как надсистему, а входящие в состав электромотора конструктивные узлы (вал, подшипники, обмотки полюсов) — подсистемами (рис. 4.3).

Технические объекты выполняют определенные функции (операции) по преобразованию вещества (объектов живой и неживой природы), энергии или информационных сигналов. Обработка вещества, энергии или сигналов с помощью технических объектов производится путем выполнения ряда технологических операций, следующих друг за другом в определенной последовательности. Под технологией понимается способ, метод или программа преобразования вещества, энергии или информационных сигналов из заданного начального состояния в заданное конечное состояние с помощью соответствующих технических систем (объектов). По Д. Гел-брету, технология — это систематизированное применение научного знания для решения практических задач. По С.С. Гусеву, технология — это определенный способ человеческого отношения к окружающей действительности, порожденный практической ориентацией познания Применительно к промышленному производству технология определяется как "совокупность методов обработки, изготовления, изменения состава, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции» Задача технологии как науки — выявление физических, химических, механических и других закономерностей с целью определения и использования на практике эффективных и экономичных производственных процессов [25]

Рис 4 3 Иерархия соподчиненности звеньев в технических системах

Разнообразие существующих и возможных технологий также велико, как разнообразие известных и, возможно, изобретенных в будущем технических объектов

Любой технический объект находится в определенном взаимодействии с окружающей средой Для конкретного объекта в качестве окружающей среды могут выступать другие технические объекты (находятся в функциональном или вынужденном взаимодействии с рассматриваемым объектом и оказывают на него заметное влияние), а также различные объекты живой и неживой природы

Взаимодействие технического объекта с окружающей живой и неживой средой может происходить по разным каналам связи, которые целесообразно подразделить на две группы (рис. 44.). Первая группа включает потоки вещества, энергии и информационных сигналов, передаваемых от окружающей среды к техническому объекту К ним относятся Ат — функционально обусловленные (или управляющие) входные воздействия, входные потоки в реализуемые физические операции, Ав — вынужденные (или возмущающие) входные воздействия (температура, влажность, пыль, влияние насекомых и т.п. )

Вторая группа потоков связи — это потоки, которые передаются от рассматриваемого технического объекта в окружающую среду К ним относятся Ст — функционально обусловленные (или регулируемые, контролируемые) выходные воздействия, выходные потоки реализованных в объекте физических операций, Св — вынужденные (возмущающие) выходные воздействия в виде электромагнитных полей, загрязнения воды, атмосферы, земли и т.д.

Рис 4.4. Взаимодействие технического объекта с окружающей средой