Бураков (550672), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Следовательно, в сочетании теории подобия, обладающей могущественными средствами обобщения имеющихся данных, теории аналогии, вовлекающей в сферу обобщений теории подобия разнородные явления, и термодинамики необратимых процессов, которая опирается на предельно универсальный аппарат исследования, позволяющий рассматривать все явления природы в их взаимной связи, можно видеть ключ к решению поставленной задачи: успешно преодолеть трудности, связанные с разработкой универсальных методов расчета качества и эффективности. Здесь важно подчеркнуть, что при таком подходе необходимое развитие идей абстрагирования и изоморфизма достигается не математическими, а сугубо физическими методами, в основе которых лежит опыт, многовековая практика, что является важным преимуществом новой теории [26, с.
19], [32, с. 71. Теория информации. На пути абстрагирования и изоморфизма повышению универсальности критериев подобия, поставляемых термодинамикой необратимых процессов, много способствует теория информации, Например, очень полезными оказываются ее терминология и то широкое понимание информации, которое принято считать интуитивным. Благодаря такому пониманию хорошо проясняется глубинная сущность новых критериев качества и эффективности и рождается удобный для практики метод числового определения этих критериев. Информационные представления настолько емки и многозначны, что позволят легко вовлечь в сферу действия теории такие разнородные особенности технологии, как качество исходных материалов, кокиля н отливки, совершенство оборудования, квалификация литейщика, организация производства и т.
п. [27 — 33). 4* 100 Качество и эффективность и применение ЭВМ Таким образом, применение идей теории информации дает зозможиость подняться на следующую ступень обобщения. Философия. Завершающий шаг и развитии идей абстрагирования и изоморфизма позволяет сделать фияософия. Она оперирует такими предельно общими и униаерсальными понятиями, как материя и движение, количесгзо и качество материи, количестзо и качество движения. Посредством термодинамики эги понятия накладызают свой отпечаток на структуру критериев качества н эффектизности.
Например, на простейшем уровне ззолюционного развития поведение материи сводится к теплозому, механическому, химическому, электрическому, магнитному и тому подобным явлениям. Термодинамика для оценки количества позедения на этом уровне использует энергию, а на более высоком уровне— понятия, которые постааляег ей теория информации. В результате, благодаря философии, происходит взаимное обогащение термодинамики и теории информации, а критерии качества и эффективности приобретают максимальную степень универсальности 127 †З. Все сказанное рисует общую картину последовательности развития идей абстрагирозанин и изоморфизма с целью построения термодинамическая теории качестза и эффективности.
Эта картина хорошо перекликается с идеями Л. Берталанфи, ио ее основу составляют абстракции совсем другого плана— не математические, а физические. Математика послужит лишь тем языком, с помощью которого будут оформлены эти зсе идеи. Приступим теперь к реализации намеченной программы. 2. ВЫВОД УНИВЕРСАЛЬНЫХ КРИТЕРИЕВ КАЧЕСТВА И ЭФФЕКТИВНОСТИ Закон сохранения энергии. Энергия играет исключительно важную роль в народном хозяйстве. Для инженера она имеет не менее существенное значение, ибо на производство любого конкретного продукта затрачивается некоторая энергия.
Таким продуктом может быть отливка, кокиль, литейное оборудование, шихтовые материалы и т. п. Необходимая для производства энергия заимствуется из соответствующих источников. К последним относятся также люди и животные. В результате готовый продукт, например отливка, является «носителем» (этот термин употребляется в условном смысле, что станет ясно из дальнейшего) определенного количества затраченной энергии, которая в значительной степени характеризует стоимость продукта. Отсюда понятно стремление ученых использовать энергию или мощность для оценки всевозможных технологических процессов (4!.
Соответствующий термодннамический подход применительно к различным отраслям народного хозяйства был разработан американскими экономистами во главе с В. Леонтьевым и Х. Ченери (152). Позднее этот метод был развит П. Кузнецовым и распространен на мировую экономику как большую систему, поддающуюся управлению. В соответствии со сказанным, расход энергии при производстве некоторого продукта определяется с помощью следующего известного уравнения закона сохранения энергии: с=в (69) 1О! Вывод универсальных критериев где ٠— элементарные затраченные работы различного рода: тепловая, механическая, электрическая, химическая, магнитная, мускульная и т. д,, Дж.
Суммирование с помощью уравнения (69) всех и затраченных работ дает полную энергию (7 (Дж), Готовый продукт является носителем этой энергии. Новое уравнение закона. Описанный термодинамический метод, основанный на использовании уравнения (69), оказался, как уже отмечалось, исключительно плодотворным при оценке отдельных технологических процессов, целых отраслей народного хозяйства и даже всей мировой экономики. В частности, в монографии 11771 с помощью энергии решаются глобальные проблемы развития общества с учетом промышленного потенциала, уровня сельскохозяйственного производства, природных ресурсов, климатических условий. Однако в подобного рода энергетическом подходе можно усмотреть один весьма важный недостаток, имеющий принципиальное значение, — уравнение (69) не учитывает квалификацию персонала и совершенство технологии в смысле возможностей производства продуктов высокого качества.
Иными словами, одну и ту же по величине работу могут совершить высококвалифицированный или необученный персонал и высокоэффективное прецизионное или очень грубое оборудование. Ясно, что конечный результат будет не одинаковым: в первом случае качественные и количественные характеристики производства будут существенно выше, чем во втором. Качество и количество продукта не в последнюю очередь зависят от квалификации персонала и уровня развития технологии.
Отмеченное обстоятельство может быть учтено путем введения в уравнение (69) специального множителя П, именуемого энергиалом и отражающего влияние на свойства продукта степени совершенства затраченной работы (энергии). Имеем 127, с. 91), 128, с.
1О] е=л ЛР =- ПЛ7 = Е П, (1)ь (70) где йт — так называемая информэнергия, Дж (смысл этого названия станет ясен из дальнейшего); П вЂ” среднее значение энергиала продукта; П; — значение энергиала, соответствующее затраченной работе е(ф. В конкретном частном случае при П =- П, =- 1 из этого уравнения получается известное (69). Уравнение (69) выражает закон сохранения энергии, новое уравнение (70) — закон сохранения информэнергии. Требуется установить физический смысл величин (7, )6' и П, входящих в уравнения (69) и (70).
Это позволит более детально !02 Качество и вффективность и применение ЭВМ познакомиться с существом явлений, определяемых этими уравнениями. Энергия. Для начала необходимо очень четко определить роль, которую играет энергия в методе Ченери — Кузнецова— Одума и новом уравнении (70). В методе Ченери †Кузнецова †Πпонятие энергии и уравнение (69) несут дополнительную смысловую нагрузку, связанную с необходимостью оценки различных технологических процессов.
Энергия становится некоей условной характеристикой этих процессов. Действительно, надо отдавать себе ясный отчет в том, что продукт (система) не всегда несет в себе энергию, которая была затрачена на его производство. В реальных условиях затраченная, например при литье или механической обработке, энергия содержится в продукте не в прямом, а в переносном, косвенном, трансформированном, условном смысле. Эта энергия в процессе производства лишь помогает придать продукту нужные потребительские свойства. Поэтому в действительности продукт сохраняет (несет в себе) не саму затраченную энергию, а именно эти полученные извне с помощью энергии потребительскиесвойства. Например, при литье, в процессе подвода (затраты) теплоты металл расплавляется и затем приобретает в форме необходимую конфигурацию.
Но конечный продукт — отливка вовсе не сохраняет затраченную на расплавление металла теплоту, т, е, не остается навечно в жидком состоянии. В результате осуществления технологического процесса отливка фактически оказывается носителем не энергии (теплоты), а соответствующих конфигурации и других интересующих инженера полезных свойств. Таким образом, при оценке технологических процессов известное уравнение (69) призвано определять не только энергетические затраты, как в термодинамике (назовем соответствующие явления термодинамическими), но и потребительские свойства продукта (назовем соответствующие явления технологическими). Другими словами, в методе Ченери уравнение (69) характеризует искусственно расширенный класс .явлений, включающий в себя как термодинамические, так и технологические явления.
Однако выше уже отмечалось, что сама по себе энергия не в состоянии однозначно определить свойства персонала, продукта и технологии. Поэтому с целью устранения указанного недостатка было сформулировано новое уравнение (70), специально предназначенное для технологических оценок. Это уравнение лежит в основании методов расчета качества и эффективности. В нем энергия играет тоже условную, но принципиально иную, чем в методе Ченери, роль.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
