Принцип целостности при проектировании производственных процессов растениеводства

В земледельческой науке и практике накопилось большое количество экспериментальных факторов, которые учитываются при проектировании новых технологических процессов и рабочих органов [1, 2].

При этом рассматриваются опытно-конструкторские методы и испытания опытных образцов машин в полевых условиях. Однако данная методика неэффективна, ибо при создании сельскохозяйственной техники возникает необходимость экспериментирования от сезона к сезону, что связано с большими затратами труда, времени и средств.

Методические основы построения теории технологического проектирования в машиностроении рассмотрены В.Д. Цветковым [3]. В данном случае теория проектирования построена на основе сформулированных фундаментальных исходных посылок и принципов системы, состоящей из более конкретных утверждений, раскрывающих структуру и содержание операций синтеза выбора решений.

Однако специфика технологии и отсутствие некоторых технических средств выполнения технологических операций в сельском хозяйстве требуют модернизации данной методики. Модернизация заключается в применении методов синтеза технологических процессов на основе характеристик обработки почвы, посева и производственной системы хозяйства, в условиях которой необходимо реализовать проектируемый технологический процесс.

Цель работы - обосновать принцип целостности, который отражает фундаментальные технологические закономерности производственного процесса.

Условия и методы исследования

Методология системно-структурного анализа разработки эффективных моделей сложных объектов и технологических процессов строится сверху вниз за счет дедуктивного обобщения полученных земледельческой наукой и практикой результатов на основе сформулированных фундаментальных принципов. Под принципом в научной теории понимается начальная форма систематизации знаний, т.е. это правило, возникшее в результате субъективно осмысленного опыта людей. Из принципа следуют более конкретные утверждения, имеющие иерархическое строение.

Применение метода декомпозиции как процесса расчленения позволяет рассматривать любую исследуемую систему как сложную, состоящую из отдельных взаимосвязанных подсистем, которые, в свою очередь, также могут быть расчленены на части. В связи с этим структуру и свойства процесса необходимо рассматривать как единство противоположных сторон: целостности и расчлененности. Целостность как одна из сторон структуры характеризует большую силу и существенность внутренних связей по сравнению с внешними связями системы с окружающей средой. Расчлененность – это другая сторона структуры и характеризуется качественной спецификой частей системы и их количеством. Для каждой системы существует несколько способов расчленения на подсистемы и элементы.

Результаты исследования и их обсуждение

По данной методологии сформулирован принцип целостности модели, отображающий способность воспроизводить механизм функционирования объекта, который можно условно расчленить на совокупность более простых взаимосвязанных между собой частей , выступающих как единое целое. Методологическим выражением действия этого принципа является метод декомпозиции, где сложный объект расчленяется на несколько взаимосвязанных уровней, характеризующихся последовательно возрастающей от уровня к уровню степенью детализации [4, 5].

Существо метода декомпозиции раскрывается совокупностью принципа целостности и его утверждений, определяющих характер и структуру процессов проектирования.

Утверждение 1. Проектирование технологических процессов обработки почвы и посева расчленяется на три уровня: принципиальная схема процесса ( ПС ), последовательность операции ( ПО ), операционная технология ( ОТ ).

Утверждение 2. Многоуровневый процесс проектирования развивается сверху вниз, т.е. от синтеза общих принципиальных моделей на первом уровне к проектным решениям требуемой степени детализации на последующих уровнях.

Утверждение 3 . На всех уровнях, кроме последнего, ввиду недостаточной детализации проектных решений критерии отбора вариантов носят обобщенный, эвристический характер. Они последовательно уточняются при переходе от уровня к уровню, достигая необходимой точности на последнем уровне проектирования.

Утверждение 4. На рассматриваемом уровне производятся корректировка и уточнение принятых решений на предыдущем уровне, что приводит к возникновению обратной связи. Так, выбранная на втором уровне марка сельхозмашины или тип рабочих органов в ряде случаев могут уточняться при проектировании операционной технологии на третьем уровне.

Утверждение 5 . При проектировании на каждом уровне в связи с эвристическим характером критериев из множества синтезированных вариантов отбирается не одно, а несколько наиболее рациональных решений. Окончательный вариант технологического процесса, соответствующий экстремальным значениям критерия, определяется только на последнем уровне. В качестве критериев на последних уровнях часто принимаются приведенные затраты и производительность (рис.).

Рисунок – Модель многоуровневого проектирования

Выводы

Принцип целостности позволяет решать сложные задачи, когда в связи с недостаточностью априорной информации решения первого уровня, которые носят наиболее общий, абстрактный характер и на последующих уровнях раскрываются до требуемой степени детализации. Таким образом, при проектировании отбирается оптимальный вариант или рациональные варианты технологического процесса, соответствующие экстремальному значению критерия эффективности.