Functii, activitati si operatori ai sistemelor de productie ca sisteme cibernetice

FUNCTII, ACTIVITATI SI OPERATORI AI SISTEMELOR DE PRODUCTIE CA SISTEME CIBERNETICE

Introducere

Conceptul de sistem cibernetic ne ofera posibilitatea de a reuni sisteme cu structuri eterogene, pastrandu-se caracteristicile fundamentale ale sistemelor cibernetice generale si la sistemele astfel formate.

Pastrand caracteristicile fundamentale ale sistemelor cibernetice generale, sistemele cibernetice din economie pun in evidenta, mai mult decat in alte domenii ale activitatii umane, doua categorii de functii distincte:

- functii efectorii, care reunesc cei trei factori fundamentali ai productiei: forta de munca, mijloacele de munca si obiectele muncii in scopul producerii unei anumite cantitati de bunuri materiale sau de servicii. La acesti factori, foarte multi autori adauga pe un al patrulea, care sa masoare nivelul calitativ al activitatii, gradul de cunoastere al fortei de munca, respectiv nivelul tehnic al obiectelor muncii si al mijloacelor de munca. Intr-o definire sintetica acest al patrulea factor este stiinta si tehnologia.

- functiile de dirijare, care au drept scop principal elaborarea si asigurarea indeplinirii unui program previzional pentru dezvoltarea sistemului in ansamblul sau.

Organismul efector este reprezentat de economie, ramura, intreprindere sau loc de munca iar organismul regulator este constituit din oameni sau colective umane, impreuna cu intrumentele lor de informare, analiza, previziune si decizie.

Pentru reprezentarea functionarii acestor sisteme, in literatura de specialitate s-au imaginat numeroase scheme, unele destul de sofisticate, fara a se ajunge inca la la o varianta convenabila din toate punctele de vedere si unanim acceptata. Una dintre aceste variante, conceputa pentru studiul realizarii si exploatarii sistemelor de productie ca sisteme cibernetice, a necesitat modelarea acestor sisteme cu ajutorul unor structuri operationale (de operatori).

Sistemul de productie ca sistem cibernetico industrial are in structura o multime de elemente economice care pot fi definite prin intermediul unor functii temporale pentru activitati de conducere, reglaj, productie, circulatie, stiinta si tehnologie sau alte activitati caracteristice, functii denumite operatori.

Operatorul in cadrul abordarii cibernetice a sistemelor de productie desemneaza orice activitate tehnica, de productie sau economica care determina o transformare de tip industrial.

Sistemele de productie prin faptul ca integreaza in structura lor atat mijloacele meteriale cat si factorul uman, vor cuprinde totalitatea operatiilor pe care acestea le pot executa asupra unui obiect al muncii.

Activitatile identificabile in cadrul sistemelor de productie

Activitatile umane se pot diviza la modul cel mai general in:

- activitati individuale (biologice,de gandire,de creatie, fizice, de munca, de aparare si conservare).

- activitati ale colectivitatilor umane (de productie, comunicare-schimb de informatii, de sinteza, analiza, previziune, conducere, organizare).

Activitatile colectivitatilor umane pot fi grupate in activitati de conducere si organizare sociala, de productie, tehnico-stiintifice, social-culturale, de schimb de informatii si relatii cu alte colectivitati, de aparare si conservare.

Activitatile din sistemele tehnice incluse in sistemele cibernetico-industriale nu reprezinta activitati proprii decat in masura in care sunt la randul lor, reuniuni de sisteme cibernetice cu autoreglare. Sistemele tehnice executa de regula multiplicarea sau facilitarea activitatilor umane (multiplicarea fortei fizice, a posibilitatilor de comunicatie si schimb de informatii, a capacitatii energetice sau multiplicarea activitatilor intelectuale prin intermediul tehnicii de calcul).

Din punctul de vedere la ciberneticii, sunt apreciate ca avand importanta urmatoarele categorii de activitati asociate sistemelor cibernetico industriale, respectiv sistemelor de productie:

de conducere (analiza, previziune, decizie);

de reglaj (programare, autocontrol, transfer informational interior);

activitatile efectorii (de productie, stiintifico-tehnice, de circulatie si schimb etc.).

Pentru a prevedea evolutia si a conduce eficient sistemele cibernetico-economice de tip sistem de productie este adecvata modelarea acestora cu ajutorul unor structuri de operatori.

Operatorii structurii operatoriale ai unui sistem industrial

Din punct de vedere matematic, operatorul industrial este aplicatia care determina ca unui anumit element economic (X_i) de intrare (obiecte ale muncii, materiale, energie, mijloace financiare) sa-i corespunda un element economic (Y_i) de iesire.

Operatorii fundamentali ai sistemului de productie ca sistem cibernetic aplicati activitatilor fundamentale si caracteristice sunt urmatorii:

- operatorul activitatii de conducere, de natura umana are aplicatia de selectare si decizie de alocare a obiectivelor si resurselor;

- operatorul activitatii de reglaj intern - are caracterul de conducere operativa ; aplicatia operatorului este programarea, aotocontrolul si autoreglarea pe baza schimbului de informatii din interiorul sistemului;

- operatorul activitatilor de productie - aplicatiile lui pot fi descrise prin modele econometrice (masurarea activitatii economice de productie);

- operatorul activitatilor de logistica - aplicatia lui indica contributia la transformarea valorii obiectelor muncii, a proceselor de manipulare si depozitare;

- operatorul activitatilor stiintifice, tehnice si informationale - aplicatiile lui permit adaptarea intregului sistem fata de variatiile intrarilor din mediu, printr-un efort de multiplicare intensa care se manifesta cu oarecare intarziere.

In conformitate cu operatorii definiti, rezulta ca sistemul de productie ca sistem cibernetico-industrial poate fi definit ca avand o structura operationala specifica care poate fi descrisa pentru nevoile orientate catre studiul proiectarii, realizarii si exploatarii sistemelor de productie, sub urmatoarea forma:

S= ( X, Y / a r j g s q

in care:

X = x₁,x₂,.x_n elemente de intrare

Y = y₁,y₂,.y_n elementele de iesire

a a a a_i operator de dirijare de conducere

r r r r_I operator de dirijare de reglaj

j j j j_I operator efectiv de productie

g g g g_I operator efectiv de logistica

s s s s_I operator efectiv de stiinta si tehnica

q q q q_I operator de alta natura

Efectele functionarii sistemelor de productie, activitatea acestora, structura de organizare si comportamentele de conducere sunt descrise astfel prin relatiile dintre operatori.

Definirea structurii operatoriale

Daca se considera E un sistem cu elemente economice reprezentate prin functii temporale ale conducerii, reglajului, productiei, circulatiei, stiintei si tehnologiei, el este un sistem cibernetico-economic care la care se pot defini si urmari operatorii fundamentali identificati anterior. Fiecare dintre acesti operatori fundamentali comporta o aplicatie specifica corespunzatoare activitatii careia ii este asociat.

Operatorul activitatii de conducere a E a(E)

Este un operator de natura umana la care transformarea se produce prin doua aplicatii:

1. selectarea dintre informatiile primite in legatura cu functionarea sistemului efector a informatiilor legate de obiectivul urmarit;

2. adoptarea unei cai de urmat pentru a influienta efectorul in sensul dorit .

Acest operator fiind de natura umana, se poate folosi pe baza unei logici bivalente, asociata unui criteriu de decizie.

Daca criteriul de decizie este o functie oarecare, avand ca variabile semnalele de intrare X si iesire Y, precum si alte elemente asociate acestora notate U(t), atunci se poate defini criteriul de decizie cu operator de conducere asociat prin relatia :

F(X,Y/U) = max T a

pentru orice situatie cand:

F max T a = 0

Conducerea bazata pe o logica bivalenta pune in evidenta si aspectul daca sistemele PRODUC sau NU PRODUC un produs.

Pot fi considerate drept criterii de decizie relatii asociate prin care:

- se impune elaborarea unei cantitati maxime, respectiv productia sa nu depaseasca capacitatea de productie a sistemului;

- se doreste realizarea unui produs cu minimizarea cheltuielilor.

Operatorul activitatii de reglaj intern r E r(E)

Acest operator are in vedere efectele schimbului informational intern pentru programare, autocontrol, autoreglare.

Cuantificarea lui se poate realiza cu functii lineare sau poligonale iar unitatile de masura pot fi valorice sau vectori (numere).

De regula, operatorul de autoreglaj exprima in practica probabilitatea de eroare in atingerea functiei de optim sau in satisfacerea criteriului de decizie adoptat. Ca urmare r poate fi tot o matrice de operatori individualizati fiecarui sistem S_i si element de intrare X_i, printr-o valoare a probabilitatii de comportare reala a sistemului S_i fata de comportarea dorita. Rezulta ca r_ij va avea valori cuprinse intre 0 1 punand in evidenta caracterul stochastic al sistemelor cibernetico-industriale. Cand r , autoreglarea sistemului este sigura, performanta acestuia depinzand de o matrice unitate.

De exemplu, daca dorim ca un sistem S_i sa realizeze o productie x_ij, iar probabilitatea de eroare este r_ij decizia de a produce se adopta conform unei relatii de optim impus:

x_ij x_ij / r_ij T a_ij

unde

x_ij - este productia calculata conform criteriului de decizie adoptat

a_ij r_ij 1 (autoreglare absolut sigura).

Operatorul activitatii de productie j

Acest operator poate avea descrierea matematica cea mai diversa, realizata prin numeroase tipuri de functii temporale.

Operatorul activitatii de logistica g E g (E)

Se refera in special la activitatile de circulatie ale sistemului adica modificarea valorii obiectelor muncii datorita procesului de manipulare, transport, depozitare pe care le suporta. Este un operator cu performanta negativa pentru activitatea industriala si de aceea se cauta minimizarea structurii operatoriale respective prin rationalizarea fluxurilor tehnologice, reducerea duratelor de transport, reducerea volumului productiei neterminate imobilizate in stocuri aflate in depozite samd.

Operatorul activitatilor stiintifice,tehnice si informationale s E s (E)

Operatorul s are o importanta deosebita, fiind un factor de multiplicare intensa, care influenteaza direct modernizarea productiei si competitivitatea produselor pe piata.

Are dezavantajul de a fi un factor cu intarziere relativ ridicata solicitand conducerea pentru a corela intarzierea cu evolutia probabila a noilor produse.

Schema simplificata a sistemului cibernetic industrial, reprezentata prin operatori este redata in figura de mai jos: