eng
Выпуск #2/2024
А. П. Кузнецов
Технологический суверенитет в станкостроении. Состояние и развитие
Технологический суверенитет в станкостроении. Состояние и развитие
Просмотры: 791
DOI: 10.22184/2499-9407.2024.35.2.34.55
На основании анализа работ и нормативных документов, посвященных проблематике достижения технологического суверенитета, представлена разработанная автором система определений базовых и сопряженных понятий. Предложена методология формирования оценок обобщенных показателей технологического суверенитета, технологической независимости и безопасности.
На основании анализа работ и нормативных документов, посвященных проблематике достижения технологического суверенитета, представлена разработанная автором система определений базовых и сопряженных понятий. Предложена методология формирования оценок обобщенных показателей технологического суверенитета, технологической независимости и безопасности.
Теги: localisation machine tool industry technological breakthrough technological independence technological safety technological sovereignty локализация станкоинструментальная отрасль технологическая безопасность технологическая независимость технологический прорыв технологический суверенитет
Технологический суверенитет в станкостроении.
Состояние и развитие
А. П. Кузнецов
На основании анализа работ и нормативных документов, посвященных проблематике достижения технологического суверенитета, представлена разработанная автором система определений базовых и сопряженных понятий. Предложена методология формирования оценок обобщенных показателей технологического суверенитета, технологической независимости и безопасности.
«Число разумных гипотез, объясняющих любое данное явление, бесконечно»
Постулат Мейнарда Персига
Процесс развития науки (знаний), техники, технологий, оборудования и производств происходит одновременно по общим закономерностям, с разной скоростью, взаимосвязано и взаимообусловлено. Одновременно с этим развиваются и их видовые, функциональные, конструктивные решения, построения, конфигурации, а также производственные разнообразия и разновидности использования и применения.
Машиностроение – основа технологической, экономической и оборонной независимости любого государства. Станкоинструментальная промышленность является важнейшей системообразующей и фондообразующей отраслью, состояние которой во многом определяет уровень развития российского машиностроения и всей экономики. Уровень зависимости отечественной промышленности от импорта металлообрабатывающего оборудования давно перешагнул все мыслимые пределы и представляет угрозу государственной безопасности.
Если в 1930 г. только 34% установленных станков было отечественного производства, то уже в 1937 г. этот показатель увеличился до 91%. Эволюцию изменений производства металлорежущих станков (шт.с ЧПУ) можно описать рядом их объемов (штук): 1913 г. – 1 700; 1932 г. – 4 300; 1940 г. –
60 000; 1950 г. – 71 000; 1960 г. – 150 000 (16); 1970 г. – 202 000 (1 600); 1980 г. – 216 000 (8 900); 1990 г. – 157 000 (25 000); 2010 г. – 2 800 (280); 2020 г. – 4 700 (713); 2021 г. – 7 200 (732); 2022 – 8 200 (606); 2023 – 9 300 (897).
Требования к необходимости достижения изделиями высоких показателей степени идеальности (точности) и ее постоянный рост особенно ярко проявляются в астрономическом и медицинском приборостроении, авиационной, космической, атомной, электронной, биологической и некоторых других отраслях. Не случайно для этих отраслей и производств введены ограничения на поставку оборудования согласно Вассенаарским договоренностям – международному соглашению в области контроля над экспортом обычных вооружений, подписанному в 1995 году представителями 28 государств. Участники Вассенаарских договоренностей (в настоящее время являются 42 государства) разрабатывают режим контроля за товарами двойного назначения, которые могут быть использованы для создания вооружений и военной техники. В соответствии с перечнем товаров двойного назначения к компетенциям станкостроения относится «Категория 2.
Обработка материалов. 2.1. Системы, оборудование и компоненты», которая включает металлорежущие станки, как правило, токарной, фрезерной, шлифовальной групп, а также пяти- и более осевые станки. Для них установлены критерии точности, например, точность позиционирования для каждой группы станков. Очевидно, что станки нанометровой точности автоматически подпадают под это ограничение. Для всех станков каждой модели может использоваться значение заявленной точности, например, позиционирования, полученное не в результате индивидуальных механических испытаний, а рассчитанное в соответствии с международным стандартом ISO 230-2-2014 или его национальным эквивалентом. Заявленная точность означает величину точности, устанавливаемую производителем в качестве показателя, отражающего точность всех станков определенной модели.
В результате качественного изменения технических систем в ходе эволюционного развития технологических укладов возник ряд важных вопросов, связанных с созданием, организацией производственных технологий, производственных систем и управлением ими. Усложнился процесс подготовки и принятия решений, возросла роль конструкторских и проектных организаций, перерабатывающих информацию и материализующих ее в методических указаниях, документах и чертежах, определяющих создаваемую техническую систему.
В настоящее время во всех технологически развитых странах происходит рост количества и разнообразия выпускаемых изделий. Ускорение выпуска новых изделий может быть определено не только быстрым обновлением и освоением их выпуска, но и увеличением количества их однотипных видов (разнообразие), а также усложнением самих изделий. Появление новых форм и видов изделия, выполняющего конкретные технические задачи, продиктовано использованием и практическим применением технически и технологически осуществимых новых физических законов и явлений. Чрезвычайным разнообразием отличаются также изделия одного семейства, а увеличение количества видов происходит и в результате неизбежной специализации. Быстрая замена новых изделий новейшими рассматривается как показатель научно-технического прогресса.
Известны ряд научных положений и обоснований методов оценки, анализа и прогнозирования эволюции изменений и закономерностей социального, технологического, экономического развития. Широкое признание получили: классификация шести экономических циклов различной длительности [1] и волн развития Кондратьева Н. Д. (динамика экономической конъюнктуры) [2] (рис. 1 б); шести технологических укладов (рис. 1 а) с описанием их признаков в работе Глазьева С. Ю. [3]; новая модель эволюции технологий и технологических укладов (рис. 1 в) в парадигме глобального будущего и «зеленого» развития Кричевского С. В. [4]; индустриальных этапов развития (от industry 1.0 до 5.0); трех производственных революций [5].
В настоящее время считается, что мировая экономика в своем развитии прошла пять технологических укладов (ТУ) и приближается к шестому технологическому укладу. Ядро пятого ТУ (1970 – н. в.) – электронная промышленность, вычислительная техника, оптико-волоконная техника, программное обеспечение, телекоммуникации. 6‑й ТУ будет основываться на биотехнологиях, нанотехнологиях, робототехнике, технологиях виртуальной реальности и др.
Необходимо отметить, что в работе [3] процесс эволюции технологий рассматривается как отмирание или замещение вследствие вытеснения устаревших технологий под превосходством развивающихся новых и их диффузией, т. е. методологический подход схож с теорией эволюции в биологическом мире. Кроме этого утверждается, что «моделирование экономической динамики трактует научно – технический прогресс (НТП), как процесс повышения эффективности использования ресурса. Этот подход соответствует реальным экономическим процессам лишь в период экстенсивного расширения доминирующих технологических укладов…». Причем смена ТУ происходит лишь с достижением доминирующим технологическим укладом пределов роста и падением прибыльности составляющих его производств, и начинается массовое перераспределение ресурсов в технологической цепи нового технологического уклада – этот процесс может быть назван технологической революцией.
С позиции рассматриваемых авторами методов оценки и закономерностей эволюции, как системного понятия, отметим, что, во всех случаях базовым элементом системы принято понятие «технология» (или «технологический» – уклад, революция и т. п.).
Поскольку понятие «технология» трактуется неоднозначно, то и определение «технологический» имеет несколько смыслов. Аристотель выделил деятельность, специфическую для человека, в особое понятие, получившее в его философии название «праксис», которое применял это понятие не только к стороне материального производства, но и к области межличностных, социальных, нравственных и даже политических отношений. Термин «технология» впервые ввёл в 1772 г. профессор Геттингенского университета И. Бекман для обозначения ремесленного искусства, включающего в себя профессиональные навыки и эмпирические представления об орудиях труда и трудовых операциях. Философская трактовка сущности технологии переводит её из технического значения в трактовку преобразований, трансформации, которые сообразны целям человеческой деятельности вообще и обеспечивают их достижение. «Наука в ее современном понимании исследует законы природы, а технология использует их для удовлетворения потребностей человека, в своей основе таких же, как и во времена египетских фараонов. Одеть, накормить, дать крышу над головой, переместить из одного места в другое, охранить нас от болезней – вот задача технологии» – [Лем С. Сумма технологий. АСТ, 1964].
Приведем наиболее значимые, с точки зрения системного рассмотрения, определения понятия «технология» и его производных или близких понятий, которые известны по литературным, научным и нормативным источникам:
Технология (technology) означает широкую область целенаправленного применения физических наук, наук о жизни и наук о поведении. Сюда входит целиком понятие техники, а также медицина, сельское хозяйство, организация управления и прочие области знания со всей их материальной частью и теоретическими принципами. [Из кн. Мировые тенденции анализа и оценок состояния и развития технологического прогнозирования и достижений промышленных производств / И. В. Войтов и др., Минск: БГУ, 2013];
Технология – совокупность научно и практически обоснованных операций, и процессов, необходимых для производства одного или нескольких видов высокотехнологичной продукции. [проект ФЗ «О технологической политике в Российской Федерации»];
Технология – применение научных знаний, теоретических и практических методов, технических средств, профессионального мастерства для решения поставленной проблемы. [ISO 16290:2013(R). Космические системы. Определение уровней и критериев оценки технологической готовности (TRL) космических систем и их элементов];
Технология: выраженный в объективной форме результат научно-технической деятельности, который включает в себя в том или ином сочетании изобретения, полезные модели, промышленные образцы, программы для ЭВМ или другие результаты интеллектуальной деятельности, подлежащие правовой охране в соответствии с действующим законодательством, и может служить технологической основой определенной практической деятельности в гражданской или военной сфере.(Прим.: включает в себя методы и технику производства товаров и услуг, а также их практическую реализацию в виде технологических процессов, организационных и технических систем). [ГОСТ Р 57194.1-2016. Трансфер технологий. Общие положения];
Технология: обусловленная состоянием знаний и общественной эффективностью совокупность приемов, способов, методов, операций и процессов повторяемого, в конечном счете воспроизводимого и, как правило, документированного воздействия кем-то или чем-то на кого-то или на что-то в осуществление явной или предполагаемой цели изменения состояния, свойств, формы объекта (вещества, материала, энергии, информации) или явления с получением неопределенных или ожидаемых результатов. [ГОСТ Р 56828.15-2016. Наилучшие доступные технологии. Термины и определения].
Приведенная (составлена автором) подборка определений понятия «технология» и их эволюция указывает на широкий практический и философский смысл сущности и толкований, которые выходят за рамки однозначного и утилитарного понимания. Поэтому целесообразно указывать системное и целостное (холистическое) значение понятия «технология» (от предметного до общественно – экономического) в зависимости от контекста, чтобы избежать неоднозначное, а иногда и диаметрально противоположное понимание. Иными словами, «технология» – это тоже система с множеством свойств, которые определяют её и её поведение во взаимосвязи с внутренним и внешним окружением.
Предложим обобщенное определение этого понятия: «Технология» – это взаимосвязанные и взаимообусловленные способы, методы, процессы, явления, эффекты, форма передачи и/или преобразования (трансформации) материи, энергии, информации, их свойств, видов, форм и состояний в пространстве и времени для эффективного достижения поставленных или требуемых целей(и). [определение автора]
В работе [3, стр. 61] определено, что «в технологической структуре экономики можно выделить группы технологических совокупностей, связанных друг с другом технологическими цепями и образующие воспроизводящиеся целостности – технологический уклад». Таким образом, «технологический уклад», представляет собой целостное и устойчивое образование, в рамках которого осуществляется замкнутый цикл, включающий добычу и получение первичных ресурсов, все стадии их переработки и выпуск набора конечных продуктов, удовлетворяющее соответствующему типу общественного потребления, а его ядро образует комплекс базисных совокупностей технологически сопряженных производств. Также технологический уклад характеризуется единым техническим уровнем составляющих его производств, связанных горизонтальными и вертикальными потоками качественно однородных ресурсов, опирающихся на общие ресурсы квалифицированной рабочей силы, общий научно-технический потенциал и пр. Следовательно, исходя и в соответствии из вышеприведённого понятия системы, наиболее общими и системообразующими принципами такого рассмотрения отличительных и/или содержательных классификационных признаков (циклы развития, технологические уклады, индустриальные этапы, промышленные революции) являются методы, процессы, способы взаимосвязанного и взаимообусловленного преобразования и/или передачи материалов, энергии и информации, что и формирует технические, технологические, производственные, организационные, экономические и общественные подсистемы этого системного процесса в пространстве и во времени.
Рассматривая понятие «технологический суверенитет» (ТС) отметим, что исторически в научном и управленческом лексиконе термин возник в 70–80‑х гг. прошлого столетия, а в одном из первых определений характеризовался как способность и свобода выбора, создания или приобретения, а также применения, развития и коммерческого использования технологий, необходимых для промышленных инноваций [Grant, 1983]. ТС также определяется как способность государства или государственных объединений создавать и использовать технологии, обладающие критической значимостью для национального благосостояния, а также иметь возможность получить эти технологии без односторонней зависимости [Edler, Blind, Kroll, Schubert, 2023]. Современные трактовки понятия ТС мало чем отличаются от более ранних версий [6].
В работе [Ponte et al., 2022] технологический суверенитет определен как «относительная внутренняя и внешняя способность страны или группы стран принимать и реализовывать решения, касающиеся производства, освоения и эксплуатации технологии в соответствии с целями субъекта в благоприятных или враждебных условиях», а в [Crespi et al., 2021] как «способность страны (или группы стран) автономно генерировать технологические и научные знания или использовать технологические возможности, разработанные извне, путем активизации надежных партнерских отношений» [11].
Европейская концепция технологического суверенитета (Technological Sovereignty) относится к наличию знаний (и доступу к ним), а также к важным компонентам и подсистемам, которые могут быть получены путем собственных научных разработок, совместных усилий или через торговые отношения. – [Statement on Technological Sovereignty // European Commission. Horizon 2020 Commission Expert Group «European Innovation Council (EIC) Pilot Advisory Board». Annex to the Statement of the EIC pilot Advisory Board at the launch of the EIC. June 2021].
В [Technology sovereignty From demand to concept. Karlsruhe, Germany, July 2020] утверждается, что термин «технологический суверенитет» описывает способность генерировать научно-технические знания либо автономно, либо иметь доступ к ним в рамках стабильных партнерских отношений без каких-либо ограничений. Технологический суверенитет не подразумевает всеобъемлющей технологической автаркии, которая ставит под сомнение международное разделение труда или глобализацию и стремится обеспечить все технологии, классифицируемые как критически важные. Технологический суверенитет высок, если технология производится в пределах собственной политико-географической области страны или существует возможность ее производства, в случаях, когда технологии не производятся в собственной политико-географической области страны, но могут быть получены без ограничений из-за ее пределов, следует учитывать факторы, повышающие риск доступа к технологии. Таким образом ТС – «способность Европы разрабатывать, предоставлять, защищать и сохранять критически важные технологии, необходимые для благосостояния европейских граждан и процветания бизнеса, а также способность действовать и принимать независимые решения в условиях глобализации» [http://www.europarl.europa.eu/stoa/ (STOA website)].
В КНР принят стандарт GB/T 41621-2022 как «Руководство по проведению оценки проектов научно-технологических исследований: Проекты разработки технологий».
В США термин претерпел некоторые смысловые изменения [10], но они лишь усилили взаимосвязь критических технологий и национальной безопасности: «технологии …, которые связаны с обороной и национальной безопасностью, … с сохранением областей технологической конкурентоспособности, определяют национальное благосостояние, то есть связаны с технологическим потенциалом, необходимым для обеспечения, продвижения и проведения приемлемой политики преобразований»
Приведем некоторые формулировки «технологического суверенитета» из доступных источников:
Определения понятия «Технологический суверенитет» из официальных источников:
«Суверенитет» – верховенство, независимость и самостоятельность государственной власти, полнота законодательной, исполнительной и судебной власти государства на его территории и независимость в международном общении [статья 4 Конституции РФ];
ТС – наличие в стране (под национальным контролем) критических и сквозных технологий собственных линий разработки и условий производства продукции на их основе, обеспечивающих устойчивую возможность государства и общества достигать собственные национальные цели развития и реализовывать национальные интересы [Концепция технологического развития на период до 2030 года, утверждена распоряжением Правительства РФ от 20 мая 2023 г. № 1315‑р];
ТС – суверенитет Российской Федерации, при котором обеспечено наличие под национальным контролем критических технологий, сквозных технологий и собственных линий разработки, жизненного цикла ключевых технических решений, созданы условия для обеспечения технологического паритета с иностранными государствами, а также самостоятельного производства высокотехнологичной продукции с применением указанных технологий [проект ФЗ «О технологической политике в Российской Федерации»];
суверенитет Российской Федерации в технологической сфере – способность государства создавать и применять наукоемкие технологии, критически важные для обеспечения независимости и конкурентоспособности, и иметь возможность на их основе организовать производство товаров (выполнение работ, оказание услуг) в стратегически значимых сферах деятельности общества и государства [«Стратегия научно-технологического развития Российской Федерации», утверждена Указом Президента РФ от 28 февраля 2024 г. № 145];
ТС в станкоинструментальной промышленности – наличие высокоэффективных производств критической номенклатуры оборудования, инструмента и комплектующих на уровне мировых образцов такой продукции [Минпромторг РФ].
Несмотря на большое число работ, посвященных исследованиям сущности технологического суверенитета и инструментам его достижимости, недостаточно проработанным остается вопрос расчета индекса технологического суверенитета (иначе – индекса технологической независимости) национальной экономики в целом, отдельных ее отраслей и их высокотехнологичных секторов [11].
Разработанный индекс технологического суверенитета основан на использовании статистических данных и учитывает три базовых компонента, наиболее актуальных при оценке положения страны или группы стран в определенной технологической области на конкретную дату, а сам расчет представляет собой среднее значение полученных экспертных оценок.
Одной из наиболее ранних работ, демонстрирующих поиск приемлемых показателей и аналитических процедур для определения критичности технологий и степени технологического суверенитета можно назвать доклад Института системных и инновационных исследований Фраунгофера (Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI). Для определения уровня технологического суверенитета авторы предложили сочетать различные аналитические инструменты и методы, в том числе количественные показатели и опросы экспертов в предметных областях (subject matter experts). В качестве источников данных предлагается использовать:
патентные, библиометрические показатели и их производные;
статистические данные, включая экспорт, импорт и объем производства в рамках конкретных технологических направлений;
оценку вклада в разработку глобальных и национальных стандартов;
географическое распределение цепочек добавленной стоимости, и другие.
В июне 2022 года Европейский совет по международным отношениям (European Council on Foreign Relations, ECFR) представил доклад «Европейский индекс суверенитета» (European Sovereignty Index. Facts that matter), нацеленный на изучение возможностей стран-членов ЕС усилить независимость всех стран союза.
На основании приведенного анализа состояния исследований, методологических положений работ [1,3,5,7,11,12–16] и в их развитие автором предлагаются системные, целостные (холистические) определения рассматриваемых понятий и определяющих их базовых элементов (в том числе и для их применении при разработке методов оценки уровней, индексов значимости):
ТС (развернутое определение) – состояние (экономики, финансов, науки, техники, технологий и производств), методы, условия (способы) организации и функционирования экономики (отраслей), способные (позволяющие) в течение заданного периода времени удовлетворить и обеспечить, экономически достижимые обоснованные общественные потребности, на основе суверенных материалов, производственных технологий, оборудования и услуг, при требуемой полноте охвата технологической независимости и безопасности национальной промышленностью производства (использования) материалов, деталей, узлов, механизмов, устройств, функциональных систем, технологий, услуг и изделий машино- и станкостроения при сохранении условий для технологического развития и прорыва;
ТС (отраслевое определение) – состояние (экономики, финансов, науки, техники, технологий и вроизводств), методы, условия и способы организации и функционирования экономики (отраслей), которые обеспечивают экономически обоснованную достижимую потребность на основе локализации на суверенной территории разработок, создания, производства объектов, продуктов, изделий, технологий и услуг для технологической независимости, и безопасности при наличии условий для их технологического развития и прорыва;
Технологическая независимость – состояние развития науки, техники, технологии и производства технологических машин, оборудования и методов их использования, которое соответствует современному мировому уровню развития и может обеспечить необходимую минимально допустимую (без учета импорта) потребность национальной экономики с возможностью увеличения собственного производства на основе имеющегося производственно-технологического опыта и ноу-хау при возникновении внутреннего спроса;
Технологическая безопасность – состояние развития науки, техники, технологии и производства технологических машин, оборудования и методов их использование, которое соответствует или выше современного мирового уровня технического и технологического развития, и, при этом, достигнут необходимый уровень конкурентоспособности, а также обеспечивается потребность национальной экономики в технологических машинах, оборудовании, их составных частях и компонентах, всех функциональных частей, необходимых при их создании и производстве;
Технологический прорыв – состояние развития науки, техники, технологии и производства технологических машин, оборудования и методов их использования, которые обеспечивает проведение перспективных комплексных исследований, направленных на создание технологий и оборудования, базирующихся на новых принципах или новом применении или комбинации известных принципов, обеспечивающих более высокую технико-экономическую и производственную ресурсоэффективность, что создает конкурентное технологическое преимущество страны;
Цель технологического суверенитета – обеспечение технологической независимости и безопасности, а уровень технологического суверенитета определяет вероятность успешного достижения этой цели (рис. 2);
Локализация – степень полноты охвата независимой национальной (суверенной) промышленностью разработок и производства (использования) материалов, деталей, узлов, механизмов, изделий (машино- и станкостроения) и услуг на суверенной территории РФ;
Критически важными являются материалы, элементы, детали, механизмы, узлы, компоненты, устройства и функциональные системы, которые определяют и обеспечивают формирование и реализацию главных технико-технологических функций изделия (технологического оборудования, машин, станков);
Критически значимыми являются часть критически важных элементов, деталей, механизмов, узлов, компоненты, устройств и функциональные системы, которые определят и обеспечивают формирование и реализацию показателей качества и технического уровня изделия (технологического оборудования, машин, станков) не ниже уровня их мировых значений или их максимально достижимых физических значений;
Критически важными являются технологии, методы и способы достижения свойств, параметров и характеристик изделий (продукта), которые позволяют промышленным предприятиям производить критически важные объекты и комплектующие в требуемых объёмах и эффективностью;
Критически значимыми являются технологии, методы и способы достижения свойств, параметров и характеристик изделий (продукта), значения которых выше или не достижимы на основе имеющегося мирового уровня знаний и технико – технологических средств.
В развитие указанных выше определений приведем ряд близких понятий, характеризующих иные свойства и характеристики понятия «технология»:
критические технологии – отраслевые технологии, критически необходимые для производства важнейших видов высокотехнологичной продукции и создания высокотехнологичных сервисов, имеющие системное значение для функционирования экономики, решения социально-экономических задач и обеспечения обороны страны и безопасности государства. [Концепция технологического развития на период до 2030 года];
критическая технология – технология, необходимая для производства важнейших видов высокотехнологичной продукции, имеющая системное значение для функционирования экономики, решения социально-экономических задач, обеспечения обороны и безопасности государства и включенная в перечень критических технологий, утвержденный Правительством Российской Федерации или уполномоченным Правительством Российской Федерации федеральным органом исполнительной власти [проект ФЗ «О технологической политике в Российской Федерации»];
сквозные технологии (технологические направления) – перспективные технологии межотраслевого назначения, обеспечивающие создание инновационных продуктов и сервисов и оказывающие существенное влияние на развитие экономики, радикально меняя существующие рынки и (или) способствуя формированию новых рынков [Концепция технологического развития на период до 2030 года];
сквозная технология – перспективная технология межотраслевого назначения (высокотехнологичная область (направление), обеспечивающая создание высокотехнологичной продукции и (или) разработку и внедрение технологических инноваций, оказывающая существенное влияние на развитие экономики, радикально меняя существующие рынки и (или) способствуя формированию новых рынков, и включенная в перечень сквозных технологий, утвержденный Правительством Российской Федерации или уполномоченным Правительством Российской Федерации федеральным органом исполнительной власти [проект ФЗ «О технологической политике в Российской Федерации»];
локализация производства – создание в Российской Федерации производства на основе зарубежных технологий, при котором управление дальнейшим развитием технологий (компетенции, техническая документация, производство ключевых компонентов) в той или иной степени остается за пределами Российской Федерации [Концепция технологического развития на период до 2030 года];
технологическое лидерство – превосходство технологий и (или) продукции по основным параметрам (функциональным, техническим, стоимостным) над зарубежными аналогами [Концепция технологического развития на период до 2030 года. Утверждена распоряжением Правительства РФ от 20 мая 2023 г. № 1315‑р];
собственная линия разработки – комплекс мероприятий (проектов, программ) и условий, обеспечивающих создание и устойчивое развитие под национальным контролем (на территории Российской Федерации или за пределами указанной территории, но с сохранением прямого или косвенного контроля Российской Федерации или российских организаций) конкретных отечественных технологий и продуктов на их основе, включая разработку их новых поколений [проект ФЗ «О технологической политике в Российской Федерации»].
Концепция развития или эволюционного развития заключается в том, что как бы мы не определяли технологию, она в своём процессе последовательного изменения всегда имеет предел – либо в виде максимально достижимого (идеального, теоретического) значения, либо в виде достижимости предельных свойств, параметров, характеристик продукта (изделия), получаемого с помощью этой технологии.
Следует также отметить, что волна, уклад, фаза, этап и другие используемые характеристики являются настолько же определенным, насколько и неопределенным набором необходимых данных, либо совокупностью их равнозначных закономерностей. Как следует из приведенных авторами [1–5] методологий эволюционного развития, в качестве параметров или характеристик рассматриваются, в основном, обобщенные значения показателей:
Еще одной значимой и существенной особенностью является методология и математическое описание закономерности изменения эволюции в целом, показателей эволюционного развития экономики, в том числе техники, технологии, технических и технологических систем и её исследований закономерностей. На основе многочисленных исследований эволюционного развития принято, что изменения значений показателей, параметров и характеристик во времени в основном описываются так называемой S-образной кривой (сигмоидой).
Переход к новому технологическому оборудованию, изделию происходит при следующих наиболее вероятных циклах исчерпания возможностей конструкции [16]:
a) при неизменном физическом принципе действия улучшаются параметры, характеристики, свойства технического объекта (оборудования, машины) до приближения их к оптимальным, достижимым, идеальным или эффективным (рис. 3 а, кривая 1);
б) после исчерпания возможностей улучшения (рис. 3 а, кривая 1* или 1**) изменения происходят по следующим циклам:
происходит переход к более рациональной структуре, после чего развитие опять идёт по циклу;
до приближения параметров, характеристик, свойств технического объекта этой структуры к глобальному экстремуму или пределу для данного физического принципа действия (рис. 3 а, кривая 1 или 1**);
в) после исчерпания возможностей циклов а) и б) осуществляется переход к созданию технического объекта на другом принципе или физической природе действия (рис. 3 б, кривая 2 или 4).
Если сравниваются две или более технические, или технологические системы, целесообразным является попарное рассмотрение S-образных кривых для каждой пары на одном графике. При этом их взаимное расположение друг относительно друга может быть различным, но при этом можно выделить три принципиально разных варианта взаимного расположения:
Скорость роста теоретической кривой 1 в реальности не всегда достижима, и развитие происходит по кривой 1** или 1*, что для технических и технологических систем обусловливается тем, что достижение идеальной закономерности (идеального значения главного рассматриваемого параметра, свойства) часто не может быть реализована именно из-за требований идеальности всех составляющих частей и элементов, которые формируют и реализуют главную функцию с соответствующими идеальными показателями. Кривая функции 1* (на рис. 3 а, б) не достигает идеального, теоретического уровня, в отличии от кривой 1**, в силу множества как технико-технологических, так и организационно-экономических причин. Этот факт можно определить как К. П. Д. или эффективность технологии, оборудования, производственной или технологической системы (см. например на рис. 3 б – разность значений KB1 − KB1* или KB1 − KB1**). Значения и период применимости новых процессов (рис. 3 в – кривые 2, 3, 4) характеризуются как временем их начала развития, скоростью, так и значением величины параметра, свойства в начальной стадии (на рис. 3 в – показаны разные процессы (кривая 2, 3, 4) с одинаковым уровнем достигаемого идеального значения, но с разными характерами, аналогичные рис. 3 б). Из этого следует, что процесс перехода на новые технологии достаточно продолжительный, их выбор имеет не всегда однозначную и достаточную определенность.
Развитие технологического объекта по описанному сценарию иллюстрируется [16], так называемой S-образной кривой (рис. 3 а), которое происходит до уровня KX – достижения придельных показателей, параметров, характеристик, свойств, а так же возможностей физического явления, на котором базируется технология.
В моменты TA1 и TB1 появляется новый технологический объект на одном и том же физическом принципе действия. Возможности развития (рис. 3, а) определяются расстоянием от KX1 до KA1 и KB1, т. е. степенью достижения предельного уровня. Очевидно, что технологический объект В1 улучшать не имеет большого технического и экономического смысла, и нужно переходить на другой принцип его действия, так как затраты времени на развитие ТX1 – ТВ1 от уровня KВ1 до KХ1 существенно превышают изменение достигаемого эффекта (KХ1 − KВ1) в отличие от предыдущих соотношений затрат (времени) ТВ1 – ТА1 и изменения (KВ1 – KА1) при получаемом эффекте.
В действительности реализация этой схемы (кривая 1*) развития технологического объекта и его промышленного применения происходит по близкой или похожей схеме, с отставанием как по времени, так и по величине достижения значений физически достижимых и обусловленных физическими явлениями и процессом параметров кривой 1.
Совершенство технологического оборудования и реализация им функций физических явлений и процессов потенциально недостижима в силу потерь (энергии, материи и информации) в структуре и конструкции оборудования, которые реализуют иные физические явления и процессы, преобразование которых обеспечивает протекание заданной в технологии физического явления. На рис. 3 а это показано как отставание кривых 1* или 1** от 1, а отношение K*Х1 / KХ1 = Е является показателем эффективности технологического процесса или оборудования по достигаемым показателям физического явления или процесса.
Таким образом, эволюция развития достижимых показателей, параметров, характеристик, свойств технологического оборудования обусловлена, в первую очередь, требованиями, потребностями и направлениями развития общества и, в частности, промышленности. Это определяет, в том числе, необходимый уровень развития технологий и техники, требования к её деталям, узлам, механизмам, устройствам и системам, потенциал технологий и процессов и, используемые ими физические принципы и явления, уровень их совершенства и др.
Развитие технологий и технологического оборудования идет в направлении роста (приближения к физико-технической идеальности) и увеличения полезных характеристик и свойств (мощности, производительности, точности, жесткости, прочности и т. п.) с одновременным снижением потерь при функционировании (трение, износ, вибрации, прочность, потеря времени и т. д.) и затрат (вес, трудоемкость, габариты и т. п.) на их производство. В то же время, относительные показатели технологического оборудования (К. П. Д., эффективность, надежность) и удельные показатели определяют обобщенные или интегральные свойства. Технические и физические характеристики и свойства технологий и оборудования (средств производства) являются главной и наиболее важной частью, определяющей их полезность и, соответственно, эффективность, конкурентоспособность и прогрессивность.
Каждый раз, когда прогресс производственной технологии уже не может обеспечить значительный рост производительности и эффективности, на смену существующему технологическому оборудованию приходит новое, более совершенной конструкции. Это дает новый толчок развитию, что будет продолжаться до тех пор, пока и новое технологическое оборудование не исчерпают себя. Таким образом, развитие технологий и технологических машин есть сочетание непрерывного прогресса самой технологии с периодическими революционными преобразованиями конструкции.
Идеальной считается технологическое оборудование с максимально полным использованием потенциала физических законов, явлений, процессов, возможностей конструкции и технологии, реализующих этот физико-технический потенциал.
Математическое описание S-образной кривой имеет принципиальное значение как для анализа, так и для прогнозирования эволюционных процессов развития, а также понимания закономерностей их формирования, формы и сути структурной зависимости от элементов системы этого процесса.
На основании известной [17] обобщенной логистической кривой предлагается зависимость (1) для оценки показателей технологического суверенитета, а на рис. 4 приведены графики, построенные на её основе, которые поясняют и иллюстрируют базовые положения рекомендованного определения понятия технологический суверенитет:
(kfl − k0)
Ufl(t) = k0 +−−−−−, (1)
1 + (bfl + bη + (kfl − k0)) · exp(−α · (kfl − k0) · (t ± t0)°×)
где Ufl(t) – значения показателя, характеристики, свойства рассматриваемой технологии, оборудования, системы; kfl – технологический предел; k0 – начальное значение; bfl – характеристика изменения значения идеальной технологии; bη – характеристика изменения состояния фактического технического уровня совершенства значения идеальной технологии; a – скорость изменения значений показателей технологии; t0 – время начала рассмотрения процесса изменения технологии; t – время (затраты) действующей технологии.
Необходимо также заметить, что показатель достигаемого уровня рассматриваемых параметров могут носить значения, которые определяют лучшее как минимальное значение, например, точность технологии, оборудования, производственной системы. В этом случае кривая развития будет иметь вид, зеркальный по отношению к S-образной кривой (Z-образная кривая) [12].
Во всех случаях рассмотрения, показатели значений уровня технологической независимости, безопасности, суверенитета будут определятся их отношением к максимально достижимому уровню т. е. строго в соответствии с определением этих понятий.
Выражение (1) является непрерывной функцией, и нахождение значений её аргументов не всегда имеет однозначное решение и требует разработки для их получения специальных методов. Поэтому предлагается решение и методика для проведения оценок, которые близки к аналитическому значению функции или имеют допустимую и установленную погрешность уровней технологических показателей: суверенитета, независимости и других.
Для обоснования этого проведем ряд последовательных преобразований выражения (1), приняв известными и равными нулю значения k0 = 0, t0 = 0, от которых зависит только координата начала изменения функции и системы отсчёта, но не зависит значение уровня рассматриваемых показателей.
(kfl − k0)
Ufl(t) = k0 +−−−−−⇒
1 + (bfl + bη + (kfl − k0)) · exp(−α · (kfl − k0) · (t ± t0)°×)
kfl
⇒−−−−⇒
1 + (bfl + bη + kfl) · exp(−α · kfl · t°×)
1
⇒−−−⇒
1 + (bfl + bη + 1) · exp(−α · t°×)
1 Νt
⇒ ≈−⇒ ≈−, (2)
1 + Νb / Νt Νt + Νb
где Nb, Nt – соответственно значения ряда чисел элементов однородных независимых и переменных элементов множеств.
Таким образом, мы переходим от рассмотрения функции непрерывного аргумента к системе элементов области множеств однородных элементов, определяемых количеством состояний или событий в рассматриваемой системе. Принятие значения kfl = 1 позволило сделать систему нормируемой с диапазоном от 0 до 1 вне зависимости от характера, структуры и состояния системы и объекта оценок уровня технологичности (независимости, безопасности, суверенитета).
Следовательно, можно предложить, исходя из равномерного ряда, следующие уровни значений технологических показателей, которые приведены в табл. 1.
В зависимости от объекта рассмотрения и его организационного уровня управления (области применения) в табл. 2 приведены предлагаемые виды и диапазон значений «технологических…» показателей.
Обоснованное принятие групп наименований элементов множеств в соответствии с (2) позволяет оценить не только значения показателей уровня технологического состояния (независимость, безопасность, суверенитет), но и показатели других характеристик и значений уровней свойств состояния понятий и их технологических показателей. В табл. 3 приведены инварианты [18, 19] моделей преобразований элементов множеств при выделении групп или видов элементов подмножеств для нахождения технологических показателей свойств различных состояний.
Учитывая и принимая изложенную выше методологию на рис. 5 приведена обобщенная схема производства изделий машино- и станкостроения. Группы однородных множеств и соответствующее им количество элементов в группе по каждому рассматриваемому объекту производства (рис. 5) можно выделить по сгруппированным отличительные признаки множеств элементов, которые обеспечивают выполнение их главной функции (назначения) и формируют следующие наименования групп:
Тогда можно выделить элементы множеств (табл. 4), формирующие выполнение и реализацию главных технико – технологических функций (назначения) изделия технологического оборудования, машин, станков (критически важные элементы) и/или реализацию показателей качества, технического уровня и конкурентоспособности (или конкурентоэффективности) не ниже уровня их мировых значений или их максимально достижимых физических значений (критически значимые элементы).
Элементы каждой группы состоят из элементов множеств:
детали – элемент конструкции, не имеющий в своем составе внутренних связей т. е. состоящий из одного твердого тела: базовые, корпусные, оригинальные, функциональные, специальные, присоединительные, стандартные, нормализованные (унифицированные);
сборочные изделия, узлы, механизмы, устройства – несколько деталей связанных между собой функционально, конструктивно или каким-либо другим образом, которые по способам преобразования энергии и информации могут быть механическими, электромеханическими, мехатронными, адаптронными и т. п.;
условно импортная деталь (изделие) как деталь или изделие, изготовленное не на территории РФ и/или над которой выполнены технологические операции, не изменяющие её показатели назначения, функциональные свойства, конструктивно - технологические параметры и характеристики. Объединение нескольких импортных деталей (двух и более) с целью получения нового изделия с новыми свойствами, параметрами и характеристиками является изделием, условно произведенным в РФ, т. е. так называемым российским импортонезамещенным изделием;
импортная деталь (изделие) определяется как изделие, изготовленное не на территории РФ, а также деталь (изделие) над которой выполнены такие технологические операции, которые не изменяют показатели её назначения, функциональные и потребительские свойства, конструктивно - технологические параметры, характеристики (кроме эстетических, транспортных и им подобных) не рассматривается как произведенная или условно произведенная в РФ.
В приведенном выше перечне определения могут отличаться от ГОСТ 2.101‑2016. ЕСКД. «Виды изделий», который распространяется на изделия машиностроения и приборостроения всех отраслей промышленности:
изделие: Предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению в организации (на предприятии) по конструкторской документации. Изделиями могут быть: устройства, средства, машины, агрегаты, аппараты, приспособления, оборудование, установки, инструменты, механизмы, системы и др.;
деталь – изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала, без применения сборочных операций;
сборочная единица – изделие, составные части (СЧ) которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями.
Оценка показателей уровня технологического суверенитета, независимости, безопасности должна соответствовать принятым определениям, а значения показателей рассчитываются по зависимости (2) или функции (1), если известны и определены их параметры. Учитывая их взаимосвязанности приведем перечень обозначений и наименований элементов множеств Ni и их подмножеств согласно рис. 6 и табл. 4:
N = Np + Nu – общее количество элементов (деталей, узлов, устройств – далее элементов) в станке (машине, изделии, объекте); где: Np – количество элементов российского производства; Nu – количество элементов импортного производства, в т. ч. условно российских;
Np = Npp + Nри, где: Npp – количество элементов российского производства, включая все их составляющие; Nри – количество элементов российского производства полностью или частично из импортных составляющих (российское импортонезамещенное изделие);
Npр = Nppо + Nрркв, где: Nppо – количество элементов российского производства, включая все их составляющие, без критически важных; Nрркв – количество элементов критически важных элементов российского производства, включая все составляющие;
Npр = Nppо + Nррокв + Nррикв, где: Nppокв – количество элементов критически важных российского производства, включая все составляющие; Nррикв – количество элементов критически важных российского производства с полностью или частично из импортных составляющих;
Npркв = [ Nрркз ⊂ Nрркв ] – количество критически значимых элементов, являющееся подмножеством критически важных элементов российского производства
Npркв = Ñрркз + Nрркв = const, где: Nрркз – количество элементов критически значимых российского производства, включая все составляющие;
Npркв = Ñрркв + Nррокз + Nррикз , где: Nррокз – количество элементов критически значимых российского производства, включая все составляющие; Nррикз – количество элементов критически значимых российского производства полностью или частично из импортных составляющих.
Более точную степень оценки даёт применение значений трудоёмкости (рис. 6) производства элементов указанных множеств и тогда в обозначениях примем вместо количества элементов N обозначение трудоёмкости T с теми же индексами, например, вместо Np = Npp + Nри будет Тp = Тpp + Три. Заметим, что существенным отличием будет добавление значения трудоёмкости сборки Та как для станка в целом, так и для всех сборочных узлов как элементов множества трудоемкости. Методические основы этого приведены в работах [13–15]. В табл. 5 приведён пример оценки показателей свойств понятий «технологический…» и свойств характеристик их состояний.
Следовательно, базируясь на приведенном методе формирования оценок показателей, обобщенные показатели понятий технологических суверенитета, независимости и безопасности могут быть представлены и сведены в табл. 6, где количество технологических групп g, объем российских NТГПР и импортных станков NТГИ каждой группы (статистические данные), типажного ряда станков k и всех технологических групп p определяется принятым видом классификатора [16].
Нередко технологический суверенитет, локализация производства, а также разработка продукции – это, прежде всего, механизм трансфера технологий. С этой точки зрения локализация производства высокотехнологичных компонент, особенно с применением т. н. критических технологий, определяющих возможности производства изделий данного технологического уровня – важное направление ликвидации технологического отставания, сложившегося в целом ряде отраслей.
В то же время, если речь идет о сравнительно примитивных технологических операциях (а именно критическими технологиями фирмы и страны-лидеры делиться, как правило, не заинтересованы), то ценность таких проектов производства устаревших моделей, с указанной точки зрения нуждается в дополнительном обосновании как формы суверенитета. Кроме того, цели импорта технологий действуют лишь в определенные периоды развития соответствующих отраслей – прежде всего в периоды наверстывания технологического отставания, накопившегося по тем или иным причинам.
В данной работе речь идет о выборе долгосрочной стратегии развития российской высокотехнологичной и наукоемкой промышленности на примере станкостроения. Выбрать ли роль системного интегратора, финального поставщика сложных систем, или роль поставщика отдельных (пусть даже наукоемких и высокотехнологичных) компонент и производственных услуг? И хотя, в принципе, эти стратегии не являются взаимоисключающими, нередко такой выбор приходится делать в силу ограниченности ресурсов предприятий, которые могут быть использованы для реализации новых проектов.
Помимо частных выгод собственно для бизнеса, обеспечение технологического суверенитета, в части тех или иных производств, при принятии решения нуждается в анализе социальной и бюджетной эффективности таких проектов. Получая высокие доходы, характерные для успешно работающей высокотехнологичной промышленности, они могут сами вносить существенный вклад в налоговые сборы, а не требовать дотаций на свое обеспечение.
Суверенитет производства компонентов к высокотехнологичным изделиям в России и дружественных странах Таможенного союза будет эффективен с коммерческой точки зрения лишь при условии, что эти производства станут конкурентоспособными на мировом рынке (в противном случае системным интеграторам будет невыгодно приобретать их продукцию), и, более того, сами станут значимыми игроками на этом рынке, займут на нем значительную долю. Именно на это – а не просто на импортозамещение – должны быть нацелены программы достижения технологических преимуществ, достижения суверенитета, независимости и безопасности производства компонент и высокотехнологичных изделий (станков).
Качественное изменение технологических возможностей металлообрабатывающих станков в течение времени сопровождалось резким усложнением элементов их конструкции. Эти процессы привели к изменению всей структуры производства данного вида оборудования. Произошла трансформация станкостроительных заводов из предприятий полного технологического цикла в относительно компактные, тяготеющие в основном к сборочному производству фирмы с подразделениями финишной механообработки и обработки критически значимых и наукоемких составляющих, компонентов, деталей и узлов. С другой стороны, произошло увеличение объёмов, а также расширение видов и направлений научных исследований, разработок, в том числе и на междисциплинарном уровне.
Литература
Андреева М. Е. Технологические уклады современной экономики. Екатеринбург, 2016–174с.
Кондратьев Н. Д. Проблемы экономической динамики. М.: Экономика. 1989–524 с.
Глазьев С. Ю., Львов Д. С., Фетисов Г. Г. Эволюция технико-экономических систем: возможности и границы централизованного регулирования. – М,: Наука, 1992. – 208 с.
Кричевский С. В. Новая модель эволюция технологий и перспективы исследований с применением Big Data.ISSN 2307‑3705 (print)/Philosophy &Cosmology, v.17, 2017 – c/118–135.
Гринин Л. Е., Гринин А. Л. О шестом технологическом укладе. В кн. Н. Д. Кондратьев: кризисы и прогнозы в свете теории длинных волн. Взгляд из современности / под ред. Л. Е. Гринина, А. В. Коротаева, В. М. Бондаренко. М.: Моск. ред. изд-ва «Учитель», 2017. – 384 с.
Юревич М. А. Технологический суверенитет России: понятие, измерение, возможность достижения. Вопросы теоретической экономики, № 4,2023 – с. 7–21.
Приходько И. И. Теоретические аспекты концепции технологического суверенитета. Учёные записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского. Экономика и управление. Т. 8 (74). № 4.2022 – c. 88–96.
Афанасьев А. А. Технологический суверенитет как научная категория в системе современного знания. Экономика, предпринимательство и право. № 9, 2022., – c. 689–706.
Афанасьев А. А. Технологический суверенитет: варианты подходов к рассмотрению проблемы. Вопросы инновационной экономики. № 2, 2023 – c. 689–706.
Файков Д. Ю., Байдаров Д. Ю. Экономическое возрождение России. № 1(75), 2023 – с. 67–82.
Ерёмченко О. А., Куракова Н. Г. Изменение уровня технологического суверенитета в зарубежных странах: опыт Европейского союза. Экономика науки. т. 9. № 3, 2023 – с. 47–60.
Кузнецов А. П. Основные задачи формирования импортонезависимой станкоинструментальной отрасли в России. М.: Техносфера. Станкоинструмент. 2016. № 2. с. 16–25.
Кузнецов А. П. Локализация в Российском станкостроении – фактор достижения технологической независимости. Методологические аспекты. М.: Техносфера. Станкоинструмент. 2016. № 3. с. 41–54.
Кузнецов А. П. От состояния локализации к развитию станкостроения. М.: Техносфера. Станкоинструмент. 2018. № 4. с. 1 – Кузнецов А. П.
Кузнецов А. П. Эффективность локализации в станкостроении. М.: Техносфера, Станкоинструмент, 2019. № 3. с. 46–54.
Кузнецов А. П. Классификация технологий, оборудования и металлорежущих станков. Эволюция и развитие. М.: Техносфера, Станкоинструмент, 2023. № 2 – с. 50–72.
Постан М. Я. Обобщенная логистическая кривая: её свойства и оценка параметров. Экономика и математические методы. Т. 29, вып.2, 1993 – с. 305–310.
Kuznetsov A. P., et.al. Equivalence Assessment Method for the Resource Efficiency of Equipment, Technologies and Production Systems. Procedia CIRP 15th Global Conference on Sustainable Manufacturing. Published by Elsevier B. V. v.21, 2018 – pp.525–532.
Kuznetsov A. P. Resource consumption classes of machine tools. / M. Putz, H.-J. Koriath, A. P. Kuznetsov. Special Issue | HSM 2019 15th International Conference on High Speed Machining October 8–9, 2019, Prague, Czech Republic. MM Science Journal. – pp.3301–3309.
Кудрин Б. И. Введение в технетику. 2‑е изд., переработ. и доп. – Томск: Изд-во Томск. гос. ун-та, 1993. – 552с.
Автор
Кузнецов Александр Павлович – доктор технических наук, ООО «КЕВ – РУС»
Состояние и развитие
А. П. Кузнецов
На основании анализа работ и нормативных документов, посвященных проблематике достижения технологического суверенитета, представлена разработанная автором система определений базовых и сопряженных понятий. Предложена методология формирования оценок обобщенных показателей технологического суверенитета, технологической независимости и безопасности.
«Число разумных гипотез, объясняющих любое данное явление, бесконечно»
Постулат Мейнарда Персига
Процесс развития науки (знаний), техники, технологий, оборудования и производств происходит одновременно по общим закономерностям, с разной скоростью, взаимосвязано и взаимообусловлено. Одновременно с этим развиваются и их видовые, функциональные, конструктивные решения, построения, конфигурации, а также производственные разнообразия и разновидности использования и применения.
Машиностроение – основа технологической, экономической и оборонной независимости любого государства. Станкоинструментальная промышленность является важнейшей системообразующей и фондообразующей отраслью, состояние которой во многом определяет уровень развития российского машиностроения и всей экономики. Уровень зависимости отечественной промышленности от импорта металлообрабатывающего оборудования давно перешагнул все мыслимые пределы и представляет угрозу государственной безопасности.
Если в 1930 г. только 34% установленных станков было отечественного производства, то уже в 1937 г. этот показатель увеличился до 91%. Эволюцию изменений производства металлорежущих станков (шт.с ЧПУ) можно описать рядом их объемов (штук): 1913 г. – 1 700; 1932 г. – 4 300; 1940 г. –
60 000; 1950 г. – 71 000; 1960 г. – 150 000 (16); 1970 г. – 202 000 (1 600); 1980 г. – 216 000 (8 900); 1990 г. – 157 000 (25 000); 2010 г. – 2 800 (280); 2020 г. – 4 700 (713); 2021 г. – 7 200 (732); 2022 – 8 200 (606); 2023 – 9 300 (897).
Требования к необходимости достижения изделиями высоких показателей степени идеальности (точности) и ее постоянный рост особенно ярко проявляются в астрономическом и медицинском приборостроении, авиационной, космической, атомной, электронной, биологической и некоторых других отраслях. Не случайно для этих отраслей и производств введены ограничения на поставку оборудования согласно Вассенаарским договоренностям – международному соглашению в области контроля над экспортом обычных вооружений, подписанному в 1995 году представителями 28 государств. Участники Вассенаарских договоренностей (в настоящее время являются 42 государства) разрабатывают режим контроля за товарами двойного назначения, которые могут быть использованы для создания вооружений и военной техники. В соответствии с перечнем товаров двойного назначения к компетенциям станкостроения относится «Категория 2.
Обработка материалов. 2.1. Системы, оборудование и компоненты», которая включает металлорежущие станки, как правило, токарной, фрезерной, шлифовальной групп, а также пяти- и более осевые станки. Для них установлены критерии точности, например, точность позиционирования для каждой группы станков. Очевидно, что станки нанометровой точности автоматически подпадают под это ограничение. Для всех станков каждой модели может использоваться значение заявленной точности, например, позиционирования, полученное не в результате индивидуальных механических испытаний, а рассчитанное в соответствии с международным стандартом ISO 230-2-2014 или его национальным эквивалентом. Заявленная точность означает величину точности, устанавливаемую производителем в качестве показателя, отражающего точность всех станков определенной модели.
В результате качественного изменения технических систем в ходе эволюционного развития технологических укладов возник ряд важных вопросов, связанных с созданием, организацией производственных технологий, производственных систем и управлением ими. Усложнился процесс подготовки и принятия решений, возросла роль конструкторских и проектных организаций, перерабатывающих информацию и материализующих ее в методических указаниях, документах и чертежах, определяющих создаваемую техническую систему.
В настоящее время во всех технологически развитых странах происходит рост количества и разнообразия выпускаемых изделий. Ускорение выпуска новых изделий может быть определено не только быстрым обновлением и освоением их выпуска, но и увеличением количества их однотипных видов (разнообразие), а также усложнением самих изделий. Появление новых форм и видов изделия, выполняющего конкретные технические задачи, продиктовано использованием и практическим применением технически и технологически осуществимых новых физических законов и явлений. Чрезвычайным разнообразием отличаются также изделия одного семейства, а увеличение количества видов происходит и в результате неизбежной специализации. Быстрая замена новых изделий новейшими рассматривается как показатель научно-технического прогресса.
Известны ряд научных положений и обоснований методов оценки, анализа и прогнозирования эволюции изменений и закономерностей социального, технологического, экономического развития. Широкое признание получили: классификация шести экономических циклов различной длительности [1] и волн развития Кондратьева Н. Д. (динамика экономической конъюнктуры) [2] (рис. 1 б); шести технологических укладов (рис. 1 а) с описанием их признаков в работе Глазьева С. Ю. [3]; новая модель эволюции технологий и технологических укладов (рис. 1 в) в парадигме глобального будущего и «зеленого» развития Кричевского С. В. [4]; индустриальных этапов развития (от industry 1.0 до 5.0); трех производственных революций [5].
В настоящее время считается, что мировая экономика в своем развитии прошла пять технологических укладов (ТУ) и приближается к шестому технологическому укладу. Ядро пятого ТУ (1970 – н. в.) – электронная промышленность, вычислительная техника, оптико-волоконная техника, программное обеспечение, телекоммуникации. 6‑й ТУ будет основываться на биотехнологиях, нанотехнологиях, робототехнике, технологиях виртуальной реальности и др.
Необходимо отметить, что в работе [3] процесс эволюции технологий рассматривается как отмирание или замещение вследствие вытеснения устаревших технологий под превосходством развивающихся новых и их диффузией, т. е. методологический подход схож с теорией эволюции в биологическом мире. Кроме этого утверждается, что «моделирование экономической динамики трактует научно – технический прогресс (НТП), как процесс повышения эффективности использования ресурса. Этот подход соответствует реальным экономическим процессам лишь в период экстенсивного расширения доминирующих технологических укладов…». Причем смена ТУ происходит лишь с достижением доминирующим технологическим укладом пределов роста и падением прибыльности составляющих его производств, и начинается массовое перераспределение ресурсов в технологической цепи нового технологического уклада – этот процесс может быть назван технологической революцией.
С позиции рассматриваемых авторами методов оценки и закономерностей эволюции, как системного понятия, отметим, что, во всех случаях базовым элементом системы принято понятие «технология» (или «технологический» – уклад, революция и т. п.).
Поскольку понятие «технология» трактуется неоднозначно, то и определение «технологический» имеет несколько смыслов. Аристотель выделил деятельность, специфическую для человека, в особое понятие, получившее в его философии название «праксис», которое применял это понятие не только к стороне материального производства, но и к области межличностных, социальных, нравственных и даже политических отношений. Термин «технология» впервые ввёл в 1772 г. профессор Геттингенского университета И. Бекман для обозначения ремесленного искусства, включающего в себя профессиональные навыки и эмпирические представления об орудиях труда и трудовых операциях. Философская трактовка сущности технологии переводит её из технического значения в трактовку преобразований, трансформации, которые сообразны целям человеческой деятельности вообще и обеспечивают их достижение. «Наука в ее современном понимании исследует законы природы, а технология использует их для удовлетворения потребностей человека, в своей основе таких же, как и во времена египетских фараонов. Одеть, накормить, дать крышу над головой, переместить из одного места в другое, охранить нас от болезней – вот задача технологии» – [Лем С. Сумма технологий. АСТ, 1964].
Приведем наиболее значимые, с точки зрения системного рассмотрения, определения понятия «технология» и его производных или близких понятий, которые известны по литературным, научным и нормативным источникам:
- «Технология» (от греч. techno – искусство, мастерство, умение и logos – слово, учение) обозначает науку, знание, учение: совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, 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 наиболее эффективных и экономичных производственных процессов [Сов. энциклопедия слов 1987];
- «Технологическая форма движения материи» – глобальная совокупность материальных процессов вещественно-энергетического взаимодействия общества и природы, протекающих в системах техники и формирующих техносферу и ноосферу [теория академика В. И. Вернадского];
- «Технологии, то есть обусловленные состоянием знаний и общественной эффективностью способы достижения целей, поставленных обществом, в том числе и таких, которые, никто, приступая к делу, не имел в виду» [Лем С. Сумма технологий. Мир, 1968];
Технология (technology) означает широкую область целенаправленного применения физических наук, наук о жизни и наук о поведении. Сюда входит целиком понятие техники, а также медицина, сельское хозяйство, организация управления и прочие области знания со всей их материальной частью и теоретическими принципами. [Из кн. Мировые тенденции анализа и оценок состояния и развития технологического прогнозирования и достижений промышленных производств / И. В. Войтов и др., Минск: БГУ, 2013];
Технология – совокупность научно и практически обоснованных операций, и процессов, необходимых для производства одного или нескольких видов высокотехнологичной продукции. [проект ФЗ «О технологической политике в Российской Федерации»];
Технология – применение научных знаний, теоретических и практических методов, технических средств, профессионального мастерства для решения поставленной проблемы. [ISO 16290:2013(R). Космические системы. Определение уровней и критериев оценки технологической готовности (TRL) космических систем и их элементов];
Технология: выраженный в объективной форме результат научно-технической деятельности, который включает в себя в том или ином сочетании изобретения, полезные модели, промышленные образцы, программы для ЭВМ или другие результаты интеллектуальной деятельности, подлежащие правовой охране в соответствии с действующим законодательством, и может служить технологической основой определенной практической деятельности в гражданской или военной сфере.(Прим.: включает в себя методы и технику производства товаров и услуг, а также их практическую реализацию в виде технологических процессов, организационных и технических систем). [ГОСТ Р 57194.1-2016. Трансфер технологий. Общие положения];
Технология: обусловленная состоянием знаний и общественной эффективностью совокупность приемов, способов, методов, операций и процессов повторяемого, в конечном счете воспроизводимого и, как правило, документированного воздействия кем-то или чем-то на кого-то или на что-то в осуществление явной или предполагаемой цели изменения состояния, свойств, формы объекта (вещества, материала, энергии, информации) или явления с получением неопределенных или ожидаемых результатов. [ГОСТ Р 56828.15-2016. Наилучшие доступные технологии. Термины и определения].
Приведенная (составлена автором) подборка определений понятия «технология» и их эволюция указывает на широкий практический и философский смысл сущности и толкований, которые выходят за рамки однозначного и утилитарного понимания. Поэтому целесообразно указывать системное и целостное (холистическое) значение понятия «технология» (от предметного до общественно – экономического) в зависимости от контекста, чтобы избежать неоднозначное, а иногда и диаметрально противоположное понимание. Иными словами, «технология» – это тоже система с множеством свойств, которые определяют её и её поведение во взаимосвязи с внутренним и внешним окружением.
Предложим обобщенное определение этого понятия: «Технология» – это взаимосвязанные и взаимообусловленные способы, методы, процессы, явления, эффекты, форма передачи и/или преобразования (трансформации) материи, энергии, информации, их свойств, видов, форм и состояний в пространстве и времени для эффективного достижения поставленных или требуемых целей(и). [определение автора]
В работе [3, стр. 61] определено, что «в технологической структуре экономики можно выделить группы технологических совокупностей, связанных друг с другом технологическими цепями и образующие воспроизводящиеся целостности – технологический уклад». Таким образом, «технологический уклад», представляет собой целостное и устойчивое образование, в рамках которого осуществляется замкнутый цикл, включающий добычу и получение первичных ресурсов, все стадии их переработки и выпуск набора конечных продуктов, удовлетворяющее соответствующему типу общественного потребления, а его ядро образует комплекс базисных совокупностей технологически сопряженных производств. Также технологический уклад характеризуется единым техническим уровнем составляющих его производств, связанных горизонтальными и вертикальными потоками качественно однородных ресурсов, опирающихся на общие ресурсы квалифицированной рабочей силы, общий научно-технический потенциал и пр. Следовательно, исходя и в соответствии из вышеприведённого понятия системы, наиболее общими и системообразующими принципами такого рассмотрения отличительных и/или содержательных классификационных признаков (циклы развития, технологические уклады, индустриальные этапы, промышленные революции) являются методы, процессы, способы взаимосвязанного и взаимообусловленного преобразования и/или передачи материалов, энергии и информации, что и формирует технические, технологические, производственные, организационные, экономические и общественные подсистемы этого системного процесса в пространстве и во времени.
Рассматривая понятие «технологический суверенитет» (ТС) отметим, что исторически в научном и управленческом лексиконе термин возник в 70–80‑х гг. прошлого столетия, а в одном из первых определений характеризовался как способность и свобода выбора, создания или приобретения, а также применения, развития и коммерческого использования технологий, необходимых для промышленных инноваций [Grant, 1983]. ТС также определяется как способность государства или государственных объединений создавать и использовать технологии, обладающие критической значимостью для национального благосостояния, а также иметь возможность получить эти технологии без односторонней зависимости [Edler, Blind, Kroll, Schubert, 2023]. Современные трактовки понятия ТС мало чем отличаются от более ранних версий [6].
В работе [Ponte et al., 2022] технологический суверенитет определен как «относительная внутренняя и внешняя способность страны или группы стран принимать и реализовывать решения, касающиеся производства, освоения и эксплуатации технологии в соответствии с целями субъекта в благоприятных или враждебных условиях», а в [Crespi et al., 2021] как «способность страны (или группы стран) автономно генерировать технологические и научные знания или использовать технологические возможности, разработанные извне, путем активизации надежных партнерских отношений» [11].
Европейская концепция технологического суверенитета (Technological Sovereignty) относится к наличию знаний (и доступу к ним), а также к важным компонентам и подсистемам, которые могут быть получены путем собственных научных разработок, совместных усилий или через торговые отношения. – [Statement on Technological Sovereignty // European Commission. Horizon 2020 Commission Expert Group «European Innovation Council (EIC) Pilot Advisory Board». Annex to the Statement of the EIC pilot Advisory Board at the launch of the EIC. June 2021].
В [Technology sovereignty From demand to concept. Karlsruhe, Germany, July 2020] утверждается, что термин «технологический суверенитет» описывает способность генерировать научно-технические знания либо автономно, либо иметь доступ к ним в рамках стабильных партнерских отношений без каких-либо ограничений. Технологический суверенитет не подразумевает всеобъемлющей технологической автаркии, которая ставит под сомнение международное разделение труда или глобализацию и стремится обеспечить все технологии, классифицируемые как критически важные. Технологический суверенитет высок, если технология производится в пределах собственной политико-географической области страны или существует возможность ее производства, в случаях, когда технологии не производятся в собственной политико-географической области страны, но могут быть получены без ограничений из-за ее пределов, следует учитывать факторы, повышающие риск доступа к технологии. Таким образом ТС – «способность Европы разрабатывать, предоставлять, защищать и сохранять критически важные технологии, необходимые для благосостояния европейских граждан и процветания бизнеса, а также способность действовать и принимать независимые решения в условиях глобализации» [http://www.europarl.europa.eu/stoa/ (STOA website)].
В КНР принят стандарт GB/T 41621-2022 как «Руководство по проведению оценки проектов научно-технологических исследований: Проекты разработки технологий».
В США термин претерпел некоторые смысловые изменения [10], но они лишь усилили взаимосвязь критических технологий и национальной безопасности: «технологии …, которые связаны с обороной и национальной безопасностью, … с сохранением областей технологической конкурентоспособности, определяют национальное благосостояние, то есть связаны с технологическим потенциалом, необходимым для обеспечения, продвижения и проведения приемлемой политики преобразований»
Приведем некоторые формулировки «технологического суверенитета» из доступных источников:
- достигнутая степень локализации мирового процесса создания технологий, обеспечивающая такое влияние на технологический процесс стран–партнёров международного технологического обмена и кооперации, которое бы делало неприемлемыми для данных стран издержки ограничения свободы использования иностранных технологий отечественными компаниями [7];
- достигнутый уровень реальной независимости страны в областях науки, техники и технологий, чем обеспечивается беспрепятственная реализация национальных интересов в техносфере с учетом существующих и перспективных угроз [8];
- проектное состояние производственного и научно-технического комплексов страны, при котором существует ресурсообеспеченная возможность воспроизводства требуемой критически важной продукции в необходимом масштабе и соответствующем технологическом уровне [9].
Определения понятия «Технологический суверенитет» из официальных источников:
«Суверенитет» – верховенство, независимость и самостоятельность государственной власти, полнота законодательной, исполнительной и судебной власти государства на его территории и независимость в международном общении [статья 4 Конституции РФ];
ТС – наличие в стране (под национальным контролем) критических и сквозных технологий собственных линий разработки и условий производства продукции на их основе, обеспечивающих устойчивую возможность государства и общества достигать собственные национальные цели развития и реализовывать национальные интересы [Концепция технологического развития на период до 2030 года, утверждена распоряжением Правительства РФ от 20 мая 2023 г. № 1315‑р];
ТС – суверенитет Российской Федерации, при котором обеспечено наличие под национальным контролем критических технологий, сквозных технологий и собственных линий разработки, жизненного цикла ключевых технических решений, созданы условия для обеспечения технологического паритета с иностранными государствами, а также самостоятельного производства высокотехнологичной продукции с применением указанных технологий [проект ФЗ «О технологической политике в Российской Федерации»];
суверенитет Российской Федерации в технологической сфере – способность государства создавать и применять наукоемкие технологии, критически важные для обеспечения независимости и конкурентоспособности, и иметь возможность на их основе организовать производство товаров (выполнение работ, оказание услуг) в стратегически значимых сферах деятельности общества и государства [«Стратегия научно-технологического развития Российской Федерации», утверждена Указом Президента РФ от 28 февраля 2024 г. № 145];
ТС в станкоинструментальной промышленности – наличие высокоэффективных производств критической номенклатуры оборудования, инструмента и комплектующих на уровне мировых образцов такой продукции [Минпромторг РФ].
Несмотря на большое число работ, посвященных исследованиям сущности технологического суверенитета и инструментам его достижимости, недостаточно проработанным остается вопрос расчета индекса технологического суверенитета (иначе – индекса технологической независимости) национальной экономики в целом, отдельных ее отраслей и их высокотехнологичных секторов [11].
Разработанный индекс технологического суверенитета основан на использовании статистических данных и учитывает три базовых компонента, наиболее актуальных при оценке положения страны или группы стран в определенной технологической области на конкретную дату, а сам расчет представляет собой среднее значение полученных экспертных оценок.
Одной из наиболее ранних работ, демонстрирующих поиск приемлемых показателей и аналитических процедур для определения критичности технологий и степени технологического суверенитета можно назвать доклад Института системных и инновационных исследований Фраунгофера (Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI). Для определения уровня технологического суверенитета авторы предложили сочетать различные аналитические инструменты и методы, в том числе количественные показатели и опросы экспертов в предметных областях (subject matter experts). В качестве источников данных предлагается использовать:
патентные, библиометрические показатели и их производные;
статистические данные, включая экспорт, импорт и объем производства в рамках конкретных технологических направлений;
оценку вклада в разработку глобальных и национальных стандартов;
географическое распределение цепочек добавленной стоимости, и другие.
В июне 2022 года Европейский совет по международным отношениям (European Council on Foreign Relations, ECFR) представил доклад «Европейский индекс суверенитета» (European Sovereignty Index. Facts that matter), нацеленный на изучение возможностей стран-членов ЕС усилить независимость всех стран союза.
На основании приведенного анализа состояния исследований, методологических положений работ [1,3,5,7,11,12–16] и в их развитие автором предлагаются системные, целостные (холистические) определения рассматриваемых понятий и определяющих их базовых элементов (в том числе и для их применении при разработке методов оценки уровней, индексов значимости):
ТС (развернутое определение) – состояние (экономики, финансов, науки, техники, технологий и производств), методы, условия (способы) организации и функционирования экономики (отраслей), способные (позволяющие) в течение заданного периода времени удовлетворить и обеспечить, экономически достижимые обоснованные общественные потребности, на основе суверенных материалов, производственных технологий, оборудования и услуг, при требуемой полноте охвата технологической независимости и безопасности национальной промышленностью производства (использования) материалов, деталей, узлов, механизмов, устройств, функциональных систем, технологий, услуг и изделий машино- и станкостроения при сохранении условий для технологического развития и прорыва;
ТС (отраслевое определение) – состояние (экономики, финансов, науки, техники, технологий и вроизводств), методы, условия и способы организации и функционирования экономики (отраслей), которые обеспечивают экономически обоснованную достижимую потребность на основе локализации на суверенной территории разработок, создания, производства объектов, продуктов, изделий, технологий и услуг для технологической независимости, и безопасности при наличии условий для их технологического развития и прорыва;
Технологическая независимость – состояние развития науки, техники, технологии и производства технологических машин, оборудования и методов их использования, которое соответствует современному мировому уровню развития и может обеспечить необходимую минимально допустимую (без учета импорта) потребность национальной экономики с возможностью увеличения собственного производства на основе имеющегося производственно-технологического опыта и ноу-хау при возникновении внутреннего спроса;
Технологическая безопасность – состояние развития науки, техники, технологии и производства технологических машин, оборудования и методов их использование, которое соответствует или выше современного мирового уровня технического и технологического развития, и, при этом, достигнут необходимый уровень конкурентоспособности, а также обеспечивается потребность национальной экономики в технологических машинах, оборудовании, их составных частях и компонентах, всех функциональных частей, необходимых при их создании и производстве;
Технологический прорыв – состояние развития науки, техники, технологии и производства технологических машин, оборудования и методов их использования, которые обеспечивает проведение перспективных комплексных исследований, направленных на создание технологий и оборудования, базирующихся на новых принципах или новом применении или комбинации известных принципов, обеспечивающих более высокую технико-экономическую и производственную ресурсоэффективность, что создает конкурентное технологическое преимущество страны;
Цель технологического суверенитета – обеспечение технологической независимости и безопасности, а уровень технологического суверенитета определяет вероятность успешного достижения этой цели (рис. 2);
Локализация – степень полноты охвата независимой национальной (суверенной) промышленностью разработок и производства (использования) материалов, деталей, узлов, механизмов, изделий (машино- и станкостроения) и услуг на суверенной территории РФ;
Критически важными являются материалы, элементы, детали, механизмы, узлы, компоненты, устройства и функциональные системы, которые определяют и обеспечивают формирование и реализацию главных технико-технологических функций изделия (технологического оборудования, машин, станков);
Критически значимыми являются часть критически важных элементов, деталей, механизмов, узлов, компоненты, устройств и функциональные системы, которые определят и обеспечивают формирование и реализацию показателей качества и технического уровня изделия (технологического оборудования, машин, станков) не ниже уровня их мировых значений или их максимально достижимых физических значений;
Критически важными являются технологии, методы и способы достижения свойств, параметров и характеристик изделий (продукта), которые позволяют промышленным предприятиям производить критически важные объекты и комплектующие в требуемых объёмах и эффективностью;
Критически значимыми являются технологии, методы и способы достижения свойств, параметров и характеристик изделий (продукта), значения которых выше или не достижимы на основе имеющегося мирового уровня знаний и технико – технологических средств.
В развитие указанных выше определений приведем ряд близких понятий, характеризующих иные свойства и характеристики понятия «технология»:
критические технологии – отраслевые технологии, критически необходимые для производства важнейших видов высокотехнологичной продукции и создания высокотехнологичных сервисов, имеющие системное значение для функционирования экономики, решения социально-экономических задач и обеспечения обороны страны и безопасности государства. [Концепция технологического развития на период до 2030 года];
критическая технология – технология, необходимая для производства важнейших видов высокотехнологичной продукции, имеющая системное значение для функционирования экономики, решения социально-экономических задач, обеспечения обороны и безопасности государства и включенная в перечень критических технологий, утвержденный Правительством Российской Федерации или уполномоченным Правительством Российской Федерации федеральным органом исполнительной власти [проект ФЗ «О технологической политике в Российской Федерации»];
сквозные технологии (технологические направления) – перспективные технологии межотраслевого назначения, обеспечивающие создание инновационных продуктов и сервисов и оказывающие существенное влияние на развитие экономики, радикально меняя существующие рынки и (или) способствуя формированию новых рынков [Концепция технологического развития на период до 2030 года];
сквозная технология – перспективная технология межотраслевого назначения (высокотехнологичная область (направление), обеспечивающая создание высокотехнологичной продукции и (или) разработку и внедрение технологических инноваций, оказывающая существенное влияние на развитие экономики, радикально меняя существующие рынки и (или) способствуя формированию новых рынков, и включенная в перечень сквозных технологий, утвержденный Правительством Российской Федерации или уполномоченным Правительством Российской Федерации федеральным органом исполнительной власти [проект ФЗ «О технологической политике в Российской Федерации»];
локализация производства – создание в Российской Федерации производства на основе зарубежных технологий, при котором управление дальнейшим развитием технологий (компетенции, техническая документация, производство ключевых компонентов) в той или иной степени остается за пределами Российской Федерации [Концепция технологического развития на период до 2030 года];
технологическое лидерство – превосходство технологий и (или) продукции по основным параметрам (функциональным, техническим, стоимостным) над зарубежными аналогами [Концепция технологического развития на период до 2030 года. Утверждена распоряжением Правительства РФ от 20 мая 2023 г. № 1315‑р];
собственная линия разработки – комплекс мероприятий (проектов, программ) и условий, обеспечивающих создание и устойчивое развитие под национальным контролем (на территории Российской Федерации или за пределами указанной территории, но с сохранением прямого или косвенного контроля Российской Федерации или российских организаций) конкретных отечественных технологий и продуктов на их основе, включая разработку их новых поколений [проект ФЗ «О технологической политике в Российской Федерации»].
Концепция развития или эволюционного развития заключается в том, что как бы мы не определяли технологию, она в своём процессе последовательного изменения всегда имеет предел – либо в виде максимально достижимого (идеального, теоретического) значения, либо в виде достижимости предельных свойств, параметров, характеристик продукта (изделия), получаемого с помощью этой технологии.
Следует также отметить, что волна, уклад, фаза, этап и другие используемые характеристики являются настолько же определенным, насколько и неопределенным набором необходимых данных, либо совокупностью их равнозначных закономерностей. Как следует из приведенных авторами [1–5] методологий эволюционного развития, в качестве параметров или характеристик рассматриваются, в основном, обобщенные значения показателей:
- объём или количество выпуска продукции (автомобилей, телефонов, тракторов, сырья, материалов…);
- суммарная стоимость одноимённой продукции;
- количество патентов и/или публикаций по классам, видам;
- добыча полезных ископаемых как в стоимостном, так и в натуральном выражении по видам и т. п.
Еще одной значимой и существенной особенностью является методология и математическое описание закономерности изменения эволюции в целом, показателей эволюционного развития экономики, в том числе техники, технологии, технических и технологических систем и её исследований закономерностей. На основе многочисленных исследований эволюционного развития принято, что изменения значений показателей, параметров и характеристик во времени в основном описываются так называемой S-образной кривой (сигмоидой).
Переход к новому технологическому оборудованию, изделию происходит при следующих наиболее вероятных циклах исчерпания возможностей конструкции [16]:
a) при неизменном физическом принципе действия улучшаются параметры, характеристики, свойства технического объекта (оборудования, машины) до приближения их к оптимальным, достижимым, идеальным или эффективным (рис. 3 а, кривая 1);
б) после исчерпания возможностей улучшения (рис. 3 а, кривая 1* или 1**) изменения происходят по следующим циклам:
происходит переход к более рациональной структуре, после чего развитие опять идёт по циклу;
до приближения параметров, характеристик, свойств технического объекта этой структуры к глобальному экстремуму или пределу для данного физического принципа действия (рис. 3 а, кривая 1 или 1**);
в) после исчерпания возможностей циклов а) и б) осуществляется переход к созданию технического объекта на другом принципе или физической природе действия (рис. 3 б, кривая 2 или 4).
Если сравниваются две или более технические, или технологические системы, целесообразным является попарное рассмотрение S-образных кривых для каждой пары на одном графике. При этом их взаимное расположение друг относительно друга может быть различным, но при этом можно выделить три принципиально разных варианта взаимного расположения:
- кривые не пересекаются;
- кривые пересекаются в одной общей точке;
- кривые пересекаются в двух точках.
Скорость роста теоретической кривой 1 в реальности не всегда достижима, и развитие происходит по кривой 1** или 1*, что для технических и технологических систем обусловливается тем, что достижение идеальной закономерности (идеального значения главного рассматриваемого параметра, свойства) часто не может быть реализована именно из-за требований идеальности всех составляющих частей и элементов, которые формируют и реализуют главную функцию с соответствующими идеальными показателями. Кривая функции 1* (на рис. 3 а, б) не достигает идеального, теоретического уровня, в отличии от кривой 1**, в силу множества как технико-технологических, так и организационно-экономических причин. Этот факт можно определить как К. П. Д. или эффективность технологии, оборудования, производственной или технологической системы (см. например на рис. 3 б – разность значений KB1 − KB1* или KB1 − KB1**). Значения и период применимости новых процессов (рис. 3 в – кривые 2, 3, 4) характеризуются как временем их начала развития, скоростью, так и значением величины параметра, свойства в начальной стадии (на рис. 3 в – показаны разные процессы (кривая 2, 3, 4) с одинаковым уровнем достигаемого идеального значения, но с разными характерами, аналогичные рис. 3 б). Из этого следует, что процесс перехода на новые технологии достаточно продолжительный, их выбор имеет не всегда однозначную и достаточную определенность.
Развитие технологического объекта по описанному сценарию иллюстрируется [16], так называемой S-образной кривой (рис. 3 а), которое происходит до уровня KX – достижения придельных показателей, параметров, характеристик, свойств, а так же возможностей физического явления, на котором базируется технология.
В моменты TA1 и TB1 появляется новый технологический объект на одном и том же физическом принципе действия. Возможности развития (рис. 3, а) определяются расстоянием от KX1 до KA1 и KB1, т. е. степенью достижения предельного уровня. Очевидно, что технологический объект В1 улучшать не имеет большого технического и экономического смысла, и нужно переходить на другой принцип его действия, так как затраты времени на развитие ТX1 – ТВ1 от уровня KВ1 до KХ1 существенно превышают изменение достигаемого эффекта (KХ1 − KВ1) в отличие от предыдущих соотношений затрат (времени) ТВ1 – ТА1 и изменения (KВ1 – KА1) при получаемом эффекте.
В действительности реализация этой схемы (кривая 1*) развития технологического объекта и его промышленного применения происходит по близкой или похожей схеме, с отставанием как по времени, так и по величине достижения значений физически достижимых и обусловленных физическими явлениями и процессом параметров кривой 1.
Совершенство технологического оборудования и реализация им функций физических явлений и процессов потенциально недостижима в силу потерь (энергии, материи и информации) в структуре и конструкции оборудования, которые реализуют иные физические явления и процессы, преобразование которых обеспечивает протекание заданной в технологии физического явления. На рис. 3 а это показано как отставание кривых 1* или 1** от 1, а отношение K*Х1 / KХ1 = Е является показателем эффективности технологического процесса или оборудования по достигаемым показателям физического явления или процесса.
Таким образом, эволюция развития достижимых показателей, параметров, характеристик, свойств технологического оборудования обусловлена, в первую очередь, требованиями, потребностями и направлениями развития общества и, в частности, промышленности. Это определяет, в том числе, необходимый уровень развития технологий и техники, требования к её деталям, узлам, механизмам, устройствам и системам, потенциал технологий и процессов и, используемые ими физические принципы и явления, уровень их совершенства и др.
Развитие технологий и технологического оборудования идет в направлении роста (приближения к физико-технической идеальности) и увеличения полезных характеристик и свойств (мощности, производительности, точности, жесткости, прочности и т. п.) с одновременным снижением потерь при функционировании (трение, износ, вибрации, прочность, потеря времени и т. д.) и затрат (вес, трудоемкость, габариты и т. п.) на их производство. В то же время, относительные показатели технологического оборудования (К. П. Д., эффективность, надежность) и удельные показатели определяют обобщенные или интегральные свойства. Технические и физические характеристики и свойства технологий и оборудования (средств производства) являются главной и наиболее важной частью, определяющей их полезность и, соответственно, эффективность, конкурентоспособность и прогрессивность.
Каждый раз, когда прогресс производственной технологии уже не может обеспечить значительный рост производительности и эффективности, на смену существующему технологическому оборудованию приходит новое, более совершенной конструкции. Это дает новый толчок развитию, что будет продолжаться до тех пор, пока и новое технологическое оборудование не исчерпают себя. Таким образом, развитие технологий и технологических машин есть сочетание непрерывного прогресса самой технологии с периодическими революционными преобразованиями конструкции.
Идеальной считается технологическое оборудование с максимально полным использованием потенциала физических законов, явлений, процессов, возможностей конструкции и технологии, реализующих этот физико-технический потенциал.
Математическое описание S-образной кривой имеет принципиальное значение как для анализа, так и для прогнозирования эволюционных процессов развития, а также понимания закономерностей их формирования, формы и сути структурной зависимости от элементов системы этого процесса.
На основании известной [17] обобщенной логистической кривой предлагается зависимость (1) для оценки показателей технологического суверенитета, а на рис. 4 приведены графики, построенные на её основе, которые поясняют и иллюстрируют базовые положения рекомендованного определения понятия технологический суверенитет:
(kfl − k0)
Ufl(t) = k0 +−−−−−, (1)
1 + (bfl + bη + (kfl − k0)) · exp(−α · (kfl − k0) · (t ± t0)°×)
где Ufl(t) – значения показателя, характеристики, свойства рассматриваемой технологии, оборудования, системы; kfl – технологический предел; k0 – начальное значение; bfl – характеристика изменения значения идеальной технологии; bη – характеристика изменения состояния фактического технического уровня совершенства значения идеальной технологии; a – скорость изменения значений показателей технологии; t0 – время начала рассмотрения процесса изменения технологии; t – время (затраты) действующей технологии.
Необходимо также заметить, что показатель достигаемого уровня рассматриваемых параметров могут носить значения, которые определяют лучшее как минимальное значение, например, точность технологии, оборудования, производственной системы. В этом случае кривая развития будет иметь вид, зеркальный по отношению к S-образной кривой (Z-образная кривая) [12].
Во всех случаях рассмотрения, показатели значений уровня технологической независимости, безопасности, суверенитета будут определятся их отношением к максимально достижимому уровню т. е. строго в соответствии с определением этих понятий.
Выражение (1) является непрерывной функцией, и нахождение значений её аргументов не всегда имеет однозначное решение и требует разработки для их получения специальных методов. Поэтому предлагается решение и методика для проведения оценок, которые близки к аналитическому значению функции или имеют допустимую и установленную погрешность уровней технологических показателей: суверенитета, независимости и других.
Для обоснования этого проведем ряд последовательных преобразований выражения (1), приняв известными и равными нулю значения k0 = 0, t0 = 0, от которых зависит только координата начала изменения функции и системы отсчёта, но не зависит значение уровня рассматриваемых показателей.
(kfl − k0)
Ufl(t) = k0 +−−−−−⇒
1 + (bfl + bη + (kfl − k0)) · exp(−α · (kfl − k0) · (t ± t0)°×)
kfl
⇒−−−−⇒
1 + (bfl + bη + kfl) · exp(−α · kfl · t°×)
1
⇒−−−⇒
1 + (bfl + bη + 1) · exp(−α · t°×)
1 Νt
⇒ ≈−⇒ ≈−, (2)
1 + Νb / Νt Νt + Νb
где Nb, Nt – соответственно значения ряда чисел элементов однородных независимых и переменных элементов множеств.
Таким образом, мы переходим от рассмотрения функции непрерывного аргумента к системе элементов области множеств однородных элементов, определяемых количеством состояний или событий в рассматриваемой системе. Принятие значения kfl = 1 позволило сделать систему нормируемой с диапазоном от 0 до 1 вне зависимости от характера, структуры и состояния системы и объекта оценок уровня технологичности (независимости, безопасности, суверенитета).
Следовательно, можно предложить, исходя из равномерного ряда, следующие уровни значений технологических показателей, которые приведены в табл. 1.
В зависимости от объекта рассмотрения и его организационного уровня управления (области применения) в табл. 2 приведены предлагаемые виды и диапазон значений «технологических…» показателей.
Обоснованное принятие групп наименований элементов множеств в соответствии с (2) позволяет оценить не только значения показателей уровня технологического состояния (независимость, безопасность, суверенитет), но и показатели других характеристик и значений уровней свойств состояния понятий и их технологических показателей. В табл. 3 приведены инварианты [18, 19] моделей преобразований элементов множеств при выделении групп или видов элементов подмножеств для нахождения технологических показателей свойств различных состояний.
Учитывая и принимая изложенную выше методологию на рис. 5 приведена обобщенная схема производства изделий машино- и станкостроения. Группы однородных множеств и соответствующее им количество элементов в группе по каждому рассматриваемому объекту производства (рис. 5) можно выделить по сгруппированным отличительные признаки множеств элементов, которые обеспечивают выполнение их главной функции (назначения) и формируют следующие наименования групп:
- двигатели (преобразуют любой вид энергии в механическую (например, электродвигатели (синхронные, асинхронные, моментные), гидро – и пневмодвигатели и т. п.);
- несущие (структурные);
- преобразующие;
- передающие;
- информационные;
- управляющие;
- функциональные;
- функционально дополняющие;
- вспомогательные и обеспечивающие.
Тогда можно выделить элементы множеств (табл. 4), формирующие выполнение и реализацию главных технико – технологических функций (назначения) изделия технологического оборудования, машин, станков (критически важные элементы) и/или реализацию показателей качества, технического уровня и конкурентоспособности (или конкурентоэффективности) не ниже уровня их мировых значений или их максимально достижимых физических значений (критически значимые элементы).
Элементы каждой группы состоят из элементов множеств:
детали – элемент конструкции, не имеющий в своем составе внутренних связей т. е. состоящий из одного твердого тела: базовые, корпусные, оригинальные, функциональные, специальные, присоединительные, стандартные, нормализованные (унифицированные);
сборочные изделия, узлы, механизмы, устройства – несколько деталей связанных между собой функционально, конструктивно или каким-либо другим образом, которые по способам преобразования энергии и информации могут быть механическими, электромеханическими, мехатронными, адаптронными и т. п.;
условно импортная деталь (изделие) как деталь или изделие, изготовленное не на территории РФ и/или над которой выполнены технологические операции, не изменяющие её показатели назначения, функциональные свойства, конструктивно - технологические параметры и характеристики. Объединение нескольких импортных деталей (двух и более) с целью получения нового изделия с новыми свойствами, параметрами и характеристиками является изделием, условно произведенным в РФ, т. е. так называемым российским импортонезамещенным изделием;
импортная деталь (изделие) определяется как изделие, изготовленное не на территории РФ, а также деталь (изделие) над которой выполнены такие технологические операции, которые не изменяют показатели её назначения, функциональные и потребительские свойства, конструктивно - технологические параметры, характеристики (кроме эстетических, транспортных и им подобных) не рассматривается как произведенная или условно произведенная в РФ.
В приведенном выше перечне определения могут отличаться от ГОСТ 2.101‑2016. ЕСКД. «Виды изделий», который распространяется на изделия машиностроения и приборостроения всех отраслей промышленности:
изделие: Предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению в организации (на предприятии) по конструкторской документации. Изделиями могут быть: устройства, средства, машины, агрегаты, аппараты, приспособления, оборудование, установки, инструменты, механизмы, системы и др.;
деталь – изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала, без применения сборочных операций;
сборочная единица – изделие, составные части (СЧ) которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями.
Оценка показателей уровня технологического суверенитета, независимости, безопасности должна соответствовать принятым определениям, а значения показателей рассчитываются по зависимости (2) или функции (1), если известны и определены их параметры. Учитывая их взаимосвязанности приведем перечень обозначений и наименований элементов множеств Ni и их подмножеств согласно рис. 6 и табл. 4:
N = Np + Nu – общее количество элементов (деталей, узлов, устройств – далее элементов) в станке (машине, изделии, объекте); где: Np – количество элементов российского производства; Nu – количество элементов импортного производства, в т. ч. условно российских;
Np = Npp + Nри, где: Npp – количество элементов российского производства, включая все их составляющие; Nри – количество элементов российского производства полностью или частично из импортных составляющих (российское импортонезамещенное изделие);
Npр = Nppо + Nрркв, где: Nppо – количество элементов российского производства, включая все их составляющие, без критически важных; Nрркв – количество элементов критически важных элементов российского производства, включая все составляющие;
Npр = Nppо + Nррокв + Nррикв, где: Nppокв – количество элементов критически важных российского производства, включая все составляющие; Nррикв – количество элементов критически важных российского производства с полностью или частично из импортных составляющих;
Npркв = [ Nрркз ⊂ Nрркв ] – количество критически значимых элементов, являющееся подмножеством критически важных элементов российского производства
Npркв = Ñрркз + Nрркв = const, где: Nрркз – количество элементов критически значимых российского производства, включая все составляющие;
Npркв = Ñрркв + Nррокз + Nррикз , где: Nррокз – количество элементов критически значимых российского производства, включая все составляющие; Nррикз – количество элементов критически значимых российского производства полностью или частично из импортных составляющих.
Более точную степень оценки даёт применение значений трудоёмкости (рис. 6) производства элементов указанных множеств и тогда в обозначениях примем вместо количества элементов N обозначение трудоёмкости T с теми же индексами, например, вместо Np = Npp + Nри будет Тp = Тpp + Три. Заметим, что существенным отличием будет добавление значения трудоёмкости сборки Та как для станка в целом, так и для всех сборочных узлов как элементов множества трудоемкости. Методические основы этого приведены в работах [13–15]. В табл. 5 приведён пример оценки показателей свойств понятий «технологический…» и свойств характеристик их состояний.
Следовательно, базируясь на приведенном методе формирования оценок показателей, обобщенные показатели понятий технологических суверенитета, независимости и безопасности могут быть представлены и сведены в табл. 6, где количество технологических групп g, объем российских NТГПР и импортных станков NТГИ каждой группы (статистические данные), типажного ряда станков k и всех технологических групп p определяется принятым видом классификатора [16].
Нередко технологический суверенитет, локализация производства, а также разработка продукции – это, прежде всего, механизм трансфера технологий. С этой точки зрения локализация производства высокотехнологичных компонент, особенно с применением т. н. критических технологий, определяющих возможности производства изделий данного технологического уровня – важное направление ликвидации технологического отставания, сложившегося в целом ряде отраслей.
В то же время, если речь идет о сравнительно примитивных технологических операциях (а именно критическими технологиями фирмы и страны-лидеры делиться, как правило, не заинтересованы), то ценность таких проектов производства устаревших моделей, с указанной точки зрения нуждается в дополнительном обосновании как формы суверенитета. Кроме того, цели импорта технологий действуют лишь в определенные периоды развития соответствующих отраслей – прежде всего в периоды наверстывания технологического отставания, накопившегося по тем или иным причинам.
В данной работе речь идет о выборе долгосрочной стратегии развития российской высокотехнологичной и наукоемкой промышленности на примере станкостроения. Выбрать ли роль системного интегратора, финального поставщика сложных систем, или роль поставщика отдельных (пусть даже наукоемких и высокотехнологичных) компонент и производственных услуг? И хотя, в принципе, эти стратегии не являются взаимоисключающими, нередко такой выбор приходится делать в силу ограниченности ресурсов предприятий, которые могут быть использованы для реализации новых проектов.
Помимо частных выгод собственно для бизнеса, обеспечение технологического суверенитета, в части тех или иных производств, при принятии решения нуждается в анализе социальной и бюджетной эффективности таких проектов. Получая высокие доходы, характерные для успешно работающей высокотехнологичной промышленности, они могут сами вносить существенный вклад в налоговые сборы, а не требовать дотаций на свое обеспечение.
Суверенитет производства компонентов к высокотехнологичным изделиям в России и дружественных странах Таможенного союза будет эффективен с коммерческой точки зрения лишь при условии, что эти производства станут конкурентоспособными на мировом рынке (в противном случае системным интеграторам будет невыгодно приобретать их продукцию), и, более того, сами станут значимыми игроками на этом рынке, займут на нем значительную долю. Именно на это – а не просто на импортозамещение – должны быть нацелены программы достижения технологических преимуществ, достижения суверенитета, независимости и безопасности производства компонент и высокотехнологичных изделий (станков).
Качественное изменение технологических возможностей металлообрабатывающих станков в течение времени сопровождалось резким усложнением элементов их конструкции. Эти процессы привели к изменению всей структуры производства данного вида оборудования. Произошла трансформация станкостроительных заводов из предприятий полного технологического цикла в относительно компактные, тяготеющие в основном к сборочному производству фирмы с подразделениями финишной механообработки и обработки критически значимых и наукоемких составляющих, компонентов, деталей и узлов. С другой стороны, произошло увеличение объёмов, а также расширение видов и направлений научных исследований, разработок, в том числе и на междисциплинарном уровне.
Литература
Андреева М. Е. Технологические уклады современной экономики. Екатеринбург, 2016–174с.
Кондратьев Н. Д. Проблемы экономической динамики. М.: Экономика. 1989–524 с.
Глазьев С. Ю., Львов Д. С., Фетисов Г. Г. Эволюция технико-экономических систем: возможности и границы централизованного регулирования. – М,: Наука, 1992. – 208 с.
Кричевский С. В. Новая модель эволюция технологий и перспективы исследований с применением Big Data.ISSN 2307‑3705 (print)/Philosophy &Cosmology, v.17, 2017 – c/118–135.
Гринин Л. Е., Гринин А. Л. О шестом технологическом укладе. В кн. Н. Д. Кондратьев: кризисы и прогнозы в свете теории длинных волн. Взгляд из современности / под ред. Л. Е. Гринина, А. В. Коротаева, В. М. Бондаренко. М.: Моск. ред. изд-ва «Учитель», 2017. – 384 с.
Юревич М. А. Технологический суверенитет России: понятие, измерение, возможность достижения. Вопросы теоретической экономики, № 4,2023 – с. 7–21.
Приходько И. И. Теоретические аспекты концепции технологического суверенитета. Учёные записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского. Экономика и управление. Т. 8 (74). № 4.2022 – c. 88–96.
Афанасьев А. А. Технологический суверенитет как научная категория в системе современного знания. Экономика, предпринимательство и право. № 9, 2022., – c. 689–706.
Афанасьев А. А. Технологический суверенитет: варианты подходов к рассмотрению проблемы. Вопросы инновационной экономики. № 2, 2023 – c. 689–706.
Файков Д. Ю., Байдаров Д. Ю. Экономическое возрождение России. № 1(75), 2023 – с. 67–82.
Ерёмченко О. А., Куракова Н. Г. Изменение уровня технологического суверенитета в зарубежных странах: опыт Европейского союза. Экономика науки. т. 9. № 3, 2023 – с. 47–60.
Кузнецов А. П. Основные задачи формирования импортонезависимой станкоинструментальной отрасли в России. М.: Техносфера. Станкоинструмент. 2016. № 2. с. 16–25.
Кузнецов А. П. Локализация в Российском станкостроении – фактор достижения технологической независимости. Методологические аспекты. М.: Техносфера. Станкоинструмент. 2016. № 3. с. 41–54.
Кузнецов А. П. От состояния локализации к развитию станкостроения. М.: Техносфера. Станкоинструмент. 2018. № 4. с. 1 – Кузнецов А. П.
Кузнецов А. П. Эффективность локализации в станкостроении. М.: Техносфера, Станкоинструмент, 2019. № 3. с. 46–54.
Кузнецов А. П. Классификация технологий, оборудования и металлорежущих станков. Эволюция и развитие. М.: Техносфера, Станкоинструмент, 2023. № 2 – с. 50–72.
Постан М. Я. Обобщенная логистическая кривая: её свойства и оценка параметров. Экономика и математические методы. Т. 29, вып.2, 1993 – с. 305–310.
Kuznetsov A. P., et.al. Equivalence Assessment Method for the Resource Efficiency of Equipment, Technologies and Production Systems. Procedia CIRP 15th Global Conference on Sustainable Manufacturing. Published by Elsevier B. V. v.21, 2018 – pp.525–532.
Kuznetsov A. P. Resource consumption classes of machine tools. / M. Putz, H.-J. Koriath, A. P. Kuznetsov. Special Issue | HSM 2019 15th International Conference on High Speed Machining October 8–9, 2019, Prague, Czech Republic. MM Science Journal. – pp.3301–3309.
Кудрин Б. И. Введение в технетику. 2‑е изд., переработ. и доп. – Томск: Изд-во Томск. гос. ун-та, 1993. – 552с.
Автор
Кузнецов Александр Павлович – доктор технических наук, ООО «КЕВ – РУС»
Отзывы читателей
