Трактат про технологию

Википедия содержит нормальную статью «технология», которая написана «коллективным разумом» энтузиастов, в том числе и даже я попытался внести толику своих знаний, однако, хотелось бы поглубже взглянуть на этот вопрос «со своей колокольни».
Когда человечество свернуло с биологического пути развития на техногенный (вероятно, это было связано с изобретением каменных орудий и колеса, более 3 млн. лет назад), то возникла необходимость и в новой терминологии. Конечно, основные понятия – «техника» и «технология» были придуманы значительно позже, в 1772 году Иоганн Бекман ввёл в научное употребление термин «технология».
               

СУТЬ ВОПРОСА

На интуитивном уровне термин «технология» вполне понятен, а в последнее время в СМИ у всех на слуху – «политические технологии» и «политтехнологи». Общее представление можно получить, посетив любое производство.
Для наглядности можно представить себе работу кузнеца. Если кузнец за день делает десяток подков (почти одинаковых) – то это уже технология, если делает одну с новыми качествами или из нового сплава – это эксперимент, если делает одну подкову, но очень красивую, с разными «наворотами» - это уже искусство.
Простыми словами – технология, это процесс во времени, когда из определенных исходных простых веществ и предметов создается новый объект, в определенных количествах. Для единичных объектов технология, обычно, не разрабатывается.
«Плясать, как правило, нужно от печки»,  а технология начинается с Идеи. Как правило, это мысленный образ какого-либо объекта с определенными параметрами и характеристиками, а дальше «включаются мозги» на предмет «как это сделать?» и рождается первоначальный план действий. В результате нескольких попыток реализовать план и сделать задуманное, может получиться какое-то приближение к задуманному объекту. Далее идет процесс оптимизации различных операций и достижение требуемого качества конечного продукта. Если все это изложить на бумаге, то мы получим технологический регламент.
Исторически первые технологии, вероятно, были связаны с выделкой шкур и пошивкой одежды, с изготовлением глиняной посуды и каменных наконечников для стрел. Рывок развития технологий произошел после открытия металлосодержащих руд (медь, олово, железо и пр.) и возникновения кузнечного ремесла. Методом проб и ошибок создавались технологии получения металлической посуды, орудий труда, оружия для охоты и войны и пр. Говорят, что такие кузнечные технологии с элементами искусства, были секретами отдельных семей, наверное, тогда и возник «промышленный шпионаж».
Дальнейшее развитие технологии получили с появлением первых станков (особенно токарных), облегчающих труд человека. Думаю, что именно в этот период появилось понятие «технологический регламент», который необходимо было излагать на бумаге. Очередной прорыв в области «технических» технологий произошёл благодаря стараниям Генри Форда (очень интересная личность, изобретатель, автор 161 патента США),
 который внедрил конвейер на своих автомобильных заводов, существенно повысив производительность труда и снизив себестоимость продукции!
В наше время все «приличные технологии» уже не представляют себя без различных компьютеров, станков с ЧПУ, промышленных роботов, а «человеческий фактор» используется только в качестве наладчиков и контролёров. Да и технологий всяких развелось «немерено», вплоть до самых «высоких» с участием «искусственного интеллекта»!
Мне удалось посетить выставку «ЭКСПО-2000» и это был шок! Трудно даже представить на каком уровне технологии находятся разработки, которые были представлены на выставке, в настоящее время.
Мое основное образование было связано с технологией полупроводников, в студенчестве подрабатывал на радиозаводе и видел всю технологию производства радиоприемников «изнутри». Больше всего времени я потратил на разработки в области биотехнологии, пришлось поработать и на крупнотоннажных (до 10 тыс.т/год) заводах союза по производству кормового L-лизина. Все это потом вносилось в форме «изменений и дополнений в промышленный регламент».

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ
Вся информация про конкретную технологию собирается в «большом талмуде», который называют «технологическим регламентом» - это, своего рода, «свод законов» для данной технологии, описывающий по возможности «всё-всё-всё», начиная от исходного сырья и кончая упаковкой готовой продукции.
Путь регламента обычно начинается в лаборатории при проведении успешных экспериментов в реализации новой идеи как «лабораторная методика». Дальнейшая нудная работа сводится к разработке «опытно-лабораторного регламента», используя который можно получить опытно-лабораторный образец. В случае, если будет получено «добро» и открыто финансирование, то начинается «каторжный труд» по составлению «опытно-промышленного регламента» с последующим монтажом производственной линии и разработке всей логистики. Многое зависит от «тоннажности» производства. Проведение пусконаладочных работ завершается оформлением промышленного регламента, который действует на данном производстве обычно в течение 10 лет, далее, как правило, делают «апгрейт».
Сейчас для общего развития немного о составе регламента - «Постоянные, временные и разовые технологические регламенты, связанные с необходимостью обеспечения промышленной безопасности технологических процессов, должны состоять из следующих разделов:»
1. Общая характеристика производства;
2. Характеристика производимой продукции;
3. Характеристика сырья, материалов, полупродуктов и энергоресурсов;
4. Описание химико-технологического процесса и схемы;
5. Материальный баланс;
6. Нормы расхода основных видов сырья, материалов и энергоресурсов;
7. Контроль производства и управление технологическим процессом;
8. Возможные инциденты в работе и способы их ликвидации;
9. Безопасная эксплуатация производства;
10. Перечень обязательных инструкций;
11. Технологические схемы производства;
12. Спецификация основного технологического оборудования (технических устройств), включая оборудование природоохранного назначения.
В наше время еще в предисловии необходимо было указывать «ведущую роль партии» и решения последнего съезда КПСС.
Тем не менее, когда «Технологический регламент» составлен, согласован и утвержден на всех уровнях, он становиться Основным Законом для данного производства и – «шаг влево, шаг вправо», накладываются штрафные санкции, вплоть до уголовной ответственности. Dura lex sed lex!

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕПОЧКА

На мой взгляд, фундаментом технологии является технологическая схема производства, основанная на описании химико-технологического процесса, другими словами – «технологическая цепочка» или «технологическая линия». Проще всего это решается в химических технологиях, когда исходные вещества перемещаются по трубопроводам, процесс синтеза или гидролиза проходит в реакторе и готовая продукция до стадии фасовки перемещается тоже по трубам. А теперь представьте себе технологическую линию сборки автомобиля, хотя на роликах из YouTube это выглядит фантастично! Практически вся технологическая цепочка роботизирована, но присутствие простых работников полностью исключить пока «руки не доходят». Внедрение промышленных «роботов», фактически выполняющих некоторые технологические операции, началось в 60-х годах. «В 1962 году в США были созданы первые промышленные роботы «Юнимейт» и «Версатран». Их сходство с человеком ограничивалось наличием манипулятора, отдаленно напоминающего человеческую руку. Некоторые из них работают до сих пор, превысив 100 тысяч часов рабочего ресурса».


ЧЕГО ЖДАТЬ ДАЛЕЕ…

Пока трудно представить себе дальнейшее развитие различных технологий, но какой-то скачек не «за горами», думаю, что он в обозримом будущем. Для меня уже «3D-принтер» и «аддитивные технологии» являются фантастикой, хотя вроде бы по сути все понятно.
Ясно просматриваются несколько векторов развития технологий: во-первых, актуальными становятся вопросы биотехнологии в самом широком плане, во-вторых, «не вспаханное поле» нанотехнологии, в-третьих, прорывным направлением может стать совмещение «искусственного интеллекта» с потенциалом, уже накопленном в области робототехники.
Развитие биологической технологии (в широком понимании) открывает доступ ко множеству явлений и процессов, которые природа отрабатывала на Планете в течение много миллионов лет, т.е это технологии, которые появились без участия человека, но исключительно согласно природным законам. Освоение, а тем более развитие таких природных биологических технологий открывает огромное пространство для инженерной фантазии. Пока сложно определиться с начальным уровнем «биологической технологии» - то ли это синтез макромолекул ДНК и различных белков, то ли это «самодостаточная» клетка. Соответственно этому, на первом этапе создания «технической» биотехнологии будет технологический процесс синтеза органических макромолекул в реакторе или создание «полноценной» клетки. Если в первом случае кое-какие успехи в органической химии уже имеются (синтез ДНК), пусть даже на лабораторном уровне, то вот освоить «естественную» технологию «изготовления» целой и работающей клетки пока не удается. Хотя по другой информации в лаборатории уже получают целые ткани из множества клеток – «американские учёные «напечатали» на 3D-принтере жизнеспособные образцы человеческой печени рекордного размера. Напечатанные ткани достигли сантиметровой длины и «прожили» целый месяц в лаборатории». К сожалению, мне не доступны описания этого эксперимента (изготовления клеточной ткани) и поэтому есть много вопросов, могу только предположить, что «изготовление» ткани проводилось из естественных клеток, т.е минимальным объектом в этой технологии послужила уже готовая клетка из обычной природной ткани. Последний биологический конфликт на планете (коронавирус) значительно продвинул развитие биологической технологии на уровне создания органических наночастиц, обладающих некоторыми свойствами природного вируса.
Вообще говоря, направлений развития биотехнологии достаточно много, и мне приходилось принимать участие в составлении «Дополнений к регламенту получения L-лизина» для производства до 10 тыс.т./год. Основной проблемой таких биотехнологических регламентов является большой разброс в результатах работы биологического элемента в технологической цепочке и, как следствие, слабая стандартизация конечного продукта (думаю, что такая проблема является острой и в технологии изготовления противовирусных вакцин). Освоить или скопировать внутриклеточную «природную» технологию синтеза весьма сложно, во-первых, временная фрактальность биохимических реакция (одновременно в клетке проходит более 200 таких реакция, влияющих друг на друга) требует колоссального объема информации для контроля и управления, во-вторых, «технологический процесс» происходит в пространстве клетки (100-250 нм), т.е. в «нанопространстве», где основным фактором являются силы межатомного, межмолекулярного взаимодействия и квантовые эффекты. Следовательно, для разработки клеточных нанотехнологий необходимо дальнейшее развитие бионанофизики и бионанохимии (этот термин пока ещё не знает даже Google!)
Впервые о «нанотехнологии» заговорил Р.Нейман (1959г.) в своей знаменитой лекции «Внизу полным-полно места» в Калифорнийском технологическом институте. Он предположил, «что возможно механически перемещать одиночные атомы при помощи манипулятора соответствующего размера, по крайней мере, такой процесс не противоречил бы известным на сегодняшний день физическим законам», т.е. предположил о возможности технологических операций на уровне атомов. «Второе дыхание» у нанотехнологии проявилось при случайном открытие графена (А.Гейм и К.Новоселов, 2004г.). На сегодняшний день кое-какие элементы нанотехнологии уже внедрены в соответствующие производства, в основном это получения материалов с новыми свойствами создание эффективных аккумуляторов, но в основном работы проводятся на уровне опытно-лабораторных регламентов. Бурная деятельность, по крайней мере в СМИ, развернулась в рамках известной компании РОСНАНО. Конечно, в первую очередь все новое разрабатывается для военных и только через 5-7 лет доходят до общественного потребления, т.е. создаются и работают соответствующие производственные линии по соответствующим технологическим регламентам. Некоторые товары с характеристикой «нано» уже стали появляться в продаже для населения, хотя истины ради следует сказать, что и в качестве рекламного трюка, приставка «нано» тоже используется. В сети удалость найти онлайн-магазин с «нано» товарами, есть много интересного для автохимии, сельского хозяйства, косметики и пр. Кстати, несколько опытных образцов потребительских товаров, при создании которых использовались элементы нанотехнологий, приведены на сайте bl.ucoz.com, что-то даже можно и купить или сделают «на заказ». К сожалению, посмотреть какой-либо промышленный регламент, где присутствуют элементы нанотехнологии, в ближайшее время не представляется возможным.
Использование «искусственного интеллекта» (ИИ) для разработки технологических регламентов является весьма перспективным направлением. Уже сегодня программные продукты ИИ позволяют писать книги, стихи и песни (по тезисам и заданным темам), создавать картины, делать финансовые отчеты и пр. Думаю, что попытки написания технологического регламента с помощью ИИ уже проводятся, но по понятным причинам (секретность) результаты пока в сеть не попадают, было бы интересно поучаствовать в такой работе.
Итак, предположим, что ИИ ставится задача на основе определенного сырья создать какой-либо товар, например, простую садовую лопату.
Во-первых, будет разработана оригинальная форма, необходимый состав (сталь, дерево, пластик и пр.). Далее можно разработать соответствующий «технологический регламент» (освободив людей от «занудного» труда) с учетом современного уровня роботизации с целью полной автоматизации производства. Во-вторых, ИИ может разработать технический проект соответствующего заводика и заказать необходимое технологическое оборудование, а после контролировать строительство. Не берусь предположить время процесса от «рождения» идеи до первой продажи, но, думаю, что оно не продолжительно. В-третьих, всё это автоматизированное и роботизированное производство будет управляться тоже искусственным интеллектом!
Вполне возможно, что если эти мои размышления попадут в «правильную» голову, то с помощью группы энтузиастов программистов и технологов можно создавать такие автоматизированные заводики. Скорее всего такой подход может привести к «очередной технологической революции»!
Короче говоря – «время покажет», а мы «поживем посмотрим».
11.06.2021г. (Статья со ссылками: https://baburin.ucoz.net/index/tekhnologija/0-7)