Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


ВВЕДЕНИЕ

Начало XX века ознаменовалось, казалось, безграничной концентрацией капитала (тенденция, подмеченная К. Марксом в промышленной Англии XIX века и сформулированная В. И. Лениным как закон). Концентрация (как основной путь, ведущий к социализму) была естественным образом принята в качестве основы индустриализации нашей страны, основы планового хозяйства: «...быстрее всех, дальше всех, выше всех». Но оказалось, что принципы, которые были положены в основу создания тяжелой промышленности в 20-е годы, принципы капитального строительства 30—80-х годов не выдержали испытания временем и требуют коренных изменений в подходе к сооружению, эксплуатации и техническому перевооружению металлургических цехов (заводов).

Возникновение инвестиционного и инновационного проектирования отразило необходимость в новом виде человеческой деятельности и явилось своеобразным логическим завершением техногенного развития цивилизации, проявившегося в рассматриваемом случае в документальном оформлении любого решения о целесообразности инвестиций, путях его реализации, о конечном виде объекта и результатах его функционирования. Подготовка и представление документа «на все» заставляют осознать те глубокие общепланетарные изменения окружения человека и его мышления, требующие для выпуска продукции не только умения обращаться с единичной машиной, оборудованием (с любым современным изделием), знать современные технологии (включая информационные), владеть «секретами» сегодняшних материалов, учитывать экологические ограничения. Главным становится умение создавать и управлять такими организационно-техническими системами, как цех, производство, завод, отрасль (в другой классификации — район, город, регион, страна), которые превратились в своеобразные «сообщества» технических устройств, зданий, сооружений, сетей — в технические ценозы. Человеческое общество в процессе индустриализации преобразовалось и при переходе к постиндустриальному (точнее — информационному) обществу преобразуется ускоренно, качественно уже полностью находясь в зависимости от окружающей информационной и технической реальности, которая налагает все больше документальных ограничений на инвестиции, производство, жизнь.

Полезно проанализировать происшедшие в XX веке изменения, чтобы осознать особенности инновационного проектирования как нового вида человеческой деятельности, вызванного дальнейшим усложнением реальности — технической, информационной, социальной. Главное — в осознании особенностей нового вида деятельности: построения (проектирования, строительства, монтажа, наладки), обеспечения функционирования (эксплуатации, обслуживания и ремонта) и развития металлургического завода (производства, цеха), включая модернизацию и техническое перевооружение в отличие от создания, эксплуатации и списания единичного изделия (машины, оборудования). Проектирование такой сложной системы, как предприятие, в свою очередь, отличается от проектно-конструкторских работ, обеспечивающих НИОКР и изготовление изделий того или другого вида, разработку единичной технологии, освоения нового материала (вида металлопродукции). Другими словами, в деятельности, например, Гипромеза и работах ЦНИИчермета, ВНИИметмаша, ВНИТИ есть принципиальное различие.

Деятельность инженера — проектировщика цеха (завода) от деятельности разработчиков технологии, оборудования, материалов отличается более высоким уровнем абстрагирования, требованиями согласования возможностей и воздействия проектируемого объекта с региональной и общегосударственной (мировой) экономико-социальной системой и природными комплексами района размещения объекта проектирования. Все вопросы снабжения сырьем, материалами, энергоресурсами, рабочей силой в проекте должны быть решены технологически (и во всех других частях) до конца (хотя каждая часть и остается открытой системой), а не оставаться заданием на внешнее обеспечение, как это делается, например, при конструировании ДСП или при исследовании применительно к сталеплавильным шлакам особенностей строения ионных жидкостей, в которых образуются недиссоциированные и полимеризованные соединения. Точно так же вопросы регулирования или ограничения воздействия проектируемого объекта на природный комплекс региона, в котором он будет размещен, должны решаться конкретно, с учетом реальной обстановки, определяемой как характеристикой природного комплекса, так и суммарным воздействием на него всех других источников техногенного и антропогенного воздействия в регионе.

Чем же принципиально отличаются металлургические объекты инновационного проектирования? И что, собственно, порождает трудности, определяемые необходимостью нового взгляда на окружающий мир?
Каждый металлургический завод индивидуален, и важнейшие технологические решения по нему неформальны, принимаются на основе интуиции и опыта, определяя современного высококлассного специалиста, «держащего в руках» весь инновационный цикл. Завод как техническая система образован практически бесконечным количеством слабо связанных и слабо взаимозависимых элементарных изделий, комплектующих и материалов, обеспечивающих работу отдельной машины или технологической линии, т.е. всего множества, попадающего построчно в ту или иную детальную спецификацию). Это и дает возможность называть крупное сооружение, цех, производство, предприятие (организацию), отрасль техническим ценозом и применять к ним современные методы технического анализа, положения глобальной эволюции, фрактальности, самоорганизации, математические модели гиперболического Я-распределения (см. В.З). Завод как реальный объект определяется границами, различающимися для технолога, генпланировщика, строителя, энергетика, электрика, медика, эколога, местной власти и др., т.е. это объект с размытыми границами, конвенционно выделяемый, можно сказать — трансцендентный, тогда как любое изделие дискретно определено и на него существует паспорт. Собрать же все чертежи на действующий завод (цех), во-первых, нереально, а во-вторых, они адекватно его уже не отображают (построили не то, что проектировали, а эксплуатируют — не то, что строили).

Другими словами, промышленное предприятие сейчас есть новый техногенный объект, который начал проявлять свои техноценологические свойства с начала XX века, а наиболее явно — в 60—70-е годы (это особенно относится к современным насыщенным техникой цехам и сооружениям, обеспечивающим реализацию сложных технологий). Такой объект хотя и порожден человеком (фактически — неопределенным множеством людей разного рода и квалификации), но требует иного подхода к управлению и организации, проявляя объективность поведения при его построении, функционировании и развитии. Подход принципиально отличается от того, с которым человек встретился, когда возникла необходимость управления отдельной машиной, будь то отдельный паровой двигатель, прокатная клеть или металлургическая печь. Особенности вновь созданных технических систем — предприятий были хорошо подмечены классиками менеджмента — Тейлором, Файолем, Эмерсоном, Фордом, которые поставили вопрос об общих принципах управления такими системами, говоря о единстве науки, искусства и технологии управления. К сожалению, жесткость нашей административно-командной системы не позволила развиться этим принципам, начала которых прослеживаются по журналу «Гипромез», издававшемуся в 30-х годах. Тогда, кстати, впервые встал вопрос о необходимости подготовки кадров для проектирования. Идеологическими установками объясняется и перекос в сторону строительства заводов-гиган- тов и сооружения агрегатов большой единичной мощности, которые неэффективны для выпуска изделий малыми партиями и разного сортамента.

Проектное дело в стране опиралось на концепцию индустриализации, одномерно руководствующуюся законом преимущественного роста производства средств производства. При этом не были восприняты идеи системного подхода и зарождающейся кибернетики, сформулированные уже в 1913—1922 гг. А. А. Богдановым, который говорил о всеобщей организационной науке, об универсальных типах и закономерностях строения и развития разных систем. Естественно, что во времена индустриализации игнорировались уже тогда известные ограничения на единообразие (требовалась стандартизация) и величину предприятия. Ограничения рассматривались как вредительские при обсуждении концепции, в частности, строительства Урало-Кузнецкого комбината, когда предусматривалась новая металлургическая база на востоке страны, основанная на комбинатах-гигантах. В более общей форме: взгляды на индустриализацию отражали машинную индустрию, однозначность законов классической физики Ньютона — Максвелла — Лоренца и не воспринимали принципиальное существование неопределенности, изменение взглядов на физическую картину мира, произведенное Эйнштейном.

Идеология нашла свое отражение в создании государственной системы проектирования в 1918 (учреждение Комитета государственных сооружений ВСНХ)—1926 (создание Гипромеза) годах. «Классическим» стал план капитального строительства в составе ГОЭЛРО (1920), где впервые были применены балансовый и комплексный методы. До конца 1921 г. проекты и сметы на строящиеся объекты обеспечивались проектными отделами национализированных строительных контор, а также вузов.

Для решения задач индустриализации требовалось создание специализированной проектной организации, т.е. реализация ставшей остро необходимой, хотя еще и малоизвестной инженерной деятельности. Поскольку тогда специалистов таких не готовили, то брали практиков с производства. Металлургические агрегаты сооружали по проектам и чертежам, разработанным проектными отделами заводов и мелкими проектными бюро, заимствуя опыт американской и европейской (главным образом — немецкой) школ проектирования. Специализированной проектной организацией, которая должна была документально обеспечить индустриализацию, стал организованный в 1926 г. в Ленинграде Государственный институт по проектированию металлических заводов — Гипромез.

В составе института былы определены четыре подразделения: технологическое, механическое, силовое (энергетическое) и экономическое.

История проектирования металлургических заводов в стране, осуществлявшегося в значительной степени Гипромезом, неразрывно связана с историей черной металлургии. Гипромез — первая в тяжелой промышленности проектная организация в стране - вначале выполнял проекты не только металлургических, но и машиностроительных заводов. По проектам Гипромеза было начато строительство Уральского и Краматорского заводов тяжелого машиностроения, Луганского паровозостроительного, Нижне-Тагильского вагоностроительного, Сталинградского тракторного, Ростовского и Саратовского заводов сельскохозяйственных машин, Кузнецкого и Магнитогорского металлургических комбинатов, Запорожстали и Днепроспецстали, Никопольского и Первоуральского трубных заводов, других «металлических» заводов. Развитие тяжелой промышленности потребовало выделения из единого проектного института отраслевых проектных организаций (до 1932 г. были выделены Гипромаш, Гип- роцветмет, Гипроруда), а затем и создания специализированных институтов: Гипрококс, Водоканал-, Электро-, Сантех-, Промстройпроект. В Гипромезе со временем было сосредоточено проектирование только предприятий черной металлургии. Резкое увеличение объемов проектных работ вызвало расширение Гипромеза в Москве и создание филиалов института, а также впоследствии и самостоятельных институтов (в Ленинграде, Днепропетровске, Запорожье, Мариуполе, Рустави, Свердловске, Новокузнецке, Челябинске, Белгороде, Магнитогорске). Всего в стране до 1990 г. действовало 1800 проектных институтов, проектировавших технические ценозы — заводы и города.

Гипромезу как головному институту по проектированию металлургических заводов принадлежит ведущая роль в решении вопросов, связанных с развитием черной металлургии, в особенности с повышением ее технического уровня. Влияние Гипромеза на технический уровень черной металлургии было особенно значительным при разработке технико-экономических обоснований и комплексных проектов металлургических заводов и цехов, материалов по перспективному развитию черной металлургии и отдельных ее подотраслей, технико-экономической оценки эффективности внедрения важнейших элементов новой техники и технологии, типовых проектов, нормативно-методических материалов для проектирования. Все это — в условиях действовавшей в стране жесткой единообразной системы проектирования.

Опыт проектных институтов с 20-х годов и до настоящего времени показал, что высшее образование, ориентированное на традиционную подготовку технологов, не позволяет специалисту стать проектировщиком «сразу». Более того, оказалось, что и квалифицированные технологи с многолетним стажем работы непосредственно у металлургических агрегатов (мастер, начальник смены, цеха, директор завода), придя в проектный институт, могут стать квалифицированными грамотными проектировщиками также не сразу, а лишь через несколько лет (а могут и не стать ими вообще). Оказалось, что требуются специфическое видение, понимание, абстрактное мышление, которые включают: 1) компоненты некоторого объемно-планировочного представления, прочтение аксонометрического и декартова изображений; 2) умение представить объект в некотором таблично-цифровом виде, в виде модели, описываемой набором показателей, за которыми предполагается ряд технологических и иных решений, явно, а зачастую и иррационально, присутствующих в модели; 3) владение отечественными и зарубежными справочно-литературными данными и нормативными материалами, чтобы уметь выделить (может быть, и на интуитивном уровне) некоторые тенденции развития данного вида техники, возможности технологии производства и использования материалов, изменение объемов спроса на выпускаемую продукцию (марочник и сортамент), экологические и иные ограничения и, наконец, 4) достаточные знания и представления обо всех частях проекта, которые требуют от технолога учета при определении габаритов, транспортных и иных развязок, стоимости и проч.

В число задач, к решению которых ныне готовят инженеров-проектировщиков, входят: выбор технологических процессов, основного и вспомогательного оборудования; разработка транспортной схемы производства, включая структуру и объемы устройств для межоперационного хранения продуктов; разработка требований и согласование решений по системам и конструкциям, необходимым для обеспечения технологических процессов (зданий и сооружений, энергообеспечения, водоснабжения, санитарно-технических систем и т.п.). Переход на рыночные отношения, в свою очередь, рождает новые сферы деятельности проектировщика. Это прежде всего организация небольшого производства (отдельного участка или отдельного предприятия, организации) с детальной проработкой всех аспектов — от составления бизнес-плана вплоть до обеспечения материальными и трудовыми ресурсами, что требует хорошей (не общей, а профессиональной!) разносторонней подготовки специалиста в области экономики, технологии, экологии. И здесь в подготовке специалистов есть некоторая тонкость, связанная с тем, что принимаемые технические решения неоднозначно детерминированы: нет и не может быть формул, по которым можно высчитать планировку цеха или завода. Оптимальный выбор технологии, завода — поставщика оборудования, источника сырья или энергии обусловлен не столько лучшими расчетами или вероятностными оценками, сколько способностью к творчеству. На существование этого аспекта обращали внимание еше в эпоху античности, но вспомнили по-настоящему лишь в наше время при проектировании техноценозов.

Однако деятельность проектировщика крупного сооружения, цеха, производства, предприятия, подотрасли и отрасли (техноценозов) в большой степени ограничена внешними условиями. Так, в условиях административно-командных методов управления экономикой при централизации капитальных вложений цели проектирования смещались. Они были заданы политическими установками. Инвестиционный процесс был разорван — все три узловые точки научно-техни- ческого прогресса: 1. Создание оборудования, технологии, материалов. 2. Проектирование собственно заводов и цехов (техноценозов). 3. Оценка техноэволюционного цикла, г.е. оценка принятого проектного решения, включая оценку изготовленного (установленного) проектировщиком оборудования, принятой технологии, используемого сырья и материалов для выпуска данного сортамента при получившемся экологическом воздействии, — планировались и реализовывались самостоятельно. Первая — при решении задач НИОКР и машиностроения; вторая — в капитальном строительстве; третья — при сведении балансов Госпланом и ведомственном распределении ресурсов. Попытка в ходе косыгинской реформы увязать все в систему не могла не окончиться крахом из-за несовместимости жесткости требований командной системы и техноценологичес- ких свойств объекта управления (в данном случае — как отдельного металлургического завода, так и отрасли в целом).

В после же косыгинское время централизация планирования лишь возрастала. Таким образом, до 1990 г. и после в связи с отсутствием целенаправленной подготовки инженеров-проектировщи- ков в проектные институты направлялись инженеры-технологи, не имеющие специальной подготовки в области проектирования. Однако работа инженера-проектировщика существенно отличается от работы технолога — производственника или исследователя. Технолог-исследователь разрабатывает технологический процесс, оборудование для его реализации, изучает применяемые материалы и предлагает (создает) новые виды продукции, не забывая при этом об экологии. Технолог-эксплуатационник обеспечивает реализацию заданной ему технологии, управляя уже созданной для него производственной системой.

Задача же разработки самой системы (производства, цеха), ее состава и структуры ставится перед инженером-проектировщиком, предметом деятельности которого как раз и является создание системы, состоящей из аппаратов, машин и устройств, в которых (или с помощью которых) осуществляется технология, преобразующая исходные материалы (сырье) в продукцию (с ограничениями на выбросы). Принципиально для дальнейшего, что технологический процесс и аппараты входят в эту систему как составляющие элементы, но сами они бывают в основном разработаны до и вне проектирования собственно цеха, производства, завода (т.е. до создания техноценоза).

Сложность проектирования техноценозов вытекает из того, что, с одной стороны, увеличилась потребность в разделении инвестиционного процесса (цикла) на отдельные инвестиционные фазы (стадии), а с другой - в появлении инжиниринговых фирм, осуществляющих проектноконструкторские работы, шеф-монтаж, пусконаладочные работы, запуск системы, обучение эксплуатационного персонала, гарантийное обслуживание и последующую модернизацию. Но все равно остается необходимость рассмотрения завода (производства) и его инфраструктуры как чего-то единого, в рамках которого только и определяется эффективность отдельных проектных решений и действий.

В общем, с самого начала проектирования заводов просматривались три проектные стадии процесса реализации инвестиций. Это, во-первых, так называемые предпроектные решения (стадии), когда изучается необходимость осуществления будущего проекта, анализируется рынок, спрос, условия конкуренции, технические характеристики аналогичных производств и намечаемого проекта, имеющиеся материальные и иные ресурсы. Во-вторых, собственно технико-экономические обоснования - ТЭО (они имели и могут иметь другие наименования), включая согласования, оценку проекта, решения об инвестициях (в нашей стране этим стадиям придавалось меньшее значение, чем за рубежом, как по стоимости проектных работ, так и по глубине проработки и согласованиям. В результате многие решения принимались волюнтаристски). Заключительная стадия инвестиционного проектирования состоит из разработки проектной и конструкторской (рабочей) документации, которая включает детальные вопросы установки каждой единицы оборудования, решение вопросов строительной части, коммуникаций, обеспечения управления. На всех стадиях все большее значение придается вопросам эффективности. Современная концепция самоорганизации (техноценологические представления) требует рассмотрения инвестиционного цикла как единого целого.

В. А. Авдеев, В. М. Друян, Б. И. Кудрин, Основы проектирования металлургических заводов, М., 2002

Экспертиза

на главную