שינויים

==זמן==

==זמן==

כל התהליכים הפיזיים הכימיים והביולוגים המוכרים לנו דורשים זמן להשלמתם. יש מגבלה תאורטית כתוצאה מתורת היחסות על מהירות ההובלה של סחורה ושל מידע בין 2 נקודות מרוחקות. יש מגבלות פרקטיות אחרות רלוונטיות יותר להובלת דברים כמו קיום האוויר שגורם לחיכוך, מגבלות הנובעות מבטיחות וצפיפות. תגובות כימיות רבות אינן מתרחשות בצורה מיידית, אלא דורשות זמן להגיע לשיווי משקל חדש, וכך תהליכים כימיים כמו ייבוש בטון, קרור של מתכת שיצקו אותה, המסת מלח בתמיסה ועוד. תהליכים ביולוגים, בהיותם בעצמם צורות אחרות של ייצור (כלומר אינסטנציה דומה של אותה בעיה שבה פרק זה מנסה לדון) דורשים גם הם זמן כמו זמן הבשלה של פירות, זמן גידול של מאסה ביולוגית, או זמן גידול של ילדים.  

כל התהליכים הפיזיים, הכימיים והביולוגים המוכרים לנו דורשים זמן להשלמתם. יש מגבלה תאורטית כתוצאה מתורת היחסות על מהירות ההובלה של סחורה ושל מידע בין 2 נקודות מרוחקות. יש מגבלות פרקטיות אחרות רלוונטיות יותר להובלת דברים כמו קיום האוויר שגורם לחיכוך, מגבלות הנובעות מבטיחות וצפיפות. תגובות כימיות רבות אינן מתרחשות בצורה מיידית, אלא דורשות זמן להגיע לשיווי משקל חדש, וכך תהליכים כימיים כמו ייבוש בטון, קרור של מתכת שיצקו אותה, המסת מלח בתמיסה ועוד. תהליכים ביולוגים, בהיותם בעצמם צורות אחרות של ייצור (כלומר אינסטנציה דומה של אותה בעיה שבה פרק זה מנסה לדון) דורשים גם הם זמן כמו זמן הבשלה של פירות, זמן גידול של מאסה ביולוגית, או זמן גידול של ילדים.  

במקרים מסויימים, ניתן להקטין את הזמן הנדרש להכנת מוצרים על ידי הגדלת הכמות או האיכות של גורמי ייצור נוספים. במקרה של תהליכים שמסוגלים להתבצע במקביל, ניתן לדוגמה להגדיל את כמות העובדים, ובכך להקטין את כמות הזמן. הדוגמה המקובלת להמחשת דבר זה היא פועלים הקוטפים תפוזים בפרדס. אם מביאים עוד פועלים ניתן להקטין את הזמן הנדרש לקטיפת כל התפוזים בפרדס.  

במקרים מסויימים, ניתן להקטין את הזמן הנדרש להכנת מוצרים על ידי הגדלת הכמות או האיכות של גורמי ייצור נוספים. במקרה של תהליכים שמסוגלים להתבצע במקביל, ניתן לדוגמה להגדיל את כמות העובדים, ובכך להקטין את כמות הזמן. הדוגמה המקובלת להמחשת דבר זה היא פועלים הקוטפים תפוזים בפרדס. אם מביאים עוד פועלים ניתן להקטין את הזמן הנדרש לקטיפת כל התפוזים בפרדס.  

עם זאת, ברוב המקרים טעות היא לבטל את הזמן, לדוגמה על ידי חלוקת כל הגורמים במשוואה בשעות או בחודשים. הסיבה היא שפעמים רבות תהליכים בכלל, ותהליכי ייצור בפרט, הם תהליכים שבהם יש תלות בשלבים קודמים יותר או שלא ניתן לזרז אותם.  

עם זאת, ברוב המקרים טעות היא לבטל את הזמן, לדוגמה על ידי חלוקת כל הגורמים במשוואה בשעות או בחודשים. הסיבהות לכך היא הקיום של תהליכים בדידים ("הכל או כלום", כמו בהכנת שעון, או הכנת עוגה), תהליכים שבהם התזמון חשוב (תהליכים תרמודינמיים בעיקר, כמו אפייה, יציקה, לימודים), תהליכים סידרתיים (הרכבת שעון, חינוך, הכנת עוגה) שבהם יש תלות בשלבים קודמים, ותהליכים אי-הפיכים (תהליכים תרמודנימיים כמו אפייה ובישול, יציקת בטון או סיוד, ערבוב חומרים כימיים, ועוד) או תהליכים טבעיים שקשה לזרז אותם (בגרות מינית של אנשים, תהליכי חינוך, צמיחה בפירות וכו').  

בהנתן פרדס מסוג מסויים (כלומר בטכנולוגיה נתונה) לא ניתן לזרז את תנובת התפוזים בשנה, בגלל שתהליכי גידול התפוזים אינם תלויים בכמות הפועלים שעובדים בפרדס. בקווי ייצור לינאריים, לא ניתן להגדיל את כמות התפוקה על ידי הוספת עובדים או מכונות בסוף התהליך אם בתחילת התהליך אין גידול דומה.  

בהנתן פרדס מסוג מסויים (כלומר בטכנולוגיה נתונה) לא ניתן לזרז את תנובת התפוזים בשנה, בגלל שתהליכי גידול התפוזים אינם תלויים בכמות הפועלים שעובדים בפרדס. בקווי ייצור לינאריים, לא ניתן להגדיל את כמות התפוקה על ידי הוספת עובדים או מכונות בסוף התהליך אם בתחילת התהליך אין גידול דומה.  

היבט משמעותי של היכולת של התעשייה האנושית לייצר יותר מוצרים ושירותים בפרק זמן מסויים נעוץ ביכולות של גורמי הייצור האחרים להפריד את תהליכי הייצור מהיבטים קווים הדורשים ידע רב ומיומנות רבה לתהליכים הדורשים פחות מיומנות ישירה מצד העובד (על ידי שימוש בשילוב של התמחות ומכונות) ולתהליכים שיכולים להתבצע במקביל. יחד עם זאת, היכולות האלה, אינן נובעות רק מידע רב יותר שיש ברשות היצרנים, אלא גם במשאבים נוספים כמו נפח אכסון, אנרגיה, יכולות תאום וארגון ועוד, שבהם נדון בהמשך.   

היבט משמעותי של היכולת של התעשייה האנושית לייצר יותר מוצרים ושירותים בפרק זמן מסויים נעוץ ביכולות של גורמי הייצור האחרים להפריד את תהליכי הייצור מהיבטים קווים הדורשים ידע רב ומיומנות רבה לתהליכים הדורשים פחות מיומנות ישירה מצד העובד (על ידי שימוש בשילוב של התמחות ומכונות) ולתהליכים שיכולים להתבצע במקביל. יחד עם זאת, היכולות האלה, אינן נובעות רק מידע רב יותר שיש ברשות היצרנים, אלא גם במשאבים נוספים כמו נפח אכסון, אנרגיה, יכולות תאום וארגון ועוד, שבהם נדון בהמשך.   

===זמן והתאוריה של תפוקה שולית===

===תהליכים סידרתיים והתאוריה של תפוקה שולית===

תהליכים בעלי היררכיה בזמן, שומטים את הקרקע מתחת לתאוריה של תפוקה שולית כגורם שקובע כביכול את השכר ואת המחירים. בהנתן פועלים הקוטפים תפוזים בפרדס, מוסיפים הכלכלנים הנאו-קלאסיים עוד ועוד פועלים. משלב מסויים כל פועל מוסיף פחות לתפוקה הכוללת בגלל הרעיון של תפוקה שולית פוחתת. בשלב מסויים לא כדאי להוסיף עוד פועלים בגלל שהשכר שהם דורשים (לגביו מניחים שהוא קבוע) גבוה מהרווח הכספי שנוצר בעקבות התפוקה הנוספת שהם מספקים.  

תהליכים סידרתיים הם תהליכים בהם סדר הפעולות בתוך התהליך משנה את תוצאת התהליך או את התוצר שנקבל בסופו. תהליכים אלה, שומטים את הקרקע מתחת לתאוריה של תפוקה שולית כגורם שקובע כביכול את השכר ואת המחירים. בהנתן פועלים הקוטפים תפוזים בפרדס, מוסיפים הכלכלנים הנאו-קלאסיים עוד ועוד פועלים. משלב מסויים כל פועל מוסיף פחות לתפוקה הכוללת בגלל הרעיון של תפוקה שולית פוחתת. בשלב מסויים לא כדאי להוסיף עוד פועלים בגלל שהשכר שהם דורשים (לגביו מניחים שהוא קבוע) גבוה מהרווח הכספי שנוצר בעקבות התפוקה הנוספת שהם מספקים.  

אלא שתאוריה כזו נכשלת כשמנסים להתאים אותה לקווי ייצור. בהנתן גורמים נוספים (כמו הספקת חומרי גלם, קו ייצור נתון הדורש 10 פועלים, יהיה בעל תפוקה דומה (בתלות ברגישות של הטכנולוגיה לתקלות ובתלות בשאלה כמה מיומנות וריכוז נדרשים כדי לתפעל את קוו הייצור). אבל קו ייצור כזה עלול להתדרדר במהירות לתפוקה נמוכה בהרבה אם מחסירים אפילו עובד יחיד.

אלא שתאוריה כזו נכשלת כשמנסים להתאים אותה לקווי ייצור שהם דוגמה לתהליך סדרתי. בהנתן גורמים נוספים (כמו הספקת חומרי גלם, קו ייצור נתון הדורש 10 פועלים, יהיה בעל תפוקה דומה (בתלות ברגישות של הטכנולוגיה לתקלות ובתלות בשאלה כמה מיומנות וריכוז נדרשים כדי לתפעל את קוו הייצור). אבל קו ייצור כזה עלול להתדרדר במהירות לתפוקה נמוכה בהרבה אם מחסירים אפילו עובד יחיד.

נדמיין קו ייצור לינארי של אופניים. זהו קו "קלאסי" שהיה מקובל בזמן קיומם של המפעלים הגדולים בהם ייצרו באותו אתר את כל המוצר מתחילתו עד סופו, ללא התסמכות על קבלני משנה. אם נעדר העובד שמחבר את הגלגלים לשלדה נעדר הרי שקו הייצור הנ"ל מושבת.  

נדמיין קו ייצור לינארי של אופניים. זהו קו "קלאסי" שהיה מקובל בזמן קיומם של המפעלים הגדולים בהם ייצרו באותו אתר את כל המוצר מתחילתו עד סופו, ללא התסמכות על קבלני משנה. אם נעדר העובד שמחבר את הגלגלים לשלדה נעדר הרי שקו הייצור הנ"ל מושבת.  

מובן שאפשר להתגבר על כך על ידי קיום של עובדים מחליפים שמהווים עתודה, קווי ייצור שאינם דורשים מיומנות גדולה מידי בייצור (כך שניתן לנייד עובד מחליף לתפקידים שונים בלי הכשרה משמעותית), וכן קיום של קווי ייצור שאינם לינאריים לגמרי, אלא שיש בהם התסמכות על קבלני משנה ועל מלאי- ביניים , שמשמשים כאמצעי שיכוך ועתודות. כך שאם קבלן משנה אחד נקלע לבעיה, ניתן להסתמך יותר על קבלן משנה אחר). דבר זה פותר את הבעייה לתעשיינים, אבל מקלקל את התאוריה של תפוקה שולית, שכן התרומה לייצור של הפועלים דומה לפונקציה הבאה - עבור 9 הפועלים הראשונים, התרומה לייצור היא לשם דוגמה 5%, הפועל ה-10 מאפשר הפעלה של קו הייצור במלוא התפוקה - כלומר 100%, ואילו הפועל ה-11 תורם לתפוקה 0 בימים כתיקונם, ו-100% בימים שאחד הפועלים חולה.  

מובן שאפשר להתגבר על כך על ידי קיום של עובדים מחליפים שמהווים עתודה, קווי ייצור שאינם דורשים מיומנות גדולה מידי בייצור (כך שניתן לנייד עובד מחליף לתפקידים שונים בלי הכשרה משמעותית), וכן קיום של קווי ייצור שאינם לינאריים לגמרי, אלא שיש בהם התסמכות על קבלני משנה ועל מלאי- ביניים , שמשמשים כאמצעי שיכוך ועתודות. כך שאם קבלן משנה אחד נקלע לבעיה, ניתן להסתמך יותר על קבלן משנה אחר). דבר זה פותר את הבעייה לתעשיינים, אבל מקלקל את התאוריה של תפוקה שולית, שכן התרומה לייצור של הפועלים דומה לפונקציה הבאה - עבור 9 הפועלים הראשונים, התרומה לייצור היא לשם דוגמה 5%, הפועל ה-10 מאפשר הפעלה של קו הייצור במלוא התפוקה - כלומר 100%, ואילו הפועל ה-11 תורם לתפוקה 0 בימים כתיקונם, ו-100% בימים שאחד הפועלים חולה.  

הרעיון של "צינורות" (בזמן או במרחב) בתהליכי ייצור מצביע על חסרון מרכזי של התאוריה השולית שמנתחת חשיבות של עובדים, הון או של דברים ודברים בכלל בצורה שמניחה התקדמות חלקה, חסרת מינימום מקומי אל עבר מקסימום וודאי. אם בידנו צינור בן 5 חוליות, הרחבת 4 חוליות תצטייר בעיני הכלכלן שבידיו כלים שוליים, שיבחן את הדבר כדבר חסר טעם שכרוך בעלויות בלבד. רק אם יבחן גם את האפשרות של הרחבת החוליה ה-5 הוא יוכל לראות גם את התועלת.  

הרעיון של תהליכים סידרתיים, שהם "צינורות" (בזמן או במרחב) בתהליכי ייצור מצביע על חסרון מרכזי של התאוריה השולית שמנתחת חשיבות של עובדים, הון או של דברים ודברים בכלל בצורה שמניחה התקדמות חלקה, חסרת מינימום מקומי אל עבר מקסימום וודאי. אם בידנו צינור בן 5 חוליות, הרחבת 4 חוליות תצטייר בעיני הכלכלן שבידיו כלים שוליים, שיבחן את הדבר כדבר חסר טעם שכרוך בעלויות בלבד. רק אם יבחן גם את האפשרות של הרחבת החוליה ה-5 הוא יוכל לראות גם את התועלת.  

במקרים קיצוניים יותר, היבטים של חתחות, מערבולות, או של "פרדוקס ברס" (Braess's paradox) יכולים לגרום למינימום מקומי - שינוי המבנה של 4 החוליות בצינור ירע את המצב, ורק כאשר יושלם התהליך, במבנה בעל זרימה אחרת, נקבל גם ביצועים טובים יותר.  באובולוציה של בעלי חיים הדבר מקבל ביטוי על ידי "קפיצות" אבולוציונית שלא היו מתקבלות על ידי התפתחות הדרגתית, שכל אחד משלביה היה מציין דווקא חסרון ביכולת התחרות.  

במקרים קיצוניים יותר, היבטים של חתחות, מערבולות, או של "פרדוקס ברס" (Braess's paradox) יכולים לגרום למינימום מקומי - שינוי המבנה של 4 החוליות בצינור ירע את המצב, ורק כאשר יושלם התהליך, במבנה בעל זרימה אחרת, נקבל גם ביצועים טובים יותר.  באובולוציה של בעלי חיים הדבר מקבל ביטוי על ידי "קפיצות" אבולוציונית שלא היו מתקבלות על ידי התפתחות הדרגתית, שכל אחד משלביה היה מציין דווקא חסרון ביכולת התחרות.  

===תהליכים תרמודינמייים וזמן===

===תהליכים תרמודינמייים והשפעת הזמן על ניצול האנרגיה ומבנים מורכבים===

בתהליכים תרמודינמיים, לא ניתן לחזור אחורה כלל או שניתן לבצע זאת רק תוך השקעה גדולה של אנרגיה. בעוד שבהרכבת שעון יש סדר נדרש של פעולות, זהו אינו תהליך תרמודינמי שכן ניתן להתקדם בו קדימה ואחורה בזמן - פירוק השעון ידרוש סדר דומה של פעולות הפוכות. במובן זה,  הרכבת שעון שונה מיציקת מתכות, תרכובות כימיות רבות, בישול ואפייה, בניית בתים, גידול מזון, תפירת בגדים, הקמת פירמות או קשירת קשרים חברתיים ועוד.  

בתהליכים תרמודינמיים, לא ניתן לחזור אחורה כלל או שניתן לבצע זאת רק תוך השקעה גדולה של אנרגיה. בעוד שבהרכבת שעון יש סדר נדרש של פעולות, זהו אינו תהליך תרמודינמי שכן ניתן להתקדם בו קדימה ואחורה בזמן - פירוק השעון ידרוש סדר דומה של פעולות הפוכות. במובן זה,  הרכבת שעון שונה מיציקת מתכות, תרכובות כימיות רבות, בישול ואפייה, בניית בתים, גידול מזון, תפירת בגדים, הקמת פירמות או קשירת קשרים חברתיים ועוד.  

התאוריה התרמודנימית רומזת על אפשרות של קשר בין כמות הזמן שעומדת לרשותנו, ההספק (הקצב בו מבוצעת עבודה מועילה) ויעילות אנרגטית. במהירות אפסית תתבצע אפס עבודה מועילה ביעילות האנרגטית המקסימלית. במהירות מקסימלית גם לא תתבצע כל עבודה בגלל שכל האנרגיה הפוטנציאלית (אקסרגיה) הופכת לאנרגיה ללא יכולת ניצול תוך השוואת פוטנציאלים. אי-שם באמצע - ימצא ההספק המקסימלי, שתמיד אינו נמצא בניצולת האנרגטית המקסימלית או במהירות המקסימלית. הבחנה זו, שבוצעה על ידי אלפרד לוטקה, והאווארד ת. אודום, פותחה לעקרון ההספק המקסימלי, אם כי לא ברורות לי ההשלכות שלו די הצורך.  

התאוריה התרמודנימית רומזת על אפשרות של קשר בין כמות הזמן שעומדת לרשותנו, ההספק (הקצב בו מבוצעת עבודה מועילה) ויעילות אנרגטית. במהירות אפסית תתבצע אפס עבודה מועילה ביעילות האנרגטית המקסימלית. במהירות מקסימלית גם לא תתבצע כל עבודה בגלל שכל האנרגיה הפוטנציאלית (אקסרגיה) הופכת לאנרגיה ללא יכולת ניצול תוך השוואת פוטנציאלים. אי-שם באמצע - ימצא ההספק המקסימלי, שתמיד אינו נמצא בניצולת האנרגטית המקסימלית או במהירות המקסימלית. הבחנה זו, שבוצעה על ידי אלפרד לוטקה, והאווארד ת. אודום, פותחה לעקרון ההספק המקסימלי, אם כי לא ברורות לי ההשלכות שלו די הצורך.  

החיבור בין רעיון התלות בין שלבים (כמו בהרכבת שעון) לבין תהליכים תרמודינמיים (שאינם חייבים להיות בתוך תהליכי שלבים - כמו לדוגמה ערבוב שני נוזלים בבריכה) קשור איכשהו ברעיונות של מורכבות ושל התפתחות. בהיבט כלשהו, שעון עובד הוא יותר "מסודר" או יותר "מורכב" מהתרכובות הטהורות של ברזל, נחושת וניקל שנדרשות כדי להכיל אתו. ניתן להגיד שהוא יכול לבצע תפקודים שערימות המתכות אינן יכולות לבצע, וכי כדי לבצע תפקוד זה עליו להיות במצב מסויים ("שעון עובד") ולהיות בתוך "נישה" מסויימת (לא במים, לא בתוך תנור יציקה וכו'). במובן אחר, אובייקטיבי יותר, השעון יכול להמצא ביותר מצבים מוגדרים שבהם יש סדר פנימי שונה של חלקים בתוכו. עוד במובן אובייקטיבי, עצם מורכב או "מתקדם" יותר יסבול מאובדן תפקוד רב יותר בעקבות הפרעה או בעקבות סדר פעולות של פירוק והרכבה מחודשת בצורה אקראית. חיתוך ערימת גרגרי חול או ערמית מטילי מתכת לשניים ואז חיבור מחדש יתן לנו מבל בחינה מעשית את אותה ערימה לעומת זאת קשה להגיד דבר דומה על שעון או על מכונה, בעל חיים, בית, מכשיר או צמח. דבר זה רומז לנו שהרעיון של "הון" - אותו דבר שנמדד רק במדד כמותי, ושבו גריעה של 5% והוספה של 5% מובילים לאותו מצב קודם, אינו מושג מוצלח במיוחד במסגרת מחשבה שמנסה לחשוב על ייצור במערכות שהזכרנו.  

החיבור בין רעיון של תהליך סדרתי (כמו בהרכבת שעון) לבין תהליך תרמודינמי (שאינם חייבים להיות בתוך תהליך סדרתי- כמו לדוגמה ערבוב שני נוזלים בבריכה) קשור איכשהו ברעיונות של מורכבות ושל התפתחות. בהיבט כלשהו, שעון עובד הוא יותר "מסודר" או יותר "מורכב" מהתרכובות הטהורות של ברזל, נחושת וניקל שנדרשות כדי להכיל אתו. ניתן להגיד שהוא יכול לבצע תפקודים שערימות המתכות אינן יכולות לבצע, וכי כדי לבצע תפקוד זה עליו להיות במצב מסויים ("שעון עובד") ולהיות בתוך "נישה" מסויימת (לא במים, לא בתוך תנור יציקה וכו'). במובן אחר, אובייקטיבי יותר, השעון יכול להמצא ביותר מצבים מוגדרים שבהם יש סדר פנימי שונה של חלקים בתוכו. עוד במובן אובייקטיבי, עצם מורכב או "מתקדם" יותר יסבול מאובדן תפקוד רב יותר בעקבות הפרעה או בעקבות סדר פעולות של פירוק והרכבה מחודשת בצורה אקראית. חיתוך ערימת גרגרי חול או ערמית מטילי מתכת לשניים ואז חיבור מחדש יתן לנו מבל בחינה מעשית את אותה ערימה לעומת זאת קשה להגיד דבר דומה על שעון או על מכונה, בעל חיים, בית, מכשיר או צמח. דבר זה רומז לנו שהרעיון של "הון" - אותו דבר שנמדד רק במדד כמותי, ושבו גריעה של 5% והוספה של 5% מובילים לאותו מצב קודם, אינו מושג מוצלח במיוחד במסגרת מחשבה שמנסה לחשוב על ייצור במערכות שהזכרנו.  

מהצד השני, למתכות הטהורות יש פוטנציאל מימוש גבוה יותר מהשעון (הן יכולות להפוך גם לקומקומים או לחלקי מצלמות).

מהצד השני, למתכות הטהורות יש פוטנציאל מימוש גבוה יותר מהשעון (הן יכולות להפוך גם לקומקומים או לחלקי מצלמות).