Міністерство освіти і науки України.

Національна гірнича академія України.

Кафедра технології

гірничого машинобудування.

Теорія технічних систем.

(конспект лекцій).

Укладач: доц., к.т.н. Холоша В.I.

Дніпропетровськ.

2000

Змiст

1. Вступ.
2. Теорія технічних систем.
3. Еволюція технічних систем.
4. Основні поняття і визначення.
5. Технічний процес.
6. Технічна система.
7. Системи перетворень технічної системи.
8. Класифікація технічних систем.
9. Властивості технічних систем.
10. Етапи створення технічних систем.
11. Проектування технічних систем.
12. Основні задачі проектування технічних систем.
13. Уявлення та оцiнювання технічних систем.
14. Спеціальні теорії технічних систем.
15. Застосування теорії технічних систем.
16. Література.

1. Вступ.

Створення об'єктів сучасної техніки - це складний, багатогранний і многоэтапний процес пошуку, прийняття і реалізації в натурних зразках на основі відповідних теорій усієї необхідної сукупності організаційних, проектно-конструкторських, виробничо-технологічних, эксплуатацiйних і інших рішень по розробці, виробництву, експлуатації і цільового застосування нових або удосконалених об'єктів.

Під терміном “теорія” (від грецького theoria - розгляд, дослідження) розуміється “…система узагальненого знання, пояснення тих або інших сторін дійсності”. Вона являє собою “...вищу, саму розвиту форму організації наукового знання, що дає цілісне уявлення про закономірності й істотні зв'язки визначен областi дійсності - об'єкта даної теорії”.

До кожної теорії подаються ряд вимог. Зокрема, теорія, що узагальнює практичний досвід, повинна пояснювати факти, взяті в їх сукупності, відкривати в емпіричному матеріалі дію відповідних законів, звести ці закони в єдину систему. При цьому “...роль теорії не обмежується узагальненням досвіду практичної діяльності і перенесенням його на нові ситуації, а пов'язана з творчою переробкою цього досвіду, завдяки чому теорія відчиняє нові перспективи перед практикою, розширює її обрії”.

Для забезпечення необхідної пояснюючо-передбачуваної результативності будь-яка теорія повинна використовувати засiб чотирьох рівнів структури побудови наукового пізнання, що охоплюють відповідно до роботи як вищі, абстрактні рівні, що включають філолофсько-світоглядні установки і випливають із них междисциплiнарнi, загальнонаукові концепції у виді різноманітного роду підходів, що утворять точку зору для вивчення об'єктів, так і нижчі, конкретні рівні, що включають предметні методики і побудовану на них технiку проведення досліджень.

Теорія може мати різноманітний ступінь спільності: чим вище цей ступінь, тим ближче дана теорія до філософії. Проте теорія неспроможна, якщо вона будується на використанні тільки філософського методу і суспільного підходу, без органічного ув'язування їх із конкретною практичною областю застосування, без належноі предметної інтепретаціі.

Загальна теорія створення технічних об'єктів повинна включати в собі дві складові частини, що взаїмодоповнюють змістовну і формальну, мал.1.1, формовані відповідно зазначеними раніше вищими і нижчими рівнями структури побудови методології наукового пізнання.

Змістовна частина охоплює філософські принципи і загальнонауковий підхід до цих об'єктів і пов'язаними із ними суміжними об'єктами, чинниками, явищами та процесами; метод розуміння дійсності та її трактування, що у сукупності утворюють концепцію, вихідний базис теорії, а також виведене з нього по визначених логічних правилах утримання основних визначень і категорій, законів і закономірностей, принципів і засобів рішення відповідних, нижче перерахованих задач, що формують методологію даної теорії.

Формальна частина охоплює визначені її методологією робочї методики, що описують порядок і техніку виконання процедур, застосовуваних при рішенні характерних інженерних прикладних задач із використанням відповідних логіко-математичних правил, різноманітного роду прийомівта алгоритмів.

Якщо змістовна частина несе в собі основну точку зору й ідею, концептуальний підхід і сутність загальної теорії створення технічних об'єктів, визначаючи її практичну результативність, цінність, то формальна частина більш глибоко, строго і конкретно розкриває змістовну частину, доводячи її до рівня практичної реалізації.

Мал.1.1. Структура побудови загальної теорії

створення сучасної техніки.

Загальна теорія створення технічних об'єктів удосконалюється разом з розвитком техніки, що ставить перед нею нові задачі, і виступає в ролі рушійного чинника удосконалювання теорії.

Розробка загальної теорії створення сучасної техніки, що відповідає сьогоднішнім запитам, є складною науково-технічною проблемою.

Проблематичність розробки загальної теорії створення сучасної техніки, зокрема, у машинобудуванні, визначається тим, що всі об'єкти, умови і чинники, що формують процеси їх розробки, виробництва, експлуатації і цільового застосування, характеризується багатогранністю, масштабністю, складністю, багатоваріантністью, мінливістю в часі і недостатньої певності, наявністю суб'єктивних елементів, і як слідство, слабкою формалізуємістью.

У типових ситуаціях, що складаються при створенні нових технічних об'єктів у машинобудуванні, у даний час на основі раніше використаних, традиційних методів не можло не тільки об'єктивно і своєчасно “зважити” усі можливі варіанти реалізації, як правило, дуже високих і суперечливих вимог до них, але і визначити менш прийнятний варіант схемної побудови і конструктивного виконання, технології виготовлення, засобів експлуатації і застосування.

Подібно тому як біля 500 років тому нелегко було розглядати в рамках єдиного поняття “художній твір” скульптуру і літературні твори, у даний час поки важко знайти точне узагальнуюче визначення для технічних засобів. Справа не тільки в розходженні різноманітних форм, функцій і ступеня складності, але й у розходженні принципів їх дії, використованих для досягнення необхідних результатів. Хоча багато термінів використовуються в деяких галузях техніки вже давно, їх зміст визначається в основному інтуїтивно.

Можливі два підходи до проблеми визначення технічного засобу “абстрактної машини”. Перший складається в перерахуванні всіх елементів, що входять до складу машини (наприклад: привід, передавальний механізм, колінчатий вал, , болти та інше). Другий підхід полягає в пошуку нового вираження, що узагальнює, або терміна. В останньому випадку основна увага при описі технічного засобу буде приділятися його системним властивостям.

Виходячи з поняття системи, ми можемо провести поділ систем на класи, наприклад, як показано на мал.1.2. - за принципом походження систем.

Мал.1.2. Поділ систем по їхньому походженню.

З цієї схеми поняття системи яснішає, тому що в ній окремі елементи структури визначаються на підставі звичайної класифікації галузей знань. Наша задача полягає в класифікації технічних систем. Класи, подані в даній схемі, відповідають відомим галузям техніки - машинобудування, електротехніка, будівництво то що. Такий підхід не дає точного визначення поняття “технічний засіб”, тому що у відповідності зі схемою його можна трактувати і як об'єкт машинобудування, і як об'єкт електротехніки. Упорядкування систем відповідно до принципів їхньої дії - механічним, електричним, гідравлічним та іншим - також не дозволяє уніфікувати властивості й однозначно визначити класи елементів систем, тому що в даний час вже існують гібридні системи.

Все сказане вище призводить до того, що для позначення “абстрактної машини” доцільно використовувати термін “технічна система”. У зв'язку з цим курс лекцій називається “Теорія технічних систем”.