2.4. Модели технического объекта [2]

Для оценки соответствия требования и выбора лучшего варианта ТС используют три типа моделей и соответственно три способа и средства моделирования.

1.Мысленные или интуитивные модели. Их реализует человек (эксперт), который на основе имеющихся знаний и опыта проводит мысленно эксперименты с ТО с целью выявить его соответствие требованиям или выбрать из двух вариантов наилучший по определенному показателю (критерию) качества.

Например, глядя на чертежи двух различающихся конструкций путепроводов, эксперт может ответить на вопросы: выдержат ли они задаваемую нагрузку или нет; у какой конструкции меньше трудоемкость или расход бетона и т. д.

2. Математические модели. Они позволяют оценить требования и критерии качества с помощью расчетных формул, систем уравнений, алгоритмов и т. п. Для случая с путепроводом на основании формул и уравнений строительной техники и сопротивления материалов можно вычислить разрушающую и допустимые нагрузки. Используя формулы определения объектов тел, можно определить расход бетона, а с помощью специальной методики (алгоритма) – трудоемкость их строительства.

3.Физические модели. С их помощью можно оценить требования и критерии качества путем реализации и испытания самого ТО или его уменьшенных (иногда увеличенных) и часто упрощенных образцов. Так, построенный путепровод можно подвергнуть испытанию заданной нагрузкой, при строительстве можно провести хронометраж и точно определить трудоемкость изготовления. В табл. 1.5 приведена относительная оценка различных способов моделирования ТО.

Таблица 1.5.

Относительная оценка различных способов моделирования ТО.

Показатели	Модели
	Мысленные	Математические	Физические
Точность оценки требований	Низкая	Средняя (высокая)	Высокая
Временные затраты на оценку требований	Малые	Средние (малые)	Большие
Стоимость оценки	Низкая	Средняя	Высокая
Требованный вид задач	Выбор ФО, ФС, ФПД, ТР	Выбор ТР, параметров	Выбор ТР, параметров

1.5. Окружающая среда технического объекта

Каждый ТО находится в определенном взаимодействии с окружающей средой. Для конкретного ТО в качестве окружающей среды могут выступать его надсистема, объекты неживой и живой природы и другие ТО, которые находятся в функциональном или вынужденном взаимодействии с рассматриваемым ТО и оказывают заметное влияние на его проектно – конструкторское решение.

Взаимодействие ТО может проходить по нескольким каналам связи, которые легко разделить на две группы. Первая группа включает потоки вещества, энергии и сигналов, передаваемые от окружающей среды к техническому объекту:

А_т – функционально - обусловленные входные воздействия (входные потоки физической операции ФО); А_в – вынужденные входные воздействия (температура, влажность, пыль, насекомые и др.). Вторая группа – это потоки, которые передаются от рассматриваемого ТО окружающей среде:

С_т – функционально обусловленные выходные воздействия (выходные потоки физической операции в ФО); С_в – вынужденные выходные воздействия (загрязнение воды, земли, воздуха, токи СВЧ и т. д.). В табл. 1.6 и рис. 1.5 приведены примеры главных элементов и объектов окружающей среды (ОС).

Пример. Имеем трубопровод, проложенный в земле. Здесь: А_в – грунт, окружающий трубопровод; А_{т –} жидкость, входящая в трубопровод; С_т – жидкость, вытекающая из трубопровода; С_в – загрязнение водоема, в который производится сброс сточных вод из трубопровода; ТО технический объект

Рис. 1.5. Взаимодействие технического объекта с окружающей средой:

А_т – функции, обусловленные входными воздействиями ( входящие потоки физических операций). А_в – вынужденные входные воздействия. С_т – функционально обусловленные выходные воздействия (выходные потоки в физической операции). С_в – вынужденные выходные воздействия.

Таблица 1.6

Примеры главных элементов и объектов окружающей среды (ОС)

Наименование ТО	Объекты ОС	Главные элементы Е0	Функция главных элементов, совпадающая с ТО
Ручка для письма	Бумага	Перо или шариковый узел	Образует на бумаге непрерывный видимый след произвольной формы
Экскаватор	Грунт	Ковш	Зачерпывает, транспортирует от забоя до отвала и выгружает грунт
Лампа накаливания	Окружающие объекты	Нить накаливания	Освещает окружающие объекты