Введение

Техника (от греческого слова techne – искусство, мастерство) – это совокупность средств человеческой деятельности, созданных для осуществления процессов производства и удовлетворения непроизводственных потребностей общества. К технике относят все многообразие создаваемых комплексов и изделий, машин и механизмов, производственных зданий и сооружений, приборов и агрегатов, инструментов и коммуникаций, устройств и приспособлений.

Термин «система» (от греческого systema – целое, составленное из частей) имеет широкий диапазон значений. В науке и технике система – множество элементов, понятий, норм с отношениями и связями между ними, образующих некоторую целостность. Под элементом системы понимают часть её, предназначенную для выполнения определённых функций и неделимую на части на данном уровне рассмотрения.

В данной работе рассматривается часть технических систем – транспортные и технологические машины. Основное внимание уделено автомобилям и технологическому автосервисному оборудованию. За весь срок службы затраты на обеспечение их работоспособности в 5 – 8 раз превышают затраты на изготовление. Основой для снижения этих затрат являются закономерности изменения технического состояния машин в процессе эксплуатации. До 25% отказов технических систем вызываются ошибками обслуживающего персонала, а до 90% происшествий на транспорте, в различных энергосистемах являются результатом ошибочных действий людей.

Действия людей, как правило, обоснованы принятыми ими решениями, которые выбираются из нескольких альтернатив на основе собранной и проанализированной информации. Анализ информации производится на основе знания процессов, происходящих при использовании технических систем. Поэтому при подготовке специалистов необходимо изучать закономерности изменения технического состояния машин в процессе эксплуатации и методы обеспечения их работоспособности.

Данная работа подготовлена в соответствии с образовательным стандартом по дисциплине «Основы работоспособности технических систем» для специальности 23100 – Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт). Она также может быть использована студентами специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство» при изучении дисциплины «Техническая эксплуатация автомобилей», специальности 311300 «Механизация сельского хозяйства» по дисциплине «Техническая эксплуатация автотранспортных средств».

1. Основные понятия в области работоспособности технических систем

1.1. Понятие о технических системах

Технические системы постоянно усложняются как по количеству входящих в них элементов, так и по связям меду ними. Решение задач при этом целесообразно вести с использованием системного подхода. Впервые идея системного подхода и анализа была выдвинута Аристотелем (третий век до нашей эры) - учеником Платона и учителем Александра Македонского, предложившим классификацию, построенную на иерархии общего и частичного: вид - род - класс.

В современном понимании система - это совокупность элементов или подсистем, находящихся во взаимодействии и образующих определенную целостность.

Примеры системы различной сложности: холдинговая компания, состоящая из ряда служб, цехов, участков; автомобиль, состоящий из ряда агрегатов и т.д. [96].

Примеры систем и подсистем:

Системы бывают техническими (например, автомобиль), человеко-машинными (автомобиль-водитель), производственно-экономическими (АТП, фирма), социальными (персонал, различные группы населения) и другие.

Элемент системы - это объект, выполняющий определенные функции и не подлежащий дальнейшему расчленению в рамках поставленной перед данной системой задачи.

Например, элементом транспортного предприятия (системы) как перевозчика является автомобиль (подсистема, элемент), который может осуществлять перевозку грузов или пассажиров, что является основной задачей АТП [96].

Дальнейшее расчленение автомобиля на агрегаты для перевозочного процесса бессмысленно, но важно для обеспечения работоспособности автомобиля, то есть организации ТО и ремонта.

Для системы технической эксплуатации важно расчленение автомобиля не только на агрегаты, но и на детали, которые и будут являться первичными элементами.

В соответствии с принципами системного подхода каждый элемент характеризуется входом х_i то есть воздействием на него окружающей среды или других элементов системы, входом у_i то есть преобразованным воздействием данного элемента на окружающую среду или другие элементы системы, и показателями возможного состояния элемента g_k (рис. 1.1). Обычно х_i, у_i и g_k -это интенсивности соответствующих показателей. Примеры таких показателей для различных систем автомобильного транспорта и автомобиля приведены в табл. 1.1.

Рис.1.1. Схема первичного элемента системы

Таблица 1.1

Примеры содержания и соотношения x_i g_k и y_j для различных систем

Вход: xi	Состояние и содержание: gk	Выход: yj
Автотранспортное предприятие (АТП)
Результаты маркетингового анализа: Конкурентная среда Законодательство Экономическое состояние Потребность в перевозках и др.	Размер и структура парка АТП Производственно-техническая база Персонал Система ТО и Р Техническое состояние Производственный процесс и др.	Объемы перевозок Доходы и расходы Прибыль Расширение или сокращение ниши на транспортном рынке и др.
Станция технического обслуживания (СТО)
Потребность в услугах Конкурентная среда Экономическое состояние Законодательство и др.	Пропускная способность и производительность Специализация персонал Оборудование Цены Производственный процесс	Объемы оказываемых услуг Прибыль Удержание, расширение или сокращение ниш на рынке услуг и др.
Коробка передач (КП)
Крутящийся момент и частота вращения первичного вала Мкр1; п1	Передаточные числа Число передач Преобразования Мкр и п	Крутящий момент и частота вращения вторичного вала Мкр2; п2

Функционирование системы в качестве единого целого обеспечивается связями между ее элементами. Связи определяют структуру системы.

В технической и производственной системах связи между элементами, как правило, однозначны и формируются при проектировании и создании системы. Например, конструкция агрегата, планировка АТП или СТО.

В биологических системах связи возникают естественным путем в процессе зарождения и развития организма.

В социальных или экономических системах связи формируются на основе действующих законов и нормативов, плана, складываются стихийно под воздействием рыночного механизма, или сочетания директивных и рыночных воздействий. Связи также периодически меняются.

Выделение системы, то есть отнесение к ней определенного перечня элементов, является необходимой и достаточно сложной задачей, особенно для производственных, экономических и социальных систем.

Элементы (или подсистемы) относятся к данной системе, если они удовлетворяют следующим основным требованиям:

а) имеют общую цель, то есть каждый элемент должен работать и давать свой измеряемый вклад в достижение цели системы.

б) они взаимно дополняют друг друга, то есть без любого элемента система не может эффектно решать стоящих перед ней задач;

в) имеют стабильные организационные, ресурсные и иерархические связи в системе;

Наконец, последнее понятие - это большие системы. Оно достаточно условно и характеризуется одним из следующих признаков или их комбинацией:

1. Иерархичность системы, то есть наличие нескольких уровней в ее структуре. Например: транспортная система - автомобильный транспорт - автотранспортное предприятие - АТП - цех - участок - бригада - исполнитель; автомобиль: агрегат - узел - деталь.

2. Наличие в системе элементов разного происхождения: технических, экономических, социальных. Например, предприятие: автомобили, станки, здания, сооружения (технические элементы); водители, работники, ИТР (социальные элементы), взаимоотношения с клиентурой, банками, производителями техники (организационные и экономические элементы) и другие.

3. Значительное количество подсистем (обычно не менее 7…10).

Работоспособность технических систем является комплексным показателем, характеризующим эффективность их использования. Работоспособность является одним из важных показателей более общего свойства технических систем – их надёжности.