2 Функциональный анализ технических объектов

Объект является системой, если его можно представить в виде упорядоченного множества взаимосвязанных элементов, формирующих его структуру и удовлетворяющих принципу целостности. Принцип целостности обуславливает получение объекта из элементов при условии их предварительного упорядочения и интеграции связей между ними.

Функциональный анализ ориентирует исследователя на изучение поведения и условий самосохранения объекта под воздействием окружающей среды, что приводит к потребности расширения рамок анализируемой системы.

Целостность системного подхода при функциональном анализе ТО характеризуется следующими чертами:

-описание и анализ элементов объекта проводят с учетом его функций и взаимосвязей с другими элементами объекта применительно к условиям его изготовления или использования.

-описание и анализ элементов объекта проводят с выделением, как минимум, двух уровней системы, имеющих непосредственное иерархическое соподчинение.

При изучении параметров ТО, которое необходимо усовершенствовать (прототип), в первую очередь уточняют следующее:

• какие функции выполняет каждый элемент ТО и как элементы функционально связаны между собой;

• какие физические операции выполняет каждый элемент и как они взаимосвязаны между собой;

• какие физико-химические эффекты реализует каждый элемент ТО при его изготовлении или эксплуатации и как эффекты взаимосвязаны между собой.

Такой анализ позволяет составить четкое и полное представление об устройстве ТО с функциональной и физической точек зрения, что позволяет провести эффективный поиск нового ТР.

2.1 Описание функциональной структуры технического

объекта

2.1.1 Построение функциональной структуры технического

объекта

Построение ФС основывается на законе соответствия между функцией и структурой ТО.

В основу анализа ТО и построения ФС положен принцип выделения и рассмотрения структур двухуровневой иерархии, при этом рассматриваемый ТО представляет верхний уровень (огнеупорная футеровка печи), а выделяемые функциональные элементы – нижний (огнеупорное изделие).

На следующем этапе рассмотрения элемент нижнего уровня рассматривают как самостоятельный ТО (огнеупорное изделие), который также можно разделить на функциональные элементы (зерна, связка, поры). Двухуровневые системы могут быть использованы как модули при синтезе более общих многоуровневых систем (футеровка –огнеупорное изделие – элементы микроструктуры – элементы фаз и т. д.). Глубина многоуровневого разделения ТО на элементы определяется характером поставленной задачи. Предельное разделение ТО на элементы осуществляют до выделения неделимых элементов – с минимальным числом функций, обеспечивающих работу других элементов ТО или ТО в целом, при дальнейшем делении которых появляются элементы без самостоятельных функций или с одинаковыми функциями. Примерами неделимых элементов на различных уровнях описания ТО могут являться зерна порошка для получения шихты, отдельные изделия для создания конструкции и т.д.

Среди выделяемых элементов при анализе ТО особое внимание уделяют главным элементам, имеющим следующие свойства:

• функция главных элементов, как правило, совпадает с функцией ТО,

• внешние факторы для главных элементов, как правило, совпадают с объектами, на которые направлено действие ТО.

Результаты разделения ТО на элементы и описание их функций оформляют в виде таблицы анализа функций ТО (табл. 2).

Таблица 2

Обозначение элементов	Наименование элементов	Описание функций	Критерии
Главный	Кластер наноразмерных зерен муллита	Сопротивление факторам внешнего воздействия	Тугоплавкость, механическая прочность,
Второстепенный	Аморфные включения (стеклофаза)	Заполнение кластера	Содержание, распределение по объему
Сопутствующий	Газовые включения (поры)	Формирование поровой структуры	Газопроницаемость