Элемент технической системы как объект анализа

Объектом анализа на этапе проектирования является элемент технической системы, которая разрабатывается исходя из задач, поставленных перед системой. Для широкого класса образцов техники подходы и методы эффективности могут быть показаны на примерах производственных и транспортных систем, так как эти 2 типа систем перекрывают достаточно широкий диапазон ТСист. В качестве простейших примеров в производственных системах может быть рассмотрен станок, а в транспортных – само транспортное средство. Производственные системы рассматриваются с позиции поиска эффективного варианта организации производственного проца на всех уровнях (от единичной операции на станке до создания гибких автоматизированных систем). Для этих систем характерно что каждый компонент действует в системе машин, обеспечивающих выполнение как основных, так и вспомогательных операций. Для простейшей системы – станок, задачей является изготовление детали заданной формы и размеров из заготовки за минимальное время. При этом заготовка является объектом обслуживания, а в качестве анализируемой системы рассматривается комплекс техносредств, включающий станок и элементы его обслуживания. Для более сложной системы – сборочный конвейер, в качестве выбора рациональных значений параметров можно рассмотреть скорость движения конвейера. Задача такой системы – сборка максимального количества агрегатов из комплектующих, которые можно считать и объектом обслуживания. Цель такой системы – приведение объекта обслуживания из состояния «хаоса» в состояние строгой упорядоченности в рамках агрегата. Данная система по сравнению со станком является более сложной так как носит множественный характер действий и групповое использование средств. При поточном производстве необходимо свести воедино, компактно сгруппировать и чётко организовать во времени и пространстве ТСр-ва, позволяющие работать со множеством деталей.

Одной из общих моделей производственных систем считают модель функционирования цеха, выпускающего совершенствуемую продукцию. Для такой системы целью анализа является выбор рациональной структуры взаимосвязей подразделений и служб цеха, которые рассматриваются в качестве объекта обслуживания. Задачей такой системы является выпуск новой продукции в соответствии с последними достижениями. При этом из множества показателей качества выбирается 1. При этом начальное состояние продукции характеризуется совокупностью некоторой документации, а конечное – её материализацией в виде изделия.

Самым сложным прмером производственной системы считают гибкие автоматизированные производственнае системы (ГАПС). Применительно к цеху ГАПС может рассматриваться как элемент единой автоматизированной системы управления производством, либо в качестве интегрированной системы. Включая автоматизированные системы проектирования и технологической подготовки производства. Эта система является наиболее сложной, так как для анализа её эффективности должна быть разработана целая совокупность частных моделей, включающих: модели потоков деталей и структуры подразделений; модели компоновки станков и оборудования; модели управления и взаимной увязки элементов структуры.

Транспортные системы являются самым распространённым видом ТСист. Практически в любой функционирующей системе можно выделить средства, совершающие транспортную операцию. В таких системах транспортировка материальных, энерго, информ или смешанных объектов рассматривается как промежуточный вспомогательный этап, обеспечивающих создание необходимых условий для средств, обслуживающих объект.

В ряде случаев возникает необходимость разработать модель непосредственно транспортной операции. Такая модель является частью модели более высокого уровня. В качестве простейшего примера транспортной операции м. рассмотреть доставку единичного груза заказчику. В этом случае целью является выбор рациональных параметров транспортного средства. Компонентами системы являются начальное положение груза (склад, магазин) и средство погрузки. Само транспортное средство, груз и средств разгрузки, а так же технические средства, влияющие на эффективность доставки (диспетчерская служба). В рассмотренной операции положение объекта обслуживания известно. В общем случае местоположение объекта м.б. либо неизвестно, либо известна ограниченная зона возможного положения объекта.

Примером такой транспортной операции является доставка груза воздушно - транспортным на дрейфующую станцию, или другой подвижный объект. Здесь выделяют 2 компонента: воспринимающий – место, куда должен быть доставлен груз, и реагирующий – сигнальное средство, помогающее воздушному транспорту определить положение объекта. В состав такой системы входят ангар, взлётно-посадочные полосы, диспетчеры, метеослужба, ремонтная и заправочная служба.

В качестве примера множественной транспортной операции можно рассмотреть задачу снабжения продукцией удалённых районов. В этом случае объектом обслуживания является совокупность магазинов – потребителей, а в роли средств системы выступают производители продукции, вид транспорта, обеспечивающего доставку в заданный район, а так же плановые, диспетчерские и ремонтные службы. Наиболее общим примером транспортных систем является система охраны природных ресурсов, в которую входят средства наблюдения и транспортные средства. Функционирование такой системы связано с обслуживанием множества подвижных объектов в самых различных условиях. В качестве объекта обслуживания могут рассматриваться любые элементы флоры и фауны заданного района, а в качестве показателя эффективности – вероятность сохранения исходного (неповреждённого) состояния. Основной особенностью такой системы является её функционирование в условиях первой группы (β) – направленного активного противодействия. В ранее рассмотренных примерах присутствовали условия второй группы (u) – природа, которые носили пассивный характер. В данной системе чел (браконьер) является условием, которая целенаправленно снижает эффективность системы. Наиболее распространённым и сложным примером транспортной системы является система с использованием летательных аппаратов (ЛА). К числу основных групп задач, решаемых с помощью ЛА, отн

Водная

Назменая

Воздушная

осят доставку грузов в заданный район, наблюдение за объектами, научные исследования, спец задачи. Доставка грузов осуществляется с целью снабжения ТСр-ми в труднодоступных районах, доставка корреспонденции, тушение лесных пожаров, оказания срочной медпомощи. Наблюдение за объектами проводят с целью разведки полезных ископаемых, контроля состава атмосферы, наблюдения за лесными пожарами. Научные исследования проводят для изучения природных явлений, освоения космоса и океана, а так же для улучшения непосредственных аэродинамических характеристик данного ЛА. ЛА спец назначения выполняют задачи метеорологического обеспечения, поисково-спасательные, к

Обраб давлением

лазерная

механическая

онтроль границ государства.

См рис. В тетради

В рассматриваемых системах выделяет действующие и обеспечивающие звенья. действующее звено: 1-средство базирования (станина и транспортное средство)

2 – средство доставки (шпиндель, пила, ракета)

3 – средство обслуживания объекта (резец, полезная нагрузка)

Обеспечивающее звено:

4 – средство приёма инфы (носитель, средство обнаружения)

5 – пункт управления (коробка скоростей, командный пункт)

6 – объект обслуживания (заготовка, грозовой фронт)

Для каждой рассмотренной системы выделяют компоненты различного иерархического уровня. В качестве таких компонентов выделяют:

Подпрограмма – часть общей программы создания разнообразных технических систем определённого назначения.

Техническая система – совокупность функционально связанных компонентов, сооружений и средств обеспечения, объединённых для самостоятельного выполнения задач.

Комплекс – совокупность элементов и комплектующих изделий, объединённых общим конструктивным и схемным решением и предназначенных для решения задачи как самостоятельно,, так и в составе системы (поточная линия, план на средстве базирования).

Элемент – совокупность сборочных единиц объединённых общим конструктивным и схемным решением и предназначенных для выполнения объединённых системных функций в составе системы или комплекса (станок, самолёт)

Агрегат – составная часть проектируемого элемента системы, не выполняющая без соединения с другими сборочными единицами самостоятельной целевой функции.(коробка скоростей, двигатель ЛА)

Узел – составная часть агрегата, объединяющая несколько деталей и имеющая частное техническое обозначение (узел крепления резца, крыла)

Деталь – составная часть конструкции, изготовленная без операций сборки.

Перечисленные уровни компонентов связаны между собой:

п одпрограмма

Т С

К омплекс

э лемент

Агрегат

узел

деталь

Степень взаимосвязи определяется толщиной стрелок. Очевидно, что в первую очередь должны учитываться связи между элементами ближайших иерархических уровней. На примере элемента – это комплекс и агрегат.