Тема 11. Анализ технических систем (технических объектов – то)

§11.1. Формализованное описание то

Каждый ТО может быть представлен описаниями, имеющими иерархическую соподчинённость. Этим описаниям свойственны две особенности:

• каждое последующее описание более детально, чем предыдущее;

• каждое последующее описание включает в себя предыдущее.

Вот эти описания (см. рисунок):

• потребность или функция ТО;

• техническая функция (ТФ);

• функциональная структура (ФС);

• физический принцип действия (ФПД);

• техническое решение (ТР);

• проект.

Рассмотрим подробнее эти описания.

§11.1.1. Потребность или функция

Это общепринятое и краткое описание на естественном языке самого ТО или цели его создания. При описании потребности отвечают на вопрос: «Какой результат надо получить и каким особым условиям и ограничениям при этом надо удовлетворить?».

Формализованное описание потребности Р представляется в виде тройки Р = (D,G,H), где D – действие, производимое ТО и приводящее к желаемому результату;

G – объект, на который направлено действие;

H – условия и ограничения, при которых выполняется действие.

Наимнование ТО	D	G	H
Светильник	освещение (освещает)	помещение	-
Мельница	размалывание (размалывает)	зерно	на муку
Грузовик	перевозка (перевозит)	грузы	по дороге

Примеры описания потребности. С потребностью связана функция ТО, понятия потребности и функции ТО практически тождественны. Разница в том, что потребность связана с человеком, поставившим задачу, а тождественная потребности функция связана с техническим объектом, выполняющим задачу.

§11.1.2. Техническая функция

Формализованное описание ТФ представляет собой двойку F = (P,Q),

где P – удовлетворяемая потребность, Q – физическая операция.

Формализованное описание физической операции (ФО) представляет собой трёхкомпонентный вектор

Q = (A_T, E, C_T), или (A_T  E  C_T), где

A_T, C_T –входной и выходной потоки вещества, энергии или сигналов,

Е – обозначает действие, производимое над входным потоком, которое превращает A_T в C_T, так называемая операция Коллера. Р. Коллер предложил 12 пар операций, которые позволяют описывать ФО любого ТО независимо от их физического принципа действия. Примеры некоторых операций Коллера приведены в таблице.

	Прямая операция	Обратная операция
1	Излучение	Поглощение
2	Проводимость	Изолирование
3	Сбор	Рассеяние
4	Увеличение	Уменьшение
5	Соединение	Разъединение
6	Связь	Прерывание
7	Преобразование	Обратное преобразование

Описание физической операции отвечает на вопрос: «Что – как – во что преобразуется с помощью данного ТО?» Таким образом, с помощью физической операции описываются вход, действие и выход ТО.

Пример. 1) В прокатном стане на входе такого потока есть стальные заготовки сечением 200х200 мм, а на выходе – стальная лента толщиной 1 мм, шириной 2 метра.

2. В гидроэлектростанции на входе – поток воды с напором 20 м и расходом 150 м³/с, а на выходе – электрический ток напряжением 380 В и частотой 50 Гц.