Лекция 6. Место эволюционного синтеза при создании технических систем

При создании технических систем выделяют следующие уровни проектирования: 1) системный

2) структурный

3. логический

4. схемотехнический

5. конструкторско - технологический.

Эволюционный синтез охватывает первые три уровня проектирования. При этом первому (системному) уровню проектиро-вания соответствуют первые три фазы ЭСС. Структурному и логичес-кому уровням проектирования соответствуют 4-7 фазы ЭСС, где производятся основные преобразования, выполненные в процессе структурного синтеза систем.

Далее следуют традиционные этапы изготовления ,испытания и отработки системы :

1. разработка конструкции системы и отдельных подсистем

2. разработка технологии изготовления системы

3. изготовление системы

4. испытания системы

5. опытная эксплуатация системы

6. организация серийного производства системы

7. сбор информации об эксплуатации систем в различных условиях

8. внесение изменений в конструкцию системы

9. определение основных направлений совершенствования системы

10. модернизация системы.

При эволюционном синтезе основные конструктивные модули системы предполагается оставлять серийными ,а число вновь разрабатываемых модулей сводят к минимуму. Необходимость в разработке новых конструктивных модулей возникает только в случае создания систем нового класса и при очень жестких требованиях к показателям их качества.

В этой связи следует отметить тесную взаимосвязь всех этапов проектирования ,разработки и создания систем ,и особую ответственность принятия решений на начальных этапах проектирования.

- 2-

Алгоритмизация формирования структуры системы.

Дерево функций системы представляет декомпозицию основных, дополнительных и вспомогательных функций. В дереве функций его элементы могут выполнять либо элементарные операции (микрофункции), либо совокупность операций (макрофункции).

Эти элементы называют операторами, имеющими направленное воздействие с целью реализации соответствующей макро- или микрофункции. При этом подразумеваются объекты , подлежащие преобразованию , вид и условия выполнения преобразования.

Объектами преобразования являются : вещество (V), энергия (E),и информация (J).

Вид и условия преобразования зависят от объектов преобразования и определяют следующую совокупность операторов :

1) P ( преобразование)

2. М ( хранение , накопление )

3. Т ( транспортирование )

4. С ( РМТ) (управление процессами преобразования, хранения и транспортирования)

1) Совокупность вещественных операторов:

P_V , M_V , T_V , C(P_V , M_V , T_V).

Вещественные операторы описывают процессы в технологических системах, целевым назначением которых является переработка и транспортировка вещества.

Типовыми технологическими операторами переработки являются: смешивание вещества в определенной пропорции, изменение состава и формы вещества в процессе переработки, соединение отдельных компонентов.

2. Совокупность энергетических операторов:

P_E , M_E , T_E , C(P_E , M_E , T_E).

Энергетические операторы отражают реальные процессы, происходящие в энергетических системах. Типовые энергетические операторы: преобразование энергии из одного вида в другой, аккумулирование энергии, передача энергии, энергетический обмен.

3. Совокупность информационных операторов:

P_J , M_J , T_J , C(P_J , M_J , T_J).

Информационные операторы отражают информационные процессы абстрагировано от конкретных вещественных и энергетических носителей и преобразователей энергии. Типовыми операторами систем обработки информации являются: переработка данных, хранение, прием и передача информации, управление информационными процессами.

-3-

Учитывая, что в антропогенных системах вещественные, энергетические и информационные процессы совмещены, существуют понятия комплексных и инверсных операторов.

Комплексный оператор - это оператор, отражающий взаимодействие минимум двух субстанций.

Например: обобщенные (V_i => E_J => J_K) операторы.

Инверсные операторы могут быть использованы как для простых операторов, так и для комплексных.

Например: для простых операторов (V_i => V_J) оператор.

(E_i => E_J) оператор.

Например: изменение структуры вещества при взаимодействии различных полей: намагничивание образца, явление сверх проводимости:

(J_i => V_J) - информационно-вещественный оператор, процессы хранение информации при использовании различных материальных носителей.

(E_J => V_i) - энергетико-вещественный оператор.

-1-