Tehnički sistemi i njihove komponente. Vrste tehničkih sistema

Opis tehničkih sistema

Kriterijumi za izradu tehničkih objekata

Pojam tehničkih objekata, tehničkih sistema i tehnologija

Kreativna inventivna aktivnost osobe najčešće se manifestuje u razvoju novih, naprednijih u dizajnu i najefikasnijih u radu. tehničkih objekata(TO) i tehnologije njihovu proizvodnju.

U zvaničnoj patentnoj literaturi, termini "tehnički objekat" i "tehnologija" dobili su nazive "uređaj" i "metoda".

Riječ "objekat" označava ono s čime osoba (subjekt) komunicira u svojoj kognitivnoj ili predmetno-praktičnoj aktivnosti (kompjuter, mlin za kafu, pila, automobil, itd.).

Riječ "tehnički" znači da ne govorimo ni o kakvim uslovnim ili apstraktnim objektima, odnosno " tehničkih objekata».

Tehnički objekti se koriste za: 1) uticaj na predmete rada (metal, drvo, naftu, itd.) prilikom stvaranja bogatstva; 2) prijem, prijenos i pretvaranje energije; 3) proučavanje zakonitosti razvoja prirode i društva; 4) prikupljanje, pohranjivanje, obrada i prijenos informacija; 5) kontrola procesa; 6) stvaranje materijala sa unaprijed određenim svojstvima; 7) kretanje i komunikacije; 8) Usluge domaćinstva i kulture; 9) osiguranje odbrambene sposobnosti zemlje itd.

Tehnički objekat je širok pojam. Ovo je svemirski brod i pegla, kompjuter i cipela, TV toranj i baštenska lopata. Postoji elementarno održavanje, koji se sastoji od samo jednog materijalnog (konstruktivnog) elementa. Na primjer, bučica od lijevanog željeza, žlica, metalna podloška.

Zajedno sa pojmom „tehnički objekat“, u širokoj je upotrebi i termin „tehnički sistem“.

Tehnički sistem (TS) - to je određeni skup elemenata poređanih između sebe, namijenjenih zadovoljavanju određenih potreba, obavljanju određenih korisnih funkcija.

Svaki tehnički sistem sastoji se od niza strukturnih elemenata (veza, blokova, sklopova, sklopova), nazvanih podsistemi, čiji broj može biti jednak N. Istovremeno, većina tehničkih sistema ima i supersisteme - tehničke objekte višeg nivoa. strukturnom nivou, u koji su uključeni kao funkcionalni elementi. Supersistem može uključivati od dva do M tehničkih sistema (slika 2.1.).

Tehnički objekti (sistemi) obavljaju određene funkcije (operacije) za transformaciju materije (predmeti žive i nežive prirode), energije ili informacijskih signala. Ispod tehnologije označava metodu, metodu ili program za pretvaranje materije, energije ili informacijskih signala iz datog početnog stanja u dato konačno stanje uz pomoć odgovarajućih tehničkih sistema.

Bilo koja TO je u određenoj interakciji sa okolinom. Interakcija TO sa okolnim živim i neživim okruženjem može se odvijati kroz različite kanale komunikacije, koje je preporučljivo podijeliti na dvije grupe(Sl. 2.2.).

Prva grupa uključuje tokove materije, energije i informacijskih signala koji se prenose iz okoline u TO, druga grupa - tokovi koji se prenose iz TO u okolinu.

A t – funkcionalno uslovljene (ili kontrolne) ulazne akcije, ulazni tokovi u realne fizičke operacije;

I u - prisilni (ili uznemirujući) ulazni uticaji: temperatura, vlažnost, prašina, itd.;

C t - funkcionalno determinisani (ili regulisani, kontrolisani) izlazni uticaji, izlazni tokovi fizičkih operacija realizovanih u objektu;

C - prisilna (ometajuća) izlazna dejstva u vidu elektromagnetnih polja, zagađenja vode, atmosfere itd.

Kriterijumi razvoja TO su najvažniji kriterijumi (indikatori) kvaliteta i stoga se koriste u proceni kvaliteta TO.

Uloga razvojnih kriterijuma je posebno velika u razvoju novih proizvoda, kada dizajneri i pronalazači u svojim traganjima nastoje da nadmaše nivo najboljih svetskih dostignuća, ili kada preduzeća žele da kupe gotove proizvode ovog nivoa. Za rješavanje takvih problema, razvojni kriteriji igraju ulogu kompasa, ukazujući na smjer progresivnog razvoja proizvoda i tehnologija.

Bilo koja TO ima ne jedan, već nekoliko razvojnih kriterija, stoga pri razvoju TO svake nove generacije nastoje da poboljšaju neke kriterije što je više moguće, a da pritom ne pogoršaju druge.

Ceo skup kriterijuma za razvoj TO se obično deli u četiri klase (slika 3.3.):

· funkcionalan, karakteriziranje pokazatelja implementacije funkcije objekta;

· tehnološke, odražavajući mogućnost i složenost proizvodnje TO;

· ekonomski, kojima se utvrđuje ekonomska izvodljivost implementacije funkcije uz pomoć razmatrane TO;

· antropološki povezano s procjenom utjecaja negativnih i pozitivnih faktora iz TO-a koje je stvorio na osobu.

Jedinstveni kriterijum ne može u potpunosti okarakterisati ni efikasnost TO koja se razvija, ni efektivnost procesa njenog stvaranja. Na osnovu toga, pri započinjanju kreiranja novog TO-a, programeri formiraju skup kriterijuma (indikatora kvaliteta) kako za tehnički objekat, tako i za proces njegovog kreiranja. Procedura za odabir kriterijuma i prepoznavanje stepena važnosti se zove strategija selekcije.

Istovremeno, skup kriterija regulira GOST. Indikatori kvaliteta podijeljeni u 10 grupa:

1. destinacija;

2. pouzdanost;

3. ekonomično korišćenje materijala i energije;

4. ergonomski i estetski pokazatelji;

5. pokazatelji obradivosti;

6. indikatori standardizacije;

7. pokazatelji ujedinjenja;

8. sigurnosni učinak;

9. patentni i pravni pokazatelji;

10. ekonomski pokazatelji.

Svaki tehnički objekat (sistem) može biti predstavljen opisima koji imaju hijerarhijsku podređenost.

Potreba (funkcija ).

Ispod potreba podrazumijeva se kao želja osobe da dobije određeni rezultat u procesu transformacije, transporta ili skladištenja materije, energije, informacija. Opisi R potreba treba da sadrže sljedeće informacije:

D - o radnji koja vodi do zadovoljenja potrebe interesa;

G - o objektu ili subjektu tehnološke obrade na koji je usmjerena radnja D;

N - o postojanju uslova ili ograničenja pod kojima se ova radnja sprovodi.

U procesu rada tehnički sistemi transformišu energiju i informacije, svojstva i stanje materije. U zavisnosti od namene i principa rada sistemi se dele na mašine, uređaje i uređaje. U slučajevima kada je teško utvrditi pripadnost sistema, koristi se koncept uređaja ili kompleksa, kao što je uređaj za upravljanje, prostorni kompleks itd.

Tehnički sistemi dizajnirani za dobijanje ili pretvaranje mehaničke energije klasifikuju se kao mašine. Oni se zasnivaju na mehanizmima, tj. sistemi pokretno međusobno povezanih dodirujućih čvrstih tijela-karike koje vrše određena mehanička kretanja. Dakle, automobili uključuju automobil (automobil na točkovima), helikopter (automobil sa oštricama) itd. Eksterno različite mašine mogu sadržavati slične ili slične mehanizme. Glavni funkcionalni dijelovi mašine prikazani su na sl. 9.

Rice. 9. Mašina i njeni glavni funkcionalni dijelovi

Tehnički sistemi dizajnirani da primaju ili pretvaraju druge vrste energije nazivaju se aparatima. Njihovi primjeri su TV (televizor koji pretvara elektromagnetne signale u vizuelno-zvučne informacije), telefon (telefonski aparat koji vrši međusobnu konverziju zvučnih i električnih signala), kamera, raketa (svemirski brod), reaktor (a nuklearni ili hemijski reaktor koji mijenja svojstvo reakcija i/ili agregatno stanje) itd.

Tehnički pomoćni sistemi (upravljanje, upravljanje, merenje, regulacija) se klasifikuju kao uređaji. Ovisno o principu rada dijele se na mehaničke (žiroskop i dr.), električne (voltmetar i dr.), optičke (mikroskop i dr.) itd., kao i uređaje kombiniranog djelovanja (optičko-elektronski uređaji, itd.).

Obavljanje pomoćnih funkcija od strane mašina može zahtevati uvođenje električnih, optičkih i drugih uređaja u njihov sastav, a mašinskih jedinica i mehaničkih konstrukcija, kao što su, na primer, pogon računara, štapna struktura nosača dalekovoda, u aparata. Razlike u pomoćnim funkcijama za sisteme iste namjene daju im individualnost.

Kao industrijski proizvodi, tehnički sistemi i njihovi elementi, ovisno o prirodi proizvodnje prema GOST 2.101, podijeljeni su u sljedeće vrste:

složeni - dva ili više specificiranih (koji su dijelovi jednog, zajedničkog sistema i uključeni u jednu specifikaciju) proizvoda koji nisu povezani kod proizvođača montažnim operacijama, ali su namijenjeni za obavljanje međusobno povezanih funkcija;

montažna jedinica - proizvod koji se sastoji od zasebnih delova, sklapa se kod proizvođača i može se smatrati samostalnim konačnim proizvodom;

Detalj - proizvod izrađen od materijala koji je homogen po imenu ili marki bez upotrebe montažnih operacija.

Često se koristi koncept montažne jedinice, koja zauzima međupoziciju između dijela i montažne jedinice. Ako montažna jedinica djeluje kao konačni proizvod neke vrste proizvodnje, tada je montažna jedinica uvjetni dio proizvoda koji se privremeno formira tokom njegove montaže (na primjer, vrata automobila, ako kasnije ide na završnu montažu proizvoda ).

Mašine, uređaji i uređaji mogu biti dio složenijih tehničkih sistema, ali, s druge strane, mogu se sastojati i od zasebnih međusobno povezanih dijelova. Skup često korišćenih delova čini elementarnu osnovu predmetne oblasti - mašinstvo, aparatogradnja, instrumentarstvo. Elemente takve baze obično karakterizira uska funkcionalna namjena, u potpunosti ih može razviti jedan stručnjak, ili ih koristi u dizajniranom sistemu u obliku gotovih proizvoda (montažnih jedinica).

Elementi se mogu razlikovati po dizajnu, ali imaju sličnu svrhu. Uobičajeno je kombinirati elemente iste namjene u grupe - otpornike, navojne veze itd. Među elementima izdvajaju se tipični, tj. opšti i često se nalaze u različitim uređajima (razmatrani u opštim tehničkim kursevima), i specijalnim koji imaju specifičnu primenu (izučavaju se na posebnim kursevima, kao što su rotori, šine, lopatice, itd.). Broj tipičnih elemenata je ograničen, ali čitav niz mašina, aparata i instrumenata izgrađen je uglavnom na upotrebi ovih elemenata.

Elementna baza mašinstva ima niz karakteristika:

prilično veliki dio njegovih elemenata je također uključen u elementarne baze aparata i instrumenata, kao što su, na primjer, detalji navojnih spojeva;

Na karakteristike mašina značajno utiču ne samo vrste i raspored elemenata, već i njihova veličina i tehnologija izrade. Promjenom parametara istog elementa moguće je promijeniti njegovu funkcionalnu namjenu, kao što su točak i zamašnjak.

Tehnički sistem je integralni skup od konačnog broja međusobno povezanih materijalnih objekata koji ima uzastopno interakciju senzorne i izvršne funkcionalne dijelove, model njihovog unaprijed određenog ponašanja u prostoru ravnotežnih stabilnih stanja i sposobnost, kada je u barem jednom od njih ( ciljnom stanju), da samostalno obavlja u normalnim uslovima potrošačke funkcije predviđene njegovim dizajnom

Smisao sistematskog pristupa u proučavanju razvojnih procesa u tehnologiji je da se svaki tehnički objekat posmatra kao sistem međusobno povezanih elemenata koji čine jedinstvenu celinu. Linija razvoja je skup nekoliko čvornih tačaka - tehničkih sistema koji se međusobno oštro razlikuju (ako se porede samo među sobom); između čvornih tačaka nalaze se mnoga srednja tehnička rješenja - tehnički sistemi sa manjim promjenama u odnosu na prethodni razvojni korak. Čini se da se sistemi "prelijevaju" jedan u drugi, polako se razvijaju, udaljavaju se sve dalje od prvobitnog sistema, ponekad se transformišući do neprepoznatljivosti. Male promjene se akumuliraju i postaju uzrok velikih kvalitativnih transformacija. Za razumijevanje ovih obrazaca potrebno je utvrditi šta je tehnički sistem, od kojih elemenata se sastoji, kako nastaju i funkcioniraju veze između dijelova, koje su posljedice djelovanja vanjskih i unutrašnjih faktora itd. Uprkos ogromnoj raznolikosti, tehnički sistemi imaju niz zajedničkih svojstava, karakteristika i strukturnih karakteristika, što nam omogućava da ih posmatramo kao jednu grupu objekata.

Koje su glavne karakteristike tehničkih sistema? To uključuje sljedeće:

sistemi se sastoje od delova, elemenata, odnosno imaju strukturu,

sistemi su stvoreni za neku svrhu, odnosno obavljaju korisne funkcije;

elementi (delovi) sistema su međusobno povezani, povezani su na određeni način, organizovani u prostoru i vremenu;

svaki sistem u cjelini ima neki poseban kvalitet, nejednak jednostavnom zbiru svojstava njegovih sastavnih elemenata, inače nema smisla stvarati sistem (integralni, funkcionalan, organiziran).

Objasnimo ovo jednostavnim primjerom. Recimo da morate napraviti identitet kriminalca. Pred svjedoka se postavlja jasan cilj: sastaviti sistem (fotoportret) od odvojenih dijelova (elemenata), sistem je namijenjen za obavljanje veoma korisne funkcije. Naravno, dijelovi budućeg sistema nisu povezani nasumično, oni se moraju međusobno nadopunjavati. Dakle, postoji dug proces odabira elemenata na način da svaki element uključen u sistem nadopunjuje prethodni, a zajedno bi povećali korisnu funkciju sistema, odnosno povećali sličnost portreta sa original. I odjednom, u nekom trenutku, dogodi se čudo - kvalitativni skok! - podudarnost identiteta sa izgledom kriminalca. Ovdje su elementi organizirani u prostoru na strogo definiran način (nemoguće ih je preurediti), međusobno povezani, zajedno daju novi kvalitet. Čak i ako svjedok apsolutno tačno identifikuje odvojeno oči, nos itd. sa foto modelima, onda ovaj zbir "komada lica" (od kojih je svaki tačan!) ne daje ništa - to će biti prost zbir svojstava elemenata. Samo funkcionalno precizno povezani elementi daju glavni kvalitet sistema (i opravdavaju njegovo postojanje). Na isti način, skup slova (na primjer, A, L, K, E), kada se kombinira samo na određeni način, daje novi kvalitet (na primjer, ELKA).

TEHNIČKI SISTEM je skup uređenih elemenata u interakciji koji ima svojstva koja se ne svode na svojstva pojedinačnih elemenata i dizajniran je za obavljanje određenih korisnih funkcija.

Dakle, tehnički sistem ima 4 glavne (osnovne) karakteristike:

funkcionalnost,

integritet (struktura),

organizacija,

kvaliteta sistema.

Odsustvo barem jedne osobine ne dozvoljava nam da posmatramo objekat kao tehnički sistem.

Funkcionisanje je promena svojstava, karakteristika i kvaliteta sistema u prostoru i vremenu.

Funkcija je sposobnost vozila da manifestuje svoje svojstvo (kvalitet, korisnost) pod određenim uslovima i transformiše predmet rada (proizvod) u traženi oblik ili veličinu.

Ukupnost (integritet) elemenata i svojstava je sastavna karakteristika sistema. Kombinacija elemenata u jedinstvenu cjelinu neophodna je da bi se dobila (formiranje, sinteza) korisna funkcija, tj. da postignemo zacrtani cilj.

Ako definicija funkcije (cilja) sistema u određenoj mjeri zavisi od osobe, onda je struktura najobjektivnija karakteristika sistema, ona zavisi samo od vrste i materijalnog sastava elemenata koji se koriste u TS, tj. kao i o općim zakonitostima svijeta koje diktiraju određene metode povezivanja, vrste veza i načine funkcionisanja elemenata u konstrukciji. U tom smislu, struktura je način međusobnog povezivanja elemenata u sistemu. Izrada strukture je programiranje sistema, postavljanje ponašanja vozila kako bi se dobila korisna funkcija kao rezultat. Tražena funkcija i odabrani fizički princip njene implementacije jedinstveno definiraju strukturu.

Struktura je skup elemenata i veza između njih, koji su određeni fizičkim principom tražene korisne funkcije.

"Formula" sistema:

Hijerarhijski princip organizacije strukture moguć je samo u sistemima na više nivoa (ovo je velika klasa savremenih tehničkih sistema) i sastoji se u redosledu interakcija između nivoa od najvišeg ka najnižem. Svaki nivo se ponaša kao menadžer u odnosu na sve osnovne i kao kontrolisan, podređen u odnosu na onaj iznad. Svaki nivo je takođe specijalizovan za obavljanje određene funkcije (GPF nivo). Apsolutno rigidne hijerarhije ne postoje, neki od sistema nižih nivoa imaju manju ili veću autonomiju u odnosu na više nivoe. Unutar nivoa, odnosi elemenata su međusobno jednaki, međusobno se dopunjuju, imaju osobine samoorganizacije (polažu se tokom formiranja strukture).

"Idealni sistem se shvata kao takav sistem, u kome su troškovi dobijanja blagotvornog efekta jednaki nuli. Istovremeno, troškovi se shvataju kao najširi spektar pojmova - energija, materijali, zauzeti prostor... Koncept idealnog tehničkog sistema izneo je G. S. Altshuller Image Idealan sistem omogućava programeru da se fokusira samo na očekivani koristan efekat, kako bi bolje razumeo šta potrošaču treba.

Funkcionalni sastav i svojstva objekata taksona "tehnički sistemi". tehnički sistem inventivni kreativni inženjering

U svakom TS-u postoji funkcionalni dio – kontrolni objekt (OC). Funkcije CO u TS su u percepciji kontrolnih radnji (CM) i u promjeni njihovog stanja u skladu s njima. CO u TS ne obavlja funkcije odlučivanja, odnosno ne formira i ne bira alternative svom ponašanju, već samo reaguje na vanjske (kontrolne i ometajuće) utjecaje, mijenjajući svoja stanja na način koji je unaprijed određen svojim dizajn.

U kontrolnom objektu uvijek se mogu razlikovati dva funkcionalna dijela - senzorni i izvršni.

Senzorski dio formiran je skupom tehničkih uređaja, čiji su direktni uzrok promjene stanja svakog od njih kontrolne radnje koje mu odgovaraju i namijenjene za to. Primjeri uređaja na dodir: prekidači, prekidači, roletne, klapne, senzori i drugi funkcionalno slični uređaji za upravljanje tehničkim sistemima.

Izvršni dio se sastoji od skupa materijalnih objekata, čije se sve ili odvojene kombinacije stanja smatraju ciljnim stanjima tehničkog sistema, u kojima je u stanju samostalno obavljati potrošačke funkcije predviđene njegovim dizajnom. Neposredni uzrok promjene stanja izvršnog dijela TS (OS u TS) je promjena stanja njegovog senzornog dijela.

Karakteristike klasifikacije objekata taksona "tehnički sistemi":

predstavljaju integralni skup konačnog skupa materijalnih objekata u interakciji

imaju uslove redovnog rada predviđene njihovim projektom

imaju modele kontrolisanog unapred određenog kauzalnog ponašanja u prostoru dostižnih ravnotežnih stabilnih stanja

imaju ciljna stanja koja odgovaraju stanjima izvršnog dijela kontrolnog objekta u TS-u

imaju sposobnost, u ciljnim stanjima, da samostalno obavljaju potrošačke funkcije

Razvijena je tehnika za modeliranje objektnih modela složenih tehničkih sistema. Tehnika se zasniva na klasifikaciji tehničkih sistema. Razmatraju se postojeći sistemi klasifikacije prema vrsti i sastavu tehničkih sistema. Zaključuje se da postojeći sistemi klasifikacije nisu dovoljni za izgradnju metodologije za modeliranje složenih tehničkih sistema. Predložena je klasifikacija tehničkih sistema prema strukturi njegovih elemenata, uključujući tri tipa građevina: parkovne, mrežne i linearne. Razmatrana je tehnika izgradnje objektnog modela tehničkih sistema sa mrežnom i linearnom strukturom. Metoda konstruisanja modela objekata omogućava da se uzmu u obzir posebnosti infrastrukture funkcionisanja tehničkog sistema, međusobna povezanost kompleksa tehničkih sistema, kao i struktura opreme koja se koristi u kompleksima tehničkih sistema. .

tehnički sistem

klasifikacija tehničkih sistema

struktura tehničkog sistema

1. GOST 27.001-95 Sistem standarda "Pouzdanost u inženjerstvu".

2. Kirillov N.P. Znakovi klase i definicija koncepta "tehničkih sistema" // Aviakosmicheskoe instrumentostroenie. - 2009. - br. 8.

3. OK 005-93 Sveruski klasifikator proizvoda.

4. PR 50.1.019-2000 Osnovne odredbe jedinstvenog sistema klasifikacije i kodiranja tehničkih, ekonomskih i društvenih informacija i jedinstvenih sistema dokumentacije u Ruskoj Federaciji.

5. Khubka V. Teorija tehničkih sistema. – M.: Mir, 1987. – 202 str.

U zadacima projektovanja sistema automatizacije za upravljanje organizaciono-tehničkim sistemima (OTS) značajno mesto zauzima problem modeliranja tehničkog dela takvih sistema. Raznolikost tipova tehničke komponente OTS-a, složenost njegove strukture zahtijevaju razvoj zajedničkih pristupa modeliranju tehničkih sistema.

Formulacija pojma tehnički sistem (TS) zavisi od zadatka. Osnovni element OTS sistema automatizacije upravljanja je informaciono okruženje koje sadrži informacije o strukturi tehničkog sistema. Stoga, kada se modeliraju tehnički sistemi za rješavanje problema OTS automatizacije, možemo se ograničiti na sljedeću definiciju: „Tehnički sistem je međusobno povezani skup tehničkih objekata dizajniranih za obavljanje određenih funkcija.“ Ovdje je tehnički objekt svaki proizvod (element, uređaj, podsistem, funkcionalna jedinica ili sistem) koji se može posmatrati zasebno.

Klasifikacija tehničkih sistema

Preporučljivo je razvoj modela tehničkih sistema podrediti skupu pravila, koja će pojednostaviti proces kreiranja modela i poboljšati kvalitet modeliranja. Najvažnije od ovih pravila je upotreba klasifikacije tehničkih sistema kao osnove za konstruisanje modela tehničkog sistema. Prisustvo klasifikacije tehničkih sistema omogućava identifikaciju tipa strukture složenog tehničkog sistema, što omogućava dekomponovanje sistema u skladu sa tipičnom strukturom.

Klasifikacija u smislu sastava tehničkih sistema

Razmotrimo postojeće sisteme klasifikacije tehničkih sistema. Svi tehnički predmeti koji se proizvode u preduzećima imaju klasifikacione karakteristike u skladu sa Jedinstvenim sistemom klasifikacije i kodiranja tehničkih, ekonomskih i društvenih informacija (ESKK). Osnovna svrha klasifikacije u ESKK sistemu je organiziranje informacija o objektima, čime se osigurava dijeljenje ovih informacija od strane različitih subjekata. Od klasifikatora predstavljenih u ESKK, za problem modeliranja tehničkih sistema, najveći je značaj Sveruski klasifikator proizvoda (OKP), koji sadrži listu kodova i naziva hijerarhijski klasifikovanih grupa vrsta proizvoda.

Za problem modeliranja strukture tehničkog sistema najzanimljivija je klasifikacija po stepenu složenosti tehničkog sistema. Razlikuju se sljedeći nivoi težine:

I. Element konstrukcije, detalj mašine.

II. Čvor, mehanizam.

III. Mašina, instrument, uređaj.

IV. Instalacija, preduzeće, industrijski kompleks.

Prilikom izrade klasifikacije tehničkih sistema potrebno je uzeti u obzir principe podjele proizvoda na dijelove koji su prihvaćeni u Jedinstvenom sistemu projektne dokumentacije. GOST 2.101-68 "Vrste proizvoda" definira proizvod kao stavku ili skup predmeta proizvedenih u preduzeću i dijeli proizvode na sljedeće vrste:

Detalji - proizvodi koji nemaju sastavne dijelove.
Montažne jedinice - proizvodi koji se sastoje od nekoliko dijelova.
Kompleksi - dva ili više proizvoda dizajniranih za obavljanje međusobno povezanih operativnih funkcija.

Upoređujući klasifikacije po stepenu složenosti i po vrstama proizvoda, možemo izvući sljedeće zaključke:

Obje klasifikacije izdvajaju detalj kao najjednostavniji objekt.
Koncept montažne jedinice odgovara i konceptu čvora i konceptu mašine (uređaja, aparata).
Koncepti industrijskog kompleksa (instalacije) i kompleksa kao vrste proizvoda odražavaju isto svojstvo – kombinaciju dijelova u jedinstvenu cjelinu.

Kombinujući klasifikaciju prema stepenu složenosti, vrsti proizvoda i vrsti proizvoda, uvodimo sledeće elemente klasifikacije prema sastavu tehničkog sistema:

Tehnički sistem je skup tehničkih objekata koji obavljaju određenu funkciju koja odgovara svrsi njegovog stvaranja.
Oprema - proizvod koji je proizvod.
Čvor je dio proizvoda sastavljen prema montažnom crtežu.
Detalj - komad opreme ili jedinica izrađena od homogenog materijala, izrađena prema detaljnom crtežu.
Kompleks opreme - dvije ili više opreme dizajnirane za obavljanje zajedničkih funkcija.

Čvor i dio su elementi opreme, a kompleks je kombinacija opreme. Kombinacija opreme u komplekse može se podijeliti na nivoe udruživanja - kompleks gornjeg, srednjeg i donjeg nivoa.

Rice. 1. Hijerarhijska struktura tehničkog sistema

Klasifikacija u pogledu strukture tehničkog sistema

Tehnički sistem kao sastavni deo organizaciono-tehničkog sistema može se pripisati jednom od sledećih strukturnih prikaza:

Lista (park) struktura homogenih objekata između kojih nema interakcije. Svaki objekat obavlja svoju funkciju.
Mrežna struktura tehničkog sistema je skup tehničkih objekata između kojih postoji interakcija. Za ovu vrstu konstrukcije potrebno je opisati ne samo same tehničke objekte, već i opis elemenata inženjerske mreže kroz koje se odvija interakcija tehničkih objekata;
Struktura linearnog tehničkog sistema.

Primjer strukture voznog parka je vozni park ili flota opreme preduzeća. Primjer mrežne strukture je gradski sistem za opskrbu toplinom, koji uključuje centralnu termo stanicu (CHS), skup grijnih tačaka (TP) i toplinske mreže za prijenos toplotnog nosača od CG do TP i od njih do stambenih zgrada.

Primjer strukture linearnog tehničkog sistema je željeznički kolosijek, koji se formira od niza lokalnih i linearnih inženjerskih konstrukcija - nadgradnje kolosijeka, koje se sastoji od šina, pragova, spojnih elemenata i balasta, te umjetnih konstrukcija.

Mrežna struktura tehničkog sistema razlikuje se od strukture parka po prisustvu mrežne komponente koja osigurava međusobnu povezanost elemenata. Ovo nam omogućava da posmatramo strukturu parka kao poseban slučaj mrežne strukture.

Modeliranje strukture tehničkih sistema

Zadatak modeliranja strukture tehničkog sistema je da prikaže strukturna svojstva tehničkog sistema, opis njegovih pojedinačnih podsistema i elemenata. U zavisnosti od ciljeva projekta automatizacije, isti tehnički sistem će biti predstavljen različitim modelima. Razlika između modela tehničkog sistema biće u potpunosti i detaljnosti opisa strukturnih svojstava tehničkog sistema. Potpunost opisa TS-a određena je onim dijelom kompleksa tehničkih objekata koji će se uzeti u obzir u TS modelu. Detaljnost opisa TS-a određena je nivoom hijerarhije do kojeg će se elementi TS-a uzeti u obzir.

Objektni model tehničkog sistema

Osnovni model tehničkog sistema je njegov objektni model. Objektni model tehničkog sistema TS odražava njegovu strukturu i treba da odgovori na pitanje: „Od kojih dijelova se sastoji svaki element tehničkog sistema?“. Upotreba principa podjele cjeline na dijelove određuje hijerarhijsku prirodu objektnog modela tehničkog sistema.

Razmotrimo probleme izgradnje objektnog modela za mrežu i linearni tehnički sistem.

Objektni model mrežnog tehničkog sistema

Izgradnja modela objekta zasniva se na analizi sljedeće tehničke dokumentacije:

Šema uređenja kompleksa tehničkog sistema i objašnjenja na njega.
Operativna dokumentacija za svaku vrstu opreme koja se koristi u tehničkom sistemu.
Tehnička dokumentacija za mrežni kompleks.

Shema rasporeda vam omogućava da odredite položaj elemenata tehničkog sistema u odnosu na elemente infrastrukture funkcionisanja tehničkog sistema. Za tehnički sistem koji se nalazi unutar grada, položaj objekata je naznačen u odnosu na ulice i kuće. Za tehnički sistem koji se nalazi u industrijskom preduzeću, položaj objekata je naznačen u odnosu na broj radnje i broj ćelije u ovoj radnji, koji su formirani nosećim stubovima. Mogu se koristiti i druge metode indikacije položaja objekata u odnosu na elemente infrastrukture za funkcionisanje vozila. Dijagram izgleda prikazuje komplekse tehničkog sistema, elemente mreže koji obezbeđuju interakciju kompleksa i elemente infrastrukture za funkcionisanje tehničkog sistema. Primjer rasporeda je dat na sl. 2. Na dijagramu je prikazan tehnički sistem koji se sastoji od 4 seta tehničkih sredstava (CTS 1, 2, 3, 4) i fizičke mreže koja objedinjuje CTS u jedinstven sistem. Mreža (A, B, C, D; 1, 2, 3, 4) služi za pozicioniranje elemenata tehničkog sistema u sistem funkcionisanja tehničkog sistema.

Na osnovu analize modela na nivou tehničkog sistema potrebno je identifikovati:

Vrste kompleksa tehničkih sistema.
Vrste elemenata inženjerskih mreža.

Vrste kompleksa tehničkih sistema određuju se kriterijumom iste unutrašnje strukture. Za svaki tip kompleksa tehničkog sistema potrebno je izraditi svoj model koji prikazuje komplekse tehničkog sistema nižeg nivoa i vrste opreme koja se koristi u ovom kompleksu.

Rice. 2. Šema lokacije kompleksa tehničkog sistema

Rice. 3. Objektni model kompleksa tehničkog sistema

Kako svaka vrsta opreme ima svoju unutrašnju strukturu, potrebno je za svaku vrstu opreme izraditi svoj model, u kojem je ova oprema podijeljena na jedinice i dijelove.

Završna faza u razvoju modela mrežnog tehničkog sistema je izrada modela inženjerskih mreža. U fazi analize rasporeda tehničkog sistema i njegove eksplikacije potrebno je identifikovati tipove tehničkih objekata koji se koriste za izgradnju inženjerske mreže TS. Razmotrite model inženjerske mreže na primjeru mreže cjevovoda, čiji su glavni elementi prikazani na dijagramu.

Posebnost cjevovodne mreže je da su neki njeni elementi (cijevi, spojni elementi) proizvedeni prema shemi montaže, a dio (fitingi) je određena vrsta opreme. Međutim, u većini slučajeva nije potrebno modelirati unutrašnju strukturu armature.

Rice. 4. Objektni model opreme

Rice. 5. Objektni model mrežne strukture tehničkog sistema

Objektni model linearnog tehničkog sistema

Karakteristika linearnog tehničkog sistema je korišćenje tehničkih objekata za formiranje infrastrukture. Razmotrimo probleme kreiranja objektnog modela distribuiranog tehničkog sistema na primjeru željezničke pruge.

Željeznički kolosijek je složen kompleks linearnih i koncentrisanih inženjerskih objekata i objekata koji se nalaze na desnoj strani puta. Glavni element željezničke pruge je šinski kolosijek, koji se sastoji od šina, pragova, spojnih elemenata i drugih elemenata koji zajedno čine gornju konstrukciju kolosijeka. Gornja konstrukcija kolosijeka je položena na podlogu. Na raskrsnici željezničke pruge sa rijekama, jarugama i drugim preprekama, gornja konstrukcija kolosijeka se postavlja na vještačke konstrukcije. Skretnice spadaju u važne uređaje željezničkog kolosijeka, budući da je cjelokupna složena struktura željezničkih kolosijeka zasnovana na njihovom razdvajanju (spoji), koje se dešava u skretnici.

Tehnički sistem je skup željezničkih kolosijeka, koji predstavlja jedinstvenu cjelinu - infrastrukturni dio željeznice kao sastavni dio organizaciono-tehničkog sistema. Naime, infrastrukturni dio pruge, pored željezničkog kolosijeka, uključuje i elektroenergetske, signalno-komunikacijske uređaje. Međutim, željeznička pruga je strukturni element željezničke infrastrukture.

Sa geometrijske tačke gledišta, željeznička pruga je mreža koja se sastoji od čvorova i lukova. Lukovi su dijelovi željezničke pruge između dva čvora. Čvorovi su objekti koji povezuju nekoliko dijelova željezničke pruge.

Raspored željezničke pruge je skup čvorova i lukova, od kojih svaki ima jedinstveno ime.

Rice. 6. Raspored objekata linearnog tehničkog sistema

Za predstavljanje elemenata linearnog tehničkog sistema potrebno je prikazati hijerarhijsku strukturu objekata koji zajedno čine ovaj sistem. Ako se ograničimo samo na glavne elemente, onda se model infrastrukturnog dijela željeznice može prikazati na sljedećem dijagramu (Sl. 7).

Rice. 7. Model željezničkih objekata

Šine, pragovi, spojni elementi su proizvodi (dijelovi) koji se u specijalizovanim preduzećima sklapaju u tehnološke komplekse, koji se potom polažu na željezničku prugu. Takvi kompleksi mogu biti: šina i rešetka za pragove, u kojoj su dvije šine i potreban broj pragova spojeni uz pomoć pričvršćivača; šinski bič - nekoliko šina zavarenih zajedno. Elementi skretnica se takođe proizvode u preduzećima kao delovi i sklapaju u jedan tehnički objekat na mestu ugradnje. Umjetne konstrukcije su složene inženjerske konstrukcije koje se grade prema posebnim projektima. Model umjetne strukture razvija se prema istim pravilima kao i model opreme.

Zaključak

Tehnički sistemi često imaju složenu strukturu, koja zahtijeva strukturalni pristup njihovom modeliranju. Modeliranje tehničkih sistema treba da se zasniva na tipizaciji tehničkih sistema i na analizi strukturnih svojstava tehničkog sistema u celini i njegovih pojedinačnih elemenata. Centralni element modela tehničkog sistema je oprema kao proizvod koji se proizvodi u preduzeću.

Recenzenti:

Panov A.Yu., doktor tehničkih nauka, šef Katedre za teorijsku i primenjenu mehaniku, Državni tehnički univerzitet Nižnji Novgorod. R.E. Aleksejev, Nižnji Novgorod;

Fedosenko Yu.S., doktor tehničkih nauka, profesor, šef katedre za informatiku, upravljačke sisteme i telekomunikacije, Volška državna akademija vodnog saobraćaja, Nižnji Novgorod.

Rad je primljen u uredništvo 28. jula 2014. godine.

Bibliografska veza

Zaporozhtsev A.V. MODELIRANJE TEHNIČKIH SISTEMA // Fundamentalna istraživanja. - 2014. - br. 8-6. - S. 1288-1294;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=34755 (datum pristupa: 04.03.2019.). Predstavljamo Vam časopise koje izdaje izdavačka kuća "Akademija prirodne istorije"

Tehnički sistem je materijalni predmet vještačkog porijekla koji se sastoji od elementi(komponentni dijelovi koji se razlikuju po svojstvima koja se pojavljuju tokom interakcije), kombinovani veze(linije prenosa jedinica ili tokova nečega) i ulazak u određene odnosi(uslovi i metode za implementaciju svojstava elemenata) između sebe i sa spoljnim okruženjem u cilju implementacije proces(slijed radnji za promjenu ili održavanje stanja) i izvršiti funkcija tehnički sistem (TS) - svrha, svrha, uloga. TC ima struktura(struktura, uređaj, međusobni raspored elemenata i veza koji određuje stabilnost i ponovljivost TS funkcije). Svaka komponenta TS-a ima individualnu funkcionalnu svrhu (svrhu upotrebe) u sistemu.

Enciklopedijski YouTube

1 / 3

Tehnički sistem infobiznisa od Evgenija Popova 1. deo

Zupčanik 2. Ispitivanje bez razaranja i tehnička dijagnostika

Posvećeno instalaterima sanitarnih sistema i opreme

Titlovi

Funkcionalni sastav i svojstva objekata tehničkog sistema

Svako vozilo ima funkcionalni dio - kontrolni objekat(OU). Funkcije OC u TS su u percepciji kontrolnih radnji (CM) i u promjeni njihovog stanja u skladu s njima. CO u TS ne obavlja funkcije odlučivanja, odnosno ne formira i ne bira alternative svom ponašanju, već samo reaguje na vanjske (kontrolne i ometajuće) utjecaje, mijenjajući svoja stanja na način koji je unaprijed određen svojim dizajn.

U kontrolnom objektu uvijek se mogu razlikovati dva funkcionalna dijela - senzorni i izvršni.

Senzorni dio čini skup tehničkih uređaja, direktnog uzroka promjene u stanjima od kojih su kontrolne radnje koje mu odgovaraju i za to su namijenjene. Primjeri uređaja na dodir: prekidači, prekidači, zasuni, klapne, senzori i drugi funkcionalno slični uređaji za upravljanje tehničkim sistemima.

Izvršni dio čini skup materijalnih objekata čije se sve ili pojedinačne kombinacije stanja smatraju kao ciljna stanja tehnički sistem u kojem je sposoban samostalno obavljati potrošačke funkcije predviđene njegovim dizajnom. neposredni uzrok promene stanja izvršnog dela TS (OS u TS) su promene stanja njegovog senzornog dela.

Klasifikacione karakteristike objekata

predstavljaju integralni skup konačnog skupa ko-interagirajućih materijalnih objekata
imaju uslove redovnog rada predviđene njihovim projektom
sadrže senzorne i izvršne funkcionalne dijelove koji međusobno djeluju
imaju modele kontrolisanog unapred određenog kauzalnog ponašanja u prostoru dostižnih ravnotežnih stabilnih stanja
imaju ciljna stanja koja odgovaraju stanjima izvršnog dijela kontrolnog objekta u TS-u
imaju sposobnost, u ciljnim stanjima, da samostalno obavljaju potrošačke funkcije

Tehnički sistem- ovo je integralni skup od konačnog broja međusobno povezanih materijalnih objekata, koji imaju sekvencijalno interakciju senzorne i izvršne funkcionalne dijelove, model njihovog unaprijed određenog ponašanja u prostoru ravnotežnih stabilnih stanja i sposobnost, dok se nalaze u barem jednom od njih ( ciljno stanje), da samostalno obavlja propisane svoje projektne potrošačke funkcije.

Tehnički podsistem- ovo je dio sistema koji ima sve karakteristike objekata taksona "tehnički sistemi". Tehnički podsistem može biti dio nekog sistema, koji sam po sebi možda ne pripada TS klasi.

Uređaj- ovo je integralni skup od konačnog broja međusobno povezanih materijalnih objekata, koji ima model unaprijed određenog ponašanja i ravnotežno stabilnih stanja u normalnim radnim uvjetima.

U definiciji pojma „uređaj“ uzeto je u obzir da on kao sastavni dio TS mora imati i ravnotežna stabilna stanja koja određuju svojstva ciljnih stanja sistema u cjelini.

Detalj- materijalni i funkcionalni predmet tehničkog sistema ili uređaja koji je neodvojiv na elemente.

Ova definicija posebno uzima u obzir “funkcionalno” svojstvo dijela, koje se sastoji u njegovoj sposobnosti da ispuni ulogu koju mu je dodijelio dizajner u vozilu, odnosno da bude upotrebljiv.