шпори Microsoft Office Word

1.Техні́чна систе́ма (ТС) — це сукупність елементів і відношень (зв’язків) між ними, які утворюють цілісну структуру об’єкта, що має властивості, які не зводяться до властивостей елементів і призначена для виконання корисних функцій.

ТС складається з елементів (складових частин, що розрізняються властивостями, які виявляються при взаємодії) з’єднаних зв’язками (лініями передачі одиниць або потоків чого-небудь), які вступають у певні відносини (умови і способи реалізації властивостей елементів) між собою та із зовнішнім середовищем, щоб здійснити процес (послідовність дій для зміни або підтримки стану) і виконати функцію ТС (призначення, роль).

Отже, ТС має:

призначення (ТС виконує корисні функції);

структуру і принцип роботи (сукупність елементів, їх взаємне розташування та зв’язки між ними, що задають стійкість і відтворність функції ТС);

нову якість, що не є простою сумою властивостей елементів, що входять у її склад (інакше втрачається зміст створення системи).

Призначення (функція) технічної системи

ТС призначені для задоволення різноманітних потреб людини, причому не лише суто матеріальних, а й духовних. Ці потреби реалізуються за допомогою виконання системами певних дій — функцій, які заздалегідь закладені як у саму систему, так і в кожен її елемент. Поряд зі словом «функція» часто використовується слово «призначення», особливо при розгляді не технічних об’єктів.

Виконання необхідної функції — головна мета і основа розробки технічної системи. У той же час, сама система слугує лише її матеріальним носієм, тобто функція — первинна, система — вторинна й створюється через неможливість іншими, нематеріальними засобами задовольнити відповідні потреби людей. Так, автомобіль служить для перевезення вантажів і людей (функція — переміщати в просторі матеріальні об’єкти), призначення ручки — писати, а книги чи компакт-диска — зберігати інформацію тощо.

Функція, яка розкриває призначення системи і заради якої ця система створюється, називається головною функцією. Функція, без виконання якої неможливе виконання головної функції є основною функцією.

З метою підвищення ефективності та якості реалізації головної функції може виникнути потреба в додаткових функціях, виконання яких буде здійснюватися цією ж системою або введеною в неї новою частиною. Такі функції називають допоміжними або сервісними.

Структура і принцип роботи технічної системи

ТС включає такі види технічних об’єктів, як вироби (від невеликої гайки чи шайби до великих турбін) та споруди (від дрібних будівель до великих транспортних мереж, технічних комплексів, промислових комбінатів). Поза людським суспільством технічні системи не існують — людьми розробляються, виготовляються та експлуатуються, і вже від початку фактично є складовою частиною комбінованих, людино-технічних систем (їх ще називають людино-машинними системами).

Будь-яка технічна система, перш за все, є фізичним об’єктом. І правильний вибір принципових, тобто фізичних, основ функціонування зумовить її життєздатність та ефективність. Так, скільки б не вдосконалювали конструкцію літака з гвинтомоторним рушієм, він ніколи не досягне надзвукової швидкості, не кажучи вже про польоти на великих висотах. Тільки використання іншого фізичного принципу, наприклад, реактивного руху і створеного на його основі реактивного двигуна, дозволить подолати звуковий бар’єр. Принцип роботи технічної системи — це послідовність виконання певних дій, що базуються на певних фізичних явищах (ефектах), які забезпечують необхідне функціонування цієї системи.

Характеристикою геометричного образу технічної системи, її зримого уявлення служить структура об’єкта (технічної системи), тобто форма, кількість і взаємне розташування елементів, частин і тіл, складових або представляють розглянуту систему-об’єкт. Прикладами відображення структури є блок-схема алгоритму, складальний кресленик, схема, план тощо.

Поняття структури ТС відрізняється від поняття структури процесу, що характеризує послідовність і склад стадій та етапів роботи, сукупність процедур і залучених технічних засобів, взаємодія учасників процесу.

Види технічних систем

У процесі роботи технічні системи перетворюють енергію та інформацію, властивість і стан речовини. Залежно від призначення та принципу дії системи поділяють на машини, апарати та прилади. У випадках, коли складно визначити приналежність системи, використовують поняття «пристрій» або «комплекс», як, наприклад, пристрій регулювання, космічний комплекс тощо.

Машини

Докладніше: Машина

До машин відносяться технічні системи, котрі призначені для отримання або перетворення механічної енергії. Основу машин складають механізми, тобто системи рухомо пов’язаних між собою твердих тіл (ланок), що контактують між собою і які здійснюють конкретні механічні рухи. Так, до машин належать автомобіль (колісна машина), паровий двигун (парова машина) тощо.

Апарати

Докладніше: Апарат

До апаратів відносяться технічні системи, які призначені для отримання або перетворення інших (у т.ч. і механічної) видів енергії. Їх прикладами можуть служити телевізор (телевізійний апарат, перетворює електромагнітні сигнали в візуально-звукову інформацію), телефон (телефонний апарат, здійснює взаємне перетворення звукових і електричних сигналів), фотоапарат, ракета (космічний апарат), реактор (ядерний або хімічний реактор, що змінює допомогою реакцій властивість і/або стан речовини) і т.д.

Прилади

Докладніше: Прилад

До приладів відносять технічні системи, що мають допоміжне призначення (контроль, управління, вимірювання, регулювання)[1], призначені для полегшення праці людини шляхом часткової або повної її заміни. Залежно від принципу роботи прилади поділяють на механічні (гіроскоп, відцентровий регулятор тощо), електричні (вольтметр, гальванометр тощо), оптичні (мікроскоп, телескоп тощо) і т. д., а також на прилади комбінованої дії (оптико-електронні, електромеханічні прилади тощо).

2.3 Закони розвитку технічних систем

Життя ТС можна уявити [див.рис.1.4] у вигляді S-подібної кривої, яка запозичена з біології, оскільки в цьому відношенні життя ТС можна порівняти з живим організмом.

Головні показники ТС

Рис.1.4 – Криві розвитку технічної системи [1].

Ця крива показує як в часі змінюються головні показники ТС. Розрізняють ділянки:

1)початкового розвитку ТС – ТС розвивається повільно;

2)розвитку ТС – ТС бурхливо розвивається;

3)стиглість ТС – ТС вибирає свої можливості;

4)старість ТС – можливості ТС не змінюються;

5)деградація ТС – можливості ТС зменшуються.

Приблизно на ділянці стиглості даної ТС А виникає нова ТС Б, що більш задовольняє вимогам.

Згідно з Г.С.Альтшуллером розвиток ТС описується такими законами: «статики» (початок життя), «кінематики» (розвиток), «динаміки» (головні тенденції розвитку в теперішній час).

Закони статики:

1)повнота частин – наявність і мінімальна працездатність основних частин ТС;

2)«енергетична провідність» – наскрізний прохід енергії всіма частинами ТС;

3)проходження «ритміки» частин – частоти коливань, періодичності роботи усіх частин.

Закони кінематики:

1)підвищення ступеню ідеальності – витрати на виготовлення і функціонування ТС прямують до нуля, хоч працездатність її не зменшується;

2)нерівномірність розвитку частин – чим складніша ТС, тим більш нерівномірним є її розвиток;

3)перехід в над систему – вичерпавши можливості розвитку, система включається в над систему, як одна з частин.

Закони динаміки:

1)перехід з мікрорівня на макрорівень;

2)підвищення ступеню вепольності – зростання кількості елементів і зв’язків між ними.

В зв’язку з необхідністю проектування систем розрізняють три характерні типи задач: аналізу, синтезу та вимірювання [див.рис.1.5].

В умовах задачі аналізу ТС задана структура ТС, а визначити необхідно функціонування системи.

В умовах задачі синтезу ТС заданий характер функціонування та інші вимоги до ТС, а визначити необхідно структуру, яка задовольняє поставленим вимогам.

В умовах задачі вимірювання ТС задані параметри та характер функціонування ТС, а визначити необхідно вхідні параметри.

Також можливою є і задача «чорного ящика», в умовах якої задана система, структура якої є невідомою або частково відомою, необхідно визначити її функціонування і, можливо, структуру.

3.Два фактории:

1. розвиток науки

2.работа особливой кагорти людей

Головні показники ТС

Рис.1.4 – Криві розвитку технічної системи [1].

Ця крива показує як в часі змінюються головні показники ТС. Розрізняють ділянки:

1)початкового розвитку ТС – ТС розвивається повільно;

2)розвитку ТС – ТС бурхливо розвивається;

3)стиглість ТС – ТС вибирає свої можливості;

4)старість ТС – можливості ТС не змінюються;

5)деградація ТС – можливості ТС зменшуються.

Приблизно на ділянці стиглості даної ТС А виникає нова ТС Б, що більш задовольняє вимогам.

Згідно з Г.С.Альтшуллером розвиток ТС описується такими законами: «статики» (початок життя), «кінематики» (розвиток), «динаміки» (головні тенденції розвитку в теперішній час).

4. проблеми технічні системи

Взаємодія систем організму і різних технічних засобів можна спостерігати повсякденно у всіх областях сучасного життя. У загальному випадку всі такі комплекси є біотехнічни і конструктор-розробник технічних засобів повинен погоджувати їх характеристики з біологічними потребами людини. Найважливішими проблемами систем «людина — техніка» стають проблеми охорони екологічного середовища від згубних наслідків промислового виробництва. У будь-якому випадку проектування техніки, виконання гігієнічних і ергономічних вимог (для забезпечення умов проживання людини) і екологічних нормативів (для захисту середовища) є обов’язковою умовою оптимального вирішення завдань конструювання. Звідси випливає необхідність проектування і розробки систем, до яких входять як компоненти людина, технічні засоби та навколишнє середовище. Поняття «проектування та розробка ергатичних систем» в сучасному світі широко використовується багатьма галузями промисловості, у тому числі в літакобудуванні, суднобудуванні, при будівництві космічної техніки, військовими установами та постачальниками військової продукції