Функционална структура. Описание на техническите системи
Обхватът на техническите системи е много широк и включва всички сектори на икономиката. В табл. 3.1 показва примери за технически системи, използвани в най-важните сектори на икономиката.
Класификацията на техническите системи според различни определящи характеристики въвежда доста хармоничен ред в техния огромен набор и ви позволява да се ориентирате по-добре. Като следствие от това става възможно да се изучава напреднал опит, който понякога позволява да се открият интересни, скрити досега връзки между доста далечни технически системи.
Техническите системи могат да бъдат класифицирани според следните функции:
по функция (трудово действие)например технически системи за фиксиране, оформяне, въртене, повдигане;
Таблица 3.1
Примери за технически системи в различни сектори на икономиката
Отрасъл на икономиката | Техническа система | |
назначаване | кола | |
Минен | Добив Транспорт Обогатяване | Машина за рязане Конвейер Сортираща машина |
Енергия | Производство на пара Производство на електричество | Парен котел, барабан Парна турбина, хидротурбина, генератор |
Металургия | Производство на желязо Производство на стомана Производство на валцована стомана | Доменна пещ Мартенов Валцов цех |
Химическа индустрия | Рафиниране и рафиниране на нефт Производство на багрила Производство на пластмаси | Реакторна колона на резервоара |
фармацевтична индустрия | Производство на лекарства | Преса, каландр |
металообработваща индустрия | Формоване Машинна обработка Машинна обработка Термична обработка Отливка Монтаж | Преса, чук Машинен инструмент Пещ Формовъчна машина Конвейер |
строителна индустрия | Изграждане на основи и фундаменти Изграждане на надземни съоръжения Земни работи Хидротехническо строителство Производство на строителни материали | Багер Кран Скрепер Бетонобъркачка Преса за форми |
транспорт | Железопътен трафик Доставка Въздушен трафик | Локомотив, вагон Параход Самолет |
Текстилна индустрия | Текстилно производство Производство на конфекция | Предачна машина, тъкачна машина |
хранително-вкусовата промишленост | Производство на брашно Производство на хранителни мазнини Преработка на мляко | Центрофуга за преса за мелница |
Лекарство | Диагностика Терапия | Рентгенов апарат Протеза |
Типографска и офис работа | Печатни нужди | Печатаща машина Пишеща машина, сметачна машина |
Селско и горско стопанство | Обработка на земя Добив Дървесина | Трактор с плуг Комбайн Електрически трион |
Дистрибуция, търговия | Опаковка за самообслужване | Инспекционна машина Опаковъчна машина |
по вид трансформация, например технически системи за преобразуване на материя, енергия, информация, биологични обекти;
според принципа на работа, например, технически системи, базирани на механични, хидравлични, пневматични, електронни, химически, оптични, акустични принципи;
по естеството на функциониране, например мощност, скорост, импулсни технически системи, системи за различни условия заобикаляща среда(например за тропически климат) и др.;
по ниво на трудност, например структурни елементи, компоненти, машини, предприятия като цяло;
по метод на производство, например технически системи, изработени чрез леене, коване, щамповане, струговане;
според степента на конструктивна сложност;
информирам, например технически системи (конструктивни елементи) под формата на тяло на въртене, плоско, сложна форма;
по материал, например технически системи от стомана, мед, пластмаса;
според степента на оригиналност на дизайна, например заимствани, модифицирани, модифицирани, оригинални технически системи;
по вид производство, например технически системи, произведени в единично, серийно или масово производство;
по името на производителя, например технически системи "Siemens", "Fiat", "VAZ", "BOSCH";
на място в технически процес , по експлоатационни свойства, външен вид, технико-икономически характеристики и др.
Ясно е, че една и съща техническа система може да принадлежи към няколко класа едновременно. По-долу ще бъдат разгледани по-подробно онези принципи на класификация на техническите системи, които от гледна точка на проектанта и конструктора са особено важни.
Класификация на техническите системи по функция.Имената на техническите системи често се избират според тяхната функция. Съставянето на продуктови гами във връзка с изискванията на продажбите, планирането, контрола, сравнителната оценка и т.н. също се извършва, като правило, в съответствие с функцията на техническите системи. Продуктите също се обозначават по функция в случаите, когато е необходимо да се помогне на потенциален потребител да намери конкретен технически инструмент за изпълнение на специфична функция: това се използва от търговски и индустриални каталози, таблици за преглед и др.
Всяко предприятие използва много елементи и възли, които изпълняват една специфична функция в различни отрасли на техниката, като крепежни елементи, скоростни кутии, съединители, измервателни, регулиращи и сигнални устройства, хидравлични и пневматични устройства и техните части, специализирани електрически устройства и др. Възлите и частите на машините също могат да се разглеждат като технически системи, така че е препоръчително да се класифицират и по функция, тъй като проектантът, производителят и операторът използват различни части в съответствие с тяхната функционална пригодност. Тази класификация се нарича конструктивно-функционални , заедно с класификацията според метода на производство, тя е основната при заимстване на съществуващи технически системи, унификация, типизация и стандартизация на елементи и групи. Класификацията според тези принципи позволява спестяване работно времеконструктор.
Класификация на техническите системи според принципа на действие.За дизайнера е важно техническите системи, които изпълняват едни и същи функции, да бъдат допълнително групирани според някои други важни характеристики. Този знак може да се счита принцип на работа техническа система . Така например техническите системи "двигатели" могат да бъдат разделени според принципа на работа: електрически, двигатели с вътрешно горене, двигатели с външно горене. Двигателите с вътрешно горене, от своя страна, могат да бъдат разделени според физическия принцип на образуване на сместа, използвани на карбураторни и дизелови двигатели. Такива характеристики на техническите системи принадлежат главно към групата функционално определени свойства, които са много характерни за техническите системи и имат голямо значениеЗа методическа работаконструктор.
Класификация на техническите системи според нивото на сложност.Разделянето на техническите системи на класове според тяхната структура е обичайно нещо в работата на дизайнера. Основният признак, според който се формират класовете, трябва да бъде функцията на системата. Въпреки това, предвид нуждите на производството, например поради причини за монтаж, понякога става необходимо да се извърши различна класификация. Раздел. 3.2 дава обща представа за класификацията на техническите системи според нивото на сложност.
Таблица 3.2
Класификация на техническите системи по степен на сложност
Ниво на трудност | Техническа система | Характеристика | Примери |
аз | Структурен елемент Машинна част | Елементарна система, направена без монтажни операции | Болт, лагерна втулка, пружина, шайба |
II | Подгрупа Механизъм за сглобяване на група | Проста система, която изпълнява проста функция | Скоростна кутия, хидравлично задвижване, стругова глава |
III | Машинно устройство Апаратура | Система, състояща се от групи и елементи и изпълняваща определена функция | Струг, кола, ел. двигател |
IV | Инсталация Предприятие Индустриален комплекс | Сложна система, състояща се от машини, групи и елементи, която изпълнява редица функции и характеризира подредени набори от функции и места | Технологична линия, цех за термична обработка, нефтохимически комплекс |
При по-високи нива на трудност могат да се разграничат и междинни нива. Все пак трябва да се помни, че говорим за относителна йерархия. Една и съща система от по-ниско ниво, например електродвигател или скоростна кутия, се разглежда като подгрупа в една система и като група или машина (подсистема) в друга система.
На практика е общоприето, че по-ниските нива на технически системи са по-универсално използвани, например такива елементи като "винт", "болт", "гайка" се използват навсякъде в машиностроенето, "електрически двигател" доста често, и "процесна линия" се използва само в определени, специални процеси.
Класификацията на техническите системи според нивото на сложност е от голямо значение за проектанта, тъй като нивото на сложност на техническата система
а) е в определена връзка със степента на сложност на решаване на задачата, възложена на проектанта;
б) включва установяването на известни граници за специализацията на дизайнера (например инженер-конструктор се занимава с предприятие, инженер-конструктор с машина, дизайнер на части с машинни елементи);
в) помага на дизайнера да се ориентира в процеса на работа, тъй като ако той решава проблем на определено ниво на сложност, за него е важно да знае само как неговата задача е координирана с по-високо ниво (по отношение на по-ниско ниво , дизайнерът най-често взема само фундаментални решения ).
Въз основа на монтажния чертеж отделните нива на сложност могат да се разглеждат по същия начин като комбинация от производствени и монтажни процеси. Образуването на подходящи агрегати, предимно от части, подгрупи и групи, е необходимо условие за създаването на модулни структури, както и за целесъобразната организация на производствения процес.
Класификация на техническите системи според метода на производство.За производството на определени групи технически системи е необходимо едно и също технологично оборудване. Например, едно и също оборудване може да се използва за производство на парни котли и химически контейнери, докато друго може да се използва за производство на стругови, фрезови, пробивни и други машини. Машинните части също могат да бъдат групирани в технологични групи според принципа на сходство в производствените операции, където основната отличителна черта ще бъде формата. Такава класификация дава възможност за рационално извършване на технологична подготовка на производството и повишаване на ефективността на производствения процес, тъй като дава възможност за комбиниране на работни места за производство на части, които са идентични по отношение на метода на производство. Това от своя страна улеснява прилагането на голямо разнообразие от мерки за рационализация, например специализация на цехове и предприятия. Стойността на такава класификация е особено голяма при разработването и прилагането на предпроизводствени планове, методи за управление и планиране. Тя е неразделна част от така наречената технология за групова обработка.
Класификация на техническите системи според степента на конструктивна сложност.Техническите системи също могат да бъдат класифицирани по отношение на структурна сложност. Като пример, в табл. 3.3 техническите системи от трето ниво на сложност (виж таблица 3.2) са разделени на 6 категории според степента на тяхната сложност на проектиране. В зависимост от степента на сложност на разглежданата техническа система се избира подходящ специалист или група от специалисти за решаване на проблемите, свързани с нея. При планирането на проектирането степента на конструктивна сложност на разработената техническа система служи като критерий за определяне на определени времеви рамки за инженерна работа.
Таблица 3.3
Примери за класификация на технически системи от III ниво на сложност според
степен на конструктивна сложност
Машинните части също могат да бъдат класифицирани според степента на сложност на тяхната конструкция. Съответният пример за класификация по различен принцип е даден в табл. 3.4. Критериите за оценка на степента на конструктивна сложност са:
а) степента на оригиналност на дизайна;
б) сложността на функциите, формите, структурата като цяло;
в) сложност на изчисленията;
г) размерите, необходимата точност на изпълнението им и качеството на обработка;
д) специални изисквания за такива характеристики като маса, технологичност на конструкцията, разходи, изисквания за външен вид и др.
Таблица 3.4
Примери за класификация на машинни части според степента на сложност на конструкцията
Степен на конструктивна сложност | Характеристика | Примери |
Много прости детайли с малко контролни размериниска точност | Опорна шайба, обикновен лост, малък вал, болт, монтажна скоба | |
Прости части с много контролни размери | Лост, макара, просто щамповане | |
По-сложни детайли | Зъбно колело, шлицов вал | |
По-сложни части с повече контролни размери | Доста сложни отливки, малки изковки | |
Много сложни детайли | Сложни черупкови отливки и средни изковки | |
Много сложни и големи части | Рамки, капаци на машини, заварени или ляти рамки | |
Особено сложни части с големи размери и необичайни форми с точно поддържане на голям брой контролни размери | Турбинни лопатки, големи изковки, сложни прецизни отливки |
Класификация на елементите на техническите системи според степента на стандартизация и произход.Тази класификация е много важна за оценката на рентабилността на дизайна. Според степента на стандартизация на техническата система може да се съди за осъществимостта и възможния мащаб на нейното производство в рамките на дадено предприятие. От икономическа гледна точка броят на оригиналните структурни елементи в техническата система трябва да бъде възможно най-малък, тъй като те характеризират изискванията за проектиране и технологична подготовка на производството. Има правило, което казва това по-малкото броят на оригиналните структурни елементи в създаваната система, толкова по-високовероятността да се организира неговото серийно или дори масово производство. Често обаче по някаква друга причина тези съображения не са решаващи.
Класификация на техническите системи според степента на оригиналност на дизайна.При разработването на нова машина дизайнерът винаги се опитва да използва възли и части, които са се оправдали на практика. Според степента на оригиналност на дизайна техническите системи могат да бъдат разделени на следните категории.
Взаимствани технически системи. За изпълнение на необходимата функция вече съществува някаква техническа система или дори няколко системи, от които може да се избере най-подходящата. Те включват предимно унифицирани елементи и групи (болтове, клинове, клапани, пружини), както и нестандартизирани елементи и групи, които могат да бъдат заимствани от други конструкции.
Модифицирани технически системи. Има някаква техническа система, която изпълнява необходимата функция, но не отговаря на определени изисквания. Има нужда например от промяна на размерите, мощността, скоростта, скоростта, монтажните размери, материала или технологията. Структурата на системата и най-важните свойства на елементите в този случай остават непроменени. По този начин усъвършенстването на техническата система се извършва единствено с цел адаптирането й към специалните условия и изисквания на новата задача, а новите материали се използват само за подобряване на качеството, намаляване на разходите или модернизиране.
Модифицирани технически системи. Съществуващите системи не отговарят на изискванията за някои свойства на групи и структурни елементи. При модифициран дизайн обикновено не се променят само функцията, някои параметри и, ако е възможно, принципът на работа. В елементите могат да се променят формата, размерите, материалът или технологията, в сложните технически системи се променя органоструктурата и структурната схема, т.е. някои елементи и групи, тяхното свързване и разположение в пространството. Обикновено модификацията се извършва чрез промяна на дизайна.
Нови технически системи. За изпълнение на желаната функция няма техническа система или съществуващата има недостатъци от фундаментален характер. Необходима е система с нов принцип на работа и други технически характеристики.
Класификация на техническите системи по вид производство.Видът на производството, който се определя от броя на произведените единици, придава на всеки продукт редица характерни технически и икономически свойства.
Технически системи за единично производство. В този случай проектирането и подготвителната работа трябва да бъдат адаптирани към нуждите на производството на парче, при което цената на всяка произведена техническа система се увеличава. Възможно е в условията на едно производство изобщо да не се постигне необходимата функция на техническата система, тъй като при производството на големи технически системи трябва да се работи без прототип. Ето защо тази категория системи поставя високи изисквания към проектанта.
Технически системи за серийно или масово производство. Тези системи като цяло са по-добре развити по отношение на производството. Поради големия обем на продуктовите партиди, делът на разходите за проектиране спрямо общите разходи е малък. Но тъй като по правило само малка част от продуктите се подлагат на контрол, не са изключени различни грешки и дефекти. Само с непрекъснат мониторинг на всички операции или произведени части и продукти като цяло е възможно да се постигне стабилно качество в серийно и масово производство. Споменатите системни категории също представляват интерес за специалиста в смисъл, че формират основата за определяне на възможното качество на продуктите. Налице е ясна тенденция към все по-широко използване на унифицирани, масово произвеждани технически системи, особено за изпълнение на различни функции. ниски нива, например елементи на свързване, измерване, регулиране, задвижване, разпределение. От друга страна, броят на техническите системи се увеличава със специално предназначение. Съвременното производство не може без цял набор от спомагателни средства, специализирани машини, автомати и производствени линии, специално оборудване, т.е. без всичко, което осигурява производството на евтини унифицирани продукти в масови количества. И двете категории продукти поставят високи изисквания към обема и качеството на проектантската работа.
Класификацията на техническите системи може да се извърши от различни гледни точки; в същото време от цялата съвкупност от технически системи се формират подгрупи, свързани с общи отличителни черти. Получените категории могат да служат за различни цели, като систематизиране, видимост, оценка, анализ и др.
3.1. Обща дефиниция на ТС
Смисълът на системния подход при изучаването на процесите на развитие на технологиите е всеки технически обект да се разглежда като система от взаимосвързани елементи, които образуват едно цяло. Линията на развитие е набор от няколко възлови точки - технически системи, които се различават рязко една от друга (ако се сравняват само една с друга); между възловите точки има много междинни технически решения - технически системи с незначителни промени в сравнение с предишната стъпка на развитие. Системите сякаш „преливат“ една в друга, бавно се развиват, отдалечавайки се все повече и повече от първоначалната система, понякога се трансформират до неузнаваемост. Малките промени се натрупват и стават причина за големи качествени трансформации. За да се познават тези закономерности, е необходимо да се определи какво е техническа система, от какви елементи се състои, как възникват и функционират връзките между частите, какви са последствията от действието на външни и вътрешни фактории т.н. Въпреки огромното разнообразие, техническите системи имат редица общи имоти, знаци и структурни характеристики, което ни позволява да ги разглеждаме като една група от обекти.
Какви са основните характеристики на техническите системи? Те включват следното:
- системите са съставени от части, елементи, тоест те имат структура,
- системите са изградени с цел., тоест изпълняват полезни функции;
- елементи (части) на системата имат връзки помежду си, свързани по определен начин, организирани в пространството и времето;
- всяка система като цяло има някакво специално качество, което не е равно на простата сума от свойствата на съставните му елементи, в противен случай няма смисъл да се създава система (интегрална, функционираща, организирана).
Нека го обясним прост пример. Да кажем, че трябва да направите идентификация на престъпник. На свидетеля беше поставена ясна цел: да направи система (фотопортрет) на отделни части(елементи), системата е предназначена да изпълнява много полезна функция. Естествено, частите на бъдещата система не са свързани произволно, те трябва да се допълват взаимно. Следователно има дълъг процес на подбор на елементи по такъв начин, че всеки елемент, включен в системата, да допълва предходния и заедно те биха увеличили полезната функция на системата, тоест биха увеличили сходството на портрета с портрета оригинален. И изведнъж в един момент се случва чудо – качествен скок! - съвпадение на самоличността с външния вид на престъпника. Тук елементите са организирани в пространството по строго определен начин (невъзможно е да бъдат пренаредени), свързани помежду си, заедно дават ново качество. Дори ако свидетелят абсолютно точно идентифицира отделно очите, носа и т.н. с фотомодели, тогава тази сума от "парчета от лицето" (всеки от които е правилен!) Не дава нищо - това ще бъде проста сума от свойствата на елементите. Само функционално прецизно свързани елементи дават основното качество на системата (и оправдават нейното съществуване). По същия начин набор от букви (например A, L, K, E), когато се комбинират само по определен начин, дава ново качество (например ELKA).
ТЕХНИЧЕСКАТА СИСТЕМА е съвкупност от подредени взаимодействащи елементи, която има свойства, които не се свеждат до свойствата на отделните елементи и е предназначена да изпълнява определени полезни функции.
Така техническата система има 4 основни (фундаментални) характеристики:
- функционалност,
- цялост (структура),
- организация,
- качество на системата.
Липсата на поне една характеристика не ни позволява да разглеждаме обекта като техническа система. Нека обясним тези знаци по-подробно.
3.2. Функционалност
3.2.1. Предназначение - функция
В основата на всеки трудов процес, включително изобретателския, лежи понятието цел. Няма безцелно изобретение. В техническите системи целта се поставя от човек и те са предназначени да изпълняват полезна функция. Вече инженер древен РимВитрувий заявява: "Машината е дървено устройство, което е от голяма помощ при вдигане на тежести." Целта е въображаем резултат, към който човек се стреми чрез задоволяване на нужда. По този начин синтезът на TS е целенасочен процес. Всяко текущо състояние може да има много последствия в бъдеще, по-голямата част от които се намират в основния поток на ентропийните процеси. Човек избира цел и по този начин драстично увеличава вероятността от събитията, от които се нуждае. Целенасочеността е еволюционно придобито (или дадено?...) умение за борба с ентропийните процеси.
3.2.2. Нужда - функция
Появата на целта е резултат от осъзнаването на потребността. Човекът се отличава от другите живи същества по това, че се характеризира с повишени претенции - много по-високи от възможностите на естествените органи. Потребността (изявление на проблема) е това, което трябва да имате (да направите), а функцията е осъзнаването на необходимостта от TS.
Една потребност може да бъде задоволена от няколко функции; например необходимостта от размяна на продуктите на труда - бартер, чрез еквиваленти, паричната система. По подобен начин избраната функция може да бъде въплътена в няколко реални обекта; например пари - мед, злато, хартия, зъби от акула и др. И накрая, всеки реален обект може да бъде получен (синтезиран) по няколко начина или неговата работа може да се основава на различни физически принципи; например хартията за пари може да бъде получена по различни начини, нанесена с боя, под формата на холограма и т.н. По този начин техническите системи по принцип имат множество пътища на развитие. Човек все пак по някакъв начин избира един начин да задоволи нуждата си. Единственият критерий тук е минимален MGE (маса, размери, енергийна интензивност); иначе е невъзможно - човечеството винаги е било ограничено в наличните ресурси. Въпреки че този път често се вие, има много задънени улици и дори петли...
3.2.3. Функционален носител
Възникването на потребностите, реализацията на целта и формулирането на функция са процеси, които протичат вътре в човека. Но истински активна функция- това е въздействието върху предмета на труда (продукта) или услугата на човек. Тоест, няма достатъчно междинна връзка - работното тяло. Това е носител на функцията в най-чист вид. RO е единствената част от техническата система, която е функционално полезна за човек. Всички останали части са спомагателни. ТК възникват на първите етапи като работни органи (вместо органите на тялото и в допълнение към тях). И едва след това, за увеличаване на полезната функция. други части, подсистеми бяха "прикрепени" към работното тяло, спомагателни системи. Този процес може да се изобрази така:
Да си представим (засега спекулативно), че е възможен и обратен ход - като продължение на дадения.
Първата половина на процеса е внедряването на технологията, втората е съкращаването. Тоест, човек като цяло се нуждае от функция, а не от нейния носител ...
За да се улесни преходът от функция към нейния носител - работният орган на бъдещия ТС - е необходима точност в описанието на функцията. Колкото по-конкретно е описана функцията, толкова повече допълнителни условия, толкова по-тесен е кръгът от средства за нейното изпълнение, толкова по-конкретна е ТС и нейната структура. Мощен ограничител на дисперсията са разкритите закономерности в развитието на работните органи в състава на автомобила.
3.2.4. Дефиниция на функцията
Функционирането е изменение на свойствата, характеристиките и качествата на системата в пространството и времето. Функция - това е способността на превозното средство да прояви своето свойство (качество, полезност) при определени условия и да преобразува предмета на труда (продукта) в необходимата форма или размер . За да се определи функцията, е необходимо да се отговори на въпроса: какво прави този TS? (за съществуващи превозни средства), или: какво трябва да прави превозното средство? (за синтезиран TS).
3.2.5. Йерархия на функциите
Всяко превозно средство може да изпълнява няколко функции, от които само една е работна, за която съществува, останалите са спомагателни, съпътстващи, улесняващи изпълнението на основната. Определение основна полезна функция (GPF)понякога създава трудности. Това се дължи на множеството изисквания, наложени на тази система от горните и долните базови системи, както и съседни, външни и други системи. Оттук и привидната безкрайност на дефинициите на GPF (фундаменталното необхващане на всички свойства и отношения).
Пример: йерархия от тухлени функции.
- GPF-1 единична тухла: запазва формата си, не се разпада, има определено тегло, структура, твърдост. Изискване от съседни системи (други тухли и хоросан в бъдещия зид): да имат правоъгълни кантове, скрепени с хоросан.
- GPF-2 стени: да се носи, да бъде вертикален, да не се деформира от промени в температурата, влажността, натоварването, да затвори нещо, да понесе товара на нещо. Тухлата трябва да отговаря на част от изискванията на GUF 2.
- GPF-3 у дома: трябва да създаде определени условия за вътрешна среда, устойчиви на атмосферни влияния, имат определен външен вид. Тухлата трябва да отговаря на някои от тези изисквания.
- GPF-4 градове: определен архитектурен облик, климатични и национални особености и др.
Освен това изискването към самата тухла непрекъснато нараства: тя не трябва да абсорбира почвена влага, трябва да има добри топлоизолационни свойства, звукопоглъщащи свойства, да е радиопрозрачна и т.н.
И така, ето го GPF на тази система е изпълнението на изискванията на първата по-висока система. Всички други изисквания, пропорционално на премахването на йерархичното ниво, от което идват, имат все по-малко влияние върху тази система. Тези над и под системни изисквания могат да бъдат изпълнени от други вещества и системи, не непременно от тази система. Например, якостното свойство на тухла може да се постигне чрез различни добавки към първоначалната маса, а естетическото свойство чрез залепване на декоративни плочки към готовата стена; за тухлата GPF (за да изпълни "изискванията" на стената), това е безразлично.
Това е, GPF на даден елемент се определя от системата, в която е включен. Същата тухла може да бъде включена в много други системи, където нейният GPF ще бъде напълно различен (или дори противоположен) на този по-горе.
Пример. Определете GPF на нагревателя.
- За какво е нагревател? - загрявайте въздуха в къщата.
- Защо въздухът се нагрява? - за да не пада температурата му под допустимата стойност.
- Защо падането на температурата е нежелателно? - да осигури комфортни условия за човека.
- Защо хората се нуждаят от комфорт? - за намаляване на риска от разболяване и др.
Това е пътят нагоре в йерархията на целите – към суперсистемата. Функцията (целта), посочена на всеки етаж, може да се изпълнява от друго превозно средство. Нагревателят влиза в системата: "къща-въздух-човек-отоплител" и изпълнява нейните "изисквания".
Можете да слезете в йерархията:
- какво загрява въздуха? - топлинно поле;
- какво създава топлинно поле? - нагревателна бобина;
- какво действа върху намотката, за да произвежда топлина? - електричество;
- какво носи електрически ток към бобината? - проводници и др.
И така, "изискването" на Народното събрание към нагревателя е да загрява въздуха. И какво прави нагревателя (работното му тяло е спирала)? - произвежда топлина, топлинно поле. Това е GPF на нагревателя - производство на топлина, като "отговор" на "изискването" на суперсистемата. Тук термичното поле е продукт, "произведен" от техническата система "нагревател". SPF суперсистеми - осигуряване комфортни условияза човек.
3.3. Структура
3.3.1. Определение на структурата
Съвкупността (целостта) от елементи и свойства е неразделна характеристика на системата. Комбинацията от елементи в едно цяло е необходима за получаване (формиране, синтез) на полезна функция, т.е. за постигане на поставената цел.
Ако дефинирането на функцията (целта) на системата до известна степен зависи от човека, то структурата е най-обективната характеристика на системата, тя зависи само от вида и материалния състав на елементите, използвани в ТС, т.к. както и върху общите закони на света, които диктуват определени методи на свързване, видове връзки и режими на функциониране на елементите в структурата. В този смисъл структурата е начин за взаимно свързване на елементи в една система. Изготвянето на структура е програмиране на системата, настройване на поведението на превозното средство, за да се получи полезна функция като резултат. Необходимата функция и избраният физически принцип на нейното изпълнение определят еднозначно структурата.
Структурата е набор от елементи и връзки между тях, които се определят от физическия принцип на необходимата полезна функция.
Структурата остава непроменена в процеса на функциониране, тоест при промяна на състояние, поведение, извършване на операции и всякакви други действия.
Основното нещо в структурата: елементи, връзки, неизменност във времето.
3.3.2. Структурен елемент
Елемент, система - относителни понятия, всяка система може да стане елемент на система от по-висок ранг и всеки елемент може да бъде представен и като система от елементи от по-нисък ранг. Например, болт (винт + гайка) е елемент на двигателя, който от своя страна е структурна единица(елемент) в системата на автомобила и др. Винтът се състои от зони (геометрични тела), като глава, цилиндър, резба, фаска; материал на болта - стомана (система), състояща се от елементи от желязо, въглерод, легиращи добавки, които от своя страна се състоят от молекулярни образувания (зърна, кристали), дори по-ниски - атоми, елементарни частици.
Елемент - относително цялостна част от системата, която има някои свойства, които не изчезват при отделяне от системата . В системата обаче свойствата на един елемент не са равни на свойствата на един елемент.
Сумата от свойствата на даден елемент в системата може да бъде по-голяма или по-малка от сумата от свойствата му извън системата. С други думи, някои от свойствата на елемента, включен в системата, се потискат или към елемента се добавят нови свойства. В по-голямата част от случаите част от свойствата на елемента се неутрализира в системата, така да се каже, изчезва; в зависимост от размера на тази част, те говорят за степента на загуба на индивидуалност на елемента, включен в системата.
Системата има някои от свойствата на елементите на нейните съставни части, но нито един елемент от предишната система няма свойството на цялата система (системен ефект, качество). Кога пясъкът спира да бъде пясък? - на най-близкия горен или долен "етаж": пясък - прах - молекули - атоми -...; пясък - камък - скала ...; тук "пясъчните" свойства се запазват частично при движение нагоре и веднага изчезват при движение надолу по "етажите".
Елемент - минималната единица на системата, способна да изпълнява някаква елементарна функция. Всички технически системи започват с един елемент, предназначен да изпълнява една елементарна функция. С увеличаване на GPF започва повишаване (усилване) на някои свойства на елемента. След това идва диференциацията на елемента, тоест разделянето на елемента на зони с различни свойства. От моноструктурата на елемента (камък, пръчка) започват да се открояват други елементи. Например, при превръщането на нож за камък в нож, работната зона и зоната на дръжката бяха разграничени, а след това укрепването на специфичните свойства на всяка зона изискваше използването на различни материали (композитни инструменти). Трансмисията се открои и се разви от работното тяло. След това двигателят, контролното тяло, източникът на енергия се добавят към RO и Tr. Системата се разраства поради усложняването на нейните елементи, добавят се спомагателни подсистеми... Системата става тясно специализирана. Но идва момент на развитие, когато системата започва да поема функциите на съседни системи, без да увеличава броя на своите елементи. Системата става все по-универсална с постоянен и след това намаляващ брой елементи.
3.3.3. Видове структури
Нека подчертаем някои от най-типичните структури за технологията:
- Корпускулярен.
Състои се от еднакви елементи, хлабаво свързани помежду си; изчезването на някои елементи почти няма ефект върху функцията на системата. Примери: ескадра кораби, пясъчен филтър. - "Тухла".
Състои се от идентични твърдо свързани помежду си елементи. Примери: стена, арка, мост. - Верига.
Състои се от еднотипни шарнирни елементи. Примери: гъсеница, влак. - мрежа.
Състои се от елементи от различен тип, пряко свързани помежду си, или чрез транзит през други, или чрез централен (нодален) елемент (звездна структура). Примери: телефонна мрежа, телевизия, библиотека, отоплителна система. - Многосвързани.
Включва много кръстосани връзки в мрежовия модел. - Йерархичен.
Състои се от разнородни елементи, всеки от които е неразделна част от система от по-висок ранг и има връзки по "хоризонтал" (с елементи от едно ниво) и по "вертикал" (с елементи от различни нива). Примери: машина, кола, пушка.
Според вида на развитие във времето структурите биват:
- разгръщаем. с течение на времето, когато GPF се увеличава, броят на елементите се увеличава.
- коагулиращ. с течение на времето, с увеличаване или постоянна стойност на GPF, броят на елементите намалява.
- намаляване. в някакъв момент от време започва намаляване на броя на елементите с едновременно намаляване на GPF.
- унизително. намаляване на GPF с намаляване на връзките, мощността, ефективността.
3.3.4. Принципи на изграждане на структурата
Основната насока в процеса на системен синтез е получаването на бъдещо системно свойство (ефект, качество). Важно място в този процес заема етапът на избор (изграждане) на конструкцията.
„Формула“ на системата: За една и съща система могат да бъдат избрани няколко различни структури в зависимост от избрания физически принцип за реализиране на GPF. Изборът на физически принцип трябва да се основава на минимизиране на M, G, E (маса, размери, енергоемкост) при запазване на ефективността.
Формирането на структурата е основа за синтеза на системата.
Някои принципи на формиране на структурата:
- принцип на функционалност,
- принцип на причинно-следствената връзка
- принципът на пълнотата на частите,
- принцип на допълване.
Принципът на функционалностотразява предимството на функцията над структурата. Структурата е обусловена от предишния избор: Изборът на принципа на работа еднозначно определя структурата, така че те трябва да се разглеждат заедно. Принципът на действие (структурата) е отражение на целта-функция. Според избрания принцип на действие трябва да се изготви функционална схема (възможно е във формата на Su-Field).
Функционалната схема е изградена съгласно принцип на причинно-следствената връзка, тъй като всеки TS се подчинява на този принцип. Функционирането на ТС е верига от действия-събития.
Всяко събитие в TS има една (или няколко) причини и само по себе си е причина за последващи събития. Всичко започва с кауза, така че важното е да се гарантира, че каузата е „стартирана“ (включена). Това изисква следните условия:
- осигуряват външни условия, които не пречат на проявата на действие,
- осигурява вътрешни условия, при които се извършва събитието (действието),
- да осигури отвън повод, тласък, „искра” за „задвижване” на действието.
Основният момент при избора на принципа на действие е най-доброто прилагане на принципа на причинно-следствената връзка.
Надежден начин за изграждане на верига от действия е от крайното събитие до първоначалното; крайното събитие е действието, получено върху работното тяло, тоест изпълнението на функцията TS.
Основното изискване за структурата е минимална загуба на енергия и недвусмислено действие (изключване на грешки), тоест добра енергопроводимост и надеждност на причинно-следствената верига.
При решаване на изобретателски задачи, след формулирането на ФП (физическото противоречие), възникват трудности при прехода към физическия принцип. Може би принципът на причинно-следствената връзка ще помогне тук. FP е ред, крайно действие, от него се изисква да се изгради верига от причини и следствия до физически ефект.
Принцип на пълнотата на частите (закон за пълнотата на частите на системата)може да се вземе като основа за първото изграждане на функционална диаграма. Възможна е следната последователност от стъпки:
- GPF е формулиран.
- Определя се физическият принцип на действие на работния орган върху продукта.
- PO се избира или синтезира.
- Към работния орган са "прикрепени" трансмисия, двигател, източник на енергия и орган за управление.
- В първото приближение се изгражда функционална схема: Идентифицират се недостатъци и възможни повреди във веригата. Разработват се по-подробни схеми, като се отчита йерархията на подсистемите. Подсистемите, които не работят достатъчно добре, се допълват с нови елементи.
Например:
Това е обичайният начин за разполагане на превозно средство, увеличавайки GPF чрез добавяне на нови полезни подсистеми.
Възможно е известно увеличение на GPF поради намаляване на вредните връзки и ефекти в подсистемите (без тяхното усложняване).
Най-радикалният начин е идеализирането на ТС.
Принцип на допълванележи в по специален начинсвързващи елементи, когато са включени в системата. Елементите трябва не само да бъдат съгласувани по форма и свойства (за да имат фундаменталната възможност за взаимна връзка), но и да се допълват взаимно, взаимно да се подсилват, да комбинират полезни свойства и взаимно да неутрализират вредните. Това е основният механизъм за възникване на системен ефект (качество).
3.3.5. форма
Формата е външно проявлениеструктури на ТС, а структурата е вътрешното съдържание на формата. Тези две понятия са тясно свързани. В една техническа система единият от тях може да преобладава и да диктува условията за изпълнение на другия (например формата на крилото на самолета определя неговата структура). Логиката на изграждане на структура се определя основно от вътрешните принципи и функции на системата. Формата в повечето случаи зависи от изискванията на суперсистемата.
Основни изисквания към формата:
- функционален (форма на резбата и др.),
- ергономичен (дръжка на инструмента, седалка на водача и др.),
- технологични (простота и удобство на производство, обработка, транспортиране),
- експлоатационен (експлоатационен живот, здравина, издръжливост, лекота на ремонт),
естетически (дизайн, красота, "приятност", "топлина"...).
3.3.6. Йерархична структура на системите
Йерархичен принцип на организацияструктурата е възможна само в многостепенни системи (това е голям клас съвременни технически системи) и се състои в рационализиране на взаимодействията между нивата в ред от най-високото до най-ниското. Всяко ниво действа като мениджър по отношение на всички подлежащи и като контролирано, подчинено ниво по отношение на надлежащото. Всяко ниво също е специализирано в изпълнението на специфична функция (GPF ниво). Абсолютно твърди йерархии не съществуват, някои от системите на по-ниските нива имат по-малка или по-голяма автономия по отношение на по-високите нива. В рамките на нивото отношенията на елементите са равни помежду си, взаимно се допълват, имат характеристики на самоорганизация (те се залагат по време на формирането на структурата).
Появата и развитието на йерархичните структури не е случайна, тъй като само така може да се повиши ефективността, надеждността и устойчивостта.в системи със средна и висока сложност.
IN прости системине е необходима йерархия, тъй като взаимодействието се осъществява чрез директни връзки между елементите. В сложните системи директните взаимодействия между всички елементи са невъзможни (необходими са твърде много връзки), така че директните контакти остават само между елементи от едно и също ниво, а връзките между нивата са рязко намалени.
Типичен изглед на йерархична система: В табл. 1 показва имената на йерархичните нива в технологиите (Altshuller G.S. в книгата: Дръзки формули на творчеството. Петрозаводск, "Карелия", 1987 г., стр. 17-18).
маса 1
Ниво |
Име на системата |
Пример |
Аналог по природа |
Техносфера |
Технология + хора + ресурси + система за потребление |
Биосфера |
|
Цялото оборудване (всички отрасли) |
|||
клон на технологията |
Транспорт (всички видове) |
||
Асоциация |
Аерофлот, транспорт, железопътен транспорт |
||
Компания |
Фабрика, метро, летище |
организъм |
|
Локомотив, вагони, релсов път |
Органи на тялото: сърце, бели дробове и др. |
||
локомотив, кола, самолет |
|||
Хетерогенен механизъм (набор от възли, който позволява прехвърлянето на енергия и материя от един тип в друг) |
Електростатичен генератор, двигател с вътрешно горене |
Молекули на ДНК, РНК, AFT |
|
Хомогенен механизъм (набор от възли, които пропускат енергия и вещества, без да променят формата си) |
Винтов крик, количка, ветроходно оборудване, часовник, трансформатор, бинокъл |
Молекула на хемоглобина, способна да транспортира кислород |
|
Ос и две колела (появява се ново свойство - способността да се търкаля) |
Сложни молекули, полимери |
||
Няколко подробности |
Винт и гайка, ос и колело |
Молекула, образувана от различни радикали, например: C 2 H 5 -C \u003d O | ТОЙ |
|
Нехомогенна част (при разделяне образува неравни части) |
Винт, пирон |
Несиметрична въглеродна верига: C-C-C-C-C-C- | СЪС |
|
Хомогенна част (образува еднакви части при разделяне) |
Тел, ос, греда |
Въглеродна верига: С-С-С-С-С-С- |
|
Нехомогенно вещество |
Смеси, разтвори ( морска вода, въздух) |
||
хомогенна субстанция |
химически чисто желязо |
Проста материя (кислород, азот) |
Основни свойства на йерархичните системи
- Двойствеността на качествата на елементите в системата- елементът притежава едновременно индивидуални и системни качества.
Влизайки в системата, елементът губи първоначалното си качество. Системното качество, така да се каже, запушва проявата на собствените качества на елементите. Но никога не се случва напълно. Химични съединенияимат системни физични и химични свойства, но също така запазват свойствата на съставните си елементи. На това се основават всички методи за анализ на състава на съединенията (спектрален, ядрен, рентгенов и др.). Колкото по-сложна е йерархичната структура (организация) на системата, толкова по-висока е тя индивидуални качества, колкото по-ясно се появяват в суперсистемата, толкова по-малко тя е свързана с други елементи (системи) на суперсистемата. На по-ниски нива има опростяване на елементи (системите не се нуждаят от "сложни" неща, те се нуждаят от проста полезна функция). В резултат нещата губят своята оригиналност, конкретна индивидуалност, стават безразлични към материалната си индивидуална форма.
Загубата на индивидуалност е цената, "заплатена" от елементите за придобитата от тях способност да изразяват отделни аспекти на системните връзки в йерархията. (Както в обществото: човек на работа не е субект, не е уникална индивидуалност, не е творец на обстоятелствата си, той функция, обект, нещо).
Това свойство на йерархичните системи е причината за широко разпространен тип изобретателска психика: той вижда едно (основно, системно) свойство на елемент и не вижда много от предишните му индивидуални свойства. - Диктат на горните нива над долните- основният ред на йерархията (аналог в обществото: единоначалие, авторитарно ръководство).
Най-ниското ниво на йерархията е работният орган или неговата работна част, зона, повърхност (всяка подсистема има свой работен орган). Следователно всички управляващи действия (сигнали) и енергия задължително достигат до работния орган, принуждавайки го да функционира по строго определен начин. В този смисъл РО е най-подчинения елемент на системата. Спомнете си, че неговата роля в синтеза на TS е точно противоположна: той диктува структурата за изпълнение на HPF.
Често диктатът на горните нива се простира дори под работния орган; какво е под RO? - продукт. Техническите системи („за собствено удобство“) диктуват какви трябва да бъдат продуктите. Това "желание" на технологията да промени околната среда "за себе си" е погрешно, то е характерно само за съвременната, в много отношения тромава и груба техника. Особено ясно се вижда несъответствието (несъответствието) на техническите системи („правилни“, „стандартни“) с природни обекти („неправилни“), със занаятчийски и художествени продукти на човека.
Примери.
Основната полезна функция на железопътния транспорт е обемът на превозите. Затова в много страни се провеждат изследвания за отглеждане на квадратни домати (България), дини (Япония), картофи, моркови, цвекло, краставици и ананаси (Знанието е сила, 1983, No 12, с. 32). Кубичните плодове и зеленчуци са по-лесни за опаковане и транспортиране.
В САЩ се произвежда яйчен "колбас". Яйцата се счупват, протеинът се отделя от жълтъка чрез центрофугиране, образуват "наденица" (в центъра на жълтъка) при замразяване, ако имате нужда от бъркани яйца, отрежете парче. От гледна точка на увеличаване на GPF (транспортиране на яйца), проблемът е решен.
Като. 1 132 905: (BI, 1985, № 1). Методът за приготвяне на картофи, зеленчуци и плодове за топлинна обработка: картофите се нарязват, преместват и кората се отрязва отдолу; след това се завърта на 180 градуса, подравнява се и се изрязва отдолу и т.н. докато се обели целият картоф.
От френски хумор („Изобретател и новатор“, 1984, № 8, 3 страници от корицата): „Искам да предложа на вашата компания най-новото си изобретение. Това е машина за бръснене. Клиентът пуска няколко монети, подава главата си в дупката и две самобръсначки автоматично започват да бръснат неговия.
- Но все пак всеки човек има индивидуална структура на лицето... - За първи път - да! - Нечувствителността на горните етажи към промените в долните и обратно, чувствителността на долните към промените в горните.
Промените на нивата на веществата и подсистемите от най-нисък ранг не се отразяват в системното свойство (качество) на TS-NS от по-висок ранг.
Пример.
Принципът на телевизията вече е въплътен в първите механични системи. Новото свойство на системата (предаване на изображение на разстояние) не се промени фундаментално при преминаване към лампа, транзистор, микромодулни елементи. GPF се увеличи, но системното свойство не се промени фундаментално. Основното нещо за една суперсистема е изпълнението от подсистеми на техните функции и на какви материали и физически принципи няма значение. Тази разпоредба има важна последица за изобретението. Да речем, че възникна проблемът с осигуряването на ефективно отстраняване на топлината от работещ трансформатор в тръбен телевизор (консумирана мощност 400 W). Изобретателят може да търси метод за отстраняване на топлината дълго време и по различни начини, да измисли нови подсистеми, да увеличи инсталираната мощност на трансформатора, за да намали температурата на нагряване и т.н. Ако обаче се качите на горния етаж (захранване), тогава задачата може да бъде решена по съвсем различен начин (например импулсно захранване), а ако промените на последния етаж (например смяна на схема на лампа с транзистор), тази задача може да бъде напълно елиминирана - в нея просто вече няма да е необходима (мощността ще намалее, да речем, до 100 вата). - Филтриране (маркиране) на полезни функции на йерархичните нива.Правилно организираната йерархична структура подчертава полезна функция на всеки етаж, тези функции се добавят (взаимно подсилващи се) на следващия етаж; в същото време вредните функции на всеки етаж се потискат или поне не се добавят нови към тях.
Основният принос към GPF се формира на долните етажи, като се започне от работното тяло. На следващите нива се извършва повече или по-малко значително добавяне (усилване) на полезната функция. С увеличаване на броя на етажите растежът на GPF се забавя, така че системите с голям брой йерархични нива са неефективни (SHP разходите започват да надвишават печалбата в GPF). Най-горното ниво на йерархията обикновено изпълнява само помирителни функции; не трябва да има повече от едно такова ниво.
Колкото по-високо е нивото на йерархия, толкова по-мека е структурата, толкова по-малко твърди са връзките между елементите, по-лесно е да ги пренаредите и замените. На по-ниските нива има по-строга йерархия и връзки; структурата е строго определена от изискването за изпълнение на GPF. Невъзможно е, например, да поставите фитил извън тялото в топлинна тръба, параметрите на работата на фитила и неговата структура са строго зададени; на горните етажи, където функцията е преразпределение на топлината, рециркулация, регулиране и т.н., са възможни най-радикални преустройства.
3.4. Организация
3.4.1. Обща концепция
Задачата на TRTS е да разкрие закономерностите на синтеза, функционирането и развитието на техническите системи. Организацията е най-важният елемент и в трите периода от съществуването на системата. Организацията възниква едновременно със структурата. Всъщност, организацията е алгоритъм за съвместно функциониране на елементите на системата в пространството и времето.
Френски биолог от 18 век Боне пише: „Всички части, които изграждат тялото, са толкова пряко и разнообразно свързани помежду си в областта на своите функции, че са неразделни една от друга, че тяхната връзка е изключително тясна и че трябва да се появят едновременно. предполагат наличието на вени; както тези, така и другите функции предполагат наличието на нерви; те от своя страна предполагат наличието на мозък, а последното - наличието на сърце; всяко отделно състояние е цяла поредица от състояния "( Гнеденко Б. В. и др. За съвет към природата. М .: Знание, 1977, стр. 45).
Една организация възниква, когато между елементите възникват обективно регулярни, последователни, стабилни във времето връзки (отношения); при това едни свойства (качества) на елемента се извеждат на преден план (действат, реализират се, засилват се), а други се ограничават, погасяват, маскират. Полезните свойства се трансформират в процеса на работа във функции - действия, поведение .
Основното условие за възникване на организация е връзките между елементите и/или техните свойства да надвишават по мощност (сила) връзките с несистемни елементи.
С възникването на една организация ентропията в получената система намалява в сравнение с външната среда. Външната среда за ТС най-често са други технически системи. Така че ентропията е организация („чужда“ организация), която е ненужна за даден GPF (нужди).
Степента на организираност отразява степента на предсказуемост на поведението на системата при изпълнението на SPF. Абсолютната предсказуемост е невъзможна или възможна само за неактивни („мъртви“) системи. Пълна непредсказуемост – когато няма система, дезорганизация. Сложността на организацията се характеризира с броя и разнообразието на елементите, броя и разнообразието на връзките, броя на нивата на йерархия.
Сложността на организацията се увеличава с внедряването на TS и намалява със съкращаването на организацията, така да се каже, "задвижвана" в същността. Когато се разгръщат върху полезно-функционални подсистеми, принципите на организация (условия на взаимодействие, връзки и функции) се разработват, след което организацията преминава на микро ниво (функцията на подсистемата се изпълнява от субстанцията).
3.4.2. Връзки
Комуникацията е връзката между елементите на системата.
Комуникация - реален физически (реален или полеви) канал за предаване на Е (енергия), В (вещество), И (информация); освен това няма нематериална информация, винаги е E или V.
Основното условие за работа на връзката е "потенциалната разлика" между елементите, тоест градиентът на полето или веществото (отклонение от термодинамичното равновесие - принципът на Онзагер). При градиент възниква движеща сила, която причинява потока E или B:
- температурен градиент - топлинен поток (топлопроводимост),
- градиент на концентрация - поток на веществото (дифузия),
- градиент на скоростта - поток на импулса,
- градиент на електрическо поле - електрически ток,
както и градиенти на налягане, магнитно поле, плътност и др.
Често при изобретателски задачи се изисква организиране на поток с градиент на "несвое" поле. Например потокът от материя (кухи нитинолови топки) с температурен градиент - в задачата за изравняване на температурата по дълбочината на басейна. Основните характеристики на комуникацията: физическо съдържание и сила. Физическото съдържание е вид вещество или поле, използвано в комуникацията. Мощност - интензивността на потока V или E. Мощността на комуникацията трябва да бъде по-голяма от мощността на извънсистемните комуникации, над прага - нивото на шума на външната среда.
Връзките в системата могат да бъдат:
- функционално необходими - за изпълнение на GPF,
- спомагателни - повишаване на надеждността,
- вреден, излишен, излишен.
По вид връзка има: линейни, пръстеновидни, звездни, транзитни, разклонени и смесени.
Основните видове връзки в техническите системи:
1. Елементарно |
|
а) едностранно(полупроводник), |
|
б) отразяващ(поради външна причина), |
|
V) селективен(отсяване на ненужни потоци), |
|
G) забавено(със закъснение) |
|
д) положителен(увеличаване на мощността с увеличаване на "потенциалната разлика"), |
|
д) отрицателен(намаляване на мощността с увеличаване на "потенциалната разлика"), |
|
и) неутрален(безразличен към посоката) |
|
з) нула, |
|
И) проектирани(по желание). |
|
2. Комбиниран. |
|
л) двустранно(напълно проводим), |
|
м) обратна връзка(пропорционално зависи от състоянието на елементите, между които се осъществява връзката; например полюсите на магнит или потенциалите на източник на ток), |
|
м) положителен обратенВръзка. (с увеличаване на мощността на една връзка, силата на друга се увеличава), механизмът на взаимно стимулиране на функциите води до увеличаване на процесите; |
|
О) отрицателна обратнаВръзка. (с увеличаване на мощността на една връзка силата на друга намалява), стабилизиращ механизъм води до стабилно равновесие или до колебания около равновесната точка, |
|
П) двойно отрицателно обратнокомуникация или обратна връзка от типа на взаимно потисничество (с намаляване на силата на една връзка, силата на другата също намалява), води до нестабилно равновесие, завършващо с укрепване на една от страните и потискане на друго. |
При използване на комбинирани връзки системата придобива нови свойства. Помислете например за система от два елемента с отрицателна обратна връзка:
С увеличаване на потенциала А силата на положителната връзка 1 се увеличава, което води до увеличаване на потенциала В. Но отрицателната връзка 2 потиска потенциала А. Системата бързо идва в състояние на стабилно равновесие. Когато връзка 1 е прекъсната, потенциал A се увеличава без потискане от B. Когато връзка 2 е прекъсната, потенциал A се увеличава и в същото време потенциал B се увеличава (положителна връзка).
В система от три елемента се появява още по-силно качество.
С увеличаване на потенциала А, В се увеличава, но А се потиска от връзка 4; на връзка 2, B нараства, но на връзка 5, B намалява, а на връзка 6, C намалява и т.н. Тоест изтеглянето на всеки елемент от състоянието на равновесие бързо се потиска взаимно.
Когато някоя връзка е прекъсната, взаимното потискане настъпва бързо и в други връзки. Същото важи и когато две връзки са разкъсани.
В системата се създава стабилно равновесие, при което състоянието на елемента може само леко да се измести от равновесието.
Ето пример със същата комбинирана връзка (отрицателна). Други, още по-необичайни, ефекти възникват в системи с разнородни връзки, с голям брой елементи, с появата на напречни връзки (започващи от диагонала в квадрата). Необходима е разработка за „наслагване“ на тези типове връзки върху vepananalysis.
Увеличаването на степента на организация на системата пряко зависи от броя на връзките между елементите. Развитието на връзките е разкриването на су-полета (увеличаване на степента на су-поле). Как да увеличим броя на връзките в подполе? Два начина:
- включването на системни елементи във връзка със суперсистеми,
- участие на по-ниски нива на организация на подсистема или вещество.
С увеличаване на броя на връзките на елемент, броят на полезно работещите свойства на елементите се увеличава.
3.4.3. контрол
Едно от важните свойства на организацията е способността да управлява, тоест да променя или поддържа състоянието на елементите по време на функционирането на системата. Управлението става чрез специални връзки и представлява последователност от команди във времето. Контролът на отклонението е най-разпространеният и надежден метод.
3.4.4. Фактори, които разрушават организацията.
Тези фактори включват три групи вредни ефекти:
- външни (суперсистема, природа, човек),
- вътрешни (принудително или произволно взаимно подсилване на вредни свойства),
- ентропия (самоунищожение на елементите поради ограничеността на продължителността на живота).
Външните фактори разрушават връзките, ако тяхната сила надвишава силата на вътрешносистемните връзки.
Първоначално в системата съществуват вътрешни фактори, но с течение на времето, поради нарушения в структурата, техният брой нараства.
Примери за ентропийни фактори: износване на части (отстраняване на част от веществото от системата), дегенерация на връзки (пружинна умора, ръжда).
3.4.5. Значението на експериментирането в организационното подобрение
Експериментът е научно организиран експеримент за определяне на "болното" място в TS при опит за увеличаване на GPF. Значението на експеримента: активна намеса във функционирането на TS, създаване на специални условия, условия (промени във факторите на околната среда) и наблюдение на поведението (резултат) с помощта специални методии средства.
Пълномащабният експеримент е най-продуктивен, той е подходящ за по-голямата част от TS (с изключение на големи и опасни атомни електроцентрали и др.).
Моделният експеримент е приемлив и надежден само за прости системи с добре предвидимо поведение.
Само естествен експеримент може да даде най-важния страничен продукт неочаквани резултати, често носещи нови знания.
Например, при тестов полет на един от безпилотните спътници, по време на тестване на спомагателни двигатели за спиране, сателитът внезапно превключи на друга орбита и никога не беше върнат на Земята. "Спомням си, че специалистите бяха много разстроени. И тогава С. П. Королев видя в непланирания преход на кораба от една орбита в друга първия опит за маневриране в космоса.
- И да слезем на Земята, - каза главният конструктор на помощниците, - ще имаме кораби, когато трябва и където трябва. Колко сладки ще бъдат! Определено ще засадим следващия път.
Оттогава "колко сладки" много се върнаха на Земята космически коработ най-разнообразни научни и национални икономически цели "(Покровски Б. Да посрещнем зората. Правда, 1980, 12 юни).
3.5. Системен ефект (качество)
3.5.1. Свойства в системата
Всички елементи в системата и системата като цяло имат редица свойства:
- Структурно реално: свойства на веществото, определени от неговия състав, вида на компонентите, физическите характеристики (вода, въздух, стомана, бетон).
- Структурно поле: например теглото е присъщо свойство на всеки елемент, магнитни свойства, цвят.
- Функционален: специализирани свойства, които могат да бъдат получени от различни комбинации в реално поле, стига да имат необходимата функция; например топлоизолационни рогозки.
- Системен: кумулативни (интегрални) свойства; за разлика от свойства 1-3, те не са равни на свойствата на елементите, включени в системата; тези свойства "внезапно" възникват при формирането на системата; такова неочаквано увеличение е основната печалба при синтеза на нов TS.
По-правилно е да се разграничат два вида системни увеличения:
- системен ефект- непропорционално голямо увеличение (намаляване) на свойствата на елементите,
- качество на системата- появата на ново свойство (свръхсвойство - вектор от съществуващи свойства), което нито един от елементите не е имал преди включването им в системата.
Тази особеност в развитието на обективната реалност е забелязана от древните мислители. Например Аристотел твърди, че цялото винаги е по-голямо от сбора на неговите части. Богданов А.А. формулира тази теза за системи: системата разкрива известно увеличение на качествата, в сравнение с първоначалните дава известно супер качество (1912 г.).
За да определите по-точно системния ефект (качество) на даден TS, можете да използвате прост трик: трябва да разделите системата на нейните съставни елементи и да видите какво качество (какъв ефект) е изчезнало. Например, нито един от блоковете на самолета не може да лети отделно, както "пресечена" система на самолет без крило, оперение или управление не може да изпълнява функцията си. Между другото, това е убедителен начин да се докаже, че всички обекти в света са системи: отделни въглища, захар, игла - на какъв етап от разделянето те престават да бъдат себе си, губят основните си характеристики? Всички те се различават един от друг само по продължителността на процеса на делене - иглата престава да бъде игла, когато се раздели на две части, въглищата и захарта - когато се разделят на атом. Очевидно така нареченият диалектически закон за прехода на количествените промени в качествени отразява само съдържателната страна на един по-общ закон - законът за образуване на системен ефект (качество).
Пример за системен ефект.
За последващо лечение Отпадъчни водихидролизната инсталация тества два метода - озониране и адсорбция; нито един от методите не даде желания резултат. Комбинираният метод даде поразителен ефект. Необходимата производителност се постига с 2-5-кратно намаляване на потреблението на озон и активен въглен в сравнение със само сорбция или само озониране (Е. И. ВНИИИС Госстрой на СССР, серия 8, 1987 г., брой 8, стр. 11-15) .
Във физиката (физични ефекти и явления) има много примери за появата на системни свойства. Например, електромагнитното поле има свойството да се разпространява в пространството на неограничено разстояние и свойството да се самосъхранява - тези свойства не се притежават от електрически и магнитно полеотделно.
Строго погледнато, всички естествени науки не се занимават с нищо повече от изучаване на системните закони на свързването на частите в едно цяло и законите на съществуването и развитието на това цяло. Натрупани са огромни знания, които разкриват специфични механизми за възникване на свръхкачества (системни ефекти) в живата и неживата природа – в химията, физиката, биологията, геологията, астрономията и др. Но все още няма обобщения - закони за цялата система.
3.5.2. Механизмът на формиране на свойствата на системата
Ето един прост "механичен" пример за системно свойство, което се появява: да кажем, че трябва бързо да пресечете зона, пълна с тълпа от хора; ясно е, че ще отделите много време и усилия, за да преодолеете "триенето срещу тълпата". Сега си представете, че тълпата, по команда, е образувала някаква подредена структура (например подредена в редове), тогава съпротивата срещу бегача между редовете практически ще изчезне.
А. Богданов аргументира следното: „Най-типичният пример е интерференцията на вълните: ако вълните съвпадат, тогава две вибрации дават четворна сила, ако не съвпадат, тогава светлина + светлина дава топлина. Средният случай: издигането на една вълна ще съвпадне наполовина с нарастване и наполовина с намаляване - в резултат на просто добавяне сумата от условията: силата на светлината е двойна.Увеличаването или намаляването на сумата от свойствата на системата зависи от метод на комбиниране (връзка, връзка) "(Обща организационна наука. (Тектология), т.2. Механизмът на разминаване и дезорганизация. Партньорство " Издателство на писателите в Москва ", М., типограф Я.Г. Сазонов, 1917 г. , стр.11).
Друг пример: скоростта на звука в течност, например във вода, е около 1500 m/s, в газ (въздух) 340 m/s; а в смес газ-вода (5% обемни газови мехурчета) скоростта пада до 30-100 m/s.
Всеки елемент има много свойства. Някои от тези свойства се потискат по време на образуването на връзки, докато други, напротив, придобиват отчетлив израз; или: някои свойства се добавят, други се неутрализират. Има три възможни случая на системен ефект (качество):
- положителните свойства се сумират, взаимно се подсилват, отрицателните остават непроменени (верига, пружина);
- положителните свойства се сумират, а отрицателните взаимно се унищожават (двама войници, притискайки гърбовете си, образуват кръгова отбрана, вредните "задни" свойства са изчезнали);
към сумата положителни свойствадобавят се обърнати отрицателни свойства (вредата се превръща в полза).
Техническата система (TS) е структура, образувана от взаимосвързани елементи, предназначени да изпълняват определени полезни функции. Функция - това е способността на ТС да прояви своето свойство (качество, полезност) при определени условия и да преобразува предмета на труда (продукта) в необходимата форма или размер.Появата на целта е резултат от осъзнаването на необходимостта . Потребността (изявление на проблема) е това, което трябва да имате (да направите), а функцията е осъзнаването на необходимостта от TS. Възникването на потребностите, реализацията на целта и формулирането на функция са процеси, които протичат вътре в човека. Но действителната функция е въздействието върху предмета на труда (продукта) или услугата на дадено лице. Тоест, няма достатъчно междинна връзка - работното тяло. Това е носител на функцията в най-чист вид. Работното тяло (РО) е единствената част от техническата система, която е функционално полезна за човек. Всички останали части са спомагателни. ТК възникват на първите етапи като работни органи (вместо органите на тялото и в допълнение към тях). И едва след това, за увеличаване на полезната функция. други части, подсистеми, спомагателни системи бяха "прикрепени" към работното тяло.
Фигура 1. Пълна схематична диаграма на работещо превозно средство.
Пунктираната линия очертава състава на минималната работоспособна ТС, което осигурява нейната жизнеспособност.
Комбинацията от елементи в едно цяло е необходима за получаване (формиране, синтез) на полезна функция, т.е. за постигане на поставената цел. Изготвянето на структура е програмиране на системата, настройване на поведението на превозното средство, за да се получи полезна функция като резултат. Необходимата функция и избраният физически принцип на нейното изпълнение определят структурата. Структурата е набор от елементи и връзки между тях, които се определят от физическия принцип на необходимата полезна функция. Структурата, като правило, остава непроменена в процеса на функциониране, тоест при промяна на състоянието, поведението, извършването на операции и всякакви други действия. Необходимо е да се прави разлика между два вида системни увеличения, получени чрез свързване на елементи в структура:
- системен ефект - непропорционално голямо увеличение (намаляване) на свойствата на елементите,
- системно качество - поява на ново свойство, което нито един от елементите не е имал преди да бъде включен в системата.
Всяко превозно средство може да изпълнява няколко функции, от които само една е работна, за която съществува, останалите са спомагателни, съпътстващи, улесняващи изпълнението на основната. Определянето на основната полезна функция (MPF) понякога е трудно. Това се дължи на множеството изисквания, наложени на тази система от горните и долните базови системи, както и съседни, външни и други системи. Оттук и привидната безкрайност на дефинициите на GPF (фундаменталното необхващане на всички свойства и отношения). Като се има предвид йерархията на функциите, GPF на тази система е изпълнението на изискванията на първата по-висока система. Всички други изисквания, отдалечавайки се от йерархичното ниво, от което идват, оказват все по-малко влияние върху тази система. Тези над и под системни изисквания могат да бъдат изпълнени от други вещества и системи, не непременно от тази система. Тоест GPF на даден елемент се определя от системата, в която е включен.
За да определите по-точно системния ефект (качеството на системата) на даден TS, можете да използвате прост трик: трябва да разделите системата на нейните съставни елементи и да видите какво качество (какъв ефект) е изчезнало. Например, нито един от блоковете на самолета не може да лети отделно, както "пресечена" система на самолет без крило, оперение или управление не може да изпълнява функцията си. Между другото, това е убедителен начин да се докаже, че всички обекти в света са системи: отделни въглища, захар, игла - на какъв етап от разделянето те престават да бъдат себе си, губят основните си характеристики? Всички те се различават един от друг само по продължителността на процеса на делене - иглата престава да бъде игла, когато се раздели на две части, въглищата и захарта - когато се разделят на атом. Очевидно така нареченият диалектически закон за прехода на количествените промени в качествени отразява само съществената страна на по-общ закон - законът за формиране на системен ефект (системно качество).
Елементът е относително цяла част от система, която има определени свойства, които не изчезват, когато се отделят от системата. В системата обаче свойствата на един елемент не са равни на свойствата на един елемент. Сумата от свойствата на даден елемент в системата може да бъде по-голяма или по-малка от сумата от свойствата му извън системата. С други думи, някои от свойствата на елемента, включен в системата, се потискат или към елемента се добавят нови свойства. В по-голямата част от случаите част от свойствата на елемента се неутрализира в системата, като в зависимост от размера на тази част се говори за степента на загуба на индивидуалността на елемента, включен в системата. Елементът е минималната единица на система, способна да изпълнява някаква елементарна функция. Всички технически системи започват с един елемент, предназначен да изпълнява една елементарна функция. След това, с развитието на TS, елементът се диференцира, т.е. елементът се разделя на зони с различни свойства. От моноструктурата на елемента (камък, пръчка) започват да се открояват други елементи. Например, при превръщането на нож за камък в нож, работната зона и зоната на дръжката бяха разграничени, а след това укрепването на специфичните свойства на всяка зона изискваше използването на различни материали (композитни инструменти). Трансмисията се открои и се разви от работното тяло.
Комуникацията е връзка между елементите на една система, тя е реален физически (реален или полеви) канал за предаване на енергия, материя или информационни сигнали; освен това няма нематериални сигнали, винаги е енергия или материя. Основното условие за работа на връзката е "потенциалната разлика" между елементите, тоест градиентът на полето или веществото (отклонение от термодинамичното равновесие - принципът на Онзагер). С градиент възниква движеща сила, която предизвиква поток от енергия или материя. Основните характеристики на комуникацията: физическа реализация и сила. Физическата реализация е вид вещество или поле, използвано във връзка. Мощност - интензивността на потока от материя или енергия. Комуникационната мощност трябва да бъде по-голяма от мощността на извънсистемните комуникации, над нивото на шума на външната среда.
Йерархичният принцип на организация на структурата е възможен само в многостепенни системи (това е голям клас съвременни технически системи) и се състои в подреждане на взаимодействията между нивата в ред от най-високото до най-ниското. Всяко ниво действа като мениджър по отношение на всички подлежащи и като контролирано, подчинено ниво по отношение на надлежащото. Всяко ниво също е специализирано в изпълнението на специфична функция (GPF ниво). Абсолютно твърди йерархии не съществуват, някои от системите на по-ниските нива имат по-малка или по-голяма автономия по отношение на по-високите нива. В рамките на нивото отношенията на елементите се допълват взаимно, имат характеристиките на самоорганизация (това се залага при формирането на структурата). Появата и развитието на йерархичните структури не е случайно, тъй като това е единственият начин за повишаване на ефективността, надеждността и стабилността на системи със средна и висока сложност. В простите системи не е необходима йерархия, тъй като взаимодействието се осъществява чрез директни връзки между елементите. В сложните системи директните взаимодействия между всички елементи са невъзможни (необходими са твърде много връзки), така че директните контакти остават само между елементи от едно и също ниво, а връзките между нивата са рязко намалени.
Описание на техническите системи
Критерии за развитие на технически обекти
Понятие за технически обекти, технически системи и технологии
Творческата изобретателска дейност на човек най-често се проявява в разработването на нови, по-напреднали в дизайна и най-ефективни в експлоатация. технически обекти(ДО) и технологиитяхното производство.
В официалната патентна литература термините "технически обект" и "технология" са получили съответно имената "устройство" и "метод".
Слово "предмет"обозначава това, с което човек (субект) взаимодейства в своята познавателна или предметно-практическа дейност (компютър, кафемелачка, трион, кола и др.).
Думата "технически" означава, че не говорим за никакви условни или абстрактни обекти, а именно " технически обекти».
Техническите обекти се използват за: 1) въздействие върху предметите на труда (метал, дърво, масло и др.) при създаване на богатство; 2) приемане, предаване и преобразуване на енергия; 3) изследване на закономерностите на развитие на природата и обществото; 4) събиране, съхранение, обработка и предаване на информация; 5) управление технологични процеси; 6) създаване на материали с предварително зададени свойства; 7) движение и комуникации; 8) битови и културни услуги; 9) осигуряване на отбранителната способност на страната и др.
Технически обект - широко понятие. Това космически кораби ютия, компютър и обувка, телевизионна кула и градинска лопата. Съществуват елементарна поддръжка, състоящ се само от един материален (конструктивен) елемент. Например, чугунен дъмбел, супена лъжица, метална шайба.
Наред с понятието "технически обект" широко се използва терминът "техническа система".
Техническа система (TS) -това е определен набор от елементи, подредени помежду си, предназначени да задоволят определени нужди, да изпълняват определени полезни функции.
Всяка техническа система се състои от редица структурни елементи (връзки, блокове, възли, възли), наречени подсистеми, чийто брой може да бъде равен на N. В същото време повечето технически системи също имат суперсистеми - технически обекти от по-висок клас структурно ниво, в което се включват като функционални елементи. Суперсистемата може да включва от две до M технически системи (фиг. 2.1.).
Техническите обекти (системи) изпълняват определени функции(операции) за преобразуване на материя (обекти от жива и нежива природа), енергия или информационни сигнали. Под технологияозначава метод, метод или програма за преобразуване на материя, енергия или информационни сигнали от дадено първоначално състояние в дадено крайно състояние с помощта на подходящи технически системи.
Всяка ТО е в определено взаимодействие с околната среда. Взаимодействието на ТО със заобикалящата жива и нежива среда може да се осъществи чрез различни комуникационни канали, които е препоръчително да се разделят на две групи(фиг. 2.2.).
Първа групавключва потоците от материя, енергия и информационни сигнали, предавани от околната среда към TO, втора група -потоци, пренесени от ТО към околната среда.
А t – функционално обусловени (или управляващи) входни действия, входни потоци в изпълними физически операции;
И в - принудителни (или смущаващи) входни влияния: температура, влажност, прах и др.;
C t - функционално определени (или регулирани, контролирани) изходни въздействия, изходни потоци от физически операции, изпълнявани в обекта;
C in - принудителни (смущаващи) изходни действия под формата на електромагнитни полета, замърсяване на водата, атмосферата и др.
Критериите за развитие на ТО са най-важните критерии(показатели) за качество и следователно се използват при оценка на качеството на поддръжката.
Ролята на критериите за развитие е особено голяма при разработването на нови продукти, когато дизайнерите и изобретателите в своите търсения се стремят да надминат нивото на най-добрите световни постижения или когато предприятията искат да закупят готови продукти от това ниво. За решаването на такива проблеми критериите за развитие играят ролята на компас, показващ посоката на прогресивното развитие на продуктите и технологиите.
Всеки TO има не един, а няколко критерия за развитие, следователно, когато разработват TO на всяко ново поколение, те се стремят да подобрят някои критерии възможно най-много и в същото време да не влошават други.
Целият набор от критерии за развитие на TO обикновено се разделя на четири класа (фиг. 3.3.):
· функционален,характеризиращи показатели за изпълнението на функцията на обекта;
· технологичен, отразяващи възможността и сложността на производството на ТО;
· икономически, които определят икономическата целесъобразност на изпълнението на функцията с помощта на разглежданата ТО;
· антропологиченсвързани с оценката на излагането на човека на отрицателни и положителни факториот създаденото от него ТО.
Един единствен критерий не може да характеризира напълно нито ефективността на разработвания ТО, нито ефективността на процеса на неговото създаване. Въз основа на това, когато започват да създават нов TO, разработчиците формират набор от критерии (индикатори за качество) както за техническия обект, така и за процеса на неговото създаване. Процедурата за избор на критерии и разпознаване на степента на важност се нарича стратегия за избор.
В същото време наборът от критерии се регулира от GOST. Показатели за качестворазделени на 10 групи:
1. местоназначение;
2. надеждност;
3. икономическа употребаматериали и енергия;
4. ергономични и естетически показатели;
5. показатели за технологичност;
6. показатели за стандартизация;
7. показатели за унификация;
8. показатели за безопасност;
9. патентно-правни показатели;
10. икономически показатели.
Всеки технически обект (система) може да бъде представен чрез описания, които имат йерархична подчиненост.
Нужда (функция ).
Под трябвасе разбира като желанието на човек да получи определен резултат в процеса на трансформация, транспортиране или съхранение на материя, енергия, информация. Описанията на нуждите на R трябва да съдържат следната информация:
D - за действието, което води до задоволяване на потребността от интерес;
G - за обекта или предмета на технологична обработка, към който е насочено действието D;
N - за наличието на условия или ограничения, при които се изпълнява това действие.
Техническа системае материален обект с изкуствен произход, който се състои от елементи(съставни части, които се различават по свойствата, които се появяват по време на взаимодействие), комбинирани връзки(линии на предаване на единици или потоци от нещо) и влизане в определени връзка(условия и методи за реализиране на свойствата на елементите) помежду си и с външната среда с цел реализиране процес(последователност от действия за промяна или поддържане на състоянието) и изпълнете функциятехническа система (ТС) - предназначение, предназначение, роля. TC има структура(устройство, устройство, взаимно разположение на елементи и връзки, което определя устойчивостта и възпроизводимостта на функцията TS). всеки компонентТС има индивидуално функционално предназначение (цели на използване) в системата.
Енциклопедичен YouTube
1 / 3
Техническа система за инфобизнес от евгений попов част 1
Gear 2. Безразрушителен контрол и техническа диагностика
Предназначена за монтажници на санитарни системи и оборудване
субтитри
Функционален състав и свойства на обектите на техническата система
Всеки автомобил има функционална част - контролен обект(OU). Функциите на ОК в ТС са във възприемането на управляващи въздействия (УВ) и в промяна на състоянието им в съответствие с тях. СО в ТС не изпълнява функции за вземане на решения, т.е. не формира и не избира алтернативи на поведението си, а само реагира на външни (контролни и смущаващи) въздействия, променяйки своите състояния по начин, предопределен от неговите дизайн.
В контролния обект винаги могат да се разграничат две функционални части - сензорниИ изпълнителен.
Сетивната част се формира от набор от технически устройства, пряка причинапромени в състоянията на всяко от които са съответстващи му и предназначени за това управляващи действия. Примери за сензорни устройства: превключватели, превключватели, шибъри, амортисьори, сензори и други функционално подобни устройства за управление на технически системи.
Изпълнителната част се формира от набор от материални обекти, всички или отделни комбинации от състояния на които се считат за целеви състояниятехническа система, в която той може самостоятелно да изпълнява потребителските функции, предвидени от неговия дизайн. непосредствена причина промените в състоянията на изпълнителната част на ТС (ОС в ТС) са промени в състоянията на неговата сетивна част.
Класификационни признаци на обекти
- представляват интегрално множество от краен набор от взаимно взаимодействащи материални обекти
- имат предвидените в проекта условия за редовна експлоатация
- съдържат последователно взаимодействащи сензорни и изпълнителни функционални части
- имат модели на контролирано предварително определено причинно-следствено поведение в пространството на постижими равновесни стабилни състояния
- имат целеви състояния, съответстващи на състоянията на изпълнителната част на обекта на управление в ТС
- имат способността, намирайки се в целеви състояния, да изпълняват самостоятелно потребителски функции
Техническа система- това е неразделна съвкупност от краен брой взаимосвързани материални обекти, имащи последователно взаимодействащи сензорни и изпълнителни функционални части, модел на тяхното предварително определено поведение в пространството на равновесни стабилни състояния и способност, докато са в поне едно от тях ( целевото състояние), за да изпълнява независимо предписаните му дизайнерски потребителски функции.
Техническа подсистема- това е част от системата, която притежава всички характеристики на обектите от таксона "технически системи". Техническа подсистема може да бъде част от някаква система, която сама по себе си може да не принадлежи към класа TS.
устройство- това е неразделен набор от краен брой взаимосвързани материални обекти, който има модел на предварително определено поведение и равновесни стабилни състояния при нормални условия на работа.
Дефиницията на термина „устройство“ взема предвид, че като неразделна част от ТС, то трябва да има и равновесни стабилни състояния, които определят свойствата на целевите състояния на системата като цяло.
детайл- материален и функционален обект на техническа система или устройство, който е неделим на елементи.
Това определение взема предвид по-специално „функционалното“ свойство на частта, което се състои в нейната способност да изпълнява ролята, възложена й от дизайнера в превозното средство, тоест да бъде използваема.