Теорія технічних систем

Типові приклади складної системи: у області організації виробництва і технології - виробництв, комплекс підприємств як сукупність виробничих комплексів цехів і діля-нок, кожний з яких містить деяке число технологічних ліній, останні складаються з верс-татів і агрегатів, що розглядаються зазвичай як елементи складної системи. У області автоматизованого управління - процес управління підприємством або галуззю промис-ловості, як сукупність процесів збору даних про стан керованих об'єктів, формування по-токів інформації, її накопиченні, передачі і обробки, формування дій, що управляють. У області обчислювальної техніки - математичне забезпечення сучасних обчислювальних комплексів.

З цієї миті теорія технічних систем знайшла визнання як основа і джерело інфра-структури для декількох системних галузей знання. Так, наприклад: теорія конструю-вання частково спирається на теорію технічних систем.

 

 

Можливі два підходи до розв’язання проблеми означення технічного засобу -"абстрактної машини":

Перший, полягає в переліку всіх елементів, які входять до складу машини (наприклад: провід, передаючий механізм, колінчастий вал, втулки, болти та інш.).

Другий підхід полягає в пошуку нового узагальненого виразу або терміну. В ос-танньому випадку основна увага при описі технічного засобу приділяється його систем-ним властивостям.

Виходячи з поняття системи, їх можна розділити на класи за принципом поход-ження (рис.1). При цьому окремі елементи цієї структури визначаються на підставі за-гальноприйнятої класифікації галузей знання: класи технічних систем відповідають відо-мим галузям техніки - машинобудування, електротехніка, будівництво і т.п.

Але такий підхід не дає точного означення "технічний засіб", тому що згідно (рис. 1) його можна трактувати і як об'єкт машінобудування, і як електротехніки тощо, більше того в останній час існують гибридні системи (наприклад, біотехнічні, до яких належать людино-машинні складні системи).

У зв'язку з цим для означення "абстрактної машини" доцільно використувати термін "технічна система", яка в загальному вигляді є сукупністю елементів і відно-шень (зв'язків), які утворюють цілісну структуру об'єкту. При вивченні технічних систем розрізняють три класи сукупностей об'єктів:

1. неорганізовані (наприклад, заготовки, які лежать навалом);
2. організовані з елементами, об'єднанами в стійку структуру, яка має нові влас-тивості (наприклад, верстати ЧПК);
3. самопристосовувані зі зміною зв'язків або структури під дієто зовнішньою сере-довища (наприклад, адаптивні системи керування).

В теперішній час суспільство потребує створення нових технічні системи, застосу-вання яких дозволить вирішувати не тількі техніко-економічні, але й соціальні пробле-ми, що потребує ще більше якісних винаходів, ніж раніше: природні ресурси висна-жуються, природа знищується, духовні та матеріальні запити людей ростуть, а третина швидкозростагочого світового людства страждає від недоїдання і знаходиться за межою бідності.

Науково-технічна революція призвела до різкого зростання кількості і складності технічної системи (табл.1).

Мал. 1. – Розподіл систем за їх походженням.

 

Таблиця 1

ТермінПриблизна кількість класівСередня кількість різних елементів в найбільш складних технічних системах

 

 

Таблиця 2

Динаміка розвитку технічних систем в теперешній час

 

 

 

Множина - це сукупність спостережуваних або мислених об'єктів - елементів множини. За кількістю елементів розрізняють скінчені та нескінчені множини. Якщо X - елемент множини М, то записують Х Є(М). Дві множини М і N еквівалентні, якщо кож-ному елементу множини М точно відповідає елемент множини N і навпаки. Якщо усі елементи множини N є в М, то N - підмножина М тобто N Є(М).

Сукупність усіх неналежних N елементів М називають доповненням множини N. Об'єднання М і N - це множина, усі елементи якої належать або М, або N. Перетинання 

М і N включає усі елементи, які належать як М, так і N.

Система - це сукупність, яка створена з скінченої множини елементів. При цьому між елементами системи існують певні зв'язки. Можливі також системи, які мають ізольовані елементи (або групи елементів), котрі не мають зв'язків з іншими елементами системи.

Елемент і система є відносними поняттями з точки зору системного підходу, ос-новним принципом якого є концепція цілісного, неможливість зводити складне до прос-того, цілого до частини, наявність у цільному об'єкті таких властивостей і якостей, котрі не можуть бути присутні в його частинах.

Системний підхід вимагає розглядати систему як частину надсистеми, з елемента-ми якої вона пов'язана, а окремі елементи системи можна, в свою чергу, розглядати як підсистеми.

Наприклад, для верстата-автомата, як технічної системи (мал. 2), автоматична лі-нія є надсистемою 1 порядку, автоматичний цех - надсистема II порядку, а завод-авто-мат - надсистема III порядку. Підсистемами І порядку для верстата-автомата будуть ме-ханізми головного руху, подачі, автоматичної зміни інструменту, тощо. Підсистемами II порядку, наприклад, для механізму головного руху є шпиндельний вузол, коробка швид-костей, електродвигун, а для шпиндельного вузла підсистемою III порядку будуть шпин-дель, опори, кришки, болти,тощо.

Узагальнена модель системи наведена на рис.3, а її поняття знаходяться в одному ряду з такими поняттями, як призначення, поведінка (функціонування), структура, нав-колишнє середовище, вхід, вихід, властивість, стан.

 

 

Будь-яка виготовлена система