Теорія технічних систем

 

 

Серед властивостей і показників технічних систем є такі, що мають тенденцію монотонної зміни чи тенденцію підтримання на певному рівні при досягненні своєї межі. Ці показники усвідомлюються як міра досконалості і прогресивності. їх називають критеріями технічних систем і визначають одночасно як критерії розвитку і критерії якості.

Значення критеріїв технічних систем особливо важливе для розробки нових виро-бів на рівні кращих світових досягнень.

Кожна технічних систем має, як правило, декілька критеріїв розвитку. Принцип прогресивного розвитку для кожного нового покоління технічних систем полягає в пок-ращенні одних і непогіршенні інших критеріїв.

Єдиний набір критеріїв технічних систем включає такі чотири групи (мал. 1):

• функціональні критерії, які характеризують найважливіші показники реалізації функції технічних систем;
• технологічні критерії, пов’язані з можливістю і простотою виготовлення техніч-них систем;
• економічні критерії, які визначають економічну доцільність реалізації функції технічної системи;
• антропологічні критерії, пов’язані з питаннями людського фактору чи дією по-зитивних і негативних факторів на людей, викликаних створенням технічної системи.

Представляється можливим визначити умови і вимоги щодо вибору і опису кри-теріїв технічної системи.

За критерії розвитку можуть бути вибрані тільки такі параметри техніческой сис-теми, які допускають можливість кількісної оцінки на основі вимірювання.

Критерій повинен мати такі одиниці виміру, які дозволяють співставляти технічні системи у різних країнах і в різний час. Найкраще користуватися безрозмірними питоми-ми величинами.

Умови виключення передбачають, що за критерій можуть бути прийняті такі параметри технічні системи, які в першу чергу характеризують її ефективність і здійс-нюють визначальний вплив на розвиток технічної системи.

При виборі критеріїв технічної системи повинна бути забезпечена також умова 

постійності.

Умова мінімальності і незалежності визначає, що вся сукупність критеріїв роз-витку повинна містити лише такі, що не можуть бути логічно виведені із інших критеріїв і не можуть бути їх прямим наслідком.

 

Мал. 1. – Класифікація критеріїв розвитку технічних систем

 

Опис кожного критерія технічної системи містить такі дані:

• сутність критерію, час і причини його виникнення;
• формулу чи спосіб вимірювання критерію;
• діапазон і характер зміни значень критерію в часі;
• оцінку ступеню загальності критерію за певною шкалою (належність до пев-ного класу, чи групи класів технічної системи);
• оцінку перспективності критерію (актуальність зростає чи знижується);
• основні способи і засоби покращення критерію.

 

 

Для кожної технічної системи функціональні критерії розвитку є кількісними ха-рактеристиками основних показників реалізації функції технічної системи. Найбільш важливими серед них є критерії продуктивності, точності і надійності.

Критерій продуктивності представляє собою інтегральний показник рівня роз-витку техніки, який безпосередньо залежить від ряду параметрів, що певним чином впливають на продуктивність праці. Ці параметри є частковими функціональними кри-теріями і можуть бути виміряними або обчисленими за певною залежністю. Це, зокрема:

1) швидкість обробки об’єкту (число обертів чи операцій за одиницю часу, швид-кість руху робочих органів машини, протікання хімічної реакції і т.п.);

2) фізичні і хімічні параметри (температура, тиск, напруга та інші), що певним чином впливають на інтенсивність обробки технічного об’єкту чи предмету обробки:

3) ступінь механізації праці, який визначено як співвідношення механічної робо-ти, яку виконує власне технічна система, до всієї механічної роботи, яку виконуваної сумарно технічна система сумістно з людиною при виготовленні продукції;

4) ступінь автоматизації, який дорівнює відношенню кількості керованих опе-рацій, які виконуванує власне технічна система, до загальної кількості операцій, які виконуєх сумарно технічна система сумісно з людиною;

5) неперервність процесу обробки, яка детермінується як співвідношення числа операцій, виконуваних з використанням неперервних процесів, до загального числа опе-рацій з використанням неперервних і перервних процесів дії на предмет обробки. При цьому під неперервними процесами розуміють обертовий, чи поступальний рух, або без-зупинкову обробку, а під перервними – зворотньопоступовий рух, операції з зупинками і т.п.

Критерії точності також включають окремі часткові критерії, зокрема:

• точності вимірювання;
• точності обробки матеріалу чи сировини;
• точності позиціювання;
• точності обробки потоку енергії;
• точності обробки потоку інформації.

На даний час розроблено і розвинуто багато способів, методів і прийомів вимірю-вання, оцінки і дослідження точності, які описані в літературі. Так, в окрему область науки оформилось вивчення проблеми точності металорізальних верстатів. При цьому пе-редбачається формування вимог до точності, її моделювання на основі сучасних методів, інженерний розрахунок, випробування на точність і експериментальні дос-лідження балансу точності обробки, напрацювання рекомендацій щодо підвищення точності.

Надзвичайно важливим є критерій надійності.

Надійність визначається, як властивість технічних систем зберігати свою працез-датність із заданою ймовірністю на протязі певного проміжку часу. Критерій надійності є узагальненим, інтегральним і включає в себе часткові критерії:

1) безвідмовність, яка визначається ймовірністю Р(і) того, що в заданому інтервалі часу t = Т (в межах заданого напрацювання) не виникне відмова технічних систем;

2) довговічність, яка може характеризуватись рядом показників, наприклад, коефі-цієнтом технічного використання: КТВ = ТО / (ТО + ТПР),

де ТО - час роботи технічних систем за деякий період експлуатації, ТПР - сумарний час простоїв об’єкту через його ремонт і технічне обслуговування;

3) ремонтопридатність, яка визначає можливості технічних