Теорія технічних систем

Зазначені функціональні критерії продуктивності, точності і надійності надзвичайно сильно взаємодіють один на одного, їх актуальність і вага завжди були вищими порівня-но з іншими групами критеріїв.

Технологічні критерії головним чином забезпечують всесторонню економію праці при виготовленні технічних систем і підготовці її до експлуатації. Виділяють техноло-гічні критерії трудомісткості виготовлення; технологічних можливостей; використання 

матеріалів; розчленування технічних систем на елементи.

Критерій трудомісткості виготовлення технічних систем дорівнює відношенню сумарної трудомісткості ПС проектування, виготовлення і підготовки до експлуатації ви-робу до головного показника Q ефективності технічних систем:

КТ = ПС / Q.

Таким чином, цей критерій представляють як питому трудомісткість виготовлення на одиницю отримуваної ефективності.

Будь-яка технічних систем може складатись не більше як з п'яти типів елементів: АС - стандартних чи отримуваних в готовому вигляді; АУ - уніфікованих, які запозичені із існуючих технічних систем; АО1 - оригінальних, виготовлення яких не виключає труднощів; АО2 - оригінальних, виготовлення яких викликає значні труднощі, проте їх можна подолати; АО3 - оригінальних, виготовлення яких викликає принципові труднощі, які поки що неможливо подолати.

Критерій технологічних можливостей, який відображає, простоту і принципову можливість виготовлення технічних систем, визначається за формулою:

де є = 1 при АО3 = 0; є = 0 при А03 > 0; kу, kO1, kO2 - вагові коефіцієнти (kу > kО1 > kО2); АС, АУ, АО1, АО2, АО3 - кількість найменувань відповідних елементів. Частковими випадками цього узагальненого критерію є: критерій стандартизації (kу = kО1 = kО2 = О); критерій уніфікації (kу = 1; kО1 = kО2 = О). Розглядуваний критерій стимулює виключення абсо-лютно нетехнологічних елементів АО3 і мінімізацію елементів АО2, АО1, Ау у відповід-ності з їх ваговими коефіцієнтами.

Критерій технологічних можливостей відображає фактор спадковості в техніці аналогічно закону Дарвіна в живій природі. При переході від одного покоління техніч-них систем до інших, критерій КТМ сприяє в найбільшій мірі зберіганню і використанню перевірених практикою функціональних елементів і технологій.

Через те, що доля відходів, які отримуються при виготовлені технічних систем, в значній мірі залежить від технологічних процесів технологічного обладнання: існує і діє технологічний критерій використання матеріалів. Він визначений як співвідношення маси G виробу до маси Μ використаних матеріалів: KВМ = G / M (при цьому закуплені комплектуючі елементи не враховуються).

Величину КВМ можна також інтерпретувати як коефіцієнт корисного використан-ня матеріалів, бо за змістом, характером і діапазоном зміни він близький до енергетич-ного коефіцієнту корисної дії (к.к.д). Критерій КВМ почав проявлятись ще в епоху кам’я-ного віку, коли вперше формувались технології економного використання матеріалів.

При розробці технічних систем може здатись, що раціональніше виготовити її з меншої кількості елементів. Наприклад, деякі прості вузли можна замінити однією нероз’ємною деталлю і т.п. Проте ілюзорне спрощення конструкції, поряд з позитивними моментами, часто приносить значні втрати. Більші розчленування часто скорочують час і трудомісткість виготовлення технічних систем в цілому, полегшують і розширюють уніфікацію і стандартизацію з відповідними перевагами і т.п. Завжди існує оптимальне розчленування технічних систем на вузли і деталі, яке значно спрощує технологію роз-робки, виготовлення, ремонту і модернізації виробів.

Критерій розчленування технічних систем на елементи забезпечує у кожному новому поколінні виробів наближення до оптимального розподілу на елементи. Цей кри-терій стосується будь-якої технічної системи, яка складається більш, ніж з одного еле-

менту.

 

 

До економічних критеріїв технічних систем відносять критерії витрат матеріа-лів, енергії, витрат на інформаційне забезпечення, габаритних розмірів технічних сис-тем.

Всестороння економія матеріалів викликана факторами зниження вартості техніч-

них систем (вартість матеріалів складає 25...65% собівартості); економією енергії при експлуатації (значна частина енергії затрачається на здійснення різноманітних рухів); зниження транспортних і завантажувально-розвантажувальних витрат.

Критерій витрат матеріалу дорівнює відношення маси G технічних систем до її головного показника Q ефективності: KМ = G / Q. Таким чином, критерій представляє собою питому масу матеріалів на одиницю отримуваної ефективності.

Критерій витрат енергії характеризує витрати енергії при виготовленні чи експ-луатації технічних систем. Через те, що задоволення потреб людей жорстко обмежується енергетичними можливостями, то втрати енергії намагаються звести до мінімуму. Крите-рій розраховують за формулою:

 

де Wn - повні витрати енергії за час Τ експлуатації технічних систем; Ε - витрати енергії при виготовленні технічних систем. Поскільки для більшості технічних систем Wn > E, то отримуємо простішу формулу для критерію: KE = W/Q, де W - витрати енергії при експлуатації технічних систем за одиницю часу. В інженерній практиці широко викорис-товують ще одну модифікацію цього економічного критерію - коефіцієнт корисної дії KККД =WK / Wn1, де WK - корисна робота (енергія): Wn1 - затрачена робота (енергія).

Критерій КE, як правило, є монотонно спадаючою функцією, а КККД - монотонно зростаючою в інтервалі 0 < КККД < 1, причому мається на увазі порівняння технічних систем з однаковим принципом дії.

Критерій витрат на інформаційне забезпечення в зв’язку з широким викорис-танням комп'ютерної техніки формулюється як співвідношення Ki3 = S / Q, де S