Етап 1. Попередня постановка задачі

ТЕОРІЯ ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ

Ч. ІІ

Створення та удосконалення систем

машинобудування і транспорту

УДК 62 (075)

С 28

Р е ц е н з е н т и:

В.Ф. Анісімов, доктор технічних наук, професор

П.С. Берник, доктор технічних наук, професор

І.О.Сивак, доктор технічних наук, професор

Рекомендовано до видання Вченою радою Вінницького національного технічного університету Міністерства освіти і науки України

Севост’янов І.В.

С 28 Теорія технічних систем. Навчальний посібник. Ч. ІІ. – Вінниця: ВНТУ, 2004. – 72 с.

У посібнику містяться матеріали щодо: історії виникнення та розвитку дисципліни теорія технічних систем, її мета, задачі і структура, розглядаються зв’язки з іншими дисциплінами, система понять, система перетворень, технічні процеси та об’єкти, їх класифікації та параметри, основи оцінювання та представлення технічних систем, етапи їх створення та використання, еволюція систем і спеціальні теорії

УДК 62 (075)

ã І.В. Севост’янов, 2004

Зміст

Позначення...........................................................................................................5

Вступ.....................................................................................................................6

1. Постановка та аналіз задачі інженерної творчості.......................................7

1.1. Попередня постановка задачі інженерної творчості............................7

1.1.1. Опис проблемної ситуації............................................................7

1.1.2. Опис зовнішньої функції технічного об’єкта............................8

1.1.3. Вибір прототипів і укладання списків вимог до них................8

1.1.4. Укладання списків недоліків прототипів...................................9

1.1.5. Попередня постановка задачі....................................................10

1.2. Уточнена постановка задачі інженерної творчості............................10

1.2.1. Аналіз функцій прототипів і побудова

поліпшених функціональних структур...............................................10

1.2.2. Аналіз функцій надсистеми технічного об’єкта......................10

1.2.3. Визначення причин виникнення недоліків та можливостей

їх усунення............................................................................................11

1.2.4. Виявлення та аналіз протиріч удосконалення.........................11

1.2.5. Розробка ідеального технічного розв’язку та уточнення

списків вимог до прототипів...............................................................12

1.2.6. Поліпшення інших параметрів технічного об’єкта.................13

1.2.7. Уточнена постановка задачі......................................................14

1.3. Приклад виконання індивідуального практичного завдання з

постановки та аналізу задачі інженерної творчості..................................14

1.4. Варіанти індивідуальних практичних завдань з постановки та

аналізу задачі інженерної творчості...........................................................28

2. Морфологічний аналіз та синтез технічних розв’язків.............................31

2.1. Морфологічна комбінаторика..............................................................31

2.2. Метод морфологічного аналізу та синтезу технічних розв’язків.....34

2.2.1. Постановка задачі.......................................................................34

2.2.2. Вибір критерію досконалості варіантів технічних

розв’язків...............................................................................................34

2.2.3. Побудова функціональних структур прототипів технічного

об’єкта....................................................................................................34

2.2.4. Укладання морфологічних таблиць..........................................35

2.2.4.1. Заготовка формуляру таблиці......................................35

2.2.4.2. Заповнення морфологічної таблиці.............................35

2.2.4.3. Виявлення ефективних комбінацій альтернативних

варіантів, що належать одному стовпцю.................................35

2.2.5. Вибір найефективніших технічних розв’язків.........................36

2.2.5.1. Визначення числа можливих технічних розв’язків...36

2.2.5.2. Скорочення числа альтернативних варіантів в

стовпцях і числа стовпців..........................................................36

2.2.5.3. Скорочення множини можливих варіантів технічних

розв’язків шляхом усунення найгірших комбінацій

альтернативних варіантів..........................................................37

2.2.5.4. Вибір найефективніших варіантів технічних

розв’язків.....................................................................................38

2.2.5.5. Виконання попередніх ескізів технічних розв’язків та

їх опис..........................................................................................39

2.3. Приклад виконання індивідуального практичного завдання з

морфологічного аналізу та синтезу технічних розв’язків........................39

2.4. Варіанти індивідуальних практичних завдань з морфологічного

аналізу та синтезу технічних розв’язків.....................................................50

3. Автоматизований синтез технічних розв’язків..........................................52

3.1. Багаторівневі морфологічні таблиці....................................................52

3.2. Метод автоматизованого синтезу варіантів технічних розв’язків...52

3.2.1. Побудова І-АБО-дерева технічних розв’язків.........................53

3.2.1.1. Розділення технічних об’єктів на елементи і

визначення для них конструктивних ознак.............................53

3.2.1.2. Розробка ієрархічних дерев прототипів технічних

об’єктів........................................................................................53

3.2.1.3. Об’єднання І-дерев технічних об’єктів в загальне

І-АБО-дерево..............................................................................56

3.2.1.4. Розширення множини можливих технічних

розв’язків.....................................................................................58

3.2.2. Укладання списку вимог............................................................60

3.2.3. Розробка моделі оцінювання технічних розв’язків.................61

3.2.4. Укладання алгоритму програми пошуку ефективних

технічних розв’язків на І-АБО-дереві................................................64

3.3. Послідовність розв’язання задач автоматизованого синтезу

ефективних технічних розв’язків................................................................65

3.4. Варіанти індивідуальних практичних завдань з автоматизованого

синтезу технічних розв’язків.......................................................................66

Література..........................................................................................................67

Додаток. Питання поточного та підсумкового контролю з лекційного курсу

дисципліни „Теорія технічних систем”...........................................................69

Позначення

а - номер діапазону значень або варіантів параметра, що характеризує вимогу до технічного об’єкта;

В – загальний внутрішній вплив на технічну систему;

Вм – список вимог, що пред’являються до технічного об’єкта;

е_з.б – зовнішній елемент, що пов’язаний з конкретною технічною системою безпосередніми впливами;

І – вимога, що пред’являються до технічного об’єкта;

ІТ – інженерна творчість;

ІТР – ідеальний технічний розв’язок;

КС – конструктивна схема (конструктивні схеми);

Л – людина;

Л_з.б – людина, що пов’язана з конкретною технічною системою безпосередніми впливами;

НС – навколишнє середовище;

НС_з.б – елемент або фактор навколишнього середовища, що пов’язані з конкретною технічною системою безпосередніми впливами;

о – об’єкт впливу;

Ор – операція (операції) технічного процесу;

п – параметр системи;

ПП – процес перетворення (процеси перетворень);

ПР - промисловий робот;

ПС – принципова схема (принципові схеми);

СП – система (системи) перетворень;

ТЗ – технічне завдання на розробку;

ТО – технічний об’єкт (технічні об’єкти);

ТП – технічний процес (технічні процеси);

ТпП – технічний підпроцес (технічні підпроцеси);

ТР - технічний розв’язок (технічні розв’язки);

ТС – технічна система (технічні системи);

ТС_з.б – зовнішня система безпосереднього впливу;

ТТС – теорія технічних систем;

У – умови та обмеження, що накладаються на реалізацію впливу;

ф – внутрішня функція (внутрішні функції) системи;

Ф – зовнішня функція системи;

ФС – функціональна структура (функціональні структури).

Вступ

В останні десятиріччя разом з постійним нарощуванням темпів технічного прогресу, ускладнюванням техніки та розв’язуваних технічних проблем, накопиченням в ряді галузей значних обсягів наукової інформації, використання якої стає неодмінною умовою для досягнення пріоритету та забезпечення конкурентоспроможності продукції підприємств країни, у зв’язку із розширенням номенклатури нових високоякісних матеріалів та комплектуючих і одночасного скорочення часу морального старіння машин та пристроїв, а також термінів, що виділяються на створення нових технічних об’єктів, все більше значення отримують методи інженерної творчості, що дозволяють суттєво підвищити продуктивність розробки та одержувати в ряді випадків велику кількість ефективних варіантів технічних розв’язків. Важливість згаданих методів зростає ще й тому, що кількість науковців, інженерів, техніків, які зайняті створенням нової техніки останнім часом не збільшується, а в ряді галузей навіть скорочується; при цьому вимоги до якості проектів, як і раніше залишаються одними з основних. В певній мірі, подолати названі труднощі допомагає комп’ютерна техніка, що останнім часом інтенсивно розвивається і в результаті застосування якої ефективність методів інженерної творчості суттєво зросла. Це пояснюється розширенням можливостей для синтезу та аналізу великої кількості варіантів технічних розв’язків, врахування ряду додаткових параметрів при одночасному підвищенні продуктивності процесу розробки. Однак для реалізації автоматизованого проектування необхідні навички у володінні комп’ютером та програмними продуктами, а головне – знання комп’ютерних методів пошукового конструювання. У зв’язку із вищевикладеним, навчання майбутніх конструкторів і технологів основним методам інженерної творчості є важливою частиною процесу підготовки всебічно розвиненого фахівця.

В другій частині навчального посібника наведена методика попередньої та уточненої постановки задач інженерної творчості, яка дозволяє чітко і грамотно сформулювати та проаналізувати їх умови, а також знайти попередні варіанти розв’язків. Крім цього, розглядаються методи морфологічного аналізу та синтезу і автоматизованого синтезу технічних розв’язків, що відносяться відповідно до евристичної і комп’ютерної групи методів інженерної творчості. Після теоретичного засвоєння матеріалів кожного розділу і вивчення прикладів розв’язання задач студентам пропонуються варіанти індивідуальних завдань для практичного закріплення отриманих знань та навичок.

1. Постановка та аналіз задачі інженерної творчості

В розділі 1 першої частини даного навчального посібника [1] вже говорилось про специфіку задач інженерної творчості (ІТ), про їх складність та відміни від так званих чітко визначених інженерних задач. Вказувалось також і на відсутність універсальних методів та методик постановки і розв’язання задач ІТ, широту їх проблематики та багатоваріантність результату, у зв’язку з чим, навчальні приклади постановки і розв’язання практично не можуть допомогти при усуненні нескінченної множини інших проблемних ситуацій. Все це правильно, але, все ж таки, певні рекомендації, підходи щодо задач ІТ, загальна послідовність їх постановки, а також деякі основні методи розв’язання є безумовно корисними для майбутніх конструкторів, технологів та експлуатаційників технічних систем (ТС) різного призначення.

В даному розділі дається методика постановки найбільшої множини задач ІТ, пов’язаних із удосконаленням вже відомих ТС, - так званих, прототипів, - шляхом внесення в них необхідних змін. До інших множин входять задачі ІТ, в яких визначаються можливі додаткові функції конкретного технічного об’єкта (ТО), задачі зі створення принципово нових ТС, задачі математичного моделювання і т.д.

Задачі ІТ, розв’язуються, як правило, ітераційним шляхом (методом „проб та помилок”), який передбачає декілька поступових наближень до шуканого розв’язку на основі аналізу попередньо отриманих результатів.

Збільшений процес постановки задачі можна розділити на два етапи: попередньої (5 операцій) та уточненої (7 операцій) постановки. Після виконання кожної операції отриманий результат записується та аналізується.

Постановка задачі – це не легка робота. Однак при правильному її виконанні можна вже на першому етапі розв’язання знайти достатньо ефективний варіант ТО, що дозволить усунути проблемну ситуацію. Не дарма говориться, що правильна постановка задачі – це половина її розв’язку. Тому, не слід економити на неї час та кошти.

1.1. Попередня постановка задачі інженерної творчості

1.1.1. Опис проблемної ситуації

При виконанні даної операції у формі відповідей на типові запитання дається попереднє формулювання задачі (проблемної ситуації). Запитання такі:

а) В чому полягає проблемна ситуація, яка її передісторія?

б) Що треба зробити для усунення проблемної ситуації?

в) Що заважає усуненню проблемної ситуації?

г) Що дає розв’язання поставленої задачі людині, підприємству, економіці країни?

1.1.2. Опис зовнішньої функції технічного об’єкта

В розділі 2 першої частини посібника [1] дається визначення та формула зовнішньої функції ТО

Ф = (В ; О ; У), (1)

в якій В – загальний внутрішній вплив, який необхідно реалізувати для виконання заданої функції Ф; О – об’єкт, на який спрямований вплив В; У – умови та обмеження, що накладаються на реалізацію впливу В.

Опис функції здійснюється згідно із формулою (1) спочатку у чисто словесній формі (якісний опис), а потім із доповненням чисельними значеннями параметрів, що характеризують В, О, У (кількісний опис). Результати виконання операції 2 оформлюються у вигляді таблиці (див. табл. 1.1 навчального прикладу), в якій якісний опис функції подається у верхньому, а кількісний опис – у нижньому рядку. Кожен з описів являє собою одне суцільне речення, яке ділиться на чотири частини, що послідовно записуються в графах таблиці.

1.1.3. Вибір прототипів і укладання списків вимог до них

Прототипами ТО називають деталі, механізми, вузли, агрегати, пристрої, машини або підприємства, які виконують ту ж саму, що і він функцію, але мають принципові або конструктивні відміни.

Прототип, що розглядається в описі проблемної ситуації називається вихідним. Окрім нього необхідно обрати 1 – 2 додаткових прототипів, що мають у порівнянні із вихідним певні переваги. Для того, щоб розроблюваний ТО відповідав сучасним технічним вимогам протягом достатньо великого часу рекомендується додаткові прототипи шукати серед зразків, виконаних на найбільш передовому світовому технічному рівні.

При виборі додаткових прототипів використовують міжнародну класифікацію винаходів, словники технічних функцій, описи до патентів за останні 5 – 10 років (як по класу ТО, що удосконалюється, так і по функціонально близьких класах), каталоги виставок і т.д.

Далі для кожного з прототипів укладається список вимог. Для більшої чіткості в організації даної роботи, а також з метою виявлення всіх важливих вимог, укладання списків здійснюється в п’ять стадій, що відповідають стадіям розробки ТО (рис. 1.2): визначення зовнішньої функції Ф, створення функціональної структури (ФС), принципової схеми (ПС) та конструктивної схеми (КС), виконання та оформлення проекту. На кожній стадії укладається свій список вимог (СВ1, СВ2,..., СВ5).

Кількісний опис функції Ф разом з об’єднаним списком вимог до всіх прототипів являють собою технічне завдання (ТЗ) на створення ТО нового покоління.

Інколи один з прототипів цілком або частково відповідає поставленим вимогам, а його реалізація і використання дозволяють зняти проблемну ситуацію. В подібних випадках, при дефіциті часу або коштів можна припинити подальшу постановку та розв’язання задачі і прийняти знайдений зразок як остаточний варіант. Однак, все ж таки, при наявності можливості, рекомендується продовжити удосконалення прототипів, оскільки будь-який навіть найсучасніший і найефективніший ТО з часом морально старіє і потребує заміни, у зв’язку з чим максимальне поліпшення його характеристик дозволяє відсунути термін виникнення нової проблемної ситуації

1.1.4. Укладання списків недоліків прототипів

Важливість і необхідність виявлення недоліків прототипів для коректної постановки задачі ІТ доводиться за допомогою закону прогресивної конструктивної еволюції [2], який твердить, що: „В ТО певного призначення при незмінності зовнішньої функції перехід від покоління до покоління здійснюється в результаті усунення недоліків та поліпшення критеріїв досконалості прототипів при наявності достатнього науково-технічного та економічного рівня, а також соціально-економічної доцільності такого переходу.”

До критеріїв досконалості відносяться найважливіші параметри ТО, які протягом всього еволюційного процесу його розвитку постійно і монотонно змінюються в бажаному напрямку, а при досягненні граничного значення залишаються незмінними. Дані критерії сприймаються як ступінь досконалості ТО, тому під час проектування на їх покращення увага звертається у першу чергу. Прикладами критеріїв досконалості можуть служити мінімальні: металомісткість, вартість, експлуатаційні витрати; максимальні: продуктивність, точність, енергоємність, надійність, термін служби.

Таким чином, згідно із вищенаведеним законом, для створення ТО на рівні найвищих світових стандартів ефективності та якості, - ТО нового покоління, - необхідно виявити якомога більше недоліків прототипів та максимально повністю усунути. Для цього для кожного розглядуваного ТО слід вказати: критерії досконалості; фактори та параметри, які не відповідають сформульованій зовнішній функції; фактори та параметри, внаслідок невідповідності яких знижується його ефективність або ускладнюється експлуатація; параметри, що бажано поліпшити.

Для кожного критерію, параметра або фактора необхідно вказати чисельну величину, яка кількісно його характеризує.

Перелік критеріїв, параметрів та факторів з їх кількісними характеристиками будемо називати списком недоліків прототипу.

Під час розробки списку доцільно вивчити досвід удосконалення ТО даного призначення і виявити, які критерії та параметри намагалися поліпшити перш за все при створенні його нових поколінь.

Недоліки в списках упорядковуються за ступенем важливості їх усунення від основних до другорядних. Перші пункти в упорядкованому списку визначають мету розв’язання задачі.

1.1.5. Попередня постановка задачі

Коротко узагальнюються результати виконання операцій 1 – 4 (див. розд. 1.1.1 – 1.1.4). При цьому постановка задачі традиційно складається з двох частин: „дано” і „вимагається”.

Дано:

а) Якісний та кількісний опис функції ТО.

б) Перелік прототипів ТО з описами та списками вимог до них.

в) Списки недоліків прототипів.

Вимагається:

Необхідно так змінити прототип, щоб при умові виконання заданої функції і задоволення установлених вимог, він мав би якомога менше виявлених недоліків або не мав їх зовсім.

Після формулювання задачі на основі наявної інформації необхідно попередньо обрати найкращий з прототипів і обґрунтувати прийняте рішення.

1.2. Уточнена постановка задачі

1.2.1. Аналіз функцій прототипів і побудова поліпшених

функціональних структур

Детальна методика побудови ФС дана в першій частині навчального посібника [1]. ФС розробляється для кожного з розглядуваних прототипів, після чого здійснюється їх корегування (поліпшення). З цією метою даються відповіді на такі запитання:

а) Чи не доцільно в ту чи іншу ФС ввести нові функціональні елементи, які забезпечували б усунення одного або декількох недоліків відповідного прототипу? Які це елементи і які функції вони виконують?

б) Чи не потрібно усунути з розглядуваної ФС один або декілька елементів, що дозволило б зменшити кількість недоліків прототипу або підвищити його ефективність?

в) Які елементи ФС можна усунути шляхом передачі їх функцій іншим елементам?

г) Чи не доцільно замінити елемент, що виконує складну функцію двома або більшим числом елементів з простими функціями, на які розділиться складна?

Слід враховувати, що в ряді випадків покращити вихідну ФС того чи іншого прототипу не вдається, або навпаки – можливі її декілька поліпшених варіантів.

1.2.2. Аналіз функцій надсистеми технічного об’єкта

Будь-який розглядуваний ТО є елементом більш складного ТО, який є для нього надсистемою (наприклад вузол для деталі, машина для вузла, цех для машини і т.д.) [1].

Виконання даної операції здійснюється у такій послідовності:

а) Для розглядуваного ТО визначається надсистема найближчого ієрархічного рівня, а також установлюються інші її елементи.

б) Проводиться опис функцій елементів надсистеми, будується її ФС.

в) Перевіряються можливості скорочення числа елементів надсистеми для чого даються відповіді на запитання:

- чи не можна виконати функцію розглядуваного ТО шляхом внесення змін в інші елементи його надсистеми?

- чи не можна одному або декільком елементам надсистеми передати виконання функції розглядуваного ТО?

г) Згідно із методикою виконання операції 5 формулюється задача внесення змін у інші елементи надсистеми. Якщо в результаті модернізації функція розглядуваного ТО буде виконуватись більш ефективно надсистема проробляється за методикою операцій 1 – 5.

1.2.3. Визначення причин виникнення недоліків

та можливостей їх усунення

При виконанні даної операції виявлені раніше недоліки (див. розд. 1.1.4) аналізуються більш детально. При цьому намагаються установити причини їх виникнення, а також можливості часткового або повного усунення. Результати виконання операції зводяться до таблиці (див. табл. 1.4).

1.2.4. Виявлення та аналіз протиріч удосконалення

Поліпшення багатьох ТО пов’язано з подоланням так званих протиріч удосконалення, що обумовлені наявністю зворотних залежностей між їх важливими параметрами (наприклад, збільшення вантажопідйомності моста вимагає більших витрат матеріалів на його спорудження, а з метою зниження перешкод від деформації антени доводиться ускладнювати її конструкцію і підвищувати металомісткість, що приводить до зростання вартості).

Можливі і інші випадки виникнення протиріч удосконалення, коли подальше поліпшення одного з параметрів з певних причин припиняється (як правило, внаслідок недостатньо високого світового науково-технічного рівня). Наприклад, збільшення числа лопатей гвинтів літаків на початку ХХ в. обмежувалось потужністю авіаційних двигунів, а зростання швидкодії комп’ютерної техніки визначається швидкістю передачі сигналів в мікропроцесорі.

Аналіз протиріч удосконалення здійснюється у такій послідовності:

а) Зі списків недоліків прототипів, виявлених в операції 4 попередньої постановки задачі (див. розд. 1.1.4), вибираються недоліки, пов’язані з поліпшенням кількісних параметрів, і в першу чергу ті, що відносяться до критеріїв досконалості ТО.

б) При розгляді кожного з таких параметрів даються відповіді на запитання:

- який параметр ТО суттєво погіршується при поліпшенні розглядуваного?

- які фактори (константи, стандарти і т.д.) обмежують поліпшення даного параметра?

в) Наводиться якісна або кількісна залежність параметра, що погіршується від параметра, що поліпшується.

Більш детально виявлення та аналіз протиріч досконалості (технічні та фізичні протиріччя) розглядаються в роботах [3 - 6].

При виконанні п. в) доцільно використовувати комп’ютерну техніку і програми комп’ютерного моделювання ТО.

1.2.5. Розробка ідеального технічного розв’язку

та уточнення списків вимог до прототипів

Виявлення і аналіз недоліків прототипів (див. розд. 1.1.4, 1.2.3, 1.2.4), визначення функцій прототипів та надсистем (див. розд. 1.2.1, 1.2.2) значно розширюють уявлення про задачу і вимоги до прототипів. Однак установити, що є найважливішим в розглядуваній проблемній ситуації, і який з прототипів є найбільш придатним для її усунення дозволить розробка ідеального технічного розв’язку (ІТР).

Під час пошуків ІТР важливо врахувати найважливіші недоліки прототипів і вимоги до них, і, тим самим, уникнути втрат часу та коштів на розробку тупикових напрямків пошуку (створення безперспективних ТО, які в принципі неможливо удосконалити). ІТР є нібито орієнтиром при виборі найефективнішого прототипу і розробки поліпшеного ТО. Так, наприклад, академік В.А. Котельников ввів в свій час поняття про „ідеальний приймач” і показав, що навіть в найкращому з приймачів перешкоди можуть бути знижені лише до певного рівня. Поява схеми ідеального приймача Котельникова направила пошуки винахідників у вужчому і перспективнішому напрямку.

Будемо вважати технічний розв’язок (ТР) ідеальним, якщо він має такі характеристики і параметри:

а) В ІТР розміри та чиста маса ТО наближаються до нуля.

б) В ІТР час обробки або транспортування об’єкта впливу наближається до нуля.

в) В ІТР ККД наближається до одиниці, а витрати енергії – до нуля.

г) В ІТР ТО функціонує нескінченно тривалий час без зупинок та ремонту.

д) ТО ІТР виконує всі основні та допоміжні операції в автоматичному режимі (без участі людини).

е) ТО ІТР практично не здійснює негативного впливу на людину та НС.

Нижче наведені приклади, в яких ТО наближається до ІТР.

Прототипи ТО ТО наближені до ІТР

Глиняні посудини для зберігання та Тканинні мішки

транспортування зерна та інших

сипких матеріалів у давнину

Передача інформації через кінну Передача інформації за допомо-

естафету гою радіо- та телевізійних хвиль

Лампові ЕОМ зі швидкодією 10 – ЕОМ на базі мікропроцесорів зі

20 тис. операцій за секунду швидкодією мільйони операцій

за секунду

Телевізор 80-х рр. з розмірами Сучасний телевізор з розмірами

800×600×500 мм 800×600×50 мм

При розробці ІТР слід намагатись максимально наблизити розглядуваний ТО до досконалості, навіть якщо більшість якісних і кількісних характеристик першого з фізичних або економічних причин здаються недосяжними. Тільки в цьому випадку можна об’єктивно та всебічно оцінити розглядувані прототипи і обрати серед них найкращий.

Після створення ІТР проводиться уточнення вимог до порівнюваних ТО, під час якого найбільш важливі з них можуть бути посилені, а другорядні - послаблені. В ряді випадків це дозволяє суттєво підвищити ефективність ТО.

1.2.6. Поліпшення інших параметрів технічного об’єкта

При розробці нового покоління ТО намагаються не лише усунути виявлені недоліки прототипів, але й досягти значних переваг перед існуючими зразками аналогічного призначення за комплексом всіх суттєвих параметрів. У зв’язку із цим, необхідно ще раз розглянути обрані прототипи і відповісти на такі запитання:

а) Які ще недоліки прототипів можуть бути усунені?

б) Які параметри можуть бути поліпшені і наскільки?

При відповіді на запитання слід проаналізувати можливості більш ефективного виконання функцій, сформульованих у операціях 1 і 2 уточненої постановки задачі (див. розд. 1.2.1, 1.2.2), усунення недоліків, виявлених в операціях 3, 4 (див. розд. 1.2.3, 1.2.4), а також наближення до ІТР (див. розд. 1.2.5).

Під час проведення даної роботи необхідно також врахувати рекомендації, дані в операції 4 попередньої постановки задачі (див. розд.1.1.4). Крім того, корисно застосовувати існуючі, а також самостійно розроблені проблемно і об’єктно орієнтовані списки критеріїв досконалості ТО, списки параметрів та вимог.

1.2.7. Уточнена постановка задачі

За формою вона аналогічна попередній постановці задачі (див. розд.1.1.5). При цьому до вихідних даних відносяться:

а) Якісний і кількісний опис функції ТО (див. розд. 1.1.2).

б) Перелік і короткий опис прототипів, до яких відносяться також поліпшені ФС і ІТР; списки основних вимог до прототипів (див. розд.1.1.3, 1.2.1, 1.2.2, 1.2.5).

в) Списки головних недоліків прототипів із зазначенням неочевидних причин їх виникнення (див. розд. 1.1.4, 1.2.3).

г) Списки додаткових недоліків і параметрів, які бажано поліпшити (див. розд. 1.2.6).

д) Формулювання протиріч досконалості прототипів (див. розд.1.2.7).

1.3. Приклад виконання індивідуального практичного

завдання з постановки та аналізу задачі інженерної творчості

Умова задачі

В механооброблювальному цеху машинобудівного підприємства для транспортування з 1-го на 2-й ярус контейнерів з алюмінієвими деталями використовується електричний підйомник (рис. 1.1), який містить вертикальну ферму 1 з напрямними, платформу 2, що переміщується по напрямних, а також шківи 3, троси 4, барабани 5 та електродвигун 6 для приведення в рух платформи з контейнером 7. З переведенням цеху на випуск нової продукції виникла потреба забезпечити вертикальне транспортування з незмінною продуктивністю деталей аналогічних конфігурації та габаритів, але виготовлених зі сталі

Умова задачі

Індивідуальні побутові електроплитки мають у порівнянні із газовими плитами низький ККД (30 – 40%), а також надмірно великий час t _к доведення до кипіння холодної води з початковою температурою 10 – 20 ºС. Виникла необхідність в удосконаленні електроплитки – підвищення її ККД до 60 – 80% і зменшення часу t _к до величини відповідної t _к для газової плити.

Етап 1. Постановка задачі

В даному прикладі розглядається досить простий за конструкцією та виконуваними функціями ТО, у зв’язку із чим, достатньо обмежитись попередньою постановкою задачі (див. розд. 1.1).

Операція 1.1. Опис проблемної ситуації

а) Індивідуальні побутові електроплитки мають у порівнянні із газовими плитами низький ККД (30 – 40%), а також надмірно великий час t _к доведення до кипіння холодної води (води з початковою температурою 10– 20 ºС).

б) Необхідно створити електроплитку з ККД 60 – 80% і часом t _к не більшим ніж у газової плити.

в) Низький ККД пов’язаний із великими втратами теплоти, що йде на нагрівання елементів плитки та НС. Великий час t _к обумовлений попереднім нагріванням елементів плитки, а також її низьким ККД.

г) Усунення описаної проблемної ситуації дозволить досягти значної економії електроенергії і часу на приготування їжі, а також замінити більш шкідливі та небезпечні для людини і НС газові плити більш досконалими електронагрівальними приладами.

Операція 1.2. Опис зовнішньої функції технічного об’єкта

Таблиця 2.8

Опис зовнішньої функції побутової електроплитки

Найменування ТО	Опис функції
Найменування ТО	Вплив – В	Об’єкт впливу – О	Умови та обмеження – У
Побутова електроплитка	Забезпечує нагрівання	Води в ємності	До кипіння
Побутова електроплитка	‹‹ ››	‹‹ ›› об’ємом 3 – 6 л	Від початкової температури 10ºС до 100 ºС за 10 – 20 хв

Операція 1.3. Вибір прототипів і укладання списків вимог до них

Вихідним прототипом в даній задачі є побутова електроплитка (рис.2.3), що складається з нагрівальної спіралі 4, яка лежить на теплоізолювальному вогнетривкому блоці 5. Останній змонтований в корпусі 6. Електроенергія підводиться через електричний роз’єм 1 та провід в електроізоляції 2. Нагрівальна спіраль покрита захисним екраном 3 з тугоплавкого металу.

В якості першого додаткового прототипу приймемо електроплитку, яка конструктивно відрізняється від вихідного прототипу відсутністю захисного екрана 3.

Другий додатковий прототип на відміну від вихідного має регулятор потужності, який забезпечує нагрівання і доведення води до кипіння при максимальній температурі (що скорочує час t _к), після чого установлює мінімальну температуру, достатню для підтримання кипіння.

Функціональною вимогою (СВ1) для всіх трьох прототипів є виконання ними заданої зовнішньої функції (див. табл. 2.8): забезпечення нагрівання води в ємності об’ємом 3 – 6 л від початкової температури 10 ºС до 100 ºС за 10 – 20 хв.

СВ2. Внутрішніми функціями вихідного прототипу є: роз’єм 1 – під’єднання і роз’єднання електромережі та дроту 2; провід – передача електроенергії, отриманої через роз’єм 1 - до спіралі 4, в якій вона перетворюється у теплову енергію; спіраль служить для нагрівання захисного екрана 3, а останній – для нагрівання ємності з водою та захисту спіралі від пошкодження; теплоізолювальний вогнетривкий блок 5 запобігає недопустимо інтенсивному нагріву корпусу 6 та столу, на якому установлений ТО, крім цього, блок підтримує спіраль у певному положенні і забезпечує її електроізоляцію; корпус 6 призначений для фіксації решти елементів електроплитки у певних положеннях в просторі відносно один одного та відносно столу.

До СВ3 електроплитки відносяться вимоги щодо реалізації електричного контакту роз’єму 1, проводу 2 та спіралі 3 з мінімальними значеннями опору двох перших та максимальним опором останньої, забезпечення вимог теплоізоляції та жаростійкості блоку 5, жаростійкості, довговічності і високої теплопровідності спіралі 4 та захисного екрану 3, міцності та жорсткості корпусу 6; вимоги, пов’язані із призначенням ТО – забезпечення заданої потужності (максимальної температури нагріву спіралі 4), достатньої для нагрівання води певного об’єму до кипіння за мінімальний час, а також підвищений ККД.

Серед конструктивних вимог (СВ4) електроплитки слід назвати: оптимальні габаритні розміри, форма та марка матеріалу елементів, обраних виходячи з вимог СВ3 щодо теплопровідності, жаро- та зносостійкості, електричного опору, міцності, довговічності, надійності, потужності та ККД; вимоги, пов’язані із впливами між елементами – енергетичними (електричними та тепловими) та матеріальними (роз’ємними та нероз’ємними з’єднаннями); вимоги стосовно точності та шорсткості поверхонь елементів; вимоги, що визначають технологічний спосіб виготовлення елементів (вид механічної та термічної обробки, використовуване обладнання, ріжучий та вимірювальний інструмент, пристосування, технології, режими, матеріали та комплектуючі).

СВ5 включає вимоги щодо підготовки та організації виробництва (використання наявного технологічного обладнання, закупівля нових високоефективних інструментів та технологій), виготовлення та випробовування (засоби та пристрої механізації та автоматизації, використовувані випробувальні стенди та умови випробувань), зберігання та транспортування (вимоги та умови консервації, упаковування, завантаження-розвантаження, перевезення різними видами транспорту), використання та ліквідації, включаючи вимоги техніки безпеки, охорони праці та захисту навколишнього середовища (номінальні та граничні режими роботи, періодичність та послідовність технічного обслуговування, ремонту, перевірок працездатності); ергономічні вимоги (оптимальна висота від поверхні нагрівання до підлоги, довжина електричного проводу, зручність пересування при зміні місцеположення, загальна маса електроплитки, дотримання вимог техніки безпеки та електробезпеки); естетичні (форма, компонування елементів, пропорціональність, колір фарбування); економічні (максимально допустимі виробничі витрати, собівартість та ціна прототипу); вимоги постачання та планування (розмір партії, термін постачання); відповідності правовим нормам (патентування удосконалень, реалізованих в прототипах, придбання ліцензій на виготовлення більш довговічних спіралі та захисного екрана, більш ефективного регулятора потужності).

Операція 1.4. Укладання списків недоліків прототипів

Список недоліків прототипів електроплитки:

1. У всіх трьох прототипів при виконанні ними заданої зовнішньої функції значна частина енергії витрачається на нагрівання спіралі, теплоізолювального блоку і, в певній мірі, - основи електроплитки та НС, що не є корисною роботою і приводить до зниження ККД.

2. З першим недоліком пов’язаний також і значний (у порівнянні із аналогічним параметром газової плити) час нагрівання певного об’єму води до температури кипіння.

3. З метою економії електроенергії в ТО, що удосконалюється, необхідно передбачити терморегулятор, який після нагрівання води до заданої температури забезпечує її автоматичне підтримання впродовж установленого часу після чого відключає електроживлення (завдяки цьому споживана потужність електроплитки суттєво знижується).

4. Створення всіх трьох прототипів вимагає проведення проектних та перевірних розрахунків, розробки конструкторської документації (складальних креслень, специфікацій, деталювань), підготовки дослідного та серійного виробництва (включаючи витрати на закупівлю нового основного та допоміжного обладнання, інструмента, пристосувань, технологій, матеріалів та комплектуючих, ліцензій на виготовлення окремих елементів), випуску серійних зразків (витрат часу, електроенергії та коштів на зарплатню робітникам при виготовленні та складанні елементів).

5. Прототипи ТО під час експлуатації представляють потенційну небезпеку для людини – ймовірність одержання високотемпературних опіків та уражень електричним струмом.

Головними недоліками слід вважати перші три. Отже їх усунення і є метою розв’язання задачі.

Операція 1.5. Попередня постановка задачі

Дано:

а) Якісний та кількісний опис функції ТО (див. операцію 1.2).

б) Перелік прототипів ТО з описами та списками вимог до них (див. операцію 1.3).

в) Списки недоліків прототипів (див. операцію 1.4).

Вимагається:

Так удосконалити прототипи, щоб при умові виконання заданої функції забезпечення нагрівання води в ємності об’ємом 3 – 6 л від початкової температури 10 ºС до 100 ºС за 10 – 20 хв та задоволення установлених вимог вони би мали як можна менше виявлених недоліків або не мали їх зовсім.

Технічних розв’язків

В якості критерію досконалості прототипів електроплитки приймемо їх ККД, підвищення якого у визначальній мірі впливає на скорочення часу нагрівання.

ККД електроплитки визначається за формулою

z = , (2.3)

де Q _кор – витрати енергії на нагрівання води від 10 до 100 ºС (корисна енергія); Q _сп – споживана за цей час електроенергія.

Технічного об’єкта

Розробимо ФС вихідного прототипу.

Розділення електроплитки на неподільні елементи і визначення їх найменувань та функцій було проведено в 1-й операції постановки задачі (див. також рис. 2.3).

Зі всієї множини людей, ТС та впливів НС з розглядуваним ТО безпосередньо пов’язані: ТС „ємність з водою об’ємом 3 – 6 л” (ТС_з.б1), яку він нагріває до заданої температури протягом установленого допустимого часу; ТС „стіл” (ТС_з.б2), на якому ТО установлений; ТС „електромережа” (ТС_з.б3) – забезпечує подачу до ТО електроенергії.

Головним елементом ТО є захисний екран (е₀), одна з функцій якого (ф₀₁) відповідає функції самої електроплитки – „забезпечення нагрівання води в ємності об’ємом 3 – 6 л від початкової температури 10 ºС до 100 ºС за 10 – 20 хв”.

Укладаємо таблицю аналізу функцій ТО – табл. 2.9.

На рис. 2.4. наведена ФС вихідного прототипу електроплитки.

У другий додатковий прототип у порівнянні із вихідним прототипом введений новий елемент – регулятор (е₅), який дозволяє автоматично підтримувати кипіння води в ємності при пониженому споживанні електроенергії, а також відключати електроживлення у певний момент часу, в тому числі і при закипанні. Крім цього, на відміну від вихідного прототипу, у прототипі з регулятором відсутній корпус 6 (е₅) (див. рис. 2.4 та табл.2.9), функція якого „забезпечення фіксації захисного екрана 3 (е₀), спіралі 4 (е₁), проводу 2 (е₂) та теплоізолювального вогнетривкого блоку 5 (е₄) у певних положеннях в просторі відносно один одного та відносно столу (ТС_з.б3)” передана теплоізолювальному несучому блоку (е₄). Останній виконує також функції блоку 5 (е₄) вихідного прототипу, а саме: „зменшення теплового впливу спіралі 4 (е₁) на стіл (ТС_з.б3)”, „підтримання спіралі 4 (е₁) у певному положенні” та „забезпечення електроізоляції спіралі 4 (е₁)”. Найменування, позначення та функції решти елементів додаткового прототипу залишились такими самими, як у вихідного (див. табл. 2.9).

Таблиця 2.9

Аналіз функцій ТО „електроплитка”. Зовнішня функція ТО (Ф) забезпечення нагрівання води в ємності об’ємом 3 – 6 л від початкової температури 10 ºС до 100 ºС за 10 – 20 хв

Елемент		Функція
Познач.	Найменування	Познач.	Опис
е₀	Захисний екран	ф₀₁	Забезпечення нагрівання води в ємності (ТС_з.б1) об’ємом 3 – 6 л від початкової температури 10 ºС до 100 ºС за 10 – 20 хв
‹‹ ››	‹‹ ››	ф₀₂	Забезпечення захисту спіралі (е₁) від пошкодження
е₁	Спіраль	ф₁	Забезпечення нагрівання захисного екрана (е₀)
е₂	Провід	ф₂	Передача електроенергії від роз’єму (е₃) до спіралі (е₁)
е₃	Роз’єм	ф₃	Забезпечення з’єднання і роз’єднання електромережі (ТС_з.б2) та проводу (е₂)
е₄	Теплоіз. вогнетр. блок	ф₄₁	Зменшення теплового впливу спіралі (е₁) на корпус (е₅) та стіл (ТС_з.б3)
‹‹ ››	‹‹ ››	ф₄₂	Підтримання спіралі (е₁) певному положенні
‹‹ ››	‹‹ ››	ф₄₃	Забезпечення електроізоляції спіралі (е₁)
е₅	Корпус	ф₅	Забезпечення фіксації захисного екрана (е₀), спіралі (е₁), проводу (е₂) та теплоізолювального вогнетривкого блока (е₄) у певних положеннях в просторі відносно один одного та відносно столу (ТС_з.б3)

ФС прототипу з регулятором подана на рис. 2.5.

Побудуємо також один з можливих варіантів поліпшених ФС, для чого скористаємось методикою виконання операції 2.1 уточненої постановки задачі (див. розд. 1.2.1). Представляється доцільним ввести у вихідний прототип три додаткові елементи: елемент (е₁), що забезпечує зниження втрат теплоти від спіралі (е₀) у навколишнє середовище (НС_з.б1); елемент (е₂), який служить для підтримання спіралі (е₀) у певному положенні і елемент (е₆) для підвищення кількості теплоти, що передається від спіралі (е₀) до ємності з водою (ТС_з.б1). Складаємо таблицю аналізу функцій ТО – табл. 2.10. В таблиці не вказані найменування додаткових елементів е₁, е₂ і е₆, оскільки на даному етапі їх принцип дії та конструкція точно ще невідомі.

Таблиця 2.10

Аналіз функцій ТО „електроплитка” для побудови поліпшеної ФС. Зовнішня функція ТО (Ф) забезпечення нагрівання води в ємності об’ємом 3 – 6 л від початкової температури 10 ºС до 100 ºС за 10 – 20 хв

Елемент		Функція
Позначення	Найменування	Позначення	Опис
е₀	Спіраль	ф₀	Забезпечення нагрівання води в ємності (ТС_з.б1) об’ємом 3 – 6 л від початкової температури 10 ºС до 100 ºС за 10 – 20 хв
е₁	...	ф₁	Забезпечення зниження втрат теплоти від спіралі (е₀) у навколишнє середовище (НС_з.б1)
е₂	...	ф₂	Підтримання спіралі (е₀) у певному положенні
е₃	Корпус	ф₃	Забезпечення фіксації спіралі (е₀), проводу (е₄) у визначених положеннях в просторі відносно один одного та відносно столу (ТС_з.б3)
е₄	Провід	ф₁	Передача електроенергії від роз’єму (е₅) до спіралі (е₀)
е₅	Роз’єм	ф₅	Забезпечення з’єднання і роз’єднання електромережі (ТС_з.б2) та проводу (е₄)
е₆	...	ф₆	Підвищення кількості теплоти, що передається від спіралі (е₀) до ємності з водою (ТС_з.б1)

Поліпшена ФС представлена на рис. 2.6.

Крок 1

Проводиться порівняння параметрів І-вузлів загального дерева та відповідних основних параметрів списку вимог. У випадках недопустимих відхилень від заданих значень невідповідні вузли разом зі всіма об’єднуваними вершинами, позначаються як тимчасово видалені і підлягають (якщо це доцільно) додатковому проробленню з удосконаленням елементів та корегуванням їх конструктивних ознак. Якщо і після корегувань та удосконалень параметри І-вузла не відповідають заданим він остаточно замінюється або видаляється з дерева.

Крок 2

Несумісні вершини в таблицях сумісності разом із АБО-вузлами, до яких вони відносяться, позначаються як тимчасово видалені. При наявності можливості та необхідності здійснюється їх корегування або заміна до виконання всіх умов сумісності.

Крок 3

З елементів та конструктивних ознак загального дерева синтезується перший варіант ТР, визначаються його параметри та проводиться їх порівняння із відповідними додатковими параметрами списку вимог. Варіант заноситься до списку допустимих ТР під номером 1. Далі формується другий варіант ТР і проводиться визначення та порівняння його параметрів із допустимими параметрами списку вимог. Якщо за результатами порівняння другий варіант виявиться ефективнішим ніж перший він займає місце останнього у списку допустимих ТР, тоді як перший варіант отримує номер 2. Описана послідовність синтезу та аналізу ТР реалізується до визначення порядкових номерів всіх варіантів у списку допустимих ТР.

Крок 4

Для найефективніших варіантів (наприклад, перших трьох в списку допустимих ТР) подається автоматизований опис у словесній формі та роздруковується конструкторська документація (складальне креслення, специфікації, деталювання).

3.3. Послідовність розв’язання задач автоматизованого

синтезу ефективних технічних розв’язків

Загальна послідовність розв’язання задач автоматизованого синтезу ТР показана на рис. 3.8.

Користувач за допомогою загального списку вимог, викликаного на дисплей монітора, формує ТЗ: список вимог до шуканого ефективного ТР з формулюваннями та відповідними параметрами, а також список у математичній формі (3.1).

Згідно із введеним завданням комп’ютер синтезує (знаходить на І-АБО-дереві) допустимі ТР і визначає їх число. Якщо дане число виявляється занадто великим, користувач посилює основні вимоги і тим самим зменшує множину допустимих ТР. В іншому випадку, при недостатніх кількості та оглядовості допустимих ТР, слід, навпаки, послабити окремі вимоги або усунути їх з ТЗ.

В результаті декількох описаних ітерацій отримують оптимальне (оглядове) число допустимих ТР, серед яких обирають найкращі.

3.4. Варіанти індивідуальних практичних завдань з

автоматизованого синтезу технічних розв’язків

Побудувати І-АБО-дерева для 3-х - 4-х прототипів технічного об’єкта:

1. Літак.

2. Стілець.

3. Велосипед.

4. Вантажний автомобіль.

5. Муфта.

6. Редуктор.

7. Болтове з’єднання.

8. Світильник.

9. Гідронасос.

10. Гідроциліндр.

11. Підшипник.

12. Трубопровід.

13. Корабель.

14. Стіл.

15. Ручка для писання.

17. Промисловий робот.

18. Токарний верстат.

19. Двигун внутрішнього згоряння.

20. Підйомний кран.

21. Електродвигун.

22. Стрічковий конвеєр.

23. Міст.

24. Викрутка.

25. Колесо транспортного засобу.

26. Двері.

27. Слюсарна ножівка.

28. Токарний різець.

29. Сидіння водія автомобіля.

30. Свердло.

Література

1. Севост’янов І.В. Теорія технічних систем. Навчальний посібник. Ч. І. – Вінниця: ВДТУ, 2003. – 124 с. Укр. мовою.

2. Половинкин А.И. Основы инженерного творечества. – М.: Машиностроение, 1988. – 368 с.: ил.

3. Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. – М.: Московский рабочий, 1973. – 296 с.

4. Альшуллер Г.С. Творчество как точная наука. – М.: Сов. радио, 1979. – 189 с.

5. Половинкин А.И. Методы инженерного творчества. Учеб. пособие. – Волгоград: ВолгПИ, 1984. – 364 с.

6. Трушкин В. Ошибка! Как ее предотвратить. – М.: Московский рабочий, 1971. – 264 с.

7. Марш П., Александер И., Барнетт П. и др. Не счесть у робота профессий: Пер с англ./ Под ред. В.С. Гурфинкеля. – М.: Мир, 1987. – 182 с., ил.

8. Металлорежущие системы машиностроительных производств: Учеб. пособие для студентов технических вузов/ О.В. Таратынов, Г.Г. Земсков, И.М. Баранчукова и др.; под ред. Г.Г. Земскова О.В. Таратынова. – М.: Высшая школа, 1988. – 464 с.

9. Обработка металлов резанием: Справочник технолога/ А.А.Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др.; Под общ. ред. А.А. Панова. – М.: Машиностроение, 1988. – 736 с.

10. Механика промышленных роботов: Учебное пособие для втузов: В 3 кн./ Под ред. К.В. Фролова, Е.И. Воробьева. Кн. 1: Кинематика и динамика/ Е.И. Воробьев, С.А. Попов, Г.И. Шевелева. – М.: Высш. шк., 1988. – 304 с.

11. Механика промышленных роботов: Учебное пособие для втузов: В 3 кн./ Под ред. К.В. Фролова, Е.И. Воробьева. Кн. 2: Расчет и проектирование механизмов/ Е.И. Воробьев, О.Д. Егоров, С.А. Попов. – М.: Высш. шк., 1988. – 367 с.

12. Воинов Б.С. Принципы поискового конструирования: Учеб. пособие. - Горький: ГГУ, 1982. – 75 с.

13. Каменев А.Ф. Технические системы: закономерности развития. – Л.: Машиностроение, 1985. – 216 с.

14. Кантор К.М. Красота и польза. – М.: Искусство, 1967. – 312 с.

15. Мелищенко Ю.С. Техника и закономерности ее развития. – Л.: Лениздат, 1970. – 246 с.

16. Одрин В.М., Кратавов С.С. Морфологический анализ систем. Киев: Наукова думка, 1977. – 183 с.

17. Половинкин А.И. Законы строения и развития техники/ Учебное пособие. – Волгоград: ВолгПИ, 1985. – 202 с.

18. Тринг М., Лейтауэйт Э. Как изобретать?/ Пер. с англ. М.: Мир, 1980. – 272 с.

19. Чус А.В., Данченко В.А. Основы технического творчества/ Учеб. пособие. Киев – Донецк: Вища школа, 1983. - 184 с.

20. Мюллер И. Эвристические методы в инженерных разработках/ Пер. с нем. М.: Радио и связь, 1984. - 144 с.

21. Автоматизация поискового конструирования/ Под ред. А.И. Половинкина. М.: Радио и связь, 1981. - 344 с.

22. Джонс Дж. К. Методы проектирования. /Пер. с англ. 2-е изд. М.: Мир, 1986. – 326 с.

23. Буш Г.Я. Методы технического творчества. Рига: Лиесма, 1972. – 94 с.

24. Методы поиска новых технических решений/ Под ред. А.И. Половинкина. - Йошкар-Ола: Маркнигоиздат, 1976. – 192 с.

25. Хубка В. Теория технических систем. Пер. с нем., М.: Мир, 1987. - 208 с.

26. Алгоритмы оптимизации проектных решений/ Под ред. А.И. Половинкина. М.: Энергия, 1976. – 264 с.

27. Борисов В.И. Общая методология конструирования машин. – М.: Машиностроение, 1978. – 120 с.

28. Ханзен Ф. Основы общей методики конструирования/ Пер. с нем. – Л.: Машиностроение, 1969. – 166 с.

Додаток

Питання поточного та підсумкового контролю

з лекційного курсу дисципліни „Теорія технічних систем”

Модуль 1

Тема 4. Технічні процеси

Модель технічного процесу. Вимоги та рекомендації до розробки моделі технічного процесу. Види структур технічних підпроцесів та операцій. Перевірка раціональності технічних процесів. Опис технічних процесів. Об’єкт впливу технічного процесу. Внутрішні та зовнішні впливи технічного процесу. Люди, технічні системи та навколишнє середовище, як елементи технічного процесу. Підпроцеси та операції технічного процесу. Основні та допоміжні операції. Параметри та ефективність технічного процесу. Представлення технічних процесів. Типові задачі, пов’язані із технічними процесами. Класифікації технічних процесів.

Тема 5. Технічні об’єкти

Суть технічних об’єктів. Призначення технічних об’єктів. Функціонування технічних об’єктів. Структура технічних об’єктів. Стани технічних об’єктів. Загальна модель технічних об’єктів. Моделі конкретних технічних об’єктів. Функціональні структури технічних об’єктів. Впливи між функціональними елементами технічних об’єктів. Класифікації функцій технічних об’єктів. Загальна послідовність розробки функціональної структури. Принципові схеми технічних об’єктів. Принципові елементи. Впливи між принциповими елементами. Класифікації принципових елементів. Види принципових схем. Розробка принципових схем. Конструктивні схеми технічних об’єктів. Конструктивні елементи, впливи між ними. Клисифікації конструктивних елементів. Розробка конструктивних схем. Порівняння моделей технічних об’єктів та їх перетворення. Межа технічних об’єктів. Зовнішні системи та елементи, навколишнє середовище технічних об’єктів.

Модуль 2

ТЕОРІЯ ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ

Ч. ІІ

Створення та удосконалення систем

машинобудування і транспорту