Разделение понятия развития ,роста и эволюции

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Заочно-вечерний факультет

^{наименование института}

Кафедра автоматизации управления

^{наименование кафедры}

Допускаю к защите

Руководитель
	^{подпись}
	И.И. Галяутдинов
	^{И.О. Фамилия}

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

Основы проектирования, технологии и эксплуатации технических систем

Выполнил студент	УКбпз-17-1		Е.И. Давличина
	^шифр	^{подпись}	^{И.О. Фамилия}
Нормоконтроль			И.И. Галяутдинов
		^{подпись}	^{И.О. Фамилия}
Курсовая работа защищена с оценкой

Иркутск 2021 г.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

ИРКУТСКИЙ национальный исследовательский ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

По курсу

Основы проектирования, технологии и эксплуатации технических систем

Студенту

Давличина Е.И.

^{(фамилия, инициалы)}

Тема работы

История возникновения понятия технических систем

Исходные данные:

Сведения о деятельности технических систем

Дата выдачи задания

2021 г.

Задание получил

Е.И. Давличина

^{подпись}

^{И.О. Фамилия}

Дата представления работы руководителю

2021 г.

Руководитель курсовой работы

И.И. Галяутдинов

^{подпись}

^{И.О. Фамилия}

Содержание

Введение................................................................................................... 4

1 Основные понятия о технической системы.......................................... 5

1.1 Этапы развития технической системы............................................. 6

1.2 Критерии оценки технической системы............................................ 9

2 Развитие технических систем………………………………………….10

2.1 Отличия развития у систем………………………………………......11 2.2 Разделение понятия развития, роста и эволюции………………......12 2.3 Примеры графического развития системы……………………….…16

Заключение……………………………………………………………..….28

Список использованных источников………………………………….....29

Введение

Теория технических систем выявляет закономерности, справедливые для всех объектов техники, объединенных в класс «технические системы». Технические системы – это и не механизмы в чистом виде, и не автоматы. Теория технических систем позволяет к любым техническим объектам подходить с единых системных позиций, охватывая все свойства технического объекта. Специальные технические дисциплины рассматривают технические системы с позиций узко-дисциплинарных, касающихся только закономерностей. Технические системы базируется на понятии «система». Система – это объект любой природы, обладающий свойствами, которые не имеет ни одна из частей системы. Система состоит из конечного множества частей (элементов). При этом между элементами системы существуют определенные отношения (связи).

Технические системы, как и биологические (и любые другие) не вечны: они возникают, переживают периоды становления, расцвета, упадка и, наконец, сменяются другими системами.

Техническая система ― это искусственно созданные объекты, предназначенные для удовлетворения определенной потребности, которым присущи возможность выполнения не менее одной функции, многоэлементность, иерархичность строения, множественность связей между элементами, многократность изменения состояний и многообразие потребительских качеств. К техническим системам относятся отдельные машины, аппараты, приборы, сооружения, ручные орудия, их элементы в виде узлов, блоков, агрегатов и др. сборочных единиц, а также сложные комплексы взаимосвязанных машин, аппаратов, сооружений и т.п.

1. Основные понятия о технической системы
Техническая система относятся к самому большому классу техническихобъектов. Техническая система существует в трех модусах (проявлениях): 1) как изделие производства; 2) как устройство, потенциально готовое совершить полезный эффект; 3) как процесс взаимодействия с компонентами окружающей среды (источником внешней энергии, потребителем и т.д.), в результате которого и происходит эксплуатация (функционирование) технической системы и образуется полезный эффект. 1-й модус раскрывается в предметной декомпозиции технической системы, в выявлении всех ее неделимых, условно монолитных деталей и сборочных единиц; 2-й - в функциональной декомпозиции, в выявлении одно- и многофункциональных элементов; 3-е, рабочее состояние технической системы раскрывается в генерируемых процессах (сменах состояний) и рабочих циклах, включающих взаимосвязанные процессы. Ни один из функциональных элементов не может быть воспроизведен непосредственно, а существует благодаря деталям и сборочным единицам, которые по отношению к ним выступают в качестве предметов-носителей. Устройства, непосредственно участвующие в создании полезного эффекта технической системы, ответственны за степень совершенства рабочего процесса и ресурс работы. Для обеспечения ресурса часто используются спец. элементы, демпфирующие колебания, устройства охлаждения, разъемы, причем последние, повышая технологичность конструкции технической системы, требуют устройства крепления деталей, состояние которого во время эксплуатации технической системы сказывается на ее надежности.
При всем разнообразии технической системы смысловая нагрузка любого функционального элемента состоит в том, чтобы изменять или сохранять движение связанного с элементом объекта; изменять пространственные характеристики и время существования технической системы, а также изменять энергию как меру той или иной формы движения. Строение технической системы и параметры среды, с которой она взаимодействует, предопределяют все параметры и показатели функционирования технической системы, проявления ее состояния, характеристики и качества.
Функционирование технической системы раскрывается через средства (процессы) достижения полезного эффекта и управления этими процессами. Создание полезного эффекта обусловлено составом и порядком действия основных функциональных элементов, от которых зависит рабочий цикл технической системы; на фактический результат влияют затраты энергии от внешнего источника и свойства др. компонентов среды. Под управлением происходящими в технической системе процессами подразумевается преднамеренное изменение или сохранение характера и интенсивности с компонентами среды и поддержание параметров внешнего состояния всех элементов технической системы в пределах, обеспечивающих безопасность людей и сохранение материальных ценностей. При полном раскрытии характеристик технической системы речь идет как о связях между входными и выходными параметрами функционирования (напр., связь тяги и расхода топлива авиационного двигателя и условий полета самолета), так и о показателях, позволяющих отличить анализируемую техническую систему от других, о признаках принадлежности технической системы к определенному типу как категории, объединяющей технической системой одного назначения с одинаковым принципом действия, и о признаках отличий в строении. Об уровне технической системы свидетельствуют максимально достижимые значения ее потребительских качеств (выходных параметров).
1.1.Этапы развития технической системы
Объективные законы, отражающие существенные и повторяющиеся особенности развития технических систем имеют статистическуюприроду и выявл-яются путем анализа истории техники и патентных фондов. Развитие технической системы описывает конкретную тенденцию развития и показывает, как ее использовать при прогнозировании развития, создании новых и совершенствовании имеющихся технических систем. Все технические системы раскрываются через закономерности меньшей степени общности (линии развития тех. систем), конкретные приемы развития и образуют единую систему, отражающую реальное развитие тех. систем. В теории решения изобретательских задач сформулир-ован ряд основных требований к техническим системам, достаточно больших и достоверных информационных фондах, базирующихся на фактах, существенных для развития (изобретениях высокого уровня); согласовываться друг с другом, позволять построить непротиворечивую систему (допустимы непринципиальные противоречия между выводами, следующими из разных законов, связанные с неполнотой наших знаний о технических системах; быть инструментальными, т.е. помогать целенаправленно находить решения конкретных проблем, прогнозировать развитие, строить инструментарий поиска нового и т.п.; допускать практическую проверку по материалам, базирующимся на истории техники и др. информационных фондах; быть "открытыми", т.е. допускать дальнейшее развитие и совершенствование. Выявлены следующие законы технической системы: 1) закон противоречии в развитии, описывающий возникновение, обострение и разрешение противоречий в процессе развития тех. системы; 2) закон повышения степени идеальности, описывающий развитие тех. системы как повышение степени ее идеальности, т.е. рост отношения суммы выполняемых системой полезных функций к сумме факторов расплаты за выполнение этих функций - материальных и энергетических затрат; 3) закон перехода на микроуровень и к использованию полей, описывающий тенденцию все большего использования глубинных уровней строения материи и различных полей при развитии тех. систем; 4) закон повышения динамичности и управляемости, описывающий повышение в процессе развития тех. системы их способности к целенаправленным изменениям, обеспечивающим возможность их адаптации к меняющимся требованиям к тех. системе со стороны человека, других систем, внешней среды и т.п., переход систем к самоуправлению и самоорганизации; 5) закон повышения полноты тех. системы, описывающий тенденцию ко все более полному выполнению тех. системой, ранее выполнявшихся другими техническими системами, внешней средой или человеком, сопровождающуюся поэтапным вытеснением человека из функционирования тех. системы как исполнителя и все возрастающим втягиванием его в функционирование как потребителя; 6) закон развертывания - свертывания, описывающий повышение идеальности тех. системы; 7) закон согласования - рассогласования, описывающий развитие тех. системы с позиций, включающих: последовательное согласование тех. системы с др. системами, обеспечивающее наилучшее прохождение необходимых потоков энергии, вещества, информации; рассогласование, обеспечивающее уменьшение и прекращение прохождения ненужных потоков; сдвиг согласования, обеспечивающий отбор части полезного или вредного потока для выполнения дополнительных полезных функций; динамическое согласование - рассогласование, при котором параметры системы изменяются управляемо, обеспечивая регулирование потока так, чтобы параметры тех. системы принимали оптимальные значения в зависимости от условий работы; 8) закон этапного развития, описывающий типовую последовательность развития тех. системы и графики изменения главных эксплуатационных характеристик в зависимости от "возраста" системы, представляющие собой логистические (S-образные) кривые, имеющие три четко выраженных участка: период медленного начального роста; быстрый лавинообразный рост; резкое замедление роста, стабилизация, а иногда и падение. Каждый из законов раскрывается через линии развития, показывающие направления развития.

1.2. Критерии оценки технической системы
Основные показатели, которые на протяжении длительного исторического времени в процессе смены моделей и поколений технической системы имеют тенденцию к монотонному улучшению. Технические критерии осознаются как мера совершенства и прогрессивности и оказывают сильное влияние на развитие данного класса технических систем и техники в целом. Технические критерии делятся на четыре класса: функциональные критерии технических систем - количественная характеристика основных показателей реализации изделия. Список технических критериев обычно включает критерии производительности (скорость движения и обработки, степень механизации и автоматизации труда, непрерывность процесса обработки), критерии точности (точность обработки, измерения, попадания в цель), критерии надежности (безотказность,долговечность, ремонтопригодн-ость); технологические критерии - показатели экономии живого труда при изготовлении изделия и подготовке его к эксплуатации. Список технических систем обычно включает критерии: трудоемкости изготовления, стандартиза-ции и унификации, использования материалов, расчленения тех. системы на элементы и др. Технические критерии определяют экономию живого труда в жизненном цикле изделия; экономические критерии техники - показатели экономической эффективности технических систем, к которым относятся: критерий расхода материалов, равный отношению массы изделия к его главному показателю эффективности; критерий расхода энергии, одним из частных случаев которого является коэффициент полезного действия: критерий затрат на информационное обеспечение, определяемый как отношение затрат на подготовку и обработку информации к главному показателю эффективности изделия; критерий габаритных размеров, т.е. функциональному критерию эффективности изделия; антропологические критерии техники - показатели соответствия и приспособления технических систем, к человеку, снижения дискомфорта и повышения положительных эмоций, уменьшения или исключения вредных и опасных воздействий техники на человека. Список критерий обычно включает критерии эргономичности, красоты, безопасности, экологичности. антропологические критерииоказывают сильное возрастающее влияние на прогрессивную эволюцию техники. Это влияние будет возрастать в связи с формированием гармоничной ноосферы как в отдельных странах, регионах и городах, так и в мире в целом. Для конкретного класса систем список крите-риев эффективности может совпадать со списком потребительских качеств (основные критерии и показатели технической системы, которые играют решающую роль при выборе нужного изделия покупателем или пользователем из нескольких альтернативных изделий с одинаковыми или близкими функциями) или быть шире направленны, включать технологические критерии. Выбор критериев для конкретного класса тех. систем должен удовлетворять следующим условиям: условие измеримости, обеспечивающее количественную оценку критерия; условие сопоставимости, позволяющее сопоставлять тех. системы разных времен и стран, для чего наиболее приемлемы безразмерные и удельные значения критерия; условие постоянного существования критерия на протяжении всей истории развития тех. системы.

Развитие технических систем

Человечество создает и развивает Технические Системы (ТС) в соответствии с объективными Законами Развития Технических Систем (ЗРТС). Знание этих законов позволяет предсказывать возможное изменение параметров ТС в будущем. Основы ЗРТС были изложены в статье Г. Альтшуллера [ 1 ] и затем развиты в работах Г. Альтшуллера, Б. Злотина, Ю. Саломатова и В. Петрова [2, 3, 4, 5] и других. В последнее время большое внимание вопросу описания процессов развития систем уделяет Д. Кучерявый [ 6 ].Целью представленной работы является коррекция существующих понятий, связанных с ЗРТС при минимальном изменении существующей системы Законов.

Мы предлагаем объединить существующие законы повышения идеальности и развития по S-образной кривой в общий Закон Существования Технических Систем. Формулировка Закона: Все ТС проходят стадии возникновения, развития и стагнации (вплоть до возможного исчезновения) по «линии жизни». При этом идеальность системы (которая коррелирует с ее эффективностью), непрерывно растет вдоль «линии жизни», а изменение эффективности системы описывается неубывающей кривой, близкой к S-образной.

Определимся, что именно является объектом нашего исследования. Мы будем рассматривать не отдельно взятую систему, а популяцию ТС, то есть изменение параметров не конкретного пассажирского автомобиля, а тенденцию изменения параметров некоего множества пассажирских автомобилей в мире во времени. Причем, будем делать различия между рекордными моделями и серийными популяциями систем. Рассмотрение рекордных систем необходимо, поскольку именно они определяют пределы развития для серийных систем, но они имеют отличия в процессе развития. Среди серийных моделей будут рассмотрены не все выпускаемые модели, а только лидирующие системы, то есть образцы, дающие начало новой серии.

Отличия развития у систем

Также имеются отличия в развитии у систем, имеющих различное назначение. Системы, удовлетворяющие потребности большой группы людей будем называть системами коллективного использования. Такие системы обычно, многофункциональны, выпускаются сравнительно мелкими сериями, либо индивидуально (самолеты, корабли, автомобили) и их развитие предваряется появлением рекордных систем. При этом «линии жизни» рекордных систем значительно опережают развитие серийных систем. Системы, которые непосредственно удовлетворяют потребности человека, будем называть системами индивидуального использования. Такие системы, как правило, однофункциональны и выпускаются крупными сериями (плееры, бытовые телевизоры и.т.д.). Для них не характерно наличие рекордных систем. Системы, действие которых направлено не человека, а на другую систему будем называть поддерживающими системами (подсистемами). Они обычно также одно функциональны. Это двигатели, измерительные системы, материалы и т.д.

Будем различать системы первичные, то есть ТС, которые пришли непосредственно на смену природным системам (автомобиль - лошадь), либо созданные заново (самолет) и вторичные, которые заменили предшествующие ТС с другим принципом действия (самолет реактивный - винтовой).

Разделение понятия развития ,роста и эволюции

Далее, предлагаем разделить понятия развития, роста и эволюции систем.

Рост количества систем (выпуска) во времени определяется их тиражирова-нием (выпуском) для удовлетворения потребности со стороны Надсистемы (общества). Рассматривать общее количество используемых систем, затруднительно, так как оно определяется временем эксплуатации. Кривые роста всегда начинаются с "1", так как до этого момента системы не существовало. Рост систем, которые продолжают пользоваться постоянным спросом и занимают определенную нишу, описывается кривыми, близкими к S-образным. Рост систем, которые были вытеснены с рынка конкурирующими системами, описывается колоколообразным кривым.

Развитие системы - это изменение во времени ее параметров (или их совокупности), то есть качества, без изменения физического принципа действия. Кривые развития всегда начинаются с какой-либо определенной величины, поскольку систем с нулевыми значениями параметров не существует. У каждой новой модификации существующей системы параметры обычно улучшаются. Развития систем может в ряде случаев описываться кривой близкой к S- образной.

Эволюция системы - это появление и развитие новой системы с увеличение эффективности и сохранением ее предназначения при изменении физическ-ого принципа работы. Каждая новая система образует свою «линию жизни». При этом совокупность «линий жизни» отдельно взятых систем описывается т.н. обобщающей кривой, которая имеет форму, близкую к S-образной.

В данной работе представлены следующие положения:

1. На зависимости какого-либо параметра от времени могут располагаться только системы, имеющие одинаковую функцию (пассажирские самолеты). Системы располагаются на одной кривой вне зависимости от изменения материала рабочего органа, либо смены вспомогательных подсистем без изменения принципа их действия (для корабля смены: дерево-железо, замена движителя и т.д.). Это является отражением тренда опережающего развития Рабочего Органа.

2. Общий тренд для основных параметров системы в процессе развития повышается, но значения отдельных параметров системы могут уменьшаться, если появляются ограничения со стороны Надсистемы (например, уменьшение мощности двигателей при повышении их эффективности).

3. Системы в процессе развития могут достигать своих предельных значений, если их не вытесняет более совершенная система. Пределами развития параметров систем являются:

3.1. Для рекордных систем это физические барьеры. В этом случае дальнейшее развитие системы возможно только со сменой ее основного принципа действия.

3.2. Для серийных систем это технические ограничения со стороны Надсистемы (экономика, безопасность и т.д.).

4. Графики зависимости отдельно взятого параметра системы могут иметь "ступеньки", т.е. задержки в развитии. Эти задержки могут вызываться следующими причинами:

4.1. Когда главные параметры системы коллективного использования удо-влетворяют большинство потребностей Надсистемы, то начинается массовый выпуск этих системы (рост). Однако когда увеличивается количество систем, то при этом развитие рекордных систем временно прекращается, так как нет необходимости и возможности улучшать их параметры. При этом параметры серийных систем догоняют рекордные. Дальнейшее увеличение параметров системы начинается, когда первоначальные запросы Надсистемы будут удовлетворены и появляются новые, повышенные запросы.

4.2. Система сталкивается с временными проблемами в развитии. В этом случае изобретатели начинают совершенствовать какой-либо параметр в ущерб другим. Например, масштабировать системы без учета всего комплекса свойств. Это является отражением Закона неравномерности развития и характерно для систем индивидуального использования.

4.3. Развитие системы ограничивается возможностями поддерживающей подсистемы. Это могут быть параметры используемого двигателя, свойства материала, возможности существующей технологии а также параметры надсистемы (причалы, рельсовый путь, ВПП ...).

5. Зависимости изменения отдельно взятых параметров могут иметь S-образную форму. Это справедливо для систем:

5.1. Которые не имели каких-либо ограничений в процессе своего развития (См. п.п.4).

5.2. Которые следовали за системами, основанными на ином физическом принципе, но в процессе своего развития решившими поставленные проблемы (стратостат - самолет).

5.3. Вторичных, которые использовали уже существующую инфраструктуру первичных систем (люминисцентные – филаментные лампы, тепловозы - паровозы). Такие системы имеют укороченный 1-й участок на S- кривой по сравнению с первичными.

6. Если какие-либо параметры системы соответствуют «нишевым» потребностям, то есть потребностям, которые соответствуют запросам Надсистемы, то эта система становится родоначальником нового типа систем и общая зависимость для параметров «расщепляется» (параметры средне-магистральных самолетов, диагональ мониторов для компьютеров).

7. Если система полностью удовлетворяет «нишевым» потребностям (по определению Злотина, "совершенные" - consummate), то такие системы могут оставаться неизменными долгие годы (Самолет "Дакота", автомат Калашникова).

8. Развитие системы обычно описывается S- образной кривой, когда в рассмотрение включаются только лидирующие представители серийных си-стем и описания системы используется комплексный параметр. Этот параметр обязательно включает взаимоисключающие характеристики системы (скорость-грузоподъемность). В этом случае развитие системы происходит через разрешение противоречия. Обобщенный параметр определяет эффективность системы и никогда не убывает. Это является отражением Технического Противоречия и закона Повышения Идеальности.

Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 64; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!