Что называется функцией технической системы

Презентация была опубликована 9 лет назад пользователемartemed.ucoz.ru

Похожие презентации

Презентация на тему: » Техническая система и ее функции. Вопросы лекции 1.Понятие технической системы и ее функций. 2.Системный подход. 3.Организация информации в линии развития.» — Транскрипт:

1 Техническая система и ее функции

2 Вопросы лекции 1.Понятие технической системы и ее функций. 2.Системный подход. 3.Организация информации в линии развития. Пример анализа реальной системы. 4.Модель функционирующей системы. 5.Функционирующая система в контексте патентного законодательства. 6.Основные элементы функционирующей системы. 7.Действия при пошаговом развитии системы. 8.Трехэтапный алгоритм преобразования системы по Г. С. Альтшуллеру.

3 1. Понятие технической системы и ее функций

4 Техника (технический объект) это совокупность объектов природного и искусственного происхождения, повышающих эффективность деятельности человека сверх возможностей, присущих ему биологически.

5 Техническая система это совокупность взаимосвязанных материальных частей (элементов), предназначенная для повышения эффективности деятельности человека (общества) и обладающая хотя бы одним свойством, которым не обладает ни одна из составляющих его частей.

6 Главная функция это функция, ради выполнения которой создается техническая система (ТС). Что делает система? Как система это делает? ГФ = Предназначение + Техническая функция

7 Дополнительная функция – это функция, выполнение которой придает новое потребительское качество объекту. Латентная функция – это скрытая функция, выполнение которой не присуще ТС по предназначению. Основная функция – это функция отдельных частей ТС, непосредственно помогающая осуществлять главную функцию. Вспомогательная функция – это функция отдельных частей ТС, предназначенная для обслуживания других подсистем ТС.

8 Рассмотреть функции Стиральной машины. Молотка. Автомобиля.

9 2. Системный подход

10 Системный подход предполагает выявление совокупности подсистем и надсистем рассматриваемой ТС и учет их взаимодействия в разных условиях и на разных этапах существования ТС. Системный подход = полнота, всесторонность

11 Подсистема это часть ТС, имеющая значение для решения задачи. Элемент – это подсистема ТС, условно считающаяся неделимой в рамках конкретной задачи. Структурная схема – это схема, показывающая связь между подсистемами ТС.

12 Надсистема это система, в которую рассматриваемая ТС входит как часть.

13 3. Организация информации в линии развития. Пример анализа реальной системы

14 Одно из главных требований к оптимальной информационной структуре – требование объективности! Идея Г. С. Альтшуллера состоит в том, чтобы в дополнение к законам развития ТС строить объективные линии развития ТС. Линии развития применяются как инструмент, позволяющий рассмотреть полученное техническое решение в динамике.

15 Законы развития ТС – в общем виде описывают связи между явлениями, их трудно использовать в качестве инструментов решения задач из-за их обобщенности. Тенденции развития ТС – показывают генеральные направления развития элементов системы в соответствии с объективными законами развития ТС. Линия развития ТС – это конкретизация какой- то тенденции, закономерность развития данного объекта или процесса; это подробный «маршрут» с указанием характерных вариантов преобразований технической системы или ее элемента.

16 Примеры линий развития ТС Линия увеличения пустотности (Г.С. Альтшуллер и И. М. Верткин). Линия дробления (Г. С. Альтшуллер). Линия дробления (В. М. Петров). Линия «Моно-би-поли» (Г. С. Альтшуллер). Линия «Моно-би-поли» (Б. Л. Злотин).

17 4. Модель функционирующей системы

18 Цель создания ТС это обеспечение воздействия на обрабатываемый объект для получения некоторого продукта. Такое воздействие называют функцией системы. Для анализа системы нужно построить ее корректную модель. Модель технической системы по Альтшуллеру

19 Г. С. Альтшуллер о ТС: Технических объектов много, и они очень разнородны. Но есть нечто общее, присущее всем техническим объектам: все они являются системами. При системном подходе технические объекты рассматриваются как целостные организмы, подчиняющиеся общим законам развития. Карманный фонарик, двигатель, тепловоз, химический завод, речной транспорт – все это примеры ТС. Внешне они нисколько не похожи друг на друга. Их объединяет то, что они системы, т.е. нечто большее, чем арифметическая сумма составных частей.

20 Функционирующая ТС это система, объединяющая все элементы, которые необходимы при выполнении требуемой функции, рассматриваемая и анализируемая в процессе ее работы. ТС Функционирующая ТС Статика Динамика

21 5. Функционирующая система в контексте патентного законодательства

22 Важно, чтобы концепция функционирующей системы была согласована с моделями, используемыми в патентном законодательстве. Состав функционирующей системы хорошо согласуется с перечнем предметов патентирования, предусмотренных в патентном законодательстве.

23 Объекты изобретения это устройство, способ, вещество, штамм микроорганизма, культуры клеток растений и животных, а также применение известного устройства, способа, вещества, штамма по новому назначению (п.2 ст.4 Патентного закона РФ).

24 Устройство – это система расположенных в пространстве элементов, определенным образом взаимодействующих между собой. Устройство относится к информационному и объектному уровням ФС. Способ – это описание процессов взаимодействия частей ТС. Вещество – это ресурсы, необходимые для работы объектного уровня ФС, а также продукты переработки.

25 6. Основные элементы функционирующей системы

26 Элементы ФС Совокупности материальных объектов Описание процесса их взаимодействия Вещества, поля и системы, необходимые для работы объектной части системы и оператора Вещества, поля и системы как продукты переработки Алгоритмы и программы для автоматических систем управления Учебные курсы и программы

27 Наиболее адекватными и эффективными будут те линии развития, которые описывают преобразования основных элементов модели функционирующей системы.

28 7. Действия при пошаговом развитии системы

29 В ТС каждый переход от одного ее варианта к другому осуществляется только за счет внешнего вмешательства субъекта (человека). Основной постулат философии техники – все ТС развиваются в соответствии с объективными законами. Законы развития ТС отражают существенные, устойчивые и повторяющиеся взаимодействия между элементами ТС, между самими ТС и окружающей средой.

30 Законы развития ТС 1.Закон полноты частей системы. 2.Закон энергетической проводимости системы. 3.Закон согласования ритмики частей системы 4.Закон увеличения идеальности ТС 5.Закон неравномерности развития частей системы. 6.Закон перехода в надсистему. 7.Закон перехода на микроуровень. 8.Закон увеличения степени вепольности. 9.Закон повышения динамичности, управляемости и вытеснения человека.

31 Для получения новой ФС необходимо провести с существующей ФС какие-либо действия (преобразования). КАКИЕ? Списки преобразований: 1.Приемы разрешения технических противоречий. 2.Стандарты на решения задач. 3.Эвристические приемы преобразования

32 8. Трехэтапный алгоритм преобразования системы по Г. С. Альтшуллеру

33 Появление нового варианта ФС происходит вследствие поэтапного выполнения следующих условий: 1.Обеспечение «соответствия состава системы выполняемой ею функции» 2.Установление связей между элементами системы 3.Согласование параметров и режимов действия подсистем данной системы

34 Согласование (координация) это приведение в соответствие нескольких различных процессов, например, согласование подачи искры зажигания с движением поршня в цилиндре двигателя внутреннего сгорания.

35 Уровни согласования Начальное согласование – на стадии проектирования и изготовления. Периодическое согласование – осуществляется время от времени при эксплуатации системы. Окончательное согласование – при оперативном управлении ТС.

36 Порядок действий при создании нового варианта ТС 1.Ввести элементы и связи в состав системы. 2.Удалить элементы и связи из состава системы. 3.Заменить одни элементы и связи объектов на другие. 4.Разделить элементы системы на части. 5.Изменить форму и размеры элементов системы.

37 Порядок действий при создании нового варианта ТС 6.Изменить внутреннюю структуру элементов системы. 7.Изменить состояние поверхности элементов системы. 8.Обеспечить подвижность связей между элементами системы и возможность изменения других ее параметров. 9.Обеспечить и упростить оперативное управление. 10.Проверить и улучшить согласование работы элементов системы.

Источник

Что называется функцией технической системы

Каковы основные признаки технических систем? К ним можно отнести следующие:

Таким образом, техническая система имеет 4 главных (фундаментальных) признака:

Отсутствие хотя бы одного признака не позволяет считать объект технической системой. Поясним эти признаки подробнее.

3.2. Функциональность

3.2.3. Носитель функции

3.2.4. Определение функции

3.2.5. Иерархия функций

Пример: иерархия функций кирпича.

Кроме того, требование и к самому кирпичу постоянно увеличивается: он не должен впитывать грунтовую влагу, должен иметь хорошие теплоизоляционные свойства, звукопоглощающие свойства, быть радиопрозрачным и т.п.

Можно спуститься вниз по иерархии:

3.3. Структура

3.3.1. Определение структуры

Совокупность (целостность) элементов и свойств неотъемлемый признак системы. Соединение элементов в единое целое нужно для получения (образования, синтеза) полезной функции, т.е. для достижения поставленной цели.

Структура остается неизменной в процессе функционирования, то есть при изменении состояния, поведения, совершения операций и любых других действий.

Главное в структуре : элементы, связи, неизменность во времени.

3.3.2. Элемент структуры

3.3.3. Типы структур

Выделим несколько наиболее характерных для техники структур:

Состоит из разнородных элементов, каждый из которых является составным элементом системы более высокого ранга и имеет связи по «горизонтали» (с элементами одного уровня) и по «вертикали» (с элементами разных уровней). Примеры: станок, автомобиль, винтовка.

По типу развития во времени структуры бывают:

3.3.4. Принципы построения структуры

«Формула» системы: Для одной и той же системы можно подобрать несколько различных структур в зависимости от выбранного физического принципа воплощения ГПФ. Выбор физического принципа должен основываться на минимизации М, Г, Э (массы, габаритов, энергоемкости) при сохранении эффективности.

Некоторые принципы формирования структуры:

Принцип полноты частей (закон полноты частей системы) может быть взят за основу при первом построении функциональной схемы. Возможна следующая последовательность шагов:

Это обычный путь развертывания ТС, увеличение ГПФ за счет добавления новых полезнофункциональных подсистем.

Некоторое увеличение ГПФ возможно за счет уменьшения вредных связей и эффектов в подсистемах (без их усложнения).

Принцип дополнительности заключается в особом способе соединения элементов при включении их в систему. Элементы должны быть не только согласованы по форме и свойствам (для того, чтобы иметь принципиальную возможность взаимного соединения), но и дополнять друг друга, взаимно усиливаться, складывать полезные свойства и взаимно нейтрализовать вредные. Это основной механизм возникновения системного эффекта (качества).

3.3.5. Форма

Основные требования к форме:

эстетические (дизайн, красота, «приятность», «теплота». ).

3.3.6. Иерархическая структура систем

Иерархический принцип организации структуры возможен только в многоуровневых системах (это большой класс современных технических систем) и заключается в упорядочении взаимодействий между уровнями в порядке от высшего к нижнему. Каждый уровень выступает как управляющий по отношению ко всем нижележащим и как управляемый, подчиненный, по отношению к вышележащему. Каждый уровень специализируется также на выполнении определенной функции (ГПФ уровня). Абсолютно жестких иерархий не бывает, часть систем нижних уровней обладает меньшей или большей автономией по отношению к вышележащим уровням. В пределах уровня отношения элементов равны между собой, взаимно дополняют друг друга, им присущи черты самоорганизации (закладываются при формировании структуры).

Возникновение и развитие иерархических структур не случайно, так как это единственный путь увеличения эффективности, надежности и устойчивости в системах средней и высокой сложности.

В простых системах иерархия не требуется, так как взаимодействие осуществляется по непосредственным связям между элементами. В сложных системах непосредственные взаимодействия между всеми элементами невозможны (требуется слишком много связей), поэтому непосредственные контакты сохраняются лишь между элементами одного уровня, а связи между уровнями резко сокращаются.

Типичный вид иерархической системы: В табл. 1 приведены названия иерархических уровней в технике (Альтшуллер Г.С. в кн.: Дерзкие формулы творчества. Петрозаводск, «Карелия», 1987, с. 17-18).

Источник

Урок 8
Анализ функций технических систем. Морфологический анализ

Раздел. Технологическая система.

Тема урока. Анализ функций технических систем. Морфологический анализ.

Тип урока: комбинированный.

Цели урока: организовать деятельность обучающихся по формированию понятия об анализе функций технической системы и о методе морфологического анализа; обучить учащихся выполнять морфологический и функциональный анализ технической системы.

Технологическая система
§ 10 Анализ функций технических систем. Морфологический анализ

Анализ функции технической системы

Все технические системы пред назначены для выполнения каких-либо функций. Функция — это цель, назначение, роль технической системы. Многие технические системы, кроме основной функции, могут выполнять и вспомогательные (основная функция грузового автомобиля — перевозка грузов, а вспомогательная — например, вытаскивание застрявшего в грязи другого автомобиля). Иногда функцию раскладывают на три составляющие: первая составляющая — это действие, которое производит система, вторая — объект, на который направлено действие, и третья — условия, в которых действие осуществляется (табл. 2).

Таблица 2

Анализ функции технической системы (на примере грузового автомобиля)

Морфологический анализ

Морфологический анализ (метод морфологического анализа) предназначен для решения самых разнообразных задач в различных областях знаний (анализом называют метод исследования, основанный на изучении отдельных частей объекта исследования). Метод морфологического анализа разработан во второй половине XX в. в Швейцарии.

Мы рассмотрим его применительно к техническим системам. Морфологический анализ — это метод конструирования технической системы, основанный на рассмотрении разнообразных комбинаций (сочетаний) составляющих параметров системы и выборе наиболее предпочтительного варианта для системы в целом.

Морфологический анализ выполняют в несколько этапов:

1) формулируют задачу о том, какую конструкцию (или какой принцип действия) должна иметь искомая техническая система;

2) выявляют основные подсистемы создаваемой системы с целью проанализировать их свойства (материалы, из которых они сделаны, принципы работы, их конструкцию и др.). Подсистемы выбирают по следующим признакам:

— количество подсистем должно быть достаточным для полноценного анализа, но не очень большим (так как в этом случае задача анализа значительно усложнится);

— подсистемы должны быть независимы друг от друга;

— подсистемы должны быть равноценными (нельзя рассматривать очень крупные наряду с очень мелкими);

3) перечисляют все возможные варианты сочетаний подсистем в специальной таблице;

4) анализируют возможные варианты технической системы и выбирают наиболее предпочтительный вариант.

В качестве примера проведём анализ конструкции небольшого плавсредства для прогулок по реке.

1. Формулируем задачу: небольшое речное плавсредство должно быть похоже на лодку, катер и т. п.

2. Выявляем основные подсистемы, А — материал корпуса; Б — принцип движения; В — каюта (кубрик).

3. Перечисляем возможные варианты подсистем.

Al — древесина; А2 — металл; А3 — пластмасса

Б1 — вёсла; Б2 — парус; Б3 — мотор

Морфологическая таблица

Общее число возможных комбинаций (вариантов) технической системы: T = 3 х 3 х 2 = 18.

4. Анализируем возможные варианты конструкций.

Вёсельная лодка: Al, Б1, B1; А2, Б1, B1; А3, Б1, B1.

Парусная лодка: Al, Б2, B1; А2, Б2, B1; А2, Б2, BL

Моторная лодка: Al, Б3, B1; A2; Б3, B1; А3, Б3, B1.

Катер: Al, Б3, В2; А2, Б3, В2; А3, Б3, В2.

Возможны и другие комбинации подсистем.

Дальнейший выбор конструкции человек делает, исходя из собственных потребностей, стоимости изделия и других критериев.

Практическая работа № 8

Анализ функций технических систем

1. Выберите из приведённого списка технические системы и запишите их в рабочую тетрадь:

• гора, велосипед, берёзовая роща, настольная лампа, водопад, рояль.

Опишите их назначение (функции).

2. Выполните анализ функций выписанных в тетрадь технических систем, заполнив таблицу (см. табл. 2).

Практическая работа № 9

Морфологический анализ технической системы

1. Выполните морфологический анализ простого изделия — садового рыхлителя (рис. 21). Рассмотрите возможность применения для изготовления рабочей части и ручки следующих материалов: металла, древесины, пластмассы, а для соединения его частей — гвоздя и шурупа.

2. Составьте в рабочей тетради морфологическую таблицу и выберите конструкцию, наиболее полно соответствующую, по вашему мнению, требованиям садовода (и другим требованиям: экономическим, экологическим, требованиям прочности конструкции).

Запоминаем опорные понятия

Функция технической системы, морфологический анализ.

Самостоятельная работа

Работа с информацией.

Узнайте, выполнив поиск в Интернете и других источниках информации, кто изобрёл метод морфологического анализа, в каких областях знаний он применялся и какие технические системы позволил успешно создать. Сохраните информацию в форме описания, схем, фотографий и др. Подготовьте к следующему уроку небольшое сообщение на эту тему.

Проверяем свои знания

1. Что называется функцией технической системы?

2. Каким образом выполняют анализ функции технической системы?

3. Перечислите этапы морфологического анализа.

Источник

Технология. 6 класс

Конспект урока

Технология, 6 класс

Урок 09. Что такое техническая система

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке

Техническая система – это материальный объект искусственного происхождения.

Основная и дополнительная литература по теме урока

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Для облегчения труда, увеличения его производительности люди используют технику. Техника совершенствовалась на протяжении многих веков – от простейших ручных инструментов первобытного человека до современных машин. Каждый вид техники представляет собой сложную систему.

Техническая система представляет собой совокупность взаимосвязанных частей (элементов), каждая из которых предназначена для выполнения определённых полезных функций.

Основное предназначение технической системы – это преобразование предмета труда в продукт труда с требуемыми качествами, свойствами, формой или величиной.

Самыми распространёнными техническими машинами являются технологические машины.

Полноценная техническая система состоит из рабочего органа, передаточного механизма (трансмиссии), двигателя и органов управления.

Главной частью технической системы является её рабочий орган. Это исполнительная часть любой машины (технической системы). Рабочий орган предназначен для выполнения полезной для человека работы. Все остальные части машины: двигатели, передаточные механизмы, устройства управления – предназначены для того, чтобы рабочий орган мог выполнять необходимые движения и усилия.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Выделите цветом элементы рабочего органа электрической швейной машины.

Зубчатая рейка для продвижения ткани

Рычаг подъёма лапки

Правильный вариант ответа:

Зубчатая рейка для продвижения ткани

Задание 2. Установите соответствие между техническими системами и их рабочими органами.

Источник

Функции и основные части технической системы

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Апреля 2013 в 13:51, курсовая работа

Описание работы

Содержание работы

Введение 2
1. Общее определение ТС 3
2. Функциональность 5
3. Структура 8
4. Организация 19
5. Системный эффект (качество) 24

Файлы: 1 файл

Функции и основные части технической системы.doc

Московский государственный открытый университет

Чебоксарский политехнический институт (филиал)

Курсовая работа по дисциплине

Тема: Функции и основные части технической системы.

Выполнил студент 4 курса

Факультета информатики и радиоэлектроники

Очной формы обучения

Садырга Роман Александрович

Учебный шифр шифр 608103

Проверила Денисова О.М.

Введение

1. Общее определение ТС

Каковы основные признаки технических систем? К ним можно отнести следующие:

Таким образом, техническая система имеет 4 главных (фундаментальных) признака:

Отсутствие хотя бы одного признака не позволяет считать объект технической системой. Поясним эти признаки подробнее.

2. Функциональность

2.3. Носитель функции.

2.4. Определение функции.

2.5. Иерархия функций.

Пример: иерархия функций кирпича.
ГПФ-1 отдельного кирпича: держать свою форму, не разваливаться, иметь определенный вес, структуру, твердость. Требование со стороны соседних систем (других кирпичей и раствора в будущей стене): иметь прямоугольные грани, схватываться с раствором.
ГПФ-2 стены: нести себя, быть вертикальной, не деформироваться при изменении температуры, влажности, нагрузки, ограждать что-то, нести нагрузку от чего-то. Кирпич должен соответствовать части требований ГПФ 2.
ГПФ-3 дома: должен создавать определенные условия для внутренней среды, защиту от атмосферных воздействий, иметь определенный внешний вид. Кирпич должен выполнять часть и этих требований.
ГПФ-4 города: определенный архитектурный облик, климатические и национальные особенности и т.д.

Кроме того, требование и к самому кирпичу постоянно увеличивается: он не должен впитывать грунтовую влагу, должен иметь хорошие теплоизоляционные свойства, звукопоглощающие свойства, быть радиопрозрачным и т.п.

То есть, ГПФ элемента определяется системой, в которую он включается. Тот же кирпич может быть включен во множество других систем, где его ГПФ будет совершенно непохожей (а то и противоположной) приведенной выше.

Пример. Определить ГПФ калорифера.

Можно спуститься вниз по иерархии:

3. Структура

3.1. Определение структуры.

Совокупность (целостность) элементов и свойств неотъемлемый признак системы. Соединение элементов в единое целое нужно для получения (образования, синтеза) полезной функции, т.е. для достижения поставленной цели.

Структура остается неизменной в процессе функционирования, то есть при изменении состояния, поведения, совершения операций и любых других действий.

Источник