Теорія технічних систем

Міністерство освіти і науки, молоді і спорту України

Дніпродзержинський державний технічний університет

Кафедра «Теоретичної та прикладної механіки»

 

Теорія технічних систем

 

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

з курсу «Теорія технічних систем» для студентів спец. 6.090202 «Технологія машинобудування»,  

Зміст

 

	C.
Вступ …………...……………………………………………….…………..
Введення в курс ………………………………………..
Лекція 1 «Технічна система (ТС), закони її розвитку» …………….
Лекція 2 «Види та опис технічних систем» ……...…………………
Лекція 3 «Система перетворень» ……………………………………
Технічні системи типу «Технічний процес» та «Технічний об’єкт»» ……………………………………………….
Лекція 4 «Технічні системи типу «Технічний процес»» …………..
Лекція 5 «Структура технічної системи типу «Технічний об’єкт» (ТО)» …………………………………………………………………..
Лекція 6 «Технічні системи типу «Технічний об’єкт»» ……………
Аналіз та синтез технічних систем…………...
Лекція 7 «Закони побудови технічних систем» …………………….
Лекція 8 «Створення нових технічних систем» .……………………
Лекція 9 «Аналіз технічних систем» ……...…………………………
Література ….……………………………………………………………..

 

ВСТУП

 

Курс «Теорія технічних систем» включає цикл лекцій і практичних занять. Він спрямований на підвищення кваліфікації майбутнього інженера як новатора, творця і винахідника, котрий повинен в найкоротший термін впровадити нові технічні ідеї у виробництво.

Курс «Теорія технічних систем» є базовим для формування у спеціаліста творчого потенціалу, необхідного для самостійної постановки нових інженерних завдань, рішення задач пошуку нових конструкторсько-технологічних рішень, які в кінцевому рахунку забезпечують підвищення якості продукції, досягнення світового рівня створених об’єктів, всебічну інтенсифікацію і економію ресурсів.

Курс «Теорія технічних систем» складається з двох модулів: модуль 1 «Введення в курс», Технічні системи «Технічний об’єкт» – 9 тижнів, модуль 2 Технічні системи типу «Технічний процес» та «Аналіз та синтез технічних систем» – 9 тижнів.

Контроль знань студентів з курсу проводиться у формі поточного тестового контролю (ПТК). Поточний тестовий контроль проводиться по закінченню відповідного модуля.

Критерії оцінювання:

• Неправильна відповідь – 0 балів;
• Вірна відповідь – на 1 запитання –2 бали.

Оцінки в балах по курсу лекцій в цілому в табл.1.

Студент вважається атестованим з курсу лекцій з відповідного модуля, якщо він набрав кількість балів, що відповідає вказаній в табл.1 в стовбцях «відмінно», «добре» або «задовільно».

 

Таблиця 1

 

Оцінювання знань студентів при вивченні курсу

Показники	Оцінка в балах
«5» відмінно	«4» добре	«3» задовільно	«2» незадовільно
A	BC	DE	FX	F
ПТК	100-90	89-75	74-60	59-35	34-0

 

Студент вважається не атестованим з курсу лекцій з відповідного курсу, якщо він набрав кількість балів, що відповідає вказаній в табл.1 в стовбці «незадовільно».

Студент вважається атестованим з курсу лекцій, якщо він набрав кількість балів, що відповідає вказаній в табл.1 в стовбцях «відмінно», «добре» або «задовільно».

«Введення в курс»

 

ЛЕКЦІЯ № 1

“Технічна система (ТС), закони ЇЇ розвитку”

 

Мета лекції: Ознайомлення студентів з сутністю теорії технічних систем, основними визначеннями та законами розвитку технічних систем.

 

План лекції:

1.Основні поняття, визначення та предмет курсу.

2.Види систем, поняття технічної системи.

3.Закони розвитку технічних систем.

 

Основні поняття, визначення та предмет курсу

Курс "Теорія технічних систем" містить цикл лекцій та практичних занять, що спрямовані на підвищення кваліфікації майбутнього інженера як… Предметом курсу є ТС та її елементи з протиріччями, які створюють проблемну… Метою курсу є придбання студентами:

Види систем, поняття технічної системи

За походженням системи бувають створеними природою (природні) та створеними людьми (виготовленими). Введемо поняття технічної системи, як термін для позначення «абстрактної… При вивченні ТС розглядають три сукупності об’єктів:

Закони розвитку технічних систем

Життя ТС можна уявити [див.рис.1.4] у вигляді S-подібної кривої, яка запозичена з біології, оскільки в цьому відношенні життя ТС можна порівняти з… Рис.1.4 – Криві розвитку технічної системи [1]. Ця крива показує як в часі змінюються головні показники ТС. Розрізняють ділянки:

ЛЕКЦІЯ № 2

“ВИДИ ТА ОПИС ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ”

 

Мета лекції: Ознайомлення студентів з видами та описом технічних систем.

 

План лекції:

1.Види технічних систем.

2.Опис технічних систем.

 

Види технічних систем

Згідно з різними критеріями можна встановити велику кількість систем, класифікуючи їх: а) За місцем системи в ієрархії: - надсистема,

Опис технічних систем

Розвиток знань пов’язаний з підвищенням складності підходів до дослідження та його методів, котрі вкладають наступну ієрархічну послідовність… 1. Параметричний – опис властивостей, ознак та відношень об’єкту на підставі… 2. Морфологічний – перехід до визначення поелементного складу, побудови об’єкту та взаємовідносин параметрів, які…

ЛЕКЦІЯ № 3

“Система перетворень”

 

Мета лекції: Ознайомлення студентів з системою перетворень.

 

План лекції:

1. Модель системи перетворень.

2. Елементи системи перетворень.

 

Модель системи перетворень

Існують системи типу «об’єкт» і типу «процес». Поряд з природними процесами людина організовує виготовлені процеси з метою… Виготовлені процеси, в котрих ті чи інші властивості об’єкту дії (операнда) змінюються при участі людей і технічних…

Елементи системи перетворень

Елементи системи перетворень приведено на рис.1.7. Операнд – це пасивний елемент розглядуваної системи, до якого належать люди,… Люди як оператори системи перетворень можуть бути визначені як множина тільки тих людей, які виконують будь який вид…

Технічні системи типу

«Технічний процес» та «Технічний об’єкт»

 

ЛЕКЦІЯ № 4

“технічні системи типу «технічний процес»”

 

Мета лекції: Ознайомлення студентів з технічними системами типу «Технічний процес».

 

План лекції:

1.Визначення і модель технічного процесу.

2.Структура і операції технічного процесу.

3.Класифікація і опис технічних процесів.

 

 

Визначення і модель технічного процесу

Модель технічного процесу(ТР) [див.рис.2.1] будується на відношеннях в системі перетворень. Узагальнений ТР визначає перетворення операнда без… Опис будь-якого ТР повинен містить відповіді на такі запитання: а) Що є операндом і які його стани (початковий, кінцевий і проміжний)?

Структура і операції технічного процесу

Операцією називається елементарний процес, який відповідає одній робочій дії. Структура ТР [див.рис.2.2] залежить в першу чергу від технології, яка… Розрізняють операції: - робочі (при яких для досягнення бажаної зміни властивостей операнда, наприклад, заготовка – деталь, використовують…

Класифікація і опис технічних процесів

Можуть бути використані такі способи опису (зображення) технічних процесів: а) блок-схеми (прямокутні з текстом або рисунком); б) граф (ребра – процеси, вузли – стани операндів);

ЛЕКЦІЯ № 5

Структура технічнічної системи типу

  Мета лекції: Ознайомлення студентів з структурою технічних систем типу…  

ЛЕКЦІЯ № 6

  Мета лекції: Ознайомлення студентів з технічними системами типу «Технічний…  

Поняття про фізичну операцію

Для опису технічної функції (ТФ) потрібно мати таку інформацію: - потреба, яку може задовольнити технічний об’єкт (ТО), або ТС; - фізична операція (фізичне перетворення), за допомогою якої реалізується потреба.

Принцип дії технічної системи

  Елементарною фізичною операцією є така фізична операція, яка може бути… Фізико-технічний ефект – це застосування фізичних ефектів та явищ, що можуть бути реалізованими в технічних…

ЛЕКЦІЯ № 7

“закони побудови технічнічних систем”

 

Мета лекції: Ознайомлення студентів із законами побудови технічних систем.

 

План лекції:

1.Вступ.

2.Закон прогресивної еволюції техніки.

3.Закон відповідності між функцією та структурою.

4.Закон стадійного розвитку технічних систем.

 

Поняття про аналіз технічних систем

Найвищий рівень інженерної діяльності полягає у виявленні та формулюванні законів і закономірностей побудови і розвитку ТС та цілеспрямованому їх… Наука про закони техніки лише починає формуватись. На сучасному етапі її… Проте трактування відкритих на даний час законів ТС відповідні розробки теоретичного та методичного плану, що…

Закон прогресивної еволюції техніки

Прогресивна еволюція ТС аналогічна еволюції видів в живій природі. Закон пояснює, чому відбувається перехід від попереднього покоління ТС до… Існуюча гіпотеза про закон прогресивної еволюції техніки в умовах конкурентної… «В ТС з однаковою функцією перехід від покоління до покоління покликаний усуненням виявленого основного дефекту чи…

Закон відповідності між функцією та структурою

Цей закон має загально філософську інтерпретацію і виражає взаємозв'язок і співвідношення між функцією і структурою будь-якої системи живої чи… Щодо інженерного кількісного аспекту визначення цього закону, то існуюча… Вираз закону відповідності між функцією та структурою в кількісній формі забезпечує формалізований опис функцій…

Закон стадійного розвитку технічних систем

Закон стадійного розвитку ТС відображає процес революційних змін техніки, пов’язаних з передачею ТС функцій, виконуваних людиною. Цей закон, в… Гіпотеза про закон має таке формулювання: "ТС з функцією обробки матеріального предмету має чотири стадії розвитку, пов’язані з послідовною реалізацією за…

ЛЕКЦІЯ № 8

“створення нових технічнічних систем”

 

Мета лекції: Ознайомлення студентів зі створенням нових технічних систем.

 

План лекції:

1.Методологія створення технічних систем.

2.Стадії та етапи технічного проектування технічних систем.

3.Загально-технічні основи конструювання технічних систем.

4.Пошукове проектування технічних систем.

 

Методологія створення технічних систем

3 розвитком техніки принципи та методологія створення ТС безперервно змінюються та удосконалюються внаслідок впровадження нових способів… В процесі створення ТС виконують такі роботи: – обгрунтування необхідності створення нової ТС;

Стадії та етапи технічного проектування технічних систем

Державний стандарт передбачає 5 стадій розробки конструкторської документації на вироби усіх галузей промисловості: – технічне завдання (ТЗ); – технічна пропозиція (ТП);

Загально-технічні основи конструювання

Технічних систем

Процес конструювання безперервно удосконалюється у напрямку розробки нових методів роботи конструктора, розширення повторного використання… Слід пам'ятати, що в процесі конструювання необхідно: – суворо дотримуватись вимог ЄСКД;

Пошукове проектування технічних систем

Методологія пошукового конструювання (творчого конструювання) містить чотири характерних етапи, кожен з яких вимагає застосування певної системи… I етап – зовнішнє проектування, застосування методу формулювання узагальненого… II етап – синтез знакової моделі (принципової схеми) з прийнятими умовними знаковими позначеннями, застосування методу…

ЛЕКЦІЯ № 9

“аналіз технічнічних систем”

 

Мета лекції: Ознайомлення студентів з аналізом технічних систем.

 

План лекції:

1.Поняття про аналіз технічних систем.

2.Математична постановка типових задач аналізу технічних систем.

3.Аналіз технічних процесів.

4.Функціонально-вартістний аналіз технічних систем.

 

Поняття про аналіз технічних систем

Процес проектування ТС розглядають як сукупність процедур переробки інформації, в результаті чого виникає кінцевий продукт цього процесу – проект.… Розрізняють проектні процедури аналізу і синтезу. Синтез передбачає створення опису ТС.

Математична постановка типових задач аналізу технічних систем

Аналіз перехідних даних та їх процесів с основним видом одно варіантного аналізу ТС. При цьому визначаються залежності фазових змінних від часу при… ММ, що описує динамічні властивості ТС, представляє собою систему звичайних… Для більшості проектованих динамічних ТС перехідні процеси носять асимптотичний стійкий характер. В зв’язку з цим дуже…

Аналіз технічних процесів

Процедури аналізу технічних процесів передбачають розв’язання їх функціональних моделей. Функціональні моделі відображають фізичні процеси, що мають місце в ТС… За формою зв’язків між вихідними, внутрішніми і зовнішніми параметрами при здійсненні технічних процесів розрізняють…

Функціонально-вартістний аналіз технічних систем

Проведена статистика різних країн покачала, що функціонально-вартісний аналіз (ФВА) дозволяє на 1 грошову одиницю витрат отримати до 20 одиниць… Основна суть ФВА полягає у наступному: – застосування системного підходу при виявленні по можливості усіх зайвих витрат (трудомісткість, витрати матеріалів,…

Література

 

1. Кузнєцов Ю.М., Луців І.В., Дубняк С.А. Теорія технічних систем. – К.: – Тернопіль, 1997.
2. Хубка В. Теория технических систем. – М.: Мир, 1987.

 

 

Навчально-методичне видання

 

 

Теорія технічних систем

Конспект лекцій

з елементами кредитно-модульної системи організації навчального процесу

 

Укладач: Чорний О.А., к.т.н., доц.