Моделирование технических систем (ТС)

материального мира.
Продукт - объект с определенным свойством.
+ Свойство
Продукт
Объект
+{СВОЙСТВО}=

сжатый воздух.
Примеры более четкого определения продукта: деталь с отверстием (с

пустотой), стена с гвоздем, воздух с такой-то плотностью.

<ОБЪЕКТ>1+<ОБЪЕКТ>2 = <ПРОДУКТ>

технической системы заключается в придании объекту желаемого свойства.

удовлетворения определенной потребности.
Любая ТС является носителем какой либо главной полезной

функции (ГПФ).
Реальным носителем ГПФ является инструмент (рабочий орган (РО)). Для его функционирования к нему подстраиваются другие элементы, образующие ТС (двигатель, трансмиссия, источник энергии, орган управления).
Каждая ТС кроме ГПФ, ради которой она существует, может выполнять дополнительные функции. Среди дополнительных функций выделяют вспомогательные функции (ВФ), облегчающие выполнение ГПФ, и сопутствующие функции (СФ), которые ТС может выполнять кроме основной. Таким образом функциональность ТС можно представить:
Функциональность ТС = ГПФ+ВФ+СФ

связей между ними, которые определяются физическим принципом действия, выбранным для

осуществления ГПФ.
Элемент структуры – относительно минимальная единица структуры, способная к выполнению элементарной функции и остающаяся неизменной во время функционирования.
Основные типы структур ТС:
1. Корпускулярная. Состоит из слабосвязанных элементов. Примеры: газ, рыболовная артель.
2. Плотная упаковка. Состоит из однотипных жестко связанных элементов. Пример: кирпичная стена, пчелиные соты.
3. Цепная. Состоит из одинаковых шарнирно связанных элементов. Пример: поезд.
4. Сетевая. Состоит из разнотипных элементов, связанных между собой или непосредственно, или транзитом через другие элементы, или через центральный узловой элемент. Пример: телефонная сеть, система теплоснабжения.
5. Многосвязная. Элементы системы связаны множественными связями друг с другом. Пример: Интернет.
6. Иерархическая. Состоит из разнородных элементов, каждый из которых входит в структуру более высокого уровня иерархии и имеет горизонтальные и вертикальные связи. Пример: автомобиль, структура управления.

действующая на объект.
Примеры: Срезаем ножом ветку; книга лежит

на столе; печь отапливает комнату и согревает людей.

Выделите инструмент?!

система черпает энергию для производства работы.

Двигатель - то, где происходит

конечное преобразование энергии в вид, используемый инструментом.

Трансмиссия - то, что передает энергию от двигателя к инструменту.

Система управления - то, что обеспечивает совместную работу частей технической системы для появления продукта.

Подсистема - такая система, продукт которой используется
данной технической системой.

продукт, что есть объект, что является обрабатывающим объект инструментом и

что обеспечивает взаимодействие объекта и инструмента. В случае совершения технической системой работы, необходимо выделить также источник энергии, двигатель, трансмиссию и систему управления.

(вспомогательной) системы.
Пример

есть продукт, что есть объект, что является обрабатывающим объект инструментом

и что обеспечивает взаимодействие объекта и инструмента. В случае совершения технической системой работы, необходимо выделить также источник энергии, двигатель, трансмиссию и систему управления.

и коробок
Человек

которая соприкасается с шляпкой гвоздя
Организм человека
Силы человека
Руки человека

двери
Сила сжатия пружины
Кольца пружины
Субъект открывающий дверь

гр.
Человек, пуль управления
Воздух с
темп. 36 гр
электричество
Нагревающие элементы фена
Двигатель фена

гр.
Человек
Воздух с
темп. 75 гр
Энергия выделяемая углями
Мангал, шампура и малекулы

кислорода

Сгораемый кислород

тела
человека
лопата
Человеческий организм
Ситуация: сажаем картофель

колба
Нить накаливания
Ситуация: включаем свет в темной комнате

и всасывающий поток воздуха
Электричество
Трубка, щетка и др. элементы
Двигатель пылесоса
Ситуация: пылесосим

ковер, очищаем от мусора

и его составные части, человек
Воздух выделяемый из турбин, внешняя среда
Двигатель

самолета

Турбины и механизмы обеспечивающие выработку воздуха

Реактивные двигатели турбины

Ситуация: взлет самолета

решение.
Проект.

следующие группы признаков:
- перечень основных элементов, их взаимное расположение, способы

и средства соединения;
- последовательность взаимодействия элементов во времени;
- особенности конструктивного исполнения элементов;
- принципиально важное соотношение параметров для ТС в целом или отдельных элементов.

Он содержит всю необходимую информацию для изготовления и эксплуатации ТС

(чертежи и конструкторская документация).

и атмосферный воздух, который содержит влагу. На больших высотах при

отрицательной температуре за бортом эта влага конденсируется на стенках баков и стекает в керосин. Так как вода тяжелее керосина, она опускается в низ и постепенно накапливается.
Сама по себе вода большой опасности для полетов не представляет, но опасна отрицательная температура при полете на больших высотах. Проходя по охлажденным трубопроводам, вода замерзает и, в виде кристаллов льда, попадает в топливные фильтры. Фильтры, забитые Льдом, перестают пропускать керосин. Двигатели останавливаются.
Накопившуюся в топливных баках воду нужно периодически сливать. Если это делать часто – обслуживание самолетов удлинится и станет дороже (с водой сливается и керосин). А если слив производить редко, то это может привести к остановке двигателей в полете.

разработку принципиально новой технической системы (ТС) для определенной цели.
В минимальной

(мини-) задаче необходимо сохранить существующую систему, но обеспечить недостающее полезное действие или убрать имеющееся вредное свойство.

происходит конфликт – нежелательный эффект. Конфликтующая пара образует модель задачи.
Модель

задачи – это условная схема задачи, отражающая структуру конфликта в системе. Один из элементов конфликтующей пары является объектом рассмотрения (Изделие), а второй элемент – Инструментом.
Изделие – элемент ТС, который по условиям задачи надо обработать (изготовить, изменить, переместить и др.).
Инструмент - элемент, с которым непосредственно взаимодействует изделие (режущая кромка и др.)
Оперативная зона – пространство в котором происходит конфликт.
Оперативное время – время, в которое совершается конфликтное действие. Для разрешения конфликта может быть использовано время до конфликта или время после совершения конфликта.

образцов сплавов. Установка представляет собой герметично закрытую металлическую камеру. На

дно камеры устанавливают образцы. Камеру заполняют кислотой, создают необходимое давление и температуру. Кислота действует не только на образцы, но и на стенки камеры,
вызывая их коррозию и быстрое разрушение. Как быть?

камеры
Взаимосвязи элементов
«+» – наличие конфликта

2. Должна рассматриваться пара, в которой рассматриваются элементы, выполняющие полезную

функцию (желаемый результат).

В данной задаче конфликтующая пара -