Структурний аналіз технологічних систем.

ЛЕКЦІЯ 4

Аналіз структурно-функціональних моделей

План.

1. Структурний аналіз технологічних систем.

2. Аналіз функціональної організації технологічних систем.

Структурний аналіз технологічних систем.

Структура — це стійка впорядкованість елементів системи, а також зв’язків і відношень між ними. Динамічні технічні і технологічні системи змінюють у часі свої властивості і параметри стану. Структура ж відобра­жає такі властивості і характеристики системи, що є незмінними на всьо­му проміжку її функціонування.

Хоча структура є стабільною характеристикою системи, це не виклю­чає можливості її зміни залежно від потреби і виробничої ситуації. Така властивість характерна для гнучких технічних і виробничих систем. Зокрема, блочно-модульний принцип побудови системи машин дозволяє набору структурних блоків (модулів) формувати різнотипні агрегати за­лежно від виробничої необхідності.

Метою структурного аналізу є оцінка повноти складу і якості компо­зиції технологічної системи (ТхС). Завдання аналізу:

• аналіз будови ТхС, наявності в системі необхідних структурно- функціональних складових, внутрішніх і зовнішніх зв’язків;

• оцінка рівня розвитку окремих складових ТхС, включаючи осно­вну виробничу складову та складові інфраструктури;

• оцінка параметричної узгодженості складових, забезпеченості тех­нічними засобами, трудовими та іншими ресурсами;

• оцінка повноти та якості інформації, що необхідна для ефективного функціонування ТхС.

Структурний аналіз конкретної технологічної систе­ми проводять у такій послідовності:

1. Формулюють мету і призначення технологічної системи. Встановлю­ють початкові дані щодо обсягів робіт, вимог і умов.

2. Формулюють завдання структурного аналізу ТхС.

3. За типовою схемою ТхС (див. рис. 1.1) складають перелік структур­но-функціональних складових кожної підсистеми, що необхідні для до­сягнення виробничих цілей.

4. Порівнюючи склад реальної ТхС із типовою структурою, оцінюють наявність у ній необхідних структурно-функціональних підсистем, вну­трішніх і зовнішніх зв’язків.

5. Якщо завдання аналізу ТхС вичерпуються оцінкою структурної по­вноти, то приймають рішення щодо необхідності удосконалення структу­ри системи. Якщо ж ні — крок 6.

6. Оцінюють узгодженість параметрів ТхС за матрицею (табл. 2. 5). На головній діагоналі матриці вписані характеристики, за якими здійснюєть­ся узгодження елемента стрічки р_і з елементами р_j в колонках. Узгодження проводять в такій послідовності:

6.1. виробничі цілі узгоджують з наявними засобами (ЦRp_j);

6.2. встановлюють відповідність кількісних і якісних характеристик елементів основної виробничої складової (О, Д, М_св, Р, І) до цілей, ресурсу часу, характеристик предмета праці (П) і умов (X);

6.3. узгоджують параметри складової технологічного забезпечення (СЗ) з основною підсистемою (СВ);

6.4. узгоджують параметри підсистеми технічного обслуговування з параметрами СВ і СЗ;

6.5. оцінюють наявність необхідних прямих і зворотних зв’язків під­системи управління (У), засобів накопичення, обробки та переда­вання інформації, якості методичного, інформаційного та інстру­ментального забезпечення прийняття рішень.

7. Приймають рішення щодо усунення структурних недоліків, параметричної неузгодженості та диспропорцій у розвитку окремих складових технологічної системи.

Приклад структурного аналізу ТхС. Для хімзахисту польових культур у господарстві є: обприскувачі ОП-2000-2-01, ОПШ-15-01, ПОМ-630, агрегат приготування робочих сумішей АПЖ-12, засоби для транспорту­вання води і робочих сумішей ЗЖВ-3,2 і ЗЖВ-1,8, склад зберігання пес­тицидів. Для загортання гербіцидів у ґрунт використовуються культива­тори УСМК-5,4 в комплексі з ПОМ-630. Річний обсяг обприскування з урахуванням кратності операцій становить F = 2200 га, максимальний денний темп робіт — W_Ттах ⁼ 120 га. Поля IV і V класу, середня відстань переїздів — l =5 км.

Завдання аналізу: дати оцінку структурної повноти та параметричної узгодженості складових ТхСП хімзахисту рослин господарства.

Достатність технічних засобів основної підсистеми (узгодження N_МСВRЦ) встановлюють за максимальним необхідним темпом робіт та змін­ним виробітком агрегатів в даних умовах. Змінна норма виробітку агрегатів з обприскувачами W_змо при нормі витрати робочої суміші Н = 100 л/га із заправкою агрегату в полі становить: ЮМЗ-6АЛ+ОП-2000-2-01 — 60 га; ЮМЗ-6АЛ+ОПШ-15-01 — 35 га; Т-70С+ПОМ-630 — 42 га.

Умовою достатності основних технічних засобів є ∑W_змі≥ W_Tmax.

У нашому випадку ∑W_змі=137 га, що більше за W_Tmax=120 га.

Умовою узгодженості засобів за продуктивністю (N_МзсRЦ_Мсв) є

(4.1)

де W — годинна продуктивність і-того агрегату j-тої ланки техноло­гічної лінії;

n_ij — кількість і-тих агрегатів j-тої ланки лінії; idem — те ж саме.

Технологічне забезпечення обприскування здійснюють транспортні агрегати та агрегат приготування робочої суміші. Для перевірки умови узгодженості потрібно продуктивність різних за призначенням агрегатів привести до порівнянних одиниць виміру. Зокрема, продуктивність об­прискувачів потрібно виразити через витрату робочої суміші (л/год):

(4.2)

де Т_зм — час нормативної зміни (для хімзахисту Т_зм = 6 год).

Тоді для ланки обприскувачів:

(4.3)

для ланки приготування суміші ЮМЗ-6Л+АПЖ-12: W_гп = 12000 л/год;

для транспортної ланки з урахуванням переїздів (l = 5 км):

(4.4)

Отже, ланки СЗ за продуктивністю значно перевищують основну ланку (агрегати для обприскування). Це означає, що основні агрегати можуть працювати безперебійно, проте параметрично ланки за продуктивністю, а також місткістю баків не узгоджені (узгодження В_МсзRВ_Мсв).

Аналіз стану реалізації функцій підсистеми технологічного забезпе­чення свідчить про відсутність деяких функцій, необхідних для якісного та безпечного проведення робіт (таблиця 4.1).

За результатом аналізу приймається рішення щодо удосконалення складу і технічних характеристик ТхС.

Таблиця 4.2 Оцінка структурної повноти складових ТхСП хімзахисту рослин