Принципы построения структуры

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 функциональности,

· принцип причинности,

· принцип полноты частей,

· принцип дополнительности.

1. Принцип функциональности отражает превосходство функции над структурой. Структура обуславливается выбранным физическим принципом реализации ГПФ. По выбранному принципу действия следует составить функциональную схему.

2. Функциональная схема строится по принципу причинности, так как любая ТС подчиняется этому принципу. Функционирование ТС это цепочка действий-событий.

Каждое событие в ТС имеет одну (или несколько) причин и само является причиной последующих событий. Все начинается с причины, поэтому важный момент - обеспечение "запуска" (включения) причины. Для этого необходимо наличие следующих условий:

· обеспечить внешние условия, не препятствующие проявлению действия,

· обеспечить внутренние условия, при которых осуществляется событие (действие),

· обеспечить извне повод, толчок, "искру" для "запуска" действия.

Главный смысл в выборе принципа действия - лучшее осуществление принципа причинности.

Надежный способ выстраивания цепочки действий ТС - от конечного события к начальному; конечное событие - это действие, полученное на рабочем органе, то есть осуществление функции ТС.

Главное требование к структуре - минимальные потери энергии и однозначность действия (исключение ошибки), то есть хорошая энергетическая проводимость и надежность причинно-следственной цепочки.

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

1. Формулируется ГПФ.

2. Определяется физический принцип действия рабочего органа на изделие.

3. Отбирается или синтезируется РО.

4. К рабочему органу "пристраиваются" трансмиссия, двигатель, источник энергии, орган управления.

5. Строится в первом приближении функциональная схема:

6. Выявляются недостатки и возможные сбои в схеме. Разрабатываются более подробные схемы, с учетом иерархии подсистем. Подсистемы недостаточно хорошо выполняющие функции достраиваются новыми элементами.

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).

Наиболее радикальный путь - идеализация ТС, т.е. уменьшение количества её элементов без уменьшения ГПФ.

4. 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).

Форма - это внешнее проявление структуры ТС, а структура - внутреннее содержание формы. Эти два понятия тесно взаимосвязаны. В технической системе может преобладать одно из них и диктовать условия воплощения другой (например, форма крыла самолета обуславливает его структуру).

Основные требования к форме ТС:

· функциональные (форма резьбы и т.п.),

· эргономические (рукоять инструмента, сиденье водителя и т. п.),

· технологические (простота и удобство изготовления, обработки, транспортировки),

· эксплуатационные (срок службы, прочность, стойкость, удобство ремонта),

· эстетические (дизайн, красота, "приятность", "теплота"...).