Принципы построения структуры.
Главный ориентир в процессе синтеза системы - получение будущего системного свойства (эффекта, качества). Важное место в этом процессе занимает этап подбора (построения) структуры.
"Формула" системы:
Рис.
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.
Формирование структуры - основа синтеза системы.
Некоторые принципы формирования структуры:
- принцип функциональности,
- принцип причинности,
- принцип полноты частей,
- принцип дополнительности.
Принцип функциональности отражает примат функции над структурой. Структура обуславливается предыдущим выбором:
Рис.
Выбор принципа действия однозначно определяет структуру, поэтому их надо рассматривать вместе. Принцип действия (структура) - это отражение цели-функции. По выбранному принципу действия следует составить функциональную схему (возможно в вепольной форме).
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 - 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.
При решении изобретательских задач, после формулировки ФП (физического противоречия) возникают затруднения при переходе к физическому принципу. Возможно здесь поможет принцип причинности. ФП - это заказ, конечное действие, от него требуется выстроить цепочку причин-следствий до физэффекта.
Принцип полноты частей (закон полноты частей системы)может быть взят за основу при первом построении функциональной схемы. Возможна следующая последовательность шагов:
- Формулируется ГПФ.
- Определяется физический принцип действия рабочего органа на изделие.
- Отбирается или синтезируется РО.
- К рабочему органу "пристраиваются" трансмиссия, двигатель, источник энергии, орган управления.
- Строится в первом приближении функциональная схема:
Рис.
- Выявляются недостатки и возможные сбои в схеме. Разрабатываются более подробные схемы, с учетом иерархии подсистем. Подсистемы недостаточно хорошо выполняющие функции достраиваются новыми элементами.
Например:
Рис.
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.
Принцип дополнительностизаключается 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.
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). Логика построения структуры в основном определяется внутренними принципами и функциями системы. Форма в большинстве случаев зависит от требований надсистемы.
Основные требования к форме:
- 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"...).
Дата добавления: 2016-04-02; просмотров: 596;