Классификация инженерных задач, их особенности.
По степени участия человека в решении задачи инженерные задачи разделяются на два класса:
- закрытые инженерные задачи
- открытые инженерные задачи
Закрытые задачи – это так называемые тривиальные или простые задачи, характеризуются тем, что в зависимости от исходных данных, формулируемых человеком, как правило однозначно определяется алгоритм их решения, и решение задачи единственно в том смысле, что оно не зависит от человека. К этим задачам относятся задачи, связанные с расчетами параметров отдельных элементов и узлов систем, различные математические задачи, физические задачи и т.д.
В открытых задачах человек не только формирует исходные данные и выбирает алгоритм решения задачи, но и может принимать непосредственное участие в работе алгоритма, привнося в него необходимые данные, опираясь на свой опыт, знания и интуицию. Как правило, открытые задачи имеют на выходе несколько возможных вариантов действий, при этом человек из множества решений должен выбрать одно единственное, которое далее будет реализовываться на практике и за которое человек имеет персональную ответственность.
Понятие «система». Организационные и БТС.
Система – (от греч. sistema) – мн-во элементов, наход. в отношении и связях друг с другом, образуя опред. целостность единого.
По степени участия человека в составе системы (его роли) различают организационные системы и большие технические системы.
В организационных системах человек является основным производящим элементом. В состав этих систем могут входить и технические средства, при этом они носят вспомогательный характер, помогая человеку выполнять свое основное назначение.(пример: банк)
В больших технических системах основным производящим элементом являются технические средства, а человек, входящий в состав системы: 1) выполняет функцию обслуживания техники, 2) производит управление системы во внештатных или в нетривиальных ситуациях.
3. Характеристические свойства БТС
Любая БТС обладает следующими характеристическими свойствами:
1. Человеко-машинный характер
2. Организованность
3. Эмерджентность.
4. Иерархичность
5. Сложность
6. Конечность
7. Высокая стоимость
8. Автоматизированность
9. Состязательный характер использования в условиях риска и неопределенности.
4. Человеко-машинный характер и организованность как свойство БТС.
Человеко-машинный характер определяет наличие в системе человека и технической части.
Организованность определяется наличием у систем структуры. Под структурой понимают составные части системы и связи между ними. Именно структура делает систему организованной в смысле выполнения ею своего основного назначения. Различают внутреннюю и внешнюю структуру. Под внутренней структурой понимают составные части системы и связи. При этом параметры отдельных составных частей системы называют внутренними параметрами. Под внешней структурой системы понимают саму систему и ее «окружение». Окружение – это другие системы или факторы, которые оказывают влияние на исследуемую систему в процессе ее функционирования. Окружение иногда называют внешней средой. Те параметры системы, которые проявляются впроцесса взаимодействия системы и внешней среды, называются внешними параметрами системы.
5. Эмерджентность, конечность, высокая стоимость как свойство БТС.
Под эмерджентностью понимается наличие у системы свойств, не присущих свойствам составных ее частей. Энерджентность является следствием организованности системы. Именно в получении новых или энерджентных свойств и состоит смысл создания новых энергетических систем. Различают эмерджентность линейную и нелинейную. В первом случае свойства системы представляют собой сумму ее составных элементов. Во втором случае у системы помимо свойств элементов наблюдаются новые свойства.
Конечность. Несмотря на свою сложность, любая система конечна. Конечность доказывается наличием ограниченного набора технической документации на системы.
6. Иерархичность и сложность как свойство БТС.
Свойство иерархичности состоит в том, что:
1. Любая система может быть подвергнута декомпозиции (разделению) на подсистемы, которые в свою очередь могут быть разделены на более мелкие подсистемы и т.д. вплоть до отдельных элементов системы.
Обычно декомпозиция систем ведетсядо получения таких компонент (подсистем, элементов), дальнейшее разбиение которых либо невозможно, либо при данном рассмотрении не имеет смысла.
2. Любая система является подсистемой системы более высокого уровня иерархии.
Сложность обусловлена большим количеством состояний, в которых может находится система в процессе ее функционирования. Сложность системы не позволяет как правило описать или формализовать все ее возможные состояния, что не позволяет, в свою очередь строить абсолютно точные математические модели. В теории систем состопред вектором, компонентами кот явл значения пар-ов, хар-ик и т.п, опред процессы функционир системы.
7. Автоматизированность и высокая стоимость как свойство БТС.
Автоматизированность – в БТС стремятся переложить все необходимые функции на машинные части.
8. Состязательный характер использования в условиях риска и неопределенности- как свойство БТС.
Состязательный характер. Процесс функционирования любой системы можно рассматривать, как игру с окружением системы. Неопределенность связана с недостатком информации о возможном поведении системы и внешней среды. Риск сопряжен с принятием ошибочных решений в процессе функционирования системы.
9. Понятие жизненного цикла БТС. Организационная система жизнедеятельности БТС.
Жизненный цикл БТС – период времени, начиная от момента возникновения потребности к ее созданию, до момента снятия системы с эксплуатации.
Последний протекает в рамках организованной системы, включающей в себя:
• научно-исследовательские институты (НИИ),
• конструкторские бюро (КБ),
• промышленные организации (предприятия)
• эксплуатирующие организации.
1 - информация о потребностях обществав БТС;
2 –задание на проектирование БТС;
3 –техническая документация на изготовление БТС;
4 - средства БТС;
5,6,7,8 –информация о БТС;
10. Основные этапы жизненного цикла БТС.
| 1 - информация о потребностях общества; 2-концептуальное формирование; I-этап формирования концепции и разработки системы 3-научно-исследовательские работы; 4 - проектирование систем, опытно-конструкторские работы; 5 - испытание экспериментальных средств системы; |
II-этап производства
6-материалы и покупные изделия;
7 - производство средств системы;
8 - испытания средств системы;
9 -упаковка и транспортировка средств системы;
Ш-этап эксплуатации
10 -хранение средств системы;
11 - установка и испытания БТС;
12 - эксплуатация БТС;
13-система управления эксплуатацией;
14-энергия;
15-материалы;
16-обслуживание и контроль;
17-внешние условия.
11. Понятие «проектирование». Характерные черты современного проектирования.
Под проектированием будем понимать разработку новых или приспособление уже имеющихся технических средств к решению некоторой задачи.
Характерные черты:
1. Уникальность и неповторяемость проектирования.
Проектирование современных больших технических систем не повторяет проектирование предшествующих систем (прототипов). Повторное проектирование ИИС одного и того же назначения является всегда новым проектированием, поскольку оно проводится на новом информационном уровне, на базе новых идей и новых подходов. Накопленный при предыдущем проектировании опыт не может быть использован целиком, так как с новыми идеями и подходами появляются и новые задачи и проблемы
2. Быстрое накопление информации в различных областях науки и техники и связанные с этим быстротечность и изменчивость идей и подходов к проектированию.