Понятие "функция" в литературе, и не только технической, зачастую является синонимом понятия "назначение". В рамках самостоятельной работы будем понимать функцию с математической точки зрения, а для ограничения общности будем называть ее "техническая". Техническая функция – способность ТО стабильно и воспроизводимо преобразовывать входные физические воздействия в необходимые выходные воздействия, обеспечивая однозначное соответствие между ними.
В процессе распространения в ТО физические воздействия генерируются, поглощаются или подвергаются преобразованиям, что связано с реализацией технических функций. Существует два типа преобразований – качественные и количественные. В первом случае происходит преобразование одного физического воздействия в другое, например, переменного электрического тока в поток тепла. Во втором – преобразование значения характеристики воздействия без изменения его типа, например, снижение угловой скорости вращательного механического движения.
Технические функции, имеющие место в ТО, описываются функциональной структурой, представляемой в виде ориентированного графа, вершины которого соответствуют функциональным элементам ТО выбранного уровня рассмотрения, а ребра – физическим воздействиям:
, (7)
где Sф – функциональная структура, Е – множество элементов ТО, U3 – множество физических воздействий. Функциональный элемент – элемент ТО, реализующий функцию. В большинстве случаев функция реализуется с помощью нескольких функциональных элементов. На рис. 6 представлена функциональная структура редуктора РЦ2-100-У.
Рис. 6. Функциональная структура редуктора РЦ2-100-У
|
|
Функциональная структура описывает преобразования всех видов физических воздействий, которые есть в ТО, объединяя при этом цепочки потоковых структур в один граф. Однако если физические воздействия существуют в ТО независимо друг от друга, графов может быть несколько.
Методика построения
1. Анализируют каждую потоковую структуру на наличие количественных преобразований в ней. Для каждого преобразования определяют функциональные элементы, которые изображают в виде вершин графа.
2. Анализируют потоковые структуры на наличие качественных преобразований в них. Для этого в разных потоковых структурах определяют одноименные вершины, а затем по описанию принципа работы ТО устанавливают или опровергают факт качественного преобразования ими соответствующих физических воздействий. Например, вершина, соответствующая акустическому динамику, будет присутствовать в потоковых структурах для электрического тока и звуковой волны. Выявленные функциональные элементы изображают в виде вершин графа.
3. Соединяют вершины направленными ребрами, соответствующими последовательности преобразований физических воздействий. Над всеми ребрами надписывают значения подвергающихся преобразованию параметров и признаков.
4. Проводят проверку соответствия описания принципа работы и функциональной структуры. В случае несоответствия корректируют описание, функциональную и потоковые структуры.
Примечания
· Одна вершина может иметь несколько входящих и выходящих ребер.
· Внутри вершин через запятую или дефис ставят номера функциональных элементов. Под структурой приводят расшифровку обозначений параметров и признаков, расположенных над ребрами.
|
|
· Допускается разрывать структуры многоточиями при переносе на новую строку.
11. Рекомендуемая литература
1. Чернышов Е.А. Основы инженерного творчества в дипломном проектировании и магистерских диссертациях. – М.: Высшая школа, 2008. – 254 с.
2. Львов Б.Г. Основы теории технических систем. Учебное пособие. – М.: МИЭМ, 1991. – 135 с.
3. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества: Учебное пособие. 3-е изд., стер. - СПб.: Издательство "Лань", 2007. - 368 с.: ил.