Критерии эффективности ЭМС
Введение
При проектировании (синтезе) ЭМС на многих этапах необходимо принимать решения, делать выбор наилучшего варианта. Это происходит всегда, когда есть цель и возможны различные способы (варианты) ее достижения.
Наилучшим вариантом является тот, в котором в наибольшей степени отражены признаки оптимального варианта.
Эти признаки называются также частными показателями качества или критериями эффективности.
Чем полнее комплекс учитываемых критериев эффективности, тем качественнее будет сделан выбор.
Некоторые вопросы, связанные с критериями эффективности, изложены в книге Б.Р.Липай, А.Н.Соломин, П.А.Тыричев. Электромеханические системы. М., Издательский дом МЭИ, 2008, 351с. (глава 7).
Группы критериев
Комплекс основных критериев можно разделить на четыре больших группы: социально-технические, технические, экономические и производственные (рис.17.1).
Рис. 17.1. Модель комплекса основных критериев целесообразности создания технической системы
| Степень того, насколько та или иная система отвечает этим критериям, показывает насколько обосновано и целесообразно ее создание. Обоснования целесообразности системы включают в себя: - обоснование целесообразности существования и развития системы; - обоснованность технической целесообразности; - экономическое обоснование; - обоснования возможности изготовления. Эти обоснования дают ответы на вопросы: нужна ли эта система, можно ли реализовать идею, экономична ли она и возможно ли сделать эту систему технологически. |
Социально-технические (антропологические) критерии
Определяются отношением между техническими средствами и их создателями, потребителями и лицами, не имеющими отношения к этой системе.
Критерии эргономичности
При создании ЭМС должна быть обеспечена совместимость человека и машины.
Критерии эргономичности показывают степень приспособления ЭМС к физиологическим, психологическим и интеллектуальным возможностям человека, использующего техническую систему или управляющего ею.
Эргономические критерии изучаются эргономикой.
Эргономика (от греч. érgon — работа и nómos — закон) – наука, изучающая взаимодействие человека с технической системой в конкретных условиях ее эксплуатации.
Цель эргономики - разработать форму предметов и предусмотреть систему взаимодействия с ними, которые были бы максимально удобными для человека при их использовании.
Различают пять видов совместимости человека и машины:
1) Информационная совместимость Z 1, характеризует совместимость характеристик изделия (например, скорость выдачи информации, формы представления данных) и возможностей человека по приему, хранению, переработке и передаче информации.
2) Энергетическая совместимость Z 2, определяет согласование силовых и мощностных характеристик изделия (например, усилия на рукоятки управления) с силовыми и мощностными характеристиками человека, с его физическими возможностями.
3) Пространственно-антропометрическая совместимость Z 3, обеспечивает согласование пространственного расположения органов управления и рабочего места оператора с антропометрическими характеристиками человека. То есть речь идет об обеспечении удобства при управлении.
4) Биологическая совместимость Z 4, согласовывает микроклимат, создаваемый работой машины (например, температура, влажность, вибрации, шум, запыленность и т.д.) с физиологическими характеристиками человека, то естьс возможностями человека без вреда здоровью и ощущения дискомфорта работать в этих условиях.
5) Технико-эстетическая совместимость Z 5, предполагает художественно-эстетическое оформление машины в соответствии с художественным восприятием человека.
Не всякая машина, имеющая привлекательный вид, надежна в желаемой мере, но любая машина, имеющая внешние огрехи, вызывает сомнения в своей надежной работе.
Каждая из характеристик Z 1 - Z 5 определяется комплексом переменных. Например, информационная характеристика Z 1 определяется скоростью выдачи информации Z 11, способом передачи Z 12, видом кодирования Z 13, способом отображения выходной информации Z 14 и т.д.
Z 1 = j(Z 11, Z 12, Z 13,..., Z 1m).
В целом эргономическая эффективность системы оценивается эргономической функцией W, зависящей от параметров Z i. Эта функция является весьма сложной и для большинства типов систем пока неизвестна.
Поэтому на практике эргономичность оценивается по частным эргономическим характеристикам
hki = Zki / Zki опт,
Таким образом, каждая из составляющих эргономического критерия определяется как отношение реализуемой эффективности системы человек-машина к максимально возможной ее эффективности, то есть принимает значения от 0 до 1.
Другим вариантом оценки эргономической эффективности является введение такого показателя как среднеквадратическое отклонение фактических параметров от оптимальных. При пяти учитываемых характеристиках:
y эрг = 
,
где D Zki = (Zki опт– Zki)/ Zki опт.
Лучшей будет та система, у которой y эрг минимально.
Экологическийкритерий
Показатель отрицательного влияния технической системы на окружающую природу.
Минимизация вредного воздействия технических средств на окружающую среду является социальной необходимостью.Разработчики при выборе материалов, технологических процессов, принципов построения систем обязаны анализировать последствия своей деятельности для окружающей среды.
Критерий безопасности
Показатель, оценивающий уровень возможных вредных и опасных воздействий технической системы на обслуживающий персонал и окружающих людей, приводящих к временной потери трудоспособности, к тяжелым увечьям человека, инвалидности с утратой трудоспособности, к смертельным исходам.
Критерий красоты техники
Показатель гармоничной соразмерности всех частей технической системы, обеспечивающей ее наибольшую целесообразность и функциональное совершенство.