Окружение и их элементы ТС

Под свойством ТС понимается объективная особенность изделия (ТС), проявляющаяся при ее создании, эксплуатации. Любая ТС создается для решения определенной технической задачи. При рассмотрении ТС с этой точки зрения становятся очевидными следующие ее «глобальные» свойства:

· Потребность – назначение ТС или цель ее создания (существования). При описании потребности отвечают на вопрос: «Что (какой результат) желательно иметь (получить) и каким условиям и ограничениям при этом нужно удовлетворить?». Наряду с понятием потребности в инженерной практике широко используется понятие функции ТС. Различие между этими понятиями состоит в том, что понятие потребности всегда связано с человеком или автоматом (коллективом людей, автоматов), поставившим задачу реализации потребности и выполняющим проектирование соответствующей ТС и ее изготовление. Понятие функции всегда связано с ТС реализующей эту потребность. Таким образом, человек часто выступает в двух качествах: как субъект, формулирующий потребность, и как элемент ТС, реализующий эту потребность.

· Способность удовлетворять потребность с определенной степенью качества по различным критериям качества в результате реализации физической операции (ФО), физические превращения, преобразования, с помощью которых выполняется функция ТС.

· Наличие функциональной структуры. Подавляющее большинство ТС состоит из нескольких элементов (агрегатов, блоков, узлов) и могут быть естественным образом разделены на части. Каждый элемент как самостоятельная ТС выполняет определенную функцию и реализует определенную ФО, то есть между элементами имеют место два вида связей и соответственно два вида их структурной организации. Во первых, элементы имеют определенные функциональные связи друг с другом, которые образуют конструктивную функциональную структуру. Кроме функциональных, между элементами ТС имеются еще потоковые связи, то есть элементы, реализуя определенные ФО, образуют поток преобразуемых или превращаемых веществ, энергии, сигналов или других факторов. Примерами могут служить: электростанция – имеющийся на входе поток воды с напором 20 м и расходом 150 м³/ на выходе преобразуется в электроток напряжением 380В и частотой 50 Гц; прокатный стан – поступающая на вход заготовка сечением 200х200 мм превращается на выходе в ленту толщиной 1 мм и шириной 2м. такие потоки определенным образом объединяют и связывают элементы ТС и соответственно их ФО. В сложных ТС часто присутствуют несколько взаимосвязанных потоков. Взаимосвязанной набор ФО реализующих один определенный поток преобразований потоков называется потоковой функциональной структурой (ФС). Конструктивная ФС и потоковая ФС дополняют друг друга

· Подчинение структуры физическому принципу действия (ФПД). ФПД, как правило, описывается принципиальной схемой ТС, в которой в упрощенно – идеализированной форме показаны основные конструктивные элементы, обеспечивающие реализацию ФПД, и указаны направления потоков и основные физические величины, характеризующие используемые физико-технические эффекты.

· Наличие конструктивного оформления ФПД или ФС в виде так называемого технического решения (ТР), который содержит: - указание (перечень) основных элементов; - взаимное расположение элементов в пространстве; - способы и средства соединения и связи элементов между собой; - последовательность взаимодействия элементов во времени; - особенности конструктивного исполнения элементов (геометрическая форма, материал и т.д); - принципиально важные соотношения параметров для ТС в целом или отдельных элементов. В зависимости от вида рассматриваемой ТС элементом могут быть части детали, деталь, узел, блок, агрегат, техническая система, комплекс ТС.

Продукция вообще и ТС в частности в отношении потребности человека характеризуется двумя группами свойств:

· Отражающие пригодность продукции к употреблению по назначению, то есть свойства ее как потребительской стоимости (прочность, точность, эстетичность);

· Характеризующие затраты труда на производство и потребление продукции, то есть свойства ее как стоимости (себестоимость, расходы на эксплуатацию и т.д.).

В наше время создание новой техники базируется на результатах конструктивной эволюции интересующего нас класса ТС. Ее изучение основано на законе прогрессивной эволюции ТС, суть которого состоит в повторении цикла, состоящего из этапов:

· Начало изготовления и использования предшествующего поколения ТС;

· Накопление в течении определенного времени недостатков у предшествующего поколения ТС;

· Создание (разработка) нового поколения ТС, устраняющего недостатки предшествующего, и начало его изготовления и использования.

Цели проведения анализа конструктивной эволюции:

1. Найти единственное наиболее правильное решение среди всех альтернативных путей конструктивного изменения или создания ТС;

2. Выявить основные устойчивые факторы, влияющие на развитие ТС, и наиболее правильно сформулировать для себя тенденции ее развития;

3. Позаимствовать, зная историю ТС, удачные идеи ее дальнейшего совершенствования (история подтверждает справедливость принципа «все новое – хорошо забытое старое», например: водяное колесо – паровая турбина – ГЭС;

4. Кратко описать опыт решения задач инженерного творчества;

5. Осмыслить в деталях и «пропустить через себя» процесс получения выдающихся изобретений в своей области;

6. Набрать необходимую сумму факторов для формирования закономерностей строения и развития ТС, что облегчает нахождения новых, эффективных и перспективных технических решений.

Наивысший уровень инженерного творчества заключается в выявлении и формулировании законов и закономерностей строения и развития ТС и сознательном их использовании в поиске улучшенных технических решений. Достаточно редко создаются принципиально новые технические средства, не являющиеся результатом эволюции ТС. Они создаются на базе пионерных изобретений для удовлетворения новых (возникших) потребностей. В связи с этим к высшим уровням инженерного творчества относится изобретение или открытие новых реальных потребностей. Сегодня пока нет методов синтеза новых потребностей, а проводимые в средствах массовой информации рекламные кампании не являются даже отдаленным их подобием.

Использование ТС в реальной жизни подчиняется закону стадийного развития техники, который на инженерном уровне имеет следующую формулировку.

ТС с функцией обработки материального предмета труда имеет четыре стадии развития, связанные с последовательной реализацией с помощью технических средств четыре фундаментальных функций и последовательным исключением из технологического процесса соответствующих функций, выполняемых человеком:

· На первой стадии ТС реализует только функцию обработки предмета труда – технологическую функцию (ТФ)

· На второй стадии, наряду с технологической, ТС реализует еще функцию обеспечения энергией процесса обработки предмета труда – энергетическую функцию (ЭФ)

· На третьей стадии ТС реализует еще функцию управления (ФУ) процессом обработки предмета труда;

· На четвертой стадии ТС реализует также и функцию планирования (ФП) для себя объема и качества продукции, получаемой в результате обработки предмета труда; при этом человек полностью исключается из технологического процесса, кроме более высоких уровней планирования.

Переход к каждой очередной стадии происходит при исчерпании природных возможностей человека в улучшении показателей выполнения соответствующей фундаментальной функции в направлении дальнейшего повышения производительности труда и (или) качества производимой продукции, а также при наличии необходимого научено-технического уровня и социально-экономической целесообразности.

Примеры стадийного развития ТС в процессе использования