загрузка...
 
1.5.1 . Основні принципи проектування технічних систем
Повернутись до змісту

1.5.1 . Основні принципи проектування технічних систем

Процес проектування починається з аналізу заданої службової фун­кції. Одна й та ж службова функція технічної системи може бути реалі­зована по-різному. Тоді виникає декілька варіантів принципів дії.

Роз­глянемо, наприклад, технічну систему, службова функція якої полягає в забезпеченні переміщення повзуна на задану величину у та повернення в початкове поло­ження при одному оберті вхід­ного вала: х=1 оберт. (рис. 1.11, а). Принципові схеми реа­лізації цієї службової функції представлені на рис. 1.11, б, в. Для того щоб оцінити, який принцип дії кращий, необхід­но кожен варіант принципу функціонування реалізувати за допомогою конструктивних елементів і деталей. Оскільки для одного й того ж принципу функціонування можуть бути вибрані різні варіанти деталей та їх конструктивних елементів, то виникнуть різні варіанти конструкції технічної системи. Тепер вибір кращого принципу функціонування ускладниться необхідністю врахування ще й кращого варіанта конструк­ції. Кожну конструкцію технічної системи слід оцінювати за критерія­ми, що визначаються умовами її створення чи експлуатації (вартість, надійність, маса, габаритні розміри тощо). Варіанти, що задовольняють задані вимоги, утворюють множину допустимих варіантів, серед яких здійснюється пошук оптимального.

Таким чином, технічний об’єкт проектування необхідно розглядати в двох аспектах: як систему функцій об’єкта, що визначає принцип його функціонування, та як систему конструктивних елементів для реаліза­ції цих функцій. Відповідно матимемо два аспекти опису об’єкта проектування:

функціональний опис S(F,Q), елементами якого є множина простих функцій F тa множина відношень Q між ними, які створюють прин­цип функціонування або функціональну структуру об’єкта;

технічний (елементний) опис S(E,R), елементами якого є множи­ни конструктивних елементів Е та відношень R між ними, які створю­ють технічну (елементну) структуру об’єкта.

Процес проектування — послідовність логічних дій створення ще неіснуючої технічної системи. Він складається із проектних операцій. Процес проектування технічної системи поділяється на два види: функ­ціональне проектування, при якому формується принцип її функціону­вання, та технічне проектування, коли на основі обраного принципу функціонування створюється конструкція технічної системи.

Якщо вважати, що отримання кожного аспекту опису технічної сис­теми являє собою окрему частину загального процесу проектування, то виникає питання визначення їх оптимальної послідовності. Очевидно, що функціональний опис є більш загальним, оскільки кожна технічна функція може бути реалізована багатьма варіантами конструктивних елементів. І навпаки, кожен варіант конструкції об’єкта може реалізу­вати лише одну функцію — саме ту, для якої він був створений. З цього міркування випливає принцип передування функціонального проекту­вання об'єкта щодо технічного. Саме ця обставина і є основною при­чиною того, що при проектуванні спочатку визначається принцип фун­кціонування технічної системи, а тільки після цього створюється його конструкція. Такий підхід до послідовності проектування задовольняє ще один загальний принцип, а саме: проектування здійснюється в напрямі зростання ступеня конкретизації опису об'єкта.

Процес функціонального чи технічного проектування складається з окремих проектних операцій. Під проектною операцією розумітимемо завершену частину процесу проектування як сукупність низки віднос­но завершених дій, об’єднаних загальною метою створення опису об’єкта проектування із заданим рівнем конкретизації та заданими по­казниками ефективності.

Аналіз багатьох прикладів проектування технічних систем дає змо­гу виділити як при функціональному, так і при технічному проектуван­ні однакові проектні операції:

де S — аналіз та структуризація задачі проектування (виділення мно­жини елементів та множини зв’язків); G — синтез і генерування варіан­тів об’єднання елементів у структурі об’єкта; W— оцінка, порівняння та відсів неперспективних варіантів.



загрузка...