Системное представление проектируемого элемента

Задача исследования эффективности на этапе проектирования предъявляет определённые требования к описанию системы, которое должно отражать специфику этого этапа. Основу такого представления составляют системный и операционный подходы. В общем случае генерируются различные варианты системы, которые могут изменять существующие системные ограничения компонентного, структурного, функционального, интегративного и коммуникативного аспектов. Поэтому необходимо выделить такое множество вариантов, компоненты которого удовлетворят этим аспектам. Выделяют системные уровни взаимодействия проектируемого элемента:

- агрегатов (компонентов элемента), функционирующих в его составе при достижении цели – внутреннее проектирование

- элементы в составе системы, решающего поставленную задачу – внешнее проектирование

- множество элементов как частей систем, составляющих программу за счёт их количественного тиражирования – программно-целевое проектирование.

Задача анализа эффективности проектируемых элементов требует совместного изучения этих 3 уровней. При этом выделение системы осуществляется путём анализа совокупности аспектов системного подхода. При рассмотрении компонентного описания в системе выделяют 2 части: действующие (ДЗ) и обеспечивающие (ОЗ) звенья. Такое выделение условно, так как 1 и тот же элемент системы в зависимости от задачи исследования может рассматриваться как в составе ДЗ, так и в составе ОЗ. Например, автомобиль в операции получения прибыли от его продажи автосалоном рассматривается как ОЗ. Этот же автомобиль в проце эксплуатации рассматривается как ДЗ.

Структурное описание отражает внутренние взаимосвязи и взаимодействия элементов системы. В системах выделяют связи:

- между ОЗ и ДЗ – передача инфы от средств её получения на средства базирования (прямая связь), а так же передача инфы о состоянии ДЗ на ОЗ (обратная связь)

- между элементами ОЗ – передача команд со средства базирования на транспортные средства и средства обслуживания (прямая) и передача инфы о функционировании транспортного средства на средства базирования (обратная).

В качестве примера прямой связи может быть передача команд с сервера (ОЗ) на ПК (ДЗ), объединённые с ним в сеть. В качестве обратной связи на примере торговой фирмы м.б. инфа из отдела реализации (ДЗ) в отдел маркетинга (ОЗ) о товарах, пользующихся сросом.

На основе компонентного и структурного аспектов проводится предварительная параметрическое описание элементов системы. Для этого описания используют проектные {пи} и тактические {тау} параметры. Непосредственно определяющие показатели эффективности. Среди проектных параметров выделяют характеристики конструктивно-компоновочной схемы, определяющие структуру элемента, его конструктивные особенности и принципы компоновки агрегатов. Проектные параметры отражают исходные потенциальные возможности, которым соответствуют значения располагаемых тактических параметров. Тактические отражают влияние ДЗ на эффективность системы. Они являются функцией поектных параметров и условий 1 и 2 групп.

Функциональное описание предусматривает изучение функциональных зависимостей между компонентами системы при её функционировании в ходе операции. Отражение функционирования элементов обеспечивает возможность определения состояния в ходе операции. Состояние элементов может быть задано распределением вероятности решения их функциональных задач на данный момент времени.

Интегративное описание изучает факторы системности и системообразующих механизмов, присущих данной системе. Это описание отражает новые качества, присущие всей системе и не присущие её компонентам в отдельности. При правильной конструкторской увязке параметров составных компонентов системы должно выполняться условие

W_k+1(Utn_k)>=Wk(Σn_k)

Wk+1 – показатель эффективности решения задачи системой к+1 урвоня при техническом объединении nk-х систем к-ого уровня. Wk – показатель эффективности решения задачи nk-ми системами к-ого уроня без их системно технической увязки. Ut – символ технического объединения. Например. объединение металлорежущих станков (nk) в роботизированные линии обеспечивает рост производительности, сокращение длительности производственного цикла. Вместе с тем это объединение повышает требования к конструкции разгрузочно-загрузочного оборудования за счёт необходимости введения степеней подвижности, увеличения зоны обслуживания роботов и повышения их быстродействия/

Коммуникативное описание рассматривает изучение системы во взаимосвязи с окружающей средой и выделение возмущающих факторов. В общем случае считают, что каждое действие системы (функционирование каждого её элемента) соответствует целенаправленное действие средств активного реагирования объекта на каждом этапе операции. Для гибких систем коммуникативное описание отражает возможность изменения структуры и параметров системы по инфе, поступающей до и в ходе операции

Пример системного подхода:

Практическое использование системного подхода м. рассмотреть применительно к формированию системы исследований экспериментов, сопровождающих разработку некоторого образца техники на всех этапах его создания. В таких системных исследованиях выделяют 2 направления:

- анализ эффективности роли и места разрабатываемого образца в общей системе более высокого уровня иерархии – обеспечение системных свойств

- ресурсный анализ разработки с учётом научных достижений, материально-технической и кадровой базы – обеспечение реализуемости.

В системах исследований экспериментов (СИЭ), формируемое на ранних стадиях создания образца является объектом ресурсного анализа, проводимого по исходным данным первого направления. Основной целью СИЭ является проведение научно-технического поиска возможных путей дальнейшего усовершенствования и реализуемости технических характеристик образца, обеспечивающих заданную эффективность при наименьших затратах и ограниченных сроках разработки. Дополнительными подцелями могут быть обеспечение возможности адаптации технического образца в неопределённых условиях прмиенения за счёт поиска различных путей достижения эффективности, а так же создания научно-технической основы для последующей модернизации образца.

Формирование СИЭ включает этапы:

- выявление проблемных вопросов, которые могут возникнуть при разработке образца

- выработка наилучших соотношений поисковых и прикладных исследований

- распределение проводимых исследований экспериментов во времени с учётом различной степени разработанности и технической готовности компонентов создаваемой системы

- анализ располагаемых трудовых и мат-техно ресов с экономическим обоснованием ожидаемых результатов.

Помимо перечисленных этапов формирование СИЭ зависит от рассмотрения аспектов системного подхода

Аспект	Схема
1 компонентный	А
2 структурный (связи)	Б
3 функциональный (согласованный)	В
4 интегративное (системное объединение)	Г
5 коммуникационный (среда, окружение)	Д
6 исторический (развитие)	Е

Пример системного подхода:

А – выделение основных компонентов, разработка требований, документации и компонентов

Б – организация и кооперация работа, взаимный учёт результатов

В – субординация и координация работ, их распределение по этапам

Г – обеспечение максимального эффекта оптимизации затрат и сроков

Д – патентное исследование, анализ достижений в смежных отраслях

Е – анализ ретроспективных и перспективных проработок.

Эффективность в общем случае зависит от характеристик системы и условий её применения. На этапе проектирования эти характеристики являются непоределёнными, поэтому проводят их прогнозирование для последующего выбора рациональных технических решений. Следовательно, на этом этапе показатель эффективности является результатом прогноза. Его прогнозирование основывается на 2 подходах:

-интервальный прогноз – определение диапазона изменения показателя [Wh, Wk]

- точечный прогноз – определение одного значения показателя Wр с оценки степени его реализуемости ро.

Предпочтительным является точечный для количественного обоснования показателя ро котрого привлекают экспертные оценки, получаемые на основе ресурсного анализа. Ресурсный анализ оценивает степень реализуемости ро при комплексном учёте факторов: распологаемых ресов, прогноза параметров, рогноза условий 1 и 2 группы