Аналогично, «машина» (как понятие) не всегда может быть синони­ мом термина «оборудование». Например, термическое оборудование (печь) для насыщения пространственной (многомерной) матрицы из угле­ родного волокна газообразным углеродом по выполняемым функциям, по сути, не попадает под определение «машина». Так же справедливо и об­ ратное замечание: не каждая машина выполняет функции оборудования. Например, гоночный автомобиль (один из видов машины) не выступает в роли оборудования. Подобным образом формально термин «изделие» не эквивалентен термину «оборудование». Действительно, изделием могут быть не только такие сложные объекты машиностроения, как обрабаты­ вающее оборудование, атомный реактор, но и простейшие объекты, по сути состоящие из одной детали - шпильки, штифта и др., которые само­ стоятельно не могут осуществлять производственный (технологический) процесс (см. определение в ГОСТ 2.101-68).

Следует также отметить, что разработка оборудования будет бес­ смысленной без одновременной разработки реализуемого на нем техноло­ гического процесса, или, проще говоря, технологии.

Технология - это способ, метод или программа преобразования ве­ щества, энергии или информации из заданного начального состояния с помощью определенного оборудования. Можно сказать, что технология - это способ применения определенных технических объектов.

С учетом сказанного, а также необходимости использования студен­ тами кроме данного учебника еще и другой рекомендованной учебной ли­ тературы, в последующем изложении будут использоваться разнообраз­ ные термины: «изделие», «машина», «технический объект», под которыми подразумевается «оборудование», реализующее заданные технологиче­ ские процессы.

2.2. Общие свойства объектов проектирования

Чтобы обеспечить максимальную общность рассмотрения изучаемо­ го предмета, необходимо от конкретных описаний некоторых типов обо­ рудования перейти к обобщенному, абстрактному описанию и, следова­ тельно, произвести формализацию их структуры, свойств, функций и т.д.

Прежде всего попробуем выяснить: что при всем многообразии ти­ пов, видов, классов оборудования, их назначения, характеристик, конст­ рукций, внешнего вида, есть у них объединяющего?

В результате проведенного анализа выявлены некоторые свойства, общие для всех типов.

2.2.1. Реализуемые функции и взаимодействие с внешней средой

Оборудование как материальный объект независимо от конкретного предназначения реализует функции преобразования вещества, энергии или информации из заданного начального состояния Атв требуемое Ст. При этом изменяются форма, структура, содержание элементов, а следо­ вательно, изменяется и вся система в целом. Это самое главное, что объе­ диняет все типы оборудования.

Организация потоков энергии, информации и вещества в заданном пространстве технического объекта осуществляется в последовательности, определяемой процессом передачи преобразуемых потоков от их источ­ ников к потребителям. Состав первичных источников энергии, информа­ ции и вещества, их параметры и пространственное положение определя­ ются, как правило, внешними по отношению к объекту условиями (напри­ мер, расположением и параметрами источников сырья, местоположением и параметрами внешних источников энергии, возможным относительным по­ ложением и параметрами наблюдаемых внешних объектов как источников информации и т.д.). Соответственно состав, параметры и пространственное положение получаемого в системе конечного продукта (вещества, энер­ гии, информации) определяются целевым назначением и содержанием по­ ставленной перед создаваемым оборудованием функциональной задачи.

Все промежуточные преобразования вещества, энергии и информа­ ции в техническом объекте диктуются принятыми условиями оптимально­ сти процесса получения конечного продукта и выбором целесообразного вида передаваемого промежуточного продукта. Многообразие этих про­ межуточных преобразований определяется разновидностями вещества, энергии и информации, а также возможными способами технической реа­ лизации (воздействий) физических и химических процессов их преобразо­ вания. Например, способы передачи информации могут быть механиче­

Индикаторы, чувствительные элементы, датчики и органы управле­ ния рассматриваются как промежуточные звенья между человеком и уст­ ройством.

Конструктивно эти звенья могут быть либо разделены, либо слиты с устройством. Взаимосвязи между оператором и машиной - объект специ­ ального изучения. Одно из новых важных направлений - так называемая инженерная психология, рассматривающая комплекс проблем, связанных с приспособлением индикаторов и органов управления к органам чувств и двигательному аппарату человека. Это направление проектирования в данном пособии почти не рассматривается, за исключением некоторых аспектов, например, при изложении темы: «Проектирование системы че­ ловек-машина».

Несмотря на многообразие областей применения оборудования, их отличие от остальных предметов, созданных человеком, состоит в том, что их функционирование (одна или несколько функций преобразования) или реализуемая технология определяются одним из глаголов действия: например, разрезать, сварить, нагреть, расплавить, термостатировать, ох­ ладить, распылить, разделить, растворить, очистить, отфильтровать, осве­ тить, закрепить, сориентировать, удалить, перенести, штабелировать, смешать, размолоть, спечь, наполнить, слить, зафиксировать и т.д. и т.п.

В табл. 2.1 приведены примеры различного оборудования, используе­ мого соответственно для преобразования вещества или энергии и отли­ чающегося выполняемыми функциями, исходным и конечным состоянием.

Второе объединяющее свойство любого оборудования состоит в том, что оно находится в определенном взаимодействии с окружающей средой. Под внешним окружением понимается вся та материальная среда, кото­ рая, находясь вне оборудования, оказывает на него какие-либо воздейст­ вия или испытывает их со стороны оборудования. В качестве окружающей среды могут выступать объекты неживой и живой природы и другие объ­ екты, которые находятся в функциональном или вынужденном взаимо­ действии с рассматриваемым оборудованием и оказывают заметное влия­ ние на его проектно-конструкторское решение.