Файл: ЭМС Лк 1 2014.doc

Аналогия. Соответствие существенных признаков, свойств, структур или функций объектов или явлений называть аналогией. Этот термин часто употребляется в том же смысле, что и подобие.

Гомоморфизм. Отношение между двумя системами, когда каждую составную часть и каждое отношение одной системы можно отобразить на некоторую составную часть и некоторое отношение второй системы (но не обратно), называется гомоморфизмом. В этом случае выполнение соответствующих условий подобия позволяет перенести результаты модельных экспериментов на натуру.

Изоморфизм. Изоморфизмом называется отношение между двумя системами, когда каждой составной части одной системы может быть поставлена в соответствие определенная составная часть другой системы и наоборот (симметричность), а также, когда для каждого отношения между двумя соответствующими составными частями имеется такое же отношение в другой системе и наоборот.

Идентичность. Это отношение между объектами или процессами, характеризующимися одинаковыми свойствами (признаками). При абсолютной идентичности должны быть одинаковыми все свойства, при относительной − только некоторые (в этом случае имеет место подобие).

Эквивалентность. Объекты или процессы называются эквивалентными, если между ними имеется отношение эквивалентности, т. е. равноценности. Эквивалентность полнее идентичности, так как для последней характерна только рефлексивность. Применительно к технике оба понятия обычно используются как синонимы, т. е. под эквивалентностью подразумевается абсолютная идентичность.

Математические функции. Важный класс отношений выражают математические функции как закономерные зависимости от переменной: у = f(х). Такого рода математические функции выражают точно установленное отношение между х и у, т. е. детерминированную связь.

Причинность. Между причиной и вызванным ею действием существует асимметричное отношение. Причина вызывает действие. Существует строгая (детерминированная типа «если…, то») или ослабленная форма причинного отношения. Причинная цепь имеет место, если действие выступает в качестве причины дальнейших действий.

Связь. Если определенные выходы элемента (системы) одновременно являются входами какого-либо элемента (системы), то такого рода отношение называется связью. Связь может быть прямой (последовательной либо параллельной), обратной или комбинированной. Она может быть материальной (М), энергетической (Э) или информационной (И).

---

Виды связей между системами:

а) последовательная; б) параллельная; в) обратная и комбинированная.

Отношение цель − средство. Это — двухместное асимметричное отношение между системой целей (назначением, задачей) и средством их реализации.

Пространственное отношение. Отношение такого рода характеризует взаимное положение элементов отношения в пространстве. Пространственные отношения изучаются в топологии.

Логическое отношение. Логическим отношением (в логике — двух- или многоместным предикатом) называется отношение между объектами типа «l₁ меньше, чем l₂» или «l₃ находится около l₄». Известными константами (функторами) являются: И; ИЛИ; И-ИЛИ; НЕ-ИЛИ; ТАК, ЧТО; ИЛИ-ИЛИ; ЕСЛИ-ТО; ТОЛЬКО ЕСЛИ-ТО; ТОЛЬКО ТОГДА-КОГДА; РАВНО. Из этого перечисления ясно, что многие описанные выше отношения являются также логическими отношениями.

Временное отношение. Отношение такого рода описывает упорядочение процессов и событий во времени.

Выводы

1. Функционирование системы задается ее структурой.

2. Относительно замкнутая система с заданной структурой функционирует однозначно; функционирование полностью определяется структурой.

3. Функционирование не определяет структуру однозначно. Одна и та же функция может быть реализована различными структурами.

---

Система преобразований (сп)

Основой для построения модели СП являются следующие предположения, вытекающие из опыта людей:

• желаемые преобразования операнда (объекта преобразования) достигаются целенаправленными воздействиями материального (М), энергетического (Э) или информационного (И) типов;

• эти три типа воздействий при любом преобразовании осуществляются людьми (Лю), техническими системами (ТС) и окружением (Ок).

Такая интерпретация модели преобразований позволяет сделать следующие выводы.

1. Для удовлетворения потребности людей либо выбирается требуемый объект, либо задается требуемое состояние операнда (Оп1). Состояние (Oп2) является целью преобразования.

2. Операндами преобразований могут быть живые существа, в частности люди (Лю), а также материальные (М), энергетические (Э) и информационные (И) объекты.

3. Выбирают подходящее начальное состояние операнда Oп1 в качестве входной величины (или оно задается). Состояние Oп2 может быть достигнуто из нескольких начальных состояний Oп1.

4. Изменение Oп1 → Oп2 называется преобразованием.

5. Преобразование вызывается либо неудовлетворительным состоянием Oп1, либо потребностью в Oп2.

6. Преобразование выполняется на основе некоторой технологии, представляющей собой упорядоченную совокупность целенаправленных частичных изменений. Состояние Oп2 может быть достигнуто различными способами (технологиями).

7. Преобразование (как общее, так и частичное) осуществляется путем материального (М), энергетического (Э) или информационного (И) воздействия на операнд Oп1.

8. Воздействие осуществляется тремя системами-операторами: людьми (Лю), техническими системами (ТС) и реальным окружением (Ок). Все названные операторы имеют связи (материального, энергетического и/или информационного типа) между собой.

Модель системы преобразований

Элементы системы преобразований (сп)

Операнд — это пассивный элемент системы. Он может относиться к любой из четырех названных выше

категорий (люди, материя, энергия, информация) либо их комбинации.

Люди как операторы СП могут быть определены как подмножество людей, включающее только тех, кто

---

выполняет какой-либо вид действий для определенного преобразования.

Технические системы как операторы СП — это подмножество технических систем, выполняющих

какого-либо вида действия для определенного преобразования.

Реальное окружение охватывает все источники внешних воздействий в ближайшем окружении процесса

преобразования, которые в большинстве случаев невозможно указать точно.

Примеры систем преобразований

Пример №1

Преобразование: стальная деталь (мягкая → твердая).

Технология: закалка.

Действия: разогрев в кузнечном горне; охлаждение в масляной ванне.

Участие операторов в действии:

• рабочие (выдержка в горне, операции закалки);

• кузнечный горн, ванна с маслом;

• воздух ← ; тепло ←; тепло →.

Пример №2

Преобразование: производство зерна (мало → много).

Технология: выращивание в поле.

Действия: вспашка, высевание семян, … жатва, … , хранение.

Участие операторов в действии:

• тракторист, сеяльщик, агроном, … шофер, другие рабочие;

• трактор, плуг, сеялка, … комбайн, грузовой автомобиль, элеватор;

• земля, солнечное излучение, осадки.

Какова связь потребности с техническим процессом?

Повторим:

- возникает состояние неудовлетворенности либо ситуация, которую человек хочет или должен изменить;

- это состояние вынуждает сформулировать потребность;

- осознается, что потребность, вообще говоря, может быть удовлетворена различными средствами;

- выясняется, что средства, которые могли бы быть использованы непосредственно, отсутствуют;

- нужно изменить существующее состояние на желаемое путем преобразований;

- преобразования осуществляются в технических процессах.

Структура модели технического процесса

Примеры к модели технического процесса

Операнд			Способ преобразования	Действия
Вид	Состояние		Технологический принцип (Тп) Подпроцесс (Пп)	над материалами, энергией и информацией
	входное	выходное		↓ Матер	↓ Энерг	↓ Инф
Сталь Ст50	Заготовка	Деталь	Тп: обточка
			Пп1: установить и зажать заготовку;	ТС	Лю	Лю
			Пп2: включить станок, установить обороты;	ТС	ТС	Лю
			Пп3: паремещать резец, снять стружку	ТС	ТС	Лю
			Пп4: измерить	ТС	Лю	Лю + ТС
			Пп5: освободить деталь		Лю	Лю
Вода	В источнике	В резервуаре	Тп: перекачивание насосом
			Пп1: включить насос;	ТС	ТС	Лю
			Пп2: контролировать наполнение;	ТС	ТС	Лю
			Пп3: выключить насос	ТС	ТС	Лю

---

Основные виды технических процессов

Типы операндов		Преобразование
		структура	формы	пространственных координат	Временных координат
Материя М	обобщенный процесс	перерабатывать	обрабатывать	транспортировать	хранить
	пример	руда → сталь	заготовка → деталь	на складе → в цеху	продукты в холодильнике
Энергия Э	обобщенный процесс	превращать	трансформировать	транспортировать	накапливать
	пример	механическая в электрическую	10000 → 220 В	электростанция → потребитель	аккумулятор
Инф-ия И	обобщенный процесс	преобр-вывать	Изменять форму	передавать	накапливать
	пример	графическая → цифровая	текст немецкий → русский	радиопередача → слушатель	запись на диск
Человек	обобщенный процесс	изменять существо	изменять форму	транспортировать	содержать
	пример	рука → протез	болен → здоров	путешествие	ожидать врача

---