संचालन की प्रक्रिया में, तकनीकी प्रणालियाँ ऊर्जा और सूचना, पदार्थ के गुणों और स्थिति को बदल देती हैं। संचालन के उद्देश्य और सिद्धांत के आधार पर, सिस्टम को मशीनों, उपकरणों और उपकरणों में विभाजित किया जाता है। ऐसे मामलों में जहां सिस्टम की पहचान निर्धारित करना मुश्किल होता है, किसी डिवाइस या कॉम्प्लेक्स की अवधारणा का उपयोग किया जाता है, जैसे नियंत्रण डिवाइस, स्पेस कॉम्प्लेक्स इत्यादि।

यांत्रिक ऊर्जा प्राप्त करने या परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन की गई तकनीकी प्रणालियों को मशीनों के रूप में वर्गीकृत किया गया है। वे तंत्र पर आधारित हैं, अर्थात्। गतिशील रूप से परस्पर संपर्क करने वाले ठोस निकायों-लिंक की प्रणालियाँ जो कुछ यांत्रिक गतिविधियाँ करती हैं। इस प्रकार, मशीनों में एक कार (पहिएदार वाहन), हेलीकाप्टर (ब्लेड मशीन) आदि शामिल हैं। बाह्य अलग-अलग कारेंइसमें समान या समान तंत्र शामिल हो सकते हैं। मशीन के मुख्य कार्यात्मक भाग चित्र में दिखाए गए हैं। 9.

चावल। 9. मशीन और उसके मुख्य कार्यात्मक भाग

अन्य प्रकार की ऊर्जा प्राप्त करने या परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन की गई तकनीकी प्रणालियों को उपकरणों के रूप में वर्गीकृत किया गया है। इनके उदाहरणों में एक टेलीविजन (एक टेलीविजन उपकरण जो विद्युत चुम्बकीय संकेतों को दृश्य और श्रव्य जानकारी में परिवर्तित करता है), एक टेलीफोन (एक टेलीफोन उपकरण जो ध्वनि और विद्युत संकेतों का पारस्परिक रूपांतरण करता है), एक कैमरा, एक रॉकेट (अंतरिक्ष यान), एक रिएक्टर शामिल हैं। (एक परमाणु या रासायनिक रिएक्टर जो प्रतिक्रियाओं के माध्यम से किसी पदार्थ की संपत्ति और/या स्थिति को बदलता है), आदि।

सहायक उद्देश्यों (निगरानी, ​​प्रबंधन, माप, विनियमन) के लिए तकनीकी प्रणालियों को उपकरणों के रूप में वर्गीकृत किया गया है। ऑपरेशन के सिद्धांत के आधार पर, उन्हें मैकेनिकल (जाइरोस्कोप, आदि), इलेक्ट्रिकल (वोल्टमीटर, आदि), ऑप्टिकल (माइक्रोस्कोप, आदि), आदि के साथ-साथ संयुक्त क्रिया उपकरणों (ऑप्टिकल-इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस) में विभाजित किया गया है। वगैरह।)।

मशीनों द्वारा सहायक कार्यों के निष्पादन के लिए उनकी संरचना में विद्युत, ऑप्टिकल और अन्य उपकरणों के साथ-साथ मशीन इकाइयों और यांत्रिक संरचनाओं की शुरूआत की आवश्यकता हो सकती है, जैसे, उदाहरण के लिए, एक कंप्यूटर डिस्क ड्राइव या पावर ट्रांसमिशन लाइन की रॉड संरचना सहायता। समान उद्देश्यों वाली प्रणालियों के बीच सहायक कार्यों में अंतर उन्हें व्यक्तित्व प्रदान करता है।

औद्योगिक उत्पादों के रूप में, तकनीकी प्रणालियों और उनके तत्वों को, निर्माण की प्रकृति के आधार पर, GOST 2.101 के अनुसार निम्नलिखित प्रकारों में विभाजित किया गया है:

जटिल - दो या दो से अधिक निर्दिष्ट (एक के भाग होने के नाते, सामान्य प्रणालीऔर एक ही विनिर्देश में शामिल) उत्पाद जो असेंबली संचालन द्वारा निर्माता से जुड़े नहीं हैं, लेकिन परस्पर संबंधित कार्य करने के लिए अभिप्रेत हैं;

· असेंबली यूनिट - एक उत्पाद जिसमें अलग-अलग हिस्से होते हैं, निर्माता के यहां असेंबल किया जाता है और इसे एक स्वतंत्र अंतिम उत्पाद माना जा सकता है;

· भाग - ऐसी सामग्री से बना उत्पाद जो असेंबली संचालन के उपयोग के बिना नाम या ब्रांड द्वारा सजातीय है।

एक असेंबली इकाई की अवधारणा का अक्सर उपयोग किया जाता है, जो एक भाग और एक असेंबली इकाई के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति रखती है। यदि कोई असेंबली इकाई किसी प्रकार के उत्पादन के अंतिम उत्पाद के रूप में कार्य करती है, तो असेंबली इकाई उत्पाद का एक सशर्त हिस्सा है, जो अस्थायी रूप से इसकी असेंबली के दौरान बनती है (उदाहरण के लिए, एक कार का दरवाजा, यदि इसे बाद में अंतिम असेंबली में आपूर्ति की जाती है) उत्पाद)।

मशीनें, उपकरण और उपकरण अधिक जटिल तकनीकी प्रणालियों का हिस्सा हो सकते हैं, लेकिन दूसरी ओर, उनमें अलग-अलग परस्पर जुड़े हिस्से भी शामिल हो सकते हैं। अक्सर उपयोग किए जाने वाले भागों का एक सेट किसी विषय क्षेत्र का मौलिक आधार बनता है - मैकेनिकल इंजीनियरिंग, उपकरण इंजीनियरिंग, उपकरण इंजीनियरिंग। ऐसे आधार के तत्वों को आमतौर पर एक संकीर्ण कार्यात्मक उद्देश्य की विशेषता होती है; एक विशेषज्ञ उन्हें पूरी तरह से विकसित कर सकता है, या वह उन्हें तैयार उत्पादों (असेंबली इकाइयों) के रूप में डिज़ाइन किए गए सिस्टम में उपयोग करता है।

तत्व डिज़ाइन में भिन्न हो सकते हैं, लेकिन उनका उद्देश्य समान होता है। समान उद्देश्य वाले तत्वों को समूहों में संयोजित करने की प्रथा है - प्रतिरोधक, थ्रेडेड कनेक्शन, आदि। तत्वों के बीच, विशिष्ट को प्रतिष्ठित किया जाता है, अर्थात। सामान्य और अक्सर विभिन्न उपकरणों में पाया जाता है (सामान्य तकनीकी पाठ्यक्रमों में शामिल), और विशेष, जिसका एक विशिष्ट अनुप्रयोग होता है (विशेष पाठ्यक्रमों में अध्ययन किया जाता है, जैसे रोटर्स, रेल, ब्लेड, आदि)। मानक तत्वों की संख्या सीमित है, लेकिन मशीनों, उपकरणों और उपकरणों की पूरी विविधता मुख्य रूप से इन तत्वों के उपयोग पर बनाई गई है।

मैकेनिकल इंजीनियरिंग के मूल आधार में कई विशेषताएं हैं:

· पर्याप्त के सबसेइसके तत्व उपकरण और उपकरण बनाने के तत्व आधारों में भी शामिल हैं, जैसे, उदाहरण के लिए, थ्रेडेड कनेक्शन के हिस्से;

· मशीनों की विशेषताएं न केवल तत्वों के प्रकार और व्यवस्था से, बल्कि उनके आयाम और विनिर्माण तकनीक से भी महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित होती हैं। एक ही तत्व के मापदंडों को बदलकर, इसके कार्यात्मक उद्देश्य को बदलना संभव है, जैसे कि पहिया और फ्लाईव्हील।

3.1. वाहन की सामान्य परिभाषा 3.2. कार्यक्षमता

3.2.1. उद्देश्य-कार्य_ 3.2.2. आवश्यकता-कार्य_ 3.2.3. कार्यवाहक 3.2.4. कार्य परिभाषा 3.2.5. कार्यों का पदानुक्रम

3.3. संरचना

3.3.1. संरचना की परिभाषा 3.3.2. संरचना तत्व 3.3.3. संरचनाओं के प्रकार 3.3.4. संरचना निर्माण के सिद्धांत 3.3.5. रूप 3.3.6. सिस्टम की पदानुक्रमित संरचना

3.4. संगठन_

3.4.1. सामान्य सिद्धांत 3.4.2. सम्बन्ध 3.4.3. नियंत्रण 3.4.4. किसी संगठन को नष्ट करने वाले कारक 3.4.5. किसी संगठन को बेहतर बनाने की प्रक्रिया में प्रयोग का महत्व

3.5. प्रणालीगत प्रभाव (गुणवत्ता)

3.5.1. सिस्टम में गुण 3.5.2. सिस्टम गुणों के निर्माण का तंत्र

3.1. वाहन की सामान्य परिभाषा

प्रौद्योगिकी में विकास प्रक्रियाओं का अध्ययन करते समय सिस्टम दृष्टिकोण का अर्थ किसी भी तकनीकी वस्तु को परस्पर जुड़े तत्वों की एक प्रणाली के रूप में मानना ​​​​है जो एक संपूर्ण बनाते हैं। विकास रेखा कई नोडल बिंदुओं का एक संयोजन है - तकनीकी प्रणालियाँ जो एक दूसरे से बहुत भिन्न होती हैं (यदि उनकी तुलना केवल एक दूसरे से की जाती है); नोडल बिंदुओं के बीच कई मध्यवर्ती तकनीकी समाधान हैं - विकास के पिछले चरण की तुलना में मामूली बदलाव वाली तकनीकी प्रणालियाँ। सिस्टम एक-दूसरे में "प्रवाह" करते हुए प्रतीत होते हैं, धीरे-धीरे विकसित होते हैं, मूल सिस्टम से आगे और आगे बढ़ते हैं, कभी-कभी मान्यता से परे रूपांतरित होते हैं। छोटे-छोटे परिवर्तन एकत्रित होकर बड़े गुणात्मक परिवर्तनों का कारण बनते हैं। इन पैटर्न को समझने के लिए, यह निर्धारित करना आवश्यक है कि एक तकनीकी प्रणाली क्या है, इसमें कौन से तत्व शामिल हैं, भागों के बीच संबंध कैसे उत्पन्न होते हैं और कार्य करते हैं, बाहरी और आंतरिक कारकों की कार्रवाई के परिणाम क्या हैं, आदि। विशाल विविधता के बावजूद, तकनीकी प्रणालियों में कई सामान्य गुण, विशेषताएं और संरचनात्मक विशेषताएं होती हैं, जो उन्हें वस्तुओं का एक समूह मानने की अनुमति देती हैं।

तकनीकी प्रणालियों की मुख्य विशेषताएं क्या हैं? इनमें निम्नलिखित शामिल हैं:

सिस्टम भागों से मिलकर बनता है, तत्व, अर्थात् उनकी एक संरचना होती है,

सिस्टम कुछ उद्देश्यों के लिए बनाए जाते हैं, अर्थात्, वे उपयोगी कार्य करते हैं;

सिस्टम के तत्वों (भागों) का एक दूसरे से संबंध होता है, एक निश्चित तरीके से जुड़ा हुआ, स्थान और समय में व्यवस्थित;

प्रत्येक प्रणाली में समग्र रूप से कुछ विशेष गुण होते हैं, इसके घटक तत्वों के गुणों के सरल योग के बराबर नहीं, अन्यथा एक प्रणाली (ठोस, कार्यशील, संगठित) बनाने का कोई मतलब नहीं है।

आइए इसे स्पष्ट करें सरल उदाहरण. मान लीजिए कि आपको किसी अपराधी का स्केच बनाना है। साक्षी को एक स्पष्ट लक्ष्य दिया गया है: अलग-अलग हिस्सों (तत्वों) से एक सिस्टम (फोटो पोर्ट्रेट) बनाना, सिस्टम का उद्देश्य एक बहुत ही उपयोगी कार्य करना है। स्वाभाविक रूप से, भविष्य की प्रणाली के हिस्से बेतरतीब ढंग से जुड़े नहीं हैं, उन्हें एक दूसरे के पूरक होने चाहिए। इसलिए, तत्वों को इस तरह से चुनने की एक लंबी प्रक्रिया है कि सिस्टम में शामिल प्रत्येक तत्व पिछले एक को पूरक करता है, और साथ में वे सिस्टम के उपयोगी कार्य को बढ़ाएंगे, यानी, वे पोर्ट्रेट की समानता को बढ़ाएंगे। मूल। और अचानक, किसी बिंदु पर, एक चमत्कार घटित होता है - एक गुणात्मक छलांग! - अपराधी की शक्ल के साथ पहचान पत्र का मेल। यहां तत्वों को अंतरिक्ष में कड़ाई से परिभाषित तरीके से व्यवस्थित किया गया है (उन्हें पुनर्व्यवस्थित करना असंभव है), आपस में जुड़े हुए हैं, और एक साथ एक नई गुणवत्ता देते हैं। भले ही गवाह बिल्कुल सटीक रूप से आंख, नाक आदि को अलग-अलग पहचानता हो। फोटो मॉडल के साथ, तो "चेहरे के टुकड़े" (जिनमें से प्रत्येक सही है!) का यह योग कुछ भी नहीं देता है - यह तत्वों के गुणों का एक साधारण योग होगा। केवल कार्यात्मक रूप से सटीक रूप से जुड़े तत्व ही सिस्टम की मुख्य गुणवत्ता प्रदान करते हैं (और इसके अस्तित्व को उचित ठहराते हैं)। उसी तरह, अक्षरों का एक सेट (उदाहरण के लिए, ए, एल, के, ई), जब केवल एक निश्चित तरीके से जोड़ा जाता है, तो एक नई गुणवत्ता देता है (उदाहरण के लिए, एफआईआर-ट्री)।

एक तकनीकी प्रणाली व्यवस्थित रूप से परस्पर क्रिया करने वाले तत्वों का एक समूह है जिसमें ऐसे गुण होते हैं जो व्यक्तिगत तत्वों के गुणों को कम नहीं करते हैं और कुछ उपयोगी कार्यों को करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

इस प्रकार, तकनीकी प्रणाली में 4 मुख्य (मौलिक) विशेषताएं हैं:

कार्यक्षमता,

अखंडता (संरचना),

संगठन,

सिस्टम गुणवत्ता.

कम से कम एक विशेषता की अनुपस्थिति वस्तु को तकनीकी प्रणाली मानने की अनुमति नहीं देती है। आइये इन संकेतों के बारे में विस्तार से बताते हैं।

तकनीकी प्रणालियों के विवरण के प्रकार.

जैसा कि ऊपर कहा गया है, एक जटिल तकनीकी प्रणाली का सबसे संपूर्ण विवरण प्राप्त करने के लिए, इसे बनाया जाना चाहिए विभिन्न पद. विवरण के कई पहलुओं में से, पांच मुख्य और सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले पहलुओं पर प्रकाश डालना उचित है, अर्थात्:

1) संरचनात्मक, 2) कार्यात्मक, 3) साइबरनेटिक, 4) अस्थायी और

5) तकनीकी।

अन्य पहलुओं, जैसे कि आर्थिक, सौंदर्य, एर्गोनोमिक और अन्य, का उपयोग ऐसे विवरण बनाने के लिए किया जा सकता है जिनका एक विशेष उद्देश्य होता है।

उपर्युक्त पहलुओं के अनुसार, हम पांच मुख्य प्रकार के विवरणों पर प्रकाश डालेंगे (चित्र 1.4) और उनकी विशेषताओं पर विचार करेंगे।

निर्माण विवरणसिस्टम की संरचना (संरचना), उसके आकार (विन्यास), जिन सामग्रियों से सिस्टम के हिस्से बनाए जाते हैं, काम करने वाले तरल पदार्थ के रूप में उपयोग किए जाने वाले पदार्थ (चित्र 1.5) का एक विचार देना चाहिए।

एक जटिल प्रणाली की संरचना, जिसे संरचनात्मक विवरण में माना जाता है, एक नियम के रूप में, संरचना में पदानुक्रमित है; इस मामले में, संरचना का वर्णन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले कनेक्शन उप-प्रणालियों की सापेक्ष स्थिति के साथ-साथ पदानुक्रम के एक या दूसरे स्तर से संबंधित होते हैं। स्तर पर सिस्टम का टूटना रचनात्मक या तकनीकी विचारों के आधार पर किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सभी इंजन इकाइयाँ एक स्तर की हो सकती हैं, असेंबली इकाइयाँ दूसरे स्तर की, और हिस्से तीसरे स्तर के हो सकते हैं।

तकनीकी प्रणालियों के स्वरूप (विन्यास) का वर्णन करने का मुख्य पारंपरिक तरीका रेखाचित्रों, रेखाचित्रों का उपयोग है। मौखिक विवरण. स्वचालित डिज़ाइन प्रणालियों के निर्माण के लिए कंप्यूटर में जानकारी दर्ज करने के लिए उपयुक्त विभिन्न ज्यामितीय सतहों के आकार, संरचनात्मक तत्वों की सापेक्ष स्थिति आदि का डिजिटल रूप से वर्णन करने के लिए विशेष भाषाओं और विधियों के विकास की आवश्यकता थी।

प्रणालियों के संरचनात्मक विवरण के तरीकों को आमतौर पर किसी न किसी रूप में मानकीकृत किया जाता है। मानकीकरण एकीकृत डिज़ाइन दस्तावेज़ीकरण प्रणाली (ईएसकेडी) के ढांचे के भीतर किया जाता है।

संरचनात्मक विवरण से उस कार्य के दौरान सिस्टम के गुणों का अंदाजा नहीं मिलता जिसके लिए इसका उपयोग किया जाना चाहिए . इन उद्देश्यों के लिए यह आवश्यक हैकार्यात्मक विवरण , जिसमें सुपरसिस्टम (या) के प्रभाव के तहत सिस्टम राज्यों के अनुक्रम का विवरण शामिल है बाहरी वातावरण) और उन प्रक्रियाओं का विवरण जो इन अवस्थाओं को निर्धारित करते हैं .

किसी प्रणाली में होने वाली प्रक्रियाओं का वर्णन करने का मुख्य तरीका प्राथमिक प्रक्रियाओं में उनका अपघटन है, उदाहरण के लिए, द्रव्यमान और गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रियाएं, ऊर्जा रूपांतरण के अनुसार भौतिक नियम. यह आंतरिक विधिकार्यात्मक विवरण। एक बाहरी विधि में प्रक्रियाओं को या तो कामकाजी विशेषताओं के परिवार के रूप में, या उसके किसी एक राज्य के अनुरूप सिस्टम मापदंडों के संख्यात्मक मूल्यों के एक सेट के रूप में प्रस्तुत करना शामिल है। कार्यात्मक विशेषताएँ संकेतकों पर सिस्टम मापदंडों के संख्यात्मक मूल्यों की निर्भरता कहलाती है जो ऑपरेशन के दौरान इसकी स्थिति निर्धारित करते हैं . इंजन लोड की गति विशेषताएँ इसके कामकाज की विशेषताओं का एक विशिष्ट उदाहरण हैं।

सामान्य तौर पर, किसी निश्चित समय पर सिस्टम की स्थिति टीउन मापदंडों द्वारा निर्धारित किया जाता है जो इसके बाहरी कनेक्शन, प्रारंभिक स्थिति की विशेषता बताते हैं टी= t0,साथ ही समय अंतराल डी टी= टी - टी0.

संचालन के दौरान इंजन की स्थिति को आमतौर पर ऑपरेटिंग मोड कहा जाता है। इंजन विभिन्न मोड में काम कर सकते हैं:

स्थिर (स्थायी),

अस्थिर (क्षणिक), मजबूर रोटेशन, आदि।

स्थिर ऑपरेटिंग मोड के लिए, इंजन की स्थिति उन मापदंडों द्वारा निर्धारित की जाती है जो काम करने वाले तरल पदार्थों की स्थिति को दर्शाते हैं: हवा, ईंधन, तेल और पानी (पानी ठंडा होने के साथ) - इनलेट पर और बाहरी वातावरण - इंजन के आउटलेट पर , साथ ही पैरामीटर जो ऊर्जा उपभोक्ता की स्थिति निर्धारित करते हैं (आमतौर पर यह क्रैंकशाफ्ट की शक्ति और घूर्णन गति है)। गैर-स्थिर मोड के लिए, इंजन की स्थिति अतिरिक्त रूप से उन मापदंडों द्वारा निर्धारित की जाती है जो क्षणिक प्रक्रिया की शुरुआत और समय को दर्शाते हैं।

सिस्टम का अध्ययन करने, उनके व्यवहार की भविष्यवाणी करने के लिए ऑपरेटिंग विशेषताओं का ज्ञान आवश्यक है अलग-अलग स्थितियाँ, साथ ही सिस्टम की एक दूसरे से तुलना करने के लिए भी . विशेष रूप से, एक मानक के रूप में ली गई प्रणाली के साथ तुलना का उपयोग अक्सर अध्ययन के तहत प्रणाली की कंडीशनिंग की डिग्री निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

किसी सबसिस्टम का कार्यात्मक विवरण करने के लिए, बाहरी कनेक्शन को परिभाषित करके और उसकी स्थिति निर्धारित करके इसे सिस्टम से अलग करना आवश्यक है। एक सूचना प्रणाली के रूप में इसके कार्यात्मक विवरण की संरचना आमतौर पर पदानुक्रमित होती है। तीनों प्रकार के पदानुक्रमों की संभावित उपस्थिति:

प्रबंधन पर, मैं एक विस्तृत विवरण संकलित करूंगा।

पदानुक्रम स्तरों की संख्या उन उद्देश्यों पर निर्भर करती है जिनके लिए विवरण संकलित किया जा रहा है और सिस्टम के बारे में हमारे ज्ञान की मात्रा पर निर्भर करता है।

चित्र में. 1.6 सिस्टम के कार्यात्मक विवरण की संरचना का एक टुकड़ा प्रस्तुत करता है।

इस तथ्य के कारण कि तकनीकी प्रणालियों के कामकाज की विशेषताएं काफी हद तक उन्हें नियंत्रित करने के कानूनों और साधनों द्वारा निर्धारित की जाती हैं, विवरण के एक अलग पहलू को उजागर करना उचित है - साइबरनेटिक , उद्देश्य जिसका उद्देश्य प्रबंधन संरचना के साथ-साथ प्रबंधन प्रक्रिया में सिस्टम के कामकाज की विशेषताओं की पहचान करना है।

सिस्टम नियंत्रण बाहरी हो सकता है - सुपरसिस्टम से, आंतरिक - कार्यों को करने वाले उप-प्रणालियों में से एक के कारण

नियंत्रण, या संयुक्त - नियंत्रण उपप्रणाली का उपयोग करके सुपरसिस्टम से। प्रणाली , कौन आंतरिक नियंत्रण रखते हैं और स्वचालित कहलाते हैं।

सामान्य तौर पर, चार स्तरीय प्रबंधन पदानुक्रमों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है (चित्र 1.8)। पदानुक्रम के निम्नतम स्तर पर तथाकथित प्रत्यक्ष नियंत्रण होता है, जो किसी दिए गए सिस्टम ऑपरेटिंग मोड को स्थिर स्थिति में बनाए रखने के लिए किया जाता है। पदानुक्रम के अगले स्तर के अनुरूप एक नियंत्रण प्रणाली किसी को नियंत्रित प्रणाली की स्थिति का विश्लेषण करने की अनुमति देती है जब उस पर क्रियाएं बदलती हैं, उदाहरण के लिए, बाहरी वातावरण से, किसी दिए गए नियंत्रण एल्गोरिदम के अनुसार इष्टतम नियंत्रण ढूंढें और उपयुक्त का उपयोग करके इसे लागू करें नियामक और एक्चुएटर। यह एक इष्टतम नियंत्रण प्रणाली है. पर उच्चे स्तर काएक अनुकूली नियंत्रण प्रणाली है, जो आपको नियंत्रण प्रक्रिया के दौरान इष्टतम नियंत्रण एल्गोरिदम में स्वचालित रूप से समायोजन करने की अनुमति देती है।

और अंत में, यदि कई प्रणालियों को नियंत्रित करना आवश्यक है, तो एकीकृत नियंत्रण का उपयोग करना संभव है, जिसकी ख़ासियत उपस्थिति है अतिरिक्त प्रकार्यप्रबंधित प्रणालियों के संचालन का आपसी समन्वय।

यह स्पष्ट है कि एक तकनीकी प्रणाली, जिसकी नियंत्रण प्रणाली की संरचना में इष्टतम अनुकूली और कभी-कभी जटिल नियंत्रण के स्तर होते हैं, को साइबरनेटिक माना जा सकता है।

प्रबंधन प्रक्रिया में वस्तुओं के कामकाज की विशेषताओं के निर्माण के तरीकों में कामकाज की विशेषताओं के निर्माण के तरीकों के साथ बहुत समानता है कार्यात्मक विवरणसिस्टम, इसलिए हम इस पर अलग से ध्यान नहीं देंगे।

हम यह मान सकते हैं कि कोई भी तकनीकी प्रणाली, परिवर्तनशीलता के संकेत के अनुसार, निर्धारित विकास के नियमों के अधीन होती है सामान्य कानूनतकनीकी प्रगति. "सिस्टम का विकास, उनके गुणों, संरचना, दायरे आदि में परिवर्तन के साथ, उनके विवरण द्वारा समय में परिलक्षित होना चाहिए। समय विवरण की सहायता से, विकास के सभी चरणों का पता लगाना संभव है, उदाहरण के लिए, जी. डीज़ल द्वारा निर्मित पहले से लेकर आधुनिक डीज़ल इंजनों तक। पूर्वानुमान संबंधी अध्ययनों में अस्थायी विवरण की आवश्यकता विशेष रूप से तीव्र हो जाती है।

सिस्टम का एक अस्थायी विवरण इसके निर्माण के सभी चरणों से भी जोड़ा जा सकता है (चित्र 1.9)। इस मामले में, इसका उपयोग नियोजन उद्देश्यों, सिस्टम आधुनिकीकरण का समय निर्धारित करने, बुनियादी मॉडल बदलने आदि के लिए किया जा सकता है।

किसी सिस्टम के निर्माण के लिए न केवल संरचनात्मक, बल्कि यह भी आवश्यक है तकनीकी विवरण . कड़ाई से बोलते हुए, एक तकनीकी विवरण केवल किसी दिए गए तकनीकी प्रणाली का विवरण है; यह, सबसे पहले, उत्पादन प्रणाली के कामकाज के परिणामों का विवरण है, जिसके भीतर यह प्रणालीका निर्माण किया जा रहा है। लेकिन अगर हम मानते हैं कि ज्यादातर मामलों में एक तकनीकी प्रणाली का डिज़ाइन और उसके कामकाज की विशेषताएं उत्पादन तकनीक द्वारा निर्धारित की जाती हैं, तो सिस्टम का वर्णन करने के पहलुओं की श्रृंखला में एक तकनीकी विवरण शामिल करने की आवश्यकता स्पष्ट हो जाती है।

तकनीकी विवरण में उन सामग्रियों के प्रसंस्करण के लिए तकनीकी संचालन का विवरण शामिल होना चाहिए जिनसे सिस्टम बनाया गया है, उपप्रणालियों और संपूर्ण सिस्टम के लिए प्रौद्योगिकियों का परीक्षण करना आदि। तकनीकी विवरण एकीकृत तकनीकी दस्तावेज़ीकरण प्रणाली (ईएसटीडी) के अनुसार किया जाना चाहिए।

व्याख्यान 3. सिस्टम गुणवत्ता संकेतक.

में उपयोग करना पूरे मेंसंरचनात्मक, कार्यात्मक, साइबरनेटिक और अन्य प्रकार के विवरणों के साधन, एक नियम के रूप में, सिस्टम की निगरानी और प्रबंधन के साथ-साथ एक दूसरे के साथ तुलना करने के लिए सुविधाजनक नहीं हैं। इस संबंध में, किसी एक (उदाहरण के लिए, नाममात्र) या सिस्टम के कई राज्यों के लिए परिभाषित मापदंडों के संख्यात्मक मूल्यों के एक सेट के रूप में सिस्टम के विवरण के अधिक कॉम्पैक्ट रूप का उपयोग करने की आवश्यकता उत्पन्न हुई।

एक जटिल प्रणाली के मापदंडों की संख्या, जो इसके गुणों को दर्शाती है, काफी बड़ी हो सकती है, सिद्धांत रूप में अनंत। साथ ही, उनमें से सबसे महत्वपूर्ण के एक महत्वपूर्ण रूप से छोटे समूह की पहचान करना संभव है, जो सुपरसिस्टम के गुणों को प्रदान करने के लिए सिस्टम की क्षमता को पर्याप्त पूर्णता के साथ दर्शाता है, जिसका यह एक हिस्सा है। मापदंडों के इस समूह के प्रतिनिधियों को गुणवत्ता संकेतक कहा जाता है।

गुणवत्ता संकेतकों के पूरे सेट को इसमें विभाजित किया जा सकता है:

1) संकेतक जो सीधे सिस्टम के गुणों की विशेषता बताते हैं,

2) संकेतक जो इस प्रणाली में स्थानांतरित अन्य प्रणालियों के गुणों की विशेषता बताते हैं।

संकेतकों के पहले समूह को, बदले में, निम्नलिखित उपसमूहों में विभाजित किया जा सकता है:

1) संकेतक जो सिस्टम के मुख्य तकनीकी गुणों को निर्धारित करते हैं, उदाहरण के लिए, जैसे शक्ति, थ्रॉटल प्रतिक्रिया, विश्वसनीयता, इंजन वजन;

2) एर्गोनोमिक संकेतक, उदाहरण के लिए, इंजन निकास के कंपन, शोर, धुएं की विशेषता;

3) परिचालन और आर्थिक संकेतक, जो, उदाहरण के लिए, इसके संचालन के दौरान ईंधन, तेल, इंजन रखरखाव की लागत का आकलन हैं;

4) सौंदर्य संकेतक, उदाहरण के लिए, इंजन डिजाइन के आकार, सामंजस्य और अखंडता की आनुपातिकता को दर्शाते हैं।

अन्य प्रणालियों के गुणों की विशेषता बताने वाले संकेतकों में, अलग-अलग उपसमूहों को भी प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

1) उत्पादन और तकनीकी संकेतक, सिस्टम के निर्माण की जटिलता, सामग्री के उपयोग की डिग्री की विशेषता;

2) उत्पादन और आर्थिक संकेतक, उदाहरण के लिए, जैसे इंजन की लागत और कीमत; मानकीकरण के संकेतक और एकीकरण के कुछ संकेतक, अन्य प्रणालियों के लिए सामान्य तत्वों की संख्या को दर्शाते हैं।

सिस्टम का वर्णन करने की आवश्यक पूर्णता, विश्वसनीयता और सुविधा सुनिश्चित करने के लिए, यह वांछनीय है कि गुणवत्ता संकेतक के रूप में उपयोग किए जाने वाले पैरामीटर परिभाषित करने में काफी सरल हों, उन गुणों का स्पष्ट और पर्याप्त विचार दें जिनके लिए उनका मूल्यांकन करना है , इन गुणों में परिवर्तन के प्रति अच्छी संवेदनशीलता रखते हैं और उन्हें पहचानने की प्रक्रिया में यादृच्छिक बाधाओं के प्रति स्थिर होते हैं (माप) . इस संबंध में, गुणवत्ता संकेतकों के नामकरण की पहचान करना पूरी तरह से सरल कार्य नहीं है। अक्सर, गुणवत्ता संकेतकों की न्यूनतम संख्या का चयन करने के लिए, वे उपयोग करते हैं विशेष विधियाँ, उदाहरण के लिए, विशेषज्ञ मूल्यांकन की विधि।

इसके बजाय गुणवत्ता संकेतकों का उपयोग करने के लिए पूर्ण विवरणसिस्टम को जानकारी की अपूर्णता से निर्धारित त्रुटि के साथ भुगतान करना पड़ता है, जो प्रत्येक संकेतक में निहित है। जाहिर है, गुणवत्ता संकेतकों की संख्या जितनी कम होगी, त्रुटि उतनी ही अधिक होगी।

गुणवत्ता संकेतक सिस्टम के एक या अधिक गुणों की विशेषता बता सकते हैं। पहले मामले में, उन्हें एकल गुणवत्ता संकेतक कहा जाता है, दूसरे में - जटिल। यदि संपूर्ण सिस्टम के गुणों का मूल्यांकन एक संकेतक द्वारा किया जाता है, तो इस संकेतक को परिभाषित गुणवत्ता संकेतक (GOST 1547-79) कहा जाता है। कभी-कभी साहित्य में किसी प्रणाली की गुणवत्ता के परिभाषित संकेतक को उसकी प्रभावशीलता का संकेतक कहा जाता है।

अक्सर, सापेक्ष संकेतकों का उपयोग किया जाता है, जो किसी दिए गए सिस्टम के गुणवत्ता संकेतक और मानक के रूप में ली गई प्रणाली का अनुपात होता है। सापेक्ष गुणवत्ता संकेतकों का सेट गुणवत्ता स्तर को दर्शाता है ( तकनीकी स्तर) सिस्टम।

संपूर्ण सिस्टम.

किसी तकनीकी प्रणाली के किसी भी विवरण को अधूरा माना जा सकता है यदि हम उस डिग्री पर विचार नहीं करते हैं जिसके गुण उच्च-क्रम प्रणालियों और अंततः समाज की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। समाज की कुल आवश्यकताओं को पूरा करना एक प्रणाली बनाने का मुख्य अंतिम लक्ष्य माना जा सकता है या, अधिक सरल शब्दों में कहें तो, प्रणाली का मुख्य लक्ष्य माना जा सकता है। .

तकनीकी प्रणालियों के स्तर पर गठित समाज की आवश्यकता खास प्रकार का, तीन निकट संबंधी श्रेणियों में संतुष्ट होना चाहिए:

1) गुणवत्ता,

2) मात्राएँ,

3) इन प्रणालियों का नामकरण।

विशेष रूप से, आंतरिक दहन इंजनों के लिए समाज की आवश्यकता प्रत्येक इंजन की गुणवत्ता, इंजनों की श्रेणी और प्रत्येक प्रकार के इंजनों की संख्या से संतुष्ट होनी चाहिए।

यदि हम नहीं जानते कि यह आवश्यकता किस हद तक पूरी हो रही है, तो ऊपर चर्चा किए गए विवरण के सभी पहलू महत्वपूर्ण नहीं होंगे, क्योंकि हम सिस्टम के बारे में सबसे महत्वपूर्ण बात नहीं कह पाएंगे: क्या यह अच्छा है या ख़राब, इसका उपयोग उचित है या नहीं।

तकनीकी प्रणालियों के लिए समाज की ज़रूरत को घरेलू और विदेशी बाज़ारों की ज़रूरतों में, घरेलू बाज़ार की ज़रूरतों को राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के क्षेत्रों की ज़रूरतों में, प्रत्येक उद्योग की ज़रूरतों को व्यक्तिगत उपभोक्ताओं की ज़रूरतों आदि में विभाजित किया गया है। इस संबंध में, सिस्टम के मुख्य (अंतिम) लक्ष्य को घटकों, तथाकथित उप-लक्ष्यों और उससे भी छोटे उप-लक्ष्यों आदि में विभाजित किया जा सकता है। परिणाम लक्ष्यों की एक पदानुक्रमित संरचना है, जिसे कभी-कभी लक्ष्य वृक्ष भी कहा जाता है (चित्र 1.10)।

इस लक्ष्य को उसके घटकों के माध्यम से प्राप्त करने के साधनों के साथ तार्किक रूप से जोड़ने के लिए सिस्टम के लक्ष्य को उप-लक्ष्यों में विभाजित किया गया है। लक्ष्यों का वृक्ष, एक नियम के रूप में, ऊपर से नीचे तक बनाया जाता है - मुख्य लक्ष्य से उपलक्ष्यों तक, और लक्ष्यों का प्रावधान, जाहिर है, ऊपर से नीचे तक किया जाना चाहिए। सबसे पहले, निम्नतम स्तर के लक्ष्यों को प्राप्त किया जाता है, फिर उनकी मदद से (वे, जैसे थे, प्राप्त करने के साधन हैं) निकटतम ऊपरी स्तर के लक्ष्य, आदि, जब तक कि मुख्य लक्ष्य प्राप्त नहीं हो जाता।

इस तथ्य के कारण कि किसी प्रणाली की गुणवत्ता उसके गुणों की समग्रता है जो इसके निर्माण या अनुप्रयोग के लक्ष्यों की संतुष्टि निर्धारित करती है, गुणवत्ता संकेतक दो कार्य करते हैं:

सबसे पहले, वे हमें वर्णन करने की अनुमति देते हैं संपूर्ण सिस्टम,

दूसरे, इन लक्ष्यों की संतुष्टि की डिग्री का आकलन करने के लिए संख्यात्मक अभिव्यक्तियों का उपयोग करना।

संपूर्ण सिस्टम निर्माण को विभिन्न तरीकों से तैयार किया जा सकता है:

1) सर्वोत्तम (इष्टतम) गुण (गुणवत्ता) प्राप्त करें;

2) प्रतिबंधों की उपस्थिति में सर्वोत्तम संपत्तियां प्राप्त करें, उदाहरण के लिए, मानव, सामग्री, वित्तीय संसाधनों और समय पर;

3) निर्दिष्ट गुण प्राप्त करें.

किसी सिस्टम को डिज़ाइन करते समय मुख्य लक्ष्य संपत्ति प्राप्त करना होना चाहिए एफ , गुणवत्ता संकेतक का उपयोग करके मापा जाता है एफ . फिर, सर्वोत्तम गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए, सिस्टम का ऐसा डिज़ाइन बनाना या इसके संचालन के लिए ऐसी स्थितियाँ प्रदान करना आवश्यक है जिसके तहत संकेतक एफ इष्टतम मूल्य लेगा.

यह ध्यान में रखते हुए कि सिस्टम का अनुकूलन एक बहुत ही महत्वपूर्ण और गंभीर समस्या है, कुछ अनुकूलन अवधारणाओं पर ध्यान देने की सलाह दी जाती है जो बाद की प्रस्तुति में हमारे लिए उपयोगी होंगी।

अनुकूलन की बुनियादी अवधारणाएँ।

शब्द "मानदंड" ग्रीक मूल, इसका अनुवाद "आकलन का माप" के रूप में किया जा सकता है। यदि किसी अनुकूलन समस्या को किसी मानदंड का उपयोग करके हल किया जाता है, तो हम एक इष्टतम (अनुकूलन) मानदंड से निपट रहे हैं। ऊपर जिस मानदंड की चर्चा की गई है एफइष्टतम मानदंड है.

गणितीय मॉडल का उपयोग करके कुछ अनुकूलन समस्याओं को हल करते समय, चयनित इष्टतम मानदंड के अनुसार विकल्पों की तुलना करना हमेशा संभव नहीं होता है। कभी-कभी इसे स्पष्ट रूप से पहचाना नहीं जा सकता है और अन्य मापदंडों को ढूंढना आवश्यक है जो संयोगवश परिवर्तनों की विशेषता बताते हैं; कभी-कभी मूल्यांकन उस फ़ंक्शन के अनुसार किया जाता है जिसमें यह मानदंड शामिल होता है।

संचालन अनुसंधान के सिद्धांत में, वह फ़ंक्शन जिसके द्वारा गणितीय मॉडल पर किसी समाधान की इष्टतमता की डिग्री का आकलन किया जाता है, उसे मानदंड, या लक्ष्य, फ़ंक्शन कहा जाता है। मल्टीक्रिटेरिया समस्याओं को हल करते समय, पेनल्टी फ़ंक्शन विधियों का उपयोग करते समय उद्देश्य फ़ंक्शन इष्टतम मानदंड से मेल नहीं खाता है।

इष्टतम मानदंड और उद्देश्य फ़ंक्शन के बीच एक और अंतर है। इष्टतम मानदंड में गणितीय सूत्रीकरण नहीं हो सकता है, लेकिन इसमें मौखिक, सामग्री स्तर पर प्रस्तुत अवधारणाएं शामिल होती हैं। वस्तुनिष्ठ फलन का हमेशा एक गणितीय सूत्रीकरण होता है।

अस्तित्व में हो सकता है अलग-अलग मामलेइष्टतम समाधान.

1. वस्तुनिष्ठ फलन में एक या अधिक एक्स्ट्रेमा हो सकते हैं। चरम सीमा के सबसे बड़े (सबसे छोटे) को वैश्विक चरम अधिकतम (न्यूनतम) कहा जाता है। एक्स्ट्रेमा की संख्या के आधार पर, उद्देश्य कार्यों को एकल- या बहु-एक्सट्रीमल (कभी-कभी यूनी- या बहुपद) कहा जाता है।

2. उद्देश्य फलन का इष्टतम मान व्यवहार्य क्षेत्र के अंदर या उसकी सीमाओं पर प्राप्त किया जाता है। एक स्थानीय चरम सीमा जो अनुमेय क्षेत्र के किनारे पर स्थित होती है उसे सशर्त अधिकतम या न्यूनतम कहा जाता है (चित्र 1.13)।

इष्टतम मानदंडों का चयन और व्यवहार्य समाधान के क्षेत्रों का निर्माण प्रणाली के लक्ष्यों के विश्लेषण के आधार पर किया जाता है। चलिए एक उदाहरण देते हैं. जनरेटर ड्राइव (पहला लक्ष्य) के लिए एक इंजन बनाना आवश्यक है, जो दिए गए अधिकतम आयामों (तीसरा लक्ष्य) के साथ अधिकतम शक्ति (दूसरा लक्ष्य) प्रदान करता है। फिर इष्टतम मानदंड को नाममात्र मोड (इंजन की गति, यहां तक ​​कि जनरेटर रोटर गति पर) पर प्रभावी शक्ति के मूल्य के रूप में लिया जा सकता है, और अनुमेय समाधान की सीमा इंजन की गति और डिज़ाइन आयामों पर प्रतिबंध द्वारा निर्धारित की जाएगी।

किसी सिस्टम को अनुकूलित करते समय कई लक्ष्यों के अस्तित्व के कारण, इष्टतम का मूल्यांकन करने के लिए कई मानदंडों का उपयोग किया जा सकता है। इस सेट के प्रतिनिधियों को निजी या स्थानीय मानदंड कहा जाता है।

यदि किसी सिस्टम का अनुकूलन एक ही मानदंड के अनुसार किया जाता है, जो इसके मुख्य (सुपरसिस्टम के दृष्टिकोण से) गुणों की विशेषता बताता है, तो ऐसे मानदंड को कहा जाता हैवैश्विक .

यदि किसी तकनीकी प्रणाली को अनुकूलित करने की प्रक्रिया में ऐसे मानदंड शामिल हैं जो पदानुक्रम के विभिन्न स्तरों से संबंधित उप-प्रणालियों के गुणों का मूल्यांकन करते हैं, तो इन मानदंडों को कॉल करने की सलाह दी जाती हैस्थानीय , या कुल पदानुक्रम स्तर के निजी मानदंड।

इष्टतम प्रणाली.

सिस्टम के उपलब्ध सेट में से सर्वोत्तम सिस्टम की पहचान करने के लिए, एक इष्टतम मानदंड निर्दिष्ट करना और सेट में प्रत्येक सिस्टम के लिए प्राप्त उसके मूल्यों की तुलना करना आवश्यक है। . अन्य सभी चीजें समान होने पर, इष्टतम प्रणाली वह होगी जिसमें मानदंड के मूल्य का चरम मूल्य होगा . क्या ऐसी व्यवस्था सभी पहलुओं में सर्वोत्तम होगी? नहीं, क्योंकि एक मानदंड सिस्टम का पूरी तरह से वर्णन नहीं कर सकता है। चयनित मानदंड द्वारा कवर नहीं किए गए गुणों के अनुसार सिस्टम को अनुकूलित करने के लिए, अन्य इष्टतम मानदंडों को पेश करना आवश्यक है, यानी, बहु-मानदंड अनुकूलन समस्या पर आगे बढ़ें, और बाद वाले को उद्देश्यपूर्ण और स्पष्ट रूप से हल करना, एक नियम के रूप में है , असंभव।

जब कई इष्टतम मानदंड होते हैं, तो आमतौर पर ऐसा समाधान ढूंढना असंभव होता है जो एक ही समय में उन सभी को चरम सीमा प्रदान करता हो। आइए इंजन अनुकूलन के निम्नलिखित सरलीकृत उदाहरण का उपयोग करके इसे समझाएं

दो इष्टतम मानदंड.

मान लीजिए कि पहला मानदंड रेटेड मोड पर प्रभावी इंजन शक्ति है ने,दूसरा - विफलताओं के बीच इंजन का समय टी. हम करेंगेइंजन विकल्पों पर विचार करें जो केवल नाममात्र मोड पर क्रैंकशाफ्ट रोटेशन गति में भिन्न होते हैं। मान लीजिए कि इन मानदंडों में परिवर्तन की प्रकृति चित्र के समान है। 1.14, जहां चरम बिंदुओं को तारांकन द्वारा दर्शाया गया है। चित्र से यह देखा जा सकता है कि विफलताओं के बीच अधिकतम समय टी*क्रैंकशाफ्ट गति से हासिल किया गया पी1,और अधिकतम शक्ति ने- पर पी2.एक सिस्टम (यानी इंजन) के लिए सबसे अच्छा विकल्प जिसमें एक साथ टी= टी*और ने = एन*ई,हमारी समस्या में, जाहिर है, यह नहीं हो सकता।

उपरोक्त उदाहरण से यह पता चलता है कि कोई भी निर्णय पसंद से होता है सबसे बढ़िया विकल्पजब इष्टतम मानदंडों की संख्या एक से अधिक होती है, तो एक नियम के रूप में, यह एक समझौता होगा। "कई संभावित प्रणालियों" की अभिव्यक्ति के पीछे इष्टतम की उपरोक्त परिभाषा में क्या छिपा है।

यदि, एकल-मानदंड समस्या में इष्टतम समाधान की खोज करते समय, चर पैरामीटर सीमा में बदल जाता है ए £ x £ बी, फिर आप इसके सभी मूल्यों को एक या दूसरे तरीके से क्रमबद्ध कर सकते हैं और इस तरह इष्टतम मानदंड का चरम पा सकते हैं. जब हम रचनात्मक विचारों के विकल्पों पर विचार करते हैं और एक ऐसी तकनीकी प्रणाली तैयार करना चाहते हैं जो उस रचनात्मक विचार के अनुसार इष्टतम हो जो इसे रेखांकित करती है, तो सैद्धांतिक रूप से हमारे पास सभी समाधानों से गुजरने का अवसर नहीं होता है, क्योंकि संकेतकों की संख्या जो इसकी विशेषता बताती है रचनात्मक विचार अनिश्चित है, और यह अंतहीन हो सकता है। यहां से यह स्पष्ट है कि एक सख्त अर्थ में एक इष्टतम प्रणाली और इसलिए एक इष्टतम आंतरिक दहन इंजन प्रणाली बनाना असंभव है।

साथ ही, पारंपरिक तरीकों से बनाए गए इंजनों और उनके सिस्टम को अन्य से अलग करने के लिए, हम एक इष्टतम इंजन (सिस्टम) कहेंगे जिस पर गुणवत्ता संकेतकों की संख्या में शामिल एक या कई मानदंडों का उपयोग करके अनुकूलन प्रक्रिया की गई थी।

इष्टतम की सापेक्षता.

उपरोक्त के संबंध में, इष्टतम समाधान की अवधारणा एक पूर्ण श्रेणी नहीं है; यह केवल अनुकूलन समस्या को सेट करते समय निर्धारित शर्तों के तहत मान्य है। सबसे पहले, इष्टतम विकल्प का चुनाव काफी हद तक इस बात पर निर्भर करता है कि इष्टतम मानदंड और प्रतिबंधों के रूप में क्या स्वीकार किया जाता है।

यह स्पष्ट होना चाहिए कि यदि किसी इंजन को प्रतिबंधों की दी गई प्रणाली के साथ अनुकूलित करते समय, इष्टतम मानदंड को प्रभावी शक्ति के रूप में लिया जाता है, तो हमें इष्टतम डिज़ाइन मापदंडों का एक सेट मिलेगा, यदि इंजन को विशिष्ट ईंधन खपत द्वारा अनुकूलित किया जाता है, तो दूसरा, और, अंत में, यदि इंजन कर्षण गुणों द्वारा अनुकूलित है, - तीसरा।

चलिए एक उदाहरण देते हैं. मान लीजिए कि किसी दी गई शक्ति के डीजल इंजन को अनुकूलित करने की समस्या को स्थापित करते समय, संसाधन का निर्दिष्ट सीमा मान प्रमुख नवीकरण आर= 5000 एच. यह संभावना है कि इंजन अनुकूलन ऑपरेशन के परिणामस्वरूप हमारे पास एक हाई-स्पीड इंजन डिज़ाइन होगा। यदि, अन्य चीजें समान हों, तो हम सीमित संसाधन का मूल्य निर्धारित करते हैं आर= 100,000 घंटे, तो हम एक इष्टतम कम गति वाला इंजन प्राप्त करेंगे या हम पाएंगे कि उत्पन्न समस्या का कोई समाधान नहीं है (यदि इंजन के आयाम और वजन पर कोई सीमा है)।

बहुमापदंड समस्याओं में, इष्टतम समाधान चुनने के परिणाम अभी भी हैं एक बड़ी हद तकसमस्या के निरूपण पर निर्भर करें, क्योंकि इष्टतम समाधानों के चयन के लिए एक नियम को अतिरिक्त रूप से निर्दिष्ट करना आवश्यक है - इष्टतम का सिद्धांत।

ऊपर से यह निष्कर्ष निकलता है कि कोई भी अनुकूलन सापेक्ष है, और "इष्टतम प्रणाली" शब्द का उपयोग करते समय, यह निर्धारित करना आवश्यक है कि किन परिस्थितियों में इष्टतम सुनिश्चित किया जाता है.

मॉडल वर्गीकरण.

मोडलिंगवैज्ञानिक और तकनीकी ज्ञान का एक शक्तिशाली साधन है, जिसके दौरान स्वयं वस्तु का अध्ययन नहीं किया जाता है, बल्कि कुछ मध्यवर्ती प्रणाली (प्राकृतिक या कृत्रिम) कार्यों के आधार पर शोधकर्ता के लिए आवश्यक पहलू में संज्ञेय वस्तु के बारे में जानकारी प्रदान करने में सक्षम होती है। वह उसका सामना करें .

मॉडलिंग तकनीक में इतनी गहराई से अंतर्निहित हो गई है कि हम अक्सर ध्यान ही नहीं देते कि हम मॉडलों के साथ काम कर रहे हैं। वर्तमान में, कोई भी तकनीकी वस्तु, धातु में सन्निहित होने से पहले, मॉडल अस्तित्व के चरणों से गुजरती है:

चित्र, गणना, मॉक-अप, पायलट स्थापना, आदि।

और वास्तव में, यह वह वस्तु नहीं है जिसे डिज़ाइन किया गया है, बल्कि उसके मॉडल, जिन्हें उचित परिवर्तनों के बाद, एक वस्तु के रूप में कार्यान्वित किया जाता है।

हम एक तकनीकी सिस्टम के मॉडल से समझेंगे एइसका विवरण, किसी भाषा, या अन्य तकनीकी प्रणाली में संकलित में,सिस्टम को बदलने में सक्षम एइसके डिज़ाइन, अनुसंधान या प्रबंधन के दौरान किसी न किसी पहलू में.

किसी भी प्रणाली को अनंत तरीकों से मॉडल किया जा सकता है। यह सेट परिभाषित और सीमित है

सबसे पहले, सिस्टम के लक्ष्य,

दूसरे, मॉडलिंग के उद्देश्य,

तीसरा, मॉडल बनाने के लिए तकनीकी साधन, और अंत में, रचनात्मक क्षमताएँउनके निर्माता जो स्थित हैं।

मॉडलों का उपयोग करना कई कारणों से सुविधाजनक है:

1) मॉडल को संभालना आसान है;

2) अक्सर हम मूल मॉडल की तुलना में मॉडल के बारे में अधिक जान सकते हैं;

3) मॉडल आपको उन चरम स्थितियों का अंदाजा लगाने की अनुमति देता है जिनमें उपकरण या मानव जीवन को खतरे के बिना सिस्टम खुद को पा सकता है;

4) मॉडल आमतौर पर मूल की तुलना में बहुत सस्ता होता है, और इसके उपयोग से समय की बचत होती है।

आज हम निश्चित रूप से कह सकते हैं कि मॉडलिंग के व्यापक उपयोग के बिना एक व्यवस्थित दृष्टिकोण असंभव है। मॉडल मुख्य रूप से ऐसे कार्य करने के लिए आवश्यक हैं जैसे सिस्टम के कामकाज के नियमों का अध्ययन करना, बाहरी वातावरण के साथ उनके संबंधों को ध्यान में रखना;

दी गई स्थितियों में सिस्टम के व्यवहार या उनके गुणों की भविष्यवाणी करना और रुचि की स्थितियों की भविष्यवाणी करना;

सिस्टम संचालन के मापदंडों और विशेषताओं का चयन और अनुकूलन;

सिस्टम के डिजाइन, उत्पादन और संचालन का प्रबंधन।

मॉडलिंग का उपयोग करके हल की जा सकने वाली शोध समस्याओं को चार समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

विश्लेषण की प्रत्यक्ष समस्याएं, जिसमें किसी दी गई संरचना और गुणों वाले सिस्टम की उस पर होने वाली कार्रवाई की प्रतिक्रिया निर्धारित की जाती है;

विश्लेषण की उलटी समस्याएं, जिसमें एक ज्ञात संरचना और गुणों वाले सिस्टम की ज्ञात प्रतिक्रिया के आधार पर, इस प्रतिक्रिया का कारण बनने वाली गड़बड़ी निर्धारित की जाती है;

संश्लेषण समस्याएं, सिस्टम की संरचना और उसके मापदंडों को खोजने की आवश्यकता होती है जो निर्दिष्ट गुण प्रदान करते हैं;

आगमनात्मक समस्याएं, जिनका समाधान परिकल्पनाओं का परीक्षण करने, सिस्टम विवरणों को स्पष्ट करने, पहचानने के लिए आवश्यक है कुछ गुणसिस्टम.

सभी मॉडलों को अमूर्त और भौतिक में विभाजित किया जा सकता है। अमूर्त हम उन मॉडलों को कॉल करेंगे जो विवरण हैं, और तकनीकी, साइबरनेटिक या संयुक्त प्रणालियों के रूप में कार्यान्वित मॉडल,- सामग्री .

सार मॉडल सूचना प्रणाली हैं; वे सामग्री भंडारण मीडिया के बिना अस्तित्व में नहीं रह सकते. सार मॉडल में शामिल हैं: मौखिक मॉडल (उदाहरण के लिए, इंजन डिजाइन का विवरण, ऑपरेटिंग निर्देश), ग्राफिकल मॉडल (ड्राइंग) और, अंत में, गणितीय मॉडल, जो मुख्य रूप से विवरण उद्देश्यों के लिए गणितीय प्रतीक भाषाओं का उपयोग करते हैं।

दूसरी ओर, सिस्टम के अमूर्त मॉडल और सिस्टम पर संचालन के अमूर्त मॉडल हैं। हम बाद वाले को बुलाएंगे ऑपरेटिंग मॉडल, वे अमूर्त और भौतिक दोनों मॉडलों पर किए गए विभिन्न ऑपरेशनों को करने का काम करते हैं.

किसी मॉडल पर किए गए ऑपरेशन को मॉडल ही माना जा सकता है, यदि ऑपरेटिंग मॉडल को एक जटिल सुपरसिस्टम के कामकाज के मॉडल के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, जिसमें वह सिस्टम शामिल है जिस पर ऑपरेशन किया जाता है और वह सिस्टम जो ऑपरेशन करता है, - एक व्यक्ति, एक कंप्यूटर या एक मानव-मशीन प्रणाली।

सामग्री मॉडल भौतिक और एनालॉग में विभाजित हैं।

भौतिक मॉडलप्रक्रियाओं की भौतिक प्रकृति मॉडल की जा रही प्रणाली के समान ही होती है . में एनालॉग मॉडल सिम्युलेटेड सिस्टम में होने वाली वास्तविक प्रक्रियाओं को एक अलग भौतिक प्रकृति की प्रक्रियाओं द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जिनमें वास्तविक प्रक्रियाओं के साथ सामान्य पैटर्न होते हैं .

एक तकनीकी वस्तु वास्तव में मौजूदा उपकरण, विधि या सामग्री है जो मनुष्य द्वारा बनाई गई है और कुछ जरूरतों को पूरा करने के लिए डिज़ाइन की गई है।

सभी तकनीकी वस्तुओं में ऐसे तत्व शामिल होते हैं जो संपूर्ण के अविभाज्य भाग होते हैं। यदि किसी तकनीकी वस्तु के एक तत्व की कार्यप्रणाली दूसरे तत्व की कार्यप्रणाली को प्रभावित करती है, तो ऐसी तकनीकी वस्तुओं (इकाइयों के विपरीत) को आमतौर पर तकनीकी प्रणाली (टीएस) कहा जाता है।

एक तकनीकी प्रणाली एक तकनीकी वस्तु के परस्पर जुड़े तत्वों का एक समूह है, जो एक विशिष्ट कार्य करने के लिए संयुक्त होती है, जबकि इसमें ऐसे गुण होते हैं जिन्हें व्यक्तिगत तत्वों के गुणों के योग तक कम नहीं किया जा सकता है।

तकनीकी प्रणालियों के प्रकार.

तकनीकी प्रणाली बनाने वाले तत्व समग्र के केवल अपेक्षाकृत अविभाज्य भाग हैं। उदाहरण के लिए, एक वुडवर्किंग मशीन में कई जटिल भाग शामिल होते हैं: एक फ्रेम, मुख्य आंदोलन, फीडिंग, बेसिंग, समायोजन, समायोजन, नियंत्रण और ड्राइव तंत्र। साथ ही, बड़ी संख्या में विभिन्न मशीनों वाली "वुडवर्किंग शॉप" प्रणाली में, एक अलग मशीन को एक तत्व माना जा सकता है, यानी एक अविभाज्य संपूर्ण। इस संबंध में, "मशीन" प्रणाली के संबंध में, "लकड़ी की दुकान" कहा जाता है सुपरसिस्टम, और मशीन के ऊपर सूचीबद्ध हिस्से हैं उपप्रणाली।किसी भी सिस्टम के लिए, एक सबसिस्टम और एक सुपरसिस्टम को प्रतिष्ठित किया जा सकता है। सिस्टम के लिए "मशीन की मुख्य गति का तंत्र", असर आवास, शाफ्ट और काटने के उपकरण के हिस्से उपप्रणाली होंगे, और मशीन एक सुपरसिस्टम होगी। कुछ प्रणालियाँ किसी दी गई प्रणाली के संबंध में विपरीत कार्य करती हैं। इन्हें एंटीसिस्टम कहा जाता है. उदाहरण के लिए, एक सतही जहाज और एक पनडुब्बी, एक इंजन और एक ब्रेक, ऐसी वस्तुएं हैं जो विपरीत दिशा में कार्य करती हैं।

तकनीकी प्रणालियों का आदर्श.

तकनीकी प्रणालियाँ प्रगतिशील विकास के नियम के अनुसार विकसित होती हैं। इसका मतलब यह है कि प्रत्येक पीढ़ी की प्रणाली में, विकास मानदंडों में तब तक सुधार किया जाता है जब तक कि वे वैश्विक चरम सीमा तक नहीं पहुंच जाते। प्रत्येक तकनीकी प्रणाली अपने आदर्श के लिए प्रयास करती है जब उसके वजन, आयतन, क्षेत्र आदि के पैरामीटर सही होते हैं। चरम सीमा पर पहुंच रहे हैं. एक आदर्श तकनीकी प्रणाली वह है जो अस्तित्व में प्रतीत नहीं होती है, और इसके कार्य अपने आप पूर्ण रूप से निष्पादित होते हैं। आदर्शता कानून मूल्यवान है क्योंकि यह बताता है कि एक प्रभावी तकनीकी प्रणाली किस दिशा में विकसित होनी चाहिए। यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि कोई प्रणाली तभी आदर्श होती है जब उसमें एक या अधिक हों निम्नलिखित गुण:

1. सिस्टम के आयाम संसाधित या परिवहन की जा रही वस्तु के आयामों के करीब आते हैं या मेल खाते हैं, और सिस्टम का द्रव्यमान वस्तु के द्रव्यमान से बहुत कम होता है। उदाहरण के लिए, प्राचीन काल में थोक सामग्रियों को मिट्टी के बर्तनों में संग्रहीत और परिवहन किया जाता था, अब थैलों में।

2. किसी तकनीकी प्रणाली या उसके मुख्य कार्यात्मक तत्वों का द्रव्यमान और आयाम शून्य के करीब पहुंचना चाहिए, और चरम स्थिति में वे शून्य के बराबर होते हैं, जब कोई उपकरण नहीं होता है, लेकिन आवश्यक कार्य किया जाता है। उदाहरण के लिए, लकड़ी को भागों में विभाजित करने का काम आरी से किया जाता है। लेकिन अब इन उद्देश्यों के लिए लेजर सिस्टम सामने आ गए हैं। ऐसा लगता है कि कोई काटने का उपकरण नहीं है, लेकिन इसके कार्य निष्पादित होते हैं।

3. किसी वस्तु का प्रसंस्करण समय शून्य या उसके बराबर होता है (परिणाम तुरंत या तुरंत प्राप्त होता है)। इस संपत्ति को साकार करने का मुख्य तरीका प्रक्रियाओं को तेज करना, संचालन की संख्या को कम करना और उन्हें स्थान और समय में संयोजित करना है।

4. एक आदर्श प्रणाली की दक्षता एकता की ओर प्रवृत्त होती है, और ऊर्जा की खपत शून्य हो जाती है।

5. एक आदर्श प्रणाली के सभी भाग अपनी डिज़ाइन क्षमताओं की पूरी सीमा तक बिना डाउनटाइम के उपयोगी कार्य करते हैं।

6. सिस्टम अनिश्चित काल तक संचालित होता है लंबे समय तकबिना डाउनटाइम या मरम्मत के।

7. सिस्टम मानवीय हस्तक्षेप के बिना संचालित होता है।

8. एक आदर्श व्यवस्था प्रदान नहीं करती हानिकारक प्रभावलोगों और पर्यावरण पर

तकनीकी प्रणालियों का विवरण

विकास मानदंड तकनीकी वस्तुएं

तकनीकी वस्तुओं, तकनीकी प्रणालियों और प्रौद्योगिकियों की अवधारणा

मानव रचनात्मक आविष्कारशील गतिविधि अक्सर नए लोगों के विकास में प्रकट होती है, जो डिजाइन में अधिक उन्नत और संचालन में अधिक कुशल होती हैं। तकनीकी वस्तुएं(के लिए और प्रौद्योगिकियोंउनका निर्माण.

आधिकारिक पेटेंट साहित्य में, "तकनीकी वस्तु" और "प्रौद्योगिकी" शब्दों को क्रमशः "डिवाइस" और "विधि" नाम प्राप्त हुए।

शब्द "एक वस्तु"किसी ऐसी चीज को दर्शाता है जिसके साथ एक व्यक्ति (विषय) अपनी संज्ञानात्मक या वस्तुनिष्ठ-व्यावहारिक गतिविधियों (कंप्यूटर, कॉफी ग्राइंडर, आरा, कार, आदि) में बातचीत करता है।

"तकनीकी" शब्द का अर्थ है हम बात कर रहे हैंकिसी पारंपरिक या अमूर्त वस्तु के बारे में नहीं, अर्थात् " तकनीकी वस्तुएं».

तकनीकी वस्तुओं का उपयोग इसके लिए किया जाता है: 1) निर्माण के दौरान श्रम की वस्तुओं (धातु, लकड़ी, तेल, आदि) पर प्रभाव भौतिक संपत्ति; 2) ऊर्जा प्राप्त करना, संचारित करना और परिवर्तित करना; 3) प्रकृति और समाज के विकास के नियमों पर शोध; 4) सूचना का संग्रह, भंडारण, प्रसंस्करण और प्रसारण; 5) प्रबंध तकनीकी प्रक्रियाएं; 6) पूर्व निर्धारित गुणों वाली सामग्री बनाना; 7) आंदोलन और संचार; 8) उपभोक्ता और सांस्कृतिक सेवाएँ; 9) देश की रक्षा क्षमता सुनिश्चित करना आदि।

तकनीकी वस्तु एक व्यापक अवधारणा है। यह अंतरिक्ष यानऔर एक लोहा, एक कंप्यूटर और एक जूता, एक टेलीविजन टॉवर और एक बगीचे का फावड़ा। अस्तित्व प्राथमिक रखरखाव, जिसमें केवल एक सामग्री (संरचनात्मक) तत्व शामिल है। उदाहरण के लिए, एक कच्चा लोहा डम्बल, एक बड़ा चम्मच, एक धातु वॉशर।

"तकनीकी वस्तु" की अवधारणा के साथ-साथ "तकनीकी प्रणाली" शब्द का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

तकनीकी प्रणाली (टीएस) -यह एक निश्चित सेटवे तत्व जो व्यवस्थित रूप से परस्पर जुड़े हुए हैं, कुछ आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, कुछ उपयोगी कार्य करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

किसी भी तकनीकी प्रणाली में कई संरचनात्मक तत्व (लिंक, ब्लॉक, इकाइयां, असेंबली) होते हैं, जिन्हें सबसिस्टम कहा जाता है, जिनकी संख्या एन के बराबर हो सकती है। साथ ही, अधिकांश तकनीकी प्रणालियों में सुपरसिस्टम भी होते हैं - उच्चतर तकनीकी वस्तुएं संरचनात्मक स्तर, जिसमें वे कार्यात्मक तत्वों के रूप में शामिल थे। एक सुपरसिस्टम में दो से लेकर एम तक तकनीकी प्रणालियाँ शामिल हो सकती हैं (चित्र 2.1.)।

तकनीकी वस्तुएँ (सिस्टम) पदार्थ (जीवित और निर्जीव वस्तुएँ), ऊर्जा या सूचना संकेतों को बदलने के लिए कुछ कार्य (संचालन) करती हैं। अंतर्गत तकनीकीउपयुक्त तकनीकी प्रणालियों का उपयोग करके पदार्थ, ऊर्जा या सूचना संकेतों को किसी प्रारंभिक अवस्था से दी गई अंतिम अवस्था में परिवर्तित करने की एक विधि, विधि या कार्यक्रम का अर्थ है।

कोई भी TO पर्यावरण के साथ एक निश्चित अंतःक्रिया में होता है। आसपास के जीवित और निर्जीव वातावरण के साथ टीओ की अंतःक्रिया विभिन्न संचार चैनलों के माध्यम से हो सकती है, जिन्हें उपयोगी रूप से विभाजित किया गया है दो समूह(चित्र 2.2.).

पहला समूहइसमें पदार्थ के प्रवाह, ऊर्जा और संचारित सूचना संकेतों को शामिल किया गया है पर्यावरणकौन, दूसरा समूह -रखरखाव सुविधा से पर्यावरण में संचारित प्रवाह।

एटी - कार्यात्मक रूप से निर्धारित (या नियंत्रण) इनपुट प्रभाव, कार्यान्वित किए जा रहे भौतिक संचालन में इनपुट प्रवाह;

और सी - मजबूर (या परेशान करने वाला) इनपुट प्रभाव: तापमान, आर्द्रता, धूल, आदि;

एस टी - कार्यात्मक रूप से निर्धारित (या विनियमित, नियंत्रित) आउटपुट प्रभाव, वस्तु में लागू भौतिक संचालन के आउटपुट प्रवाह;

सी में - विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, जल प्रदूषण, वातावरण, आदि के रूप में मजबूर (परेशान करने वाला) आउटपुट प्रभाव।

रखरखाव विकास मानदंड सबसे महत्वपूर्ण गुणवत्ता मानदंड (संकेतक) हैं और इसलिए रखरखाव की गुणवत्ता का आकलन करते समय इसका उपयोग किया जाता है।

नए उत्पादों के विकास में विकास मानदंड की भूमिका विशेष रूप से महत्वपूर्ण होती है, जब डिजाइनर और आविष्कारक अपनी खोज में सर्वोत्तम विश्व उपलब्धियों के स्तर को पार करने का प्रयास करते हैं, या जब उद्यम इस स्तर के तैयार उत्पादों को खरीदना चाहते हैं। ऐसी समस्याओं को हल करने के लिए, विकास मानदंड एक कम्पास की भूमिका निभाते हैं, जो उत्पादों और प्रौद्योगिकियों के प्रगतिशील विकास की दिशा का संकेत देता है।

किसी भी तकनीकी उपकरण में एक नहीं, बल्कि कई विकास मानदंड होते हैं, इसलिए, प्रत्येक नई पीढ़ी के तकनीकी उपकरण विकसित करते समय, वे दूसरों को खराब किए बिना कुछ मानदंडों में यथासंभव सुधार करने का प्रयास करते हैं।

तकनीकी विकास मानदंडों के पूरे सेट को आमतौर पर चार वर्गों में विभाजित किया जाता है (चित्र 3.3.):

· कार्यात्मक,वस्तु के कार्य के कार्यान्वयन के लक्षण वर्णन संकेतक;

· तकनीकी, विनिर्माण की संभावना और जटिलता को दर्शाता है;

· आर्थिक, विचारित TO का उपयोग करके फ़ंक्शन को लागू करने की आर्थिक व्यवहार्यता का निर्धारण करना;

· मानव विज्ञान, उसके द्वारा बनाए गए उपकरणों से किसी व्यक्ति पर नकारात्मक और सकारात्मक कारकों के प्रभाव के आकलन से संबंधित है।

एक एकल मानदंड विकसित तकनीकी उपकरणों की प्रभावशीलता या इसके निर्माण की प्रक्रिया की प्रभावशीलता को पूरी तरह से चित्रित नहीं कर सकता है। इसके आधार पर, एक नया तकनीकी उपकरण बनाना शुरू करते समय, डेवलपर्स तकनीकी वस्तु और इसके निर्माण की प्रक्रिया दोनों के लिए मानदंड (गुणवत्ता संकेतक) का एक सेट बनाते हैं। मापदण्डों के चयन तथा महत्व की मात्रा को पहचानने की प्रक्रिया कहलाती है चयन रणनीति.

उसी समय, मानदंडों का सेट GOST द्वारा विनियमित होता है। गुणवत्ता संकेतक 10 समूहों में विभाजित:

1. नियुक्तियाँ;

2. विश्वसनीयता;

3. सामग्री और ऊर्जा का किफायती उपयोग;

4. एर्गोनोमिक और सौंदर्य संकेतक;

5. विनिर्माण क्षमता के संकेतक;

6. मानकीकरण संकेतक;

7. एकीकरण संकेतक;

8. सुरक्षा संकेतक;

9. पेटेंट और कानूनी संकेतक;

10. आर्थिक संकेतक.

प्रत्येक तकनीकी वस्तु (सिस्टम) को उन विवरणों द्वारा दर्शाया जा सकता है जिनमें पदानुक्रमित अधीनता होती है।

आवश्यकता (फ़ंक्शन ).

अंतर्गत ज़रूरतकिसी व्यक्ति की पदार्थ, ऊर्जा, सूचना के परिवर्तन, परिवहन या भंडारण की प्रक्रिया में एक निश्चित परिणाम प्राप्त करने की इच्छा को संदर्भित करता है। पी की जरूरतों के विवरण में जानकारी होनी चाहिए:

डी - एक ऐसी कार्रवाई के बारे में जो रुचि की आवश्यकता की संतुष्टि की ओर ले जाती है;

जी - तकनीकी प्रसंस्करण की वस्तु या विषय के बारे में जिस पर कार्रवाई डी निर्देशित है;

एन - उन शर्तों या प्रतिबंधों की उपस्थिति के बारे में जिनके तहत यह कार्रवाई लागू की जाती है।