В сотовых телефонах частота принимаемого и передаваемого сигнала согласована с частотой приемных и передающих устройств ретрансляторов. Согласование с надсистемой (параметрическое согласование).
Пример 13.36. Автомобиль
Двигатель согласуется с рабочим органом (колесом). Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) согласуется с колесом посредством трансмиссии. Электрический двигатель согласуется с колесом, тем, что он находится непосредственно в каждом из колес.
Двигатель согласуется с источником энергии. ДВС с источником жидкого топлива, электродвигатель с источником электрической энергии.
Все элементы согласуются с системой управления.
Согласуются все связи между элементами.
13.5.4. Функционально-структурное согласование
Функционально-структурное согласование это соответствие структуры системы ее функциям, т. е. согласование структуры и функций.
Пример 13.37.Телефон
Функция передача звуковой информации согласуется с микрофоном.
Функция прием звуковой информации согласуется с наушником.
Функция преобразования звукового сигнала в электрический осуществляется (согласуется) микрофоном. Функция преобразования электрического сигнала в звуковой осуществляется (согласуется) наушником.
Пример 13.38. Автомобиль
Функция перемещения согласуется с колесом.
Функция вращения колеса согласуется двигателем при использовании ДВС посредством трансмиссии, а электродвигателя непосредственно с колесом.
13.5.5. Параметрическое согласование
Параметрическое согласование это согласование всех параметров системы между собой.
Пример 13.39.Телефон
Частоты принимаемых и передаваемых сигналов согласуются с ретрансляционными станциями. Напряжение, поступающее от источника питания (аккумулятора) согласуется каждым из элементов, куду поступает эта энергия и т. д.
Пример 13.40. Автомобиль
В автомобиле согласуется много различных параметров (габаритно-весовые, скорость вращения двигателя, параметры топлива, присадок и смазочных материалов и т. д.).
13.6. Построение новой системы
13.6.1. Общий подход
Для построения новых систем используется системный подход, включающий системный анализ и системный синтез (п. 1.7.2, книга 1).
Системный анализ имеет два направления:
1. Выявление принципа действия, главной функции и потребности исследуемой системы;
2. Выявление недостатков (п. 1.7.3, книга 1).
Новую систему можно строить для существующих или альтернативных принципов действия, функций и потребностей.
Альтернативные принципы действия можно найти, используя различные виды эффектов и трансфер технологий. Альтернативные функции можно выявить, применяя закономерности изменения функций (глава 12, книга 2). Альтернативные потребности можно выявить, используя закономерности развития потребностей (глава 11, книга 2).
13.6.2. Последовательность построения новой системы
1. Анализ существующих систем
1.1. Бенчмаркинг;
1.2. Анализ выявления недостатков.
2. Определение потребности, которую необходимо удовлетворить.
3. Выбор главной функции, способной удовлетворить выбранную потребность.
4. Выбор принципа действия, способного наилучшим образом выполнить главную функцию.
5. Выбор вида рабочего органа, способного наилучшим образом выполнять принцип действия системы.
6. Выбор источника и преобразователя вещества, энергии и информации. Они должны наилучшим образом обеспечивать работоспособность системы.
7. Выбор системы управления.
8. Выбор связей. Существенным образом зависит от выбранных элементов.
Анализ существующих систем
Бенчмаркинг
Первоначально желательно проводить анализ наилучших систем на рынке (бенчмаркинг). Этот анализ проводится по определенным продуктам, параметрам этих продуктов и главным функциям продуктов. Он проводится с целью определения наивысших показателей в мире по данному продукту и по данной функции. Таким образом выявляется эталон, к которому следует стремиться или даже превысить его.
Анализ выявления недостатков
Выявление недостатков осуществляется по методике изложенной в п. 1.7.3, книга 1.
Определение потребности
1. Определение потребности, которую удовлетворяет исследуемая система, например, используя системный анализ (п. 1.7.2, книга 1).
2. Выявление альтернативных потребностей, используя закономерности развития потребностей (глава 11, книга 2).
3. Выбор наилучшей потребности. Критерии выбора определяет компания.
Выборглавной функции
1. Определение главной функции, исследуемой системы, например, используя системный анализ (п. 1.7.2, книга 1).
2. Выявление альтернативных главных функций, используя закономерности изменения функций (глава 12, книга 2).
3. Выбор наилучшей главной функции. Критерии выбора определяет компания.
Выборпринципа действия
1. Определение принципа действия, исследуемой системы, например, используя системный анализ (п. 1.7.2, книга 1).
2. Выявление альтернативных принципов действия, используя различные виды эффектов (физические, химические, биологические, геометрические и т. п.) и/или трансфер технологий.
3. Выбор наилучшего принципа действия. Критерии выбора определяет компания.
Выборвида рабочего органа
Рабочий орган должен наилучшим образом выполнить выбранный принцип действия системы.
Выбористочника и преобразователя
Источник и преобразователь вещества, энергии и информации должны наилучшим образом обеспечить работоспособность рабочего органа.
Выборсистемы управления
Система управления должна наилучшим образом создавать работоспособность всей системы.
Выборсвязей
Связи между элементами должны наилучшим образом создавать работоспособность всей системы.
13.6.3. Построение судна
Описание альтернативных способов построения судна начнем с выявления главной функции.
Главная функция судна перемещение по воде.
Ниже мы представим некоторые альтернативы исполнения рабочего органа, источника и преобразователя энергии, систем управления и корпусов.
Первоначально рассмотрим возможные виды рабочего органа. Рабочим органом любого средства передвижения, в том числе и судна, является движитель.
Движитель
На поверхности воды движитель для реакции опоры может использовать воздух, воду, их сочетание или одновременно две среды.
Первоначально рассмотрим альтернативы движителей, использующих воздух.
Пример 13.41.Движители, использующие воздух
К движителям, использующим энергию ветра, относятся: парус, крыло, вращающийся ротор и т. д. В судостроении их принято называть ветродвижителями (рис. 13.10).
Рис. 13.10. Ветродвижители9
а мягкие паруса; б полужесткие паруса; в жесткие паруса-крылья; г авторотирующий пропеллер; д вращающийся ротор, работа этого ротора основана на эффекте Магнуса
Теперь рассмотрим альтернативы движителей, использующих воду.
Пример 13.42.Движители, использующие воду
Воду для «опоры» используют следующие движители: весло, гребное колесо и гребной винт, водомет, реактивная струя (рис. 13.11).
Рис. 13.11. Движители, использующие воду
Источник и преобразователь энергии Двигатель
В качестве двигателей в судах используют: дизель, турбину, атомный реактор и значительно реже электродвигатель. Раньше использовали весла, паровой двигатель.
Пример 13.43.Двигатели
Наиболее часто встречающиеся в судостроении двигатели показаны на рис. 13.1210.
Рис. 13.12. Судовые энергетические установки:
1 низкооборотный дизель, непосредственно работающий на гребной винт; 2 дизель-редукторная установка; 3 паротурбинная установка; 4 газовая турбина; 5 атомная установка; 6 газотурбинная установка с электрической передачей на винт.
Источники энергии
Существует много различных источников энергии. В судостроении в основном используются нефтепродукты. В меньшей степени используется атомная энергия. Снова начинают использовать энергию ветра (некоторые примеры были приведены выше). Незначительно используется энергия солнца. Совсем не используется вода и движение волн.