Та його характеристики

Тема 1.

1. ЖИТТЄВИЙ ЦИКЛ ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ

ТА ЙОГО ХАРАКТЕРИСТИКИ

Технічні системи (ТС) створюються для задоволення певних потреб суспільства. Об'єктивно ТС притаманні такі характеристики, як:

– цілісність;

– ієрархічність структури;

– наявність зв'язків з довкіллям, у якості якого може виступати система більш високого рівня;

– взаємозв'язок елементів, що складають підсистеми;

– наявність управляючих і виконавчих органів;

– можливість зміни стану у процесі функціонування.

У процесі взаємодії ТС із довкіллям або з іншими ТС між ними у часі і просторі відбувається передача ресурсів, перерозподіл енергії й інформації. Зміни станів ТС характеризуються безліччю форм, крайніми і протилежними з яких слід вважати: розвиток (задум, створення та модернізація системи) і деградацію (знос, втрату якості, руйнування). Усі ці зміни у стані ТС, починаючи з моменту її створення (виникнення необхідності у її створенні) і закінчуючи її повним руйнуванням (утилізацією), утворюють так званий її життєвий цикл (ЖЦ), який включає у себе деяку множину різних стадій і етапів.

Етапами ЖЦ є:

1. Формування концепції створення ТС.

На цьому етапі проводиться формулювання цільової спрямованості використання ТС; здійснюються дослідження і відпрацьовування задуму майбутньої ТС; формування рівня її якості, яка повинна відповідати потребам суспільства.

2. Дослідження і проектування ТС.

Етап включає: розробку проектної і робочої документації на ТС; виготовлення та випробовування її дослідного зразка; розробка робочої конструкторської та технологічної документації для виготовлення та експлуатації системи.

3. Виготовлення ТС.

Етап включає: технологічну підготовку масового виробництва; становлення цього виробництва; формування оцінки рівня якості виготовленої продукції; підготовку виробів до транспортування і збереження.

4. Експлуатація ТС.

Етап є основним у ЖЦ системи і включає:

цільове використання ТС відповідно до її призначення;

технічне обслуговування та ремонт.

5. Утилізація ТС.

Етап знищення системи після втрати нею своїх споживчих якостей в результаті настання морального або фізичного зносу.

Для опису мінливості станів системи розглянемо докладніше основні стадії ЖЦ системи. Для цього скористаємося рис.1.1. Цей рисунок є схематичним відображенням зміни у часі рівня якості ТС на періоді її ЖЦ.

Під якістю ТС будемо розуміти сукупність її властивостей, які обумовлюють придатність системи задовольняти визначені потреби відповідно до її призначення.

Якість ТС оцінюється через сукупність показників її якості. Під показником якості розуміють кількісну характеристику однієї чи декількох властивостей системи стосовно її цільового призначення. Показники якості підрозділяють на одиничні і комплексні. Одиничний показник характеризує одну певну властивість системи. Комплексний показник є характеристикою декількох простих властивостей або однієї складної властивості. У нашому випадку якість системи будемо розглядати як інтегральний показних усіх властивостей системи: ефективності функціонального використання; пристосованості до проведення відновлювальних робіт; екологічних характеристик, тощо.

На рис.1.1 умовно рівень показника комплексної якості системи відкладається по осі ординат. Період ЖЦ системи відкладається по осі абсцис.

У загальному випадку ЖЦ системи підрозділяються на три великі стадії: розвитку (І), функціонального використання (ІІ) і утилізації (ІІІ). Кожна з цих стадій характеризується своїми визначеними етапами.

Стадія розвитку (І)

До цієї стадії включимо етапи: формування концепції створення ТС (1 – рис.1.1), дослідження і проектування ТС (2) та її виготовлення (3). Основною задачею цієї стадії ЖЦ є створення ТС з оптимальними параметрами щодо якості та ефективності свого майбутнього функціонування.

Основною характеристикою робіт на стадії І ЖЦ є:

– створення певного комплексу вимог до ТС, яка розробляється. Такі вимоги формуються відповідно до цільових функцій, які повинна виконувати система на протязі свого функціонального використання, та рівня якості виконання цих функцій. Тобто на даному етапі вже закладається деякий рівень якості майбутньої системи;

– реалізація ідей етапу 1 за допомогою інженерних рішень у ході конструювання та проектування системи. На цьому етапі ЖЦ створена концепція ТС доповнюється розробленою технічною та конструкторською документацією, що підвищує рівень якості системи;

Рис. 1.1. Діаграма ЖЦ технічної системи

– втілення результатів розробки технічної, технологічної та конструкторської документації у конкретні екземпляри ТС, які призначені до свого функціонального використання. Будемо вважати, що на цьому етапі ТС досягає максимально можливого для себе рівня якості (К1 – рис.1.1).

На цій же стадії І встановлюються два рівні якості ТС, які визначають подальший характер її ЖЦ:

– допустимий рівень її експлуатаційної якості – К2. Вважається, що зниження якості системи до такого рівня є допустимим, але її використання за межею цього рівня вже не буде приносити гарантованого виробником ефекту від експлуатації системи;

– гранично допустимий рівень експлуатаційної якості системи – К3. Зниження рівня якості системи менше, ніж К3, характеризується втратою її своїх основних функцій, відсутністю ефекту від експлуатації та можливістю виникнення небезпечних експлуатаційних ситуацій. Експлуатацію системи у таких умовах виробником категорично заборонено.

Стадія функціонального використання (ІІ)

Друга стадія ЖЦ системи являє собою, у першу чергу, процес її експлуатації, тобто використанням за своїм призначенням. На цій стадії система виконує певну корисну роботу, заради результатів якої вона створювалася. За рахунок виконання такої роботи, а також впливу на систему різноманітних факторів довкілля у ній розвиваються деградаційні процеси, які зумовлюють зниження початкового рівня К її якості. Тим самим знижуються функціональні можливості ТС і ефективність її використання (відрізок 4_1е ЖЦ – перший етап експлуатації ТС на рис.1.1). Для компенсації впливу деградаційних процесів у ТС для неї проводяться відновлювальні роботи (відрізок 4_1р – перший відновлювальний етап у ЖЦ системи на рис.1.1), результати яких підвищують рівень якості системи і, тим самим, створюють умови для її подальшого ефективного та безпечного використання. Надалі розглянемо другий цикл 4_2е експлуатації системи, на якому проаналізуємо можливі ситуації зміни стандартної циклічності етапів „експлуатація – відновлення”, про які йшла мова вище. Візьмемо на діаграмі ЖЦ системи деяку точку а і проаналізуємо декілька ситуаційних моделей, які можуть виникнути у процесі експлуатації ТС.

1. Припустимо, що у точці а система зазнає різкого зниження рівня своєї якості до деякого значення К4 (відрізок ас на рис.1.1). Ця ситуація характеризує виникнення відмови у ТС. У такому разі існують два можливі шляхи подальшого продовження ЖЦ системи:

- проведення так званого позапланового відновлення якості ТС (відрізок ск на рис.1.1), результати якого повинні вивести систему на необхідний рівень якості;

- утилізація ТС у разі визнання її позапланового відновлення економічно невигідним (відрізок се на рис.1.1).

2. Моральний знос системи, тобто невідповідність її функціональних можливостей та наявного рівня якості новим зразкам-аналогам, які з’явилися на споживчому ринку. У такому разі експлуатант системи може прийняти рішення про дострокову її утилізацію, чому на рис. 1.1 відповідає відрізок ае.

У разі відсутності виникнення у процесі функціонального використання ТС випадків, подібних вище згаданим, циклічність етапів її експлуатації та відновлення продовжується до моменту вичерпання системою її функціональних можливостей (точка b на рис.1.1). У такий момент ТС на своєму ЖЦ переходить на стадію утилізації.

Слід зазначити, що на протязі реалізації етапів експлуатації для більшості ТС проводяться заходи з поточного відновлення її якості у вигляді так званого технічного обслуговування. Такі відновлювальні роботи не передбачують замін окремих елементів системи, а включають у себе проведення операцій контролю її справності та, у разі необхідності, регулювання основних параметрів.

Таким чином можна зазначити, що стадія функціонального використання ТС є такою частиною її ЖЦ, на якій реалізується (експлуатація), підтримується (технічне обслуговування) і відновлюється (ремонт) рівень якості цієї системи. Як бачимо, на цій стадії здійснюється цілеспрямоване керування рівня якості системи за рахунок аналізу зміни її показників та підтримання їх значень у встановлених межах.

На стадії функціонального використання (як правило, на етапах ремонту) може бути проведена модернізація системи. У таких випадках у ЖЦ системи повторюються такі етапи, які були присутні на стадії її розвитку: розробка технічної документації, виготовлення дослідного зразка; розробка правил експлуатації та ремонту, тощо.

До стадії функціонального використання ТС входять також етапи (і відповідні їм періоди часу) її транспортування та збереження на складах або інших приміщеннях (на рис.1.1 не вказані).

Стадія утилізації (ІІІ)

Дана стадія передбачає реалізацію процесу знищення ТС, яка вже не відповідає (з певної точки зору) наявним існуючим вимогам щодо ефективності або безпеки свого функціонального використання. Утилізація системи є процесом, який розгорнуто у часі. Виходячи з умов екологічної безпеки та можливості вторинної переробки складників системи на процедури утилізації кожної ТС існують певні правила, які розроблено виготовлювачами цієї системи.

Таким чином, ЖЦ ТС є складною упорядкованою у часі сукупністю взаємозалежних процесів технічного, технологічного, організаційного та управлінського характеру. Однією з основних особливостей ЖЦ будь-якої системи є те, що на періоді свого існування вона постійно переходять з одного стану в інший, що характеризується зміною рівня її якості. При цьому перехід з одного стану в інший є або наслідком цілеспрямованого керування рівнем якості системи (технічне обслуговування, ремонт, модернізація), або випадковим процесом, який викликаний рядом стохастичних факторів.

Дата добавления: 2015-07-11