ЛЕКЦИЯ 5.

Противоречия, возникающие в антропогенных системах в процессе развития, разрешаются временно, на определенных этапах развития

систем конкретного класса и проявляются в дальнейшем в трансформированном виде на новом качественном уровне развития систем.

При этом противоречия, необходимые для решения на верхних уровнях системной организации, вызывают необходимость разрешения цепочки противоречий при создании системы в целом.

Поэтому, по аналогии с деревом функций систем в теории структурного синтеза вводят понятие “дерева противоречий систем”, представляющего собой противоречия между функциями, которые должны быть реализованы на различных уровнях проектирования систем, и соответствующей структурой, реализующей определенную совокупность функций. Результатом успешного разрешения противоречий является создание более совершенных систем. При этом повышение качественного уровня систем сопровождается, как правило, изменением состава базовых функций и свидетельствуют об образовании систем нового типа или класса.

Стратегия эволюционного синтеза технических систем.

Стратегия эволюционного синтеза систем (ЭСС) основана на функционально-структурном подходе к исследованию закономерностей развития и создания проблемно-ориентированных систем. И сводится к последовательным формированиям и преобразованиям моделей на различных уровнях ФСО.

Концепция ЭСС рассматривает технические системы в непрерывном развитии, что выражается в преемственности функционально-структурной организации и технической реализации систем определенного целевого назначения, в формировании систем с возможностью потенциального расширения их функциональных возможностей. Преемственность предполагает наиболее полное использование функциональных возможностей типовых элементов, выпускаемых серийно.

В ЭСС наряду с понятием функциональной структуры системы используется понятие морфологической структуры. В отличие от функциональной структуры системы, где система представляется в виде совокупности функциональных модулей и связей между ними, в основе морфологической структуры системы лежат

-2-

пространственные отношения между ее элементами (конструктивными модулями).

ЭСС не подменяет традиционных этапов и методов проектирования и создания систем, а органически объединяет их на качественно новом уровне.

Ввиду многогранности процесса проектирования и определенной направленности отдельных этапов, процесс структурного синтеза многоуровневой системы представляют в виде отдельных фаз проектирования.

Начальные фазы предполагают проведение анализа функционально-структурной организации и технической реализации систем-прототипов. При этом формируются основные противоречия системы и устанавливаются причинно-следственные связи. На последующих фазах исследуется дерево противоречий систем рассматриваемого класса и формируется дерево функций проектируемой системы. В последующем на основе дерева функций и с использованием эвристических приемов разрешения противоречий производят синтез альтернативных вариантов структуры систем на базе функциональных и конструктивных модулей. Производится их сравнение по основным технико-экономическим показателям и принимают решение о выборе окончательного варианта системы.

Схема основных фаз и этапов эволюционного синтеза систем.

1. Анализ систем - прототипов.

1.1. Выявление основных и дополнительных функций.

1.2. Построение обобщенного дерева функций.

1.3. Выявление базовых структур.

1.4. Анализ принципов технической реализации.

2. Исследование дерева противоречий системы.

2.1. Анализ “узких мест” систем - прототипов.

2.2. Выявление ограничивающих факторов.

2.3. Выявление основного противоречия системы.

2.4. Построение дерева противоречий системы.

2.5. Анализ дерева противоречий системы.

3. Формирование концепции системы.

3.1. Выявление способов преодоления противоречий системы.

3.2. Поиск альтернатив технической реализации системы.

3.3. Разработка технического задания на систему.

3.4. Определение совокупности показателей качества системы.

4. Формирование дерева функций системы.

4.1. Определение множества основных и дополнительных функций.

4.2. Определение числа уровней декомпозиции.

-3-

4.3. Декомпозиция функций системы.

4.4. Выделение набора типовых операторов.

4.5. Отображение функций i-го уровня на множество операторов.

4.6. Трансформация дерева функций.

5. Формирование функциональной структуры системы.

5.1. Анализ методов аппаратной и программной реализации.

5.2. Разработка алгоритмов функционирования системы.

5.3. Анализ связей между операторами i-го уровня. i=2 ® n

5.4. Построение временных диаграмм активности операторов i-го уровня. i=2 ® n

5.5. Определение загрузки ресурсов подсистемы.

5.6. Эквивалентные преобразования операторов уровней i=2 ® n.

5.7. Формирование функциональных модулей.

5.8. Формирование связей на уровне функциональных модулей.

5.9. Выбор базовых функциональных структур.

5.10. Выделение типовых функциональных подсистем.

6. Формирование морфологической структуры системы.

6.1. Выбор технических средств для реализации системы.

6.2. Формирование таблиц соответствия функциональных модулей.

6.3. Формирование таблиц соответствия конструктивных модулей.

6.4. Обоснование разработки оригинальных технических средств.

6.5. Преобразование элементов (подсистем) функциональной структуры.

6.6. Покрытие функциональных подсистем конструктивными модулями.

6.7. Формирование конструктивных модулей высокого уровня.

6.8. Формирование альтернативных вариантов системы.

6.9. Анализ достоверности функционирования системы.

7. Оценка показателей качества и выбор окончательного варианта системы.

7.1. Выбор стратегии сравнительного анализа вариантов системы.

7.2. Выбор методики оценки показателей качества.

7.3. Анализ показателей качества систем.

7.4. Формирование документации на систему.

Формирование, а также совершенствование структуры системы имеет итеративный характер, поэтому алгоритм синтеза должен быть построен в соответствии с принципами структурного программирования, т.е. не содержащем вложенных пересекающихся циклов.

-1-

Дата добавления: 2015-07-15