CC BY
3
УДК 338.518
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-3-216-219
ПРИМЕНИМОСТЬ ВИДОВ ТЕХНИЧЕСКОЙ СОВМЕСТИМОСТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТРУКТУРЫ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
О.В. Ермакова
Рассмотрено многообразие понятия «техническая система», признаки технических систем, виды технической совместимости. Разработана матрица применимости видов технической совместимости в зависимости от структуры технической системы.
Ключевые слова: техническая система, техническая совместимость.
В любой сфере деятельности (человек-природа, человек-техника, человек-человек) имеет место
система.
Термин «техническая система», несмотря на его широкое использование, до сих пор не имеет единого, общепринятого определения [1]. Многообразие толкований обусловлено субъективным и часто интуитивным подходом авторов.
В работе [2] автор считает, что техническая система представляет собой совокупность упоря-доченно взаимодействующих элементов, обладающую свойствами, не сводящимися к свойствам отдельных элементов, и предназначенную для выполнения определенных полезных функций.
В статье [1] Кириллов Н.П. дает следующее определение: «техническая система - это целостная совокупность конечного числа взаимосвязанных материальных объектов, имеющая последовательно взаимодействующие сенсорную и исполнительную функциональные части, модель их предопределенного поведения в пространстве равновесных устойчивых состояний и способность, при нахождении хотя бы в одном из них (целевом состоянии), самостоятельно выполнять в штатных условиях предусмотренные ее конструкцией потребительские функции».
В работе [3] автор рассматривает каждую техническую систему, как набор отдельных частей, которые представляют собой единое целое. Не любое сочетание частей обеспечивает работоспособную систему. Чтобы сделать систему работоспособной необходимо соблюдение законов организации технических систем.
В монографии [4] «техническая система — искусственно созданное материальное единство закономерно организованных в пространстве и во времени и находящихся во взаимной связи элементов, имеющих целью своего функционирования осуществление некоторой общественной потребности».
Вместе с тем, различные интерпретации понятия «техническая система» не отменяют ее главных (фундаментальных) признаков, а именно:
- функциональность,
- целостность (структура),
- организация,
- системное качество.
Отсутствие хотя бы одного признака не позволяет считать объект технической системой [2] и приводит к деградации потребительских и функциональных свойств этой системы [1].
Разнообразие, сложность, функциональность, область применения технических систем обозначили необходимость их систематизации.
В работе [5] предложена классификация технических систем по следующим признакам:
по функции (рабочему действию), например, технические системы для фиксации, придания формы, вращения, подъема;
по типу преобразования, например, технические системы для преобразования материи, энергии, информации, биологических объектов;
по принципу осуществления рабочего действия, например, технические системы, основанные на механическом, гидравлическом, пневматическом, электронном, химическом, оптическом, акустическом принципе;
по характеру функционирования, например, мощностные, скоростные, импульсные технические системы, системы для различных условий окружающей среды (например, для тропического климата) и т. п.;
по уровню сложности, например, конструктивные элементы, узлы, машины, предприятия в целом;
по способу изготовления, например, технические системы, изготовленные путем литья, ковки, штамповки, обточки;
по степени конструктивной сложности;
по форме, например, технические системы (конструктивные элементы) в виде тела вращения, плоские, сложной формы;
по материалу, например, технические системы из стали, меди, пластмассы;
по степени оригинальности конструкции, например, заимствованные, доработанные, модифицированные, оригинальные технические системы;
по типу производства, например, технические системы, изготовленные в условиях единичного, серийного или массового производства;
по названию фирмы-изготовителя, например, технические системы "Сименс", "Фиат", "ВАЗ", "BOSCH";
по месту в техническом процессе, по эксплуатационным свойствам, внешнему виду, технико-экономическим характеристикам и т. п.
Очевидно, что одна и та же техническая система может принадлежать одновременно к нескольким классам. Это возможно благодаря системному качеству, то есть появлению нового свойства, которого не было ни у одного из элементов до включения их в систему [2].
Системный принцип требует определенного подхода к описанию профиля качества технической системы. В данном случае ценность технической системы определяется не единичными показателями качества отдельных элементов, а обобщенным показателем, определяющим характеристику системы в целом.
В рамках данной статьи в качестве обобщенного показателя можно применить показатель технической совместимости (согласованности) элементов системы.
Техническая совместимость - совместимость изделий, их составных частей, конструкционных, горюче-смазочных материалов, технологических процессов изготовления и контроля [6].
ГОСТ 30709-2002 «Техническая совместимость. Термины и определения» [6] устанавливает виды технической совместимости по объектам («человек-изделие», «изделие-среда», «изделие-тара (упаковка)», «изделие -технология» и другие) и по характеристикам совместимых объектов (размерная, функциональная, электромагнитная и другие).
Особого внимания заслуживает монография А.А. Носенкова, в которой предложены классификационные группы совместимости техники [10]. Так, автор выделяет следующие группы:
1. По типу совмещаемых объектов: совместимость системы «техника-техника» (СТТ), совместимость системы «техника-человек» (СТЧ), совместимость системы «техника-природа» (СТП).
Совместимость СТТ представляет собой чисто техническую совместимость. Совместимость СТЧ следует разделить на два подвида: совместимость системы «человек-машина», которую можно назвать эргономической, и совместимость системы «техника-общество».
Совместимость системы «техника-общество» можно назвать технико-потребительской совместимостью или экологической.
2. По природной сути: физическая, химическая, математическая, психофизиологическая и организационная совместимости.
3. По совмещаемым факторам: электромагнитная, электрическая, тепловая, информационная, размерная, алгоритмическая и программная.
4. По этапам жизненного цикла: конструктивная, технологическая и эксплуатационная.
Каждый из видов совместимости для приведенной классификации носит обобщенный характер. Множества составляющих их компонентов (частных видов совместимости) являются пересекающимися.
Их можно представить в виде многоуровневой иерархической подчиненности:
С1 ^{С21, С22, ..., С2т}^ - Сг1, Сг2, ..., Сгп}, (1)
где С1 - совместимость первого, высшего порядка; C2, Сг - совместимость второго и далее порядка.
Анализ литературы [6, 7, 8, 9, 10, 12] показывает, что в настоящее время известно более 50 видов совместимости техники. Однако до сих пор они остаются неупорядоченными и, нередко, противоречивыми.
Для формирования общего подхода к выбору показателей технической совместимости элементов системы разработана матрица применимости (таблица).
При разработке матрицы были использованы основные положения, описанные в ГОСТ Р 58908.1-2020 «Промышленные системы, установки, оборудование и промышленная продукция. Принципы структурирования и коды» [11]. В соответствии с ними, структурирование технической системы должно основываться на взаимоотношениях составных частей с применением концепции аспектов представления объектов.
Аспекты действуют в качестве некоторых условных фильтров для объекта и выделяют именно ту информацию, которая имеет отношение к рассматриваемой технической системе.
Основными аспектами при структурировании технической системы являются:
- аспект функций - то, для чего предназначен объект или то, что он на самом деле делает;
- аспект продукта - по принципу осуществления рабочего действия;
- аспект сложности системы.
Учитывая, что большинство технических систем требуют наличие управляющего воздействия, дополнительно был введен аспект управления - степень участия в работе системы человека для выполнения технического процесса.
В соответствии с изложенным, по горизонтали приведены наиболее часто используемые классы технических систем (см. табл.).
По вертикали представлены наиболее часто встречающиеся виды совместимости.
В центральной части матрицы знак «+» означает применимость показателя совместимости к соответствующему классу технических систем, а знак «-» - неприменимость показателя. Знак «*» характеризует частичную применимость, знак «(+)» - применяемость указанных видов совместимости не для всех технических систем.
Представленная матрица является общей, но позволяет акцентировать внимание производителей на видах совместимостей, присущих именно их продукции.
Матрица применимости видов технической совместимости в зависимости от структуры технических систем
Ввды совместимости ТС По функин (ра5оче>л действию н По принципу" • '.'.п есгвлетош рабочего действ! я По степени конструктивной сложности По степени 1"частия человека
Ё Oi в Е i к 1 а н Прогрпм обеспечение I Б н - 3 6Г в 1 и 1 1 1 к 1 м m ! £ I - - - - J si ¡1 i s h ЧО S ? M i Я н M г jLjjj Ü E К 3 H H .—.. i В fe. s в IB S I ■! i; й " Й 1 |
Конструктивная (КС) + - + + + + + + с+) - + + + + + - - +
Механическая сшет * - + - + + - - - - - - - - - +
Тепловая (ТдО * - - + - + - - - - - - - - - - - - +
Эксплуатационная (ЭккО + - + + + + + + + - - - + + + + - - +
Размерная (&Q + - + + + + + + + - + + + + + - +
Электромагнитная (ЭМС) * * +
Энергетическая (ЭвО + - + - - * - - +
Информационная IIIC) - - + - - - + - - - - - - - - » - +
Биофизическая тш + * * - - * (-) - +
Пространственно- «щкшмюти» (ПАС) + - + + * * * + (-) + - - +
Метрологическая (МО + - - - - - - - с+) - - - - - - - - c+)
Для повышения удовлетворенности потребителя технической системы необходимым условием является комплексное обеспечение технической совместимости. Так как, низкая внутренняя совместимость составных частей технической системы приведет к ускоренному износу и повышению расходов на производство и эксплуатацию. Низкая внешняя совместимость может явиться причиной нанесения вреда окружающей среде и повышенных расходов на экологию [12].
Список литературы
1. Кириллов Н.П. Признаки класса и определение понятия «технические системы // Авиакосмическое приборостроение - 2009. № 8. С. 32-37.
2. Саламатов Ю.П. Система законов развития техники (основы теории развития технических систем). Учебное пособие. Изд. 2-е испр. и доп. Красноярск: Institute of Innovative Design, 1996. 136 с.
3. Петров В.М. Закономерности развития технических систем // Методология и методы технического творчества. Тезисы докладов и сообщений к научно-практической конференции 30 июня - 2 июля 1984. Новосибирск, 1984. С. 52-54.
4. Андрейчиков А.В. Методы и интеллектуальные системы анализа и синтеза новых технических решений: монография. М.: РИОР, 2019. 544 с.
5. Теория технических систем / В. Хубка; Перевод с нем. В. В. Ачкасова и др.; под ред. К. А. Люшинского. М.: Мир, 1987. 208 с.
6. ГОСТ 30709-2002 Техническая совместимость. Термины и определения. М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. 8 с.
7. ГОСТ 22315-77 Средства агрегатные информационно-измерительных систем. Общие положения. М.: ИПК Издательство стандартов, 1978. 10 с.
8. ГОСТ Р 59853-2021 Информационные технологии. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения. М.: ИПК Издательство стандартов, 2022. 16 с.
9. ГОСТ 30372-2017 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения. М.: ИПК Издательство стандартов, 2018. 66 с.
10. Носенков А.А. Техническая совместимость: практика, наука, проблемы: монография; Фе-дер. агентство по образованию Сиб. гос. аэрокосм. ун-т им. акад. М. Ф. Решетнева. Красноярск, 2005. 134 с.
11. ГОСТ Р 58908.1-2020 «Промышленные системы, установки, оборудование и промышленная продукция. Принципы структурирования и коды». М.: ИПК Издательство стандартов, 2021. 78 с.
12. Носенков А.А. Совместимость технических систем: учеб. пособие/ А.А. Носенков, В.И. Медведев, А.М. Муллин; Сиб. гос. аэрокосм. ун-т им. М. Ф. Решетнева. Красноярск: ИПК СФУ, 2005. 111 с.
Ермакова Ольга Владимировна, аспирант, iga.ermakva@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
APPLICABILITY OF TECHNICAL COMPATIBILITY TYPES DEPENDING ON TECHNICAL SYSTEM
STRUCTURE
O.V. Ermakova
The variety of the concept of «technical system», signs of technical systems, types of technical compatibility are considered. A matrix of applicability of types of technical compatibility has been developed depending on the structure of the technical system.
Key words: technical system, technical compatibility.
Ermakova Olga Vladimirovna, postgraduate, iga. ermakva@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State
University
УДК 338.518
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-3-219-223
ПРИМЕНЕНИЕ FMEA-АНАЛИЗА ДЛЯ ОЦЕНКИ РИСКОВ СИСТЕМЫ «МОНТАЖНЫЙ ПИСТОЛЕТ» С УЧЕТОМ ТЕХНИЧЕСКОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ
О.В. Ермакова, Д.Б. Белов, Е.В. Плахотникова
Рассмотрено применение FMEA-анализа для оценки рисков системы «Монтажный пистолет» с учетом технической совместимости элементов.
Ключевые слова: монтажный пистолет, техническая система, оценка рисков, FMEA-анализ, техническая совместимость.
Строительно-монтажный поршневой пистолет предназначен для забивки дюбелей и дюбель-винтов в железобетонные и бетонные строительные конструкции, в стальные конструкции и кирпичную кладку [1].
В качестве источника энергии используются строительные патроны, снаряженные пороховым
зарядом.
Сборочная схема пистолета представлена на рис. 1. В табл. 1 приведены наименования деталей пистолета.
Следует отметить, что строительно-монтажный поршневой пистолет - это сложная техническая система, представляющая собой совокупность следующих элементов: сам монтажный пистолет, дюбель, патрон и скрепляемый материал. Каждый из перечисленных элементов будет характеризоваться индивидуальными единичными показателями качества (показателями надежности, назначения, технологичности, экономичности и т.д.), но качество системы в целом будет определяться показателями технической совместимости элементов [2].
