Лабораторная работа на тему «Выявление атрибутов системы»

Цель выполнения лабораторной работы: научиться выявлять проявление за-кона полноты частей системы
Общие положения
Закон полноты частей технической системы.
Закон имеет следующую формулировку. Необходимыми условиями суще-ствования системы (цель существования системы — выполнение функции, для реализации которой система создана) являются:
— наличие и минимальная работоспособность основных частей системы — ра-бочего органа, трансмиссии, двигателя и системы управления;
— наличие вещественных, энергетических, информационных и на их основе функциональных связей между указанными частями системы.
Напомним система — это совокупность элементов и связей между ними, обла-дающая системным свойством, то есть свойством, отсутствующим у отдель-ных элементов системы. Например, у самолета — системное свойство летать; у телефона – системное свойство передавать звук; у швейной машинки — си-стемное свойство сшивать.
А какие еще есть характерные признаки у системы? Это Главная Полезная Функция (ГПФ): для самолета — переносить некоторые массы (людей и гру-зы) по воздуху; для телефона – передавать звук на расстояние с промежуточ-ным преобразованием в электрическую энергию; для швейной машинки — сшивать, то есть совпадает с системным свойством. В ТРИЗе выделяются еще два понятия “изделие” и “инструмент”. “Изделие” — это то, что обраба-тывает система, то есть это объект воздействия (ОВ) системы; “инструмент” — это элемент, принадлежащий системе, а именно тот, который непосредствен-но соприкасается с “изделием”, то есть — рабочий орган (РО). Для самолета: “изделие” — воздух, “инструмент” – крыло. Для телефона: “изделие” — воздух, “инструмент” – мембрана. Для швейной машинки: “изделие” — сшиваемый материал, “инструмент” — нитка. Итак, мы определились с первым элементом системы: рабочим органом. Но рабочему органу для выполнения главной по-лезной функции системы необходима энергия (например, крылу – механиче-ская), эту энергию к РО подводит трансмиссия (Тр). Трансмиссия — элемент системы, через который энергия подводится к рабочему органу. К крылу энергия подводится через корпус (фюзеляж). А откуда энергия подводится к трансмиссии? От двигателя (Дв), который преобразует энергию от источника энергии (ИЭ), в энергию, необходимую рабочему органу. Для самолёта ис-точником энергии является химическая энергия топлива. И, наконец, должен быть элемент системы, который согласовывает и управляет всеми остальны-ми элементами системы — это орган управления (ОУ). Реально это не один элемент, а несколько, так как управление необходимо и для РО, и для Тр, и
для Дв. Орган управления меняет параметры элементов, например, для само-лёта – мощность двигателя, угол атаки или форму крыла. Но органом управ-ления тоже что-то должно управлять, в противном случае система будет пол-ностью автоматическая, а таких не существует. Этим «что-то» является внешнее управление. На рис. 1 все основные элементы системы и внешнее «окружение» представлено в виде структурной схемы.
Из рисунка видно, что система передаёт энергию с необходимым преобразо-ванием от источника энергии объекту воздействия, поэтому очень важно, чтобы не нарушался её свободный проход по линии ИЭ-Дв-Тр-РО-ОВ. Орган управления меняет потоки этой энергии, усиливая или ослабляя их в разных элементах системы. Таким образом, ТС можно рассматривать как согласую-щий элемент между ИЭ и ОВ.
ИЭДвТрРООВОУВнУСистема…
Рис. 1
Рассмотрим несколько примеров. В качестве первого рассмотрим накопитель информации на жёстком диске (HDD).
Системное свойство HDD – хранить информацию. Главная Полезная Функ-ция (ГПФ): хранить информацию, а также записывать, считывать и удалять информацию по запросу. Объект воздействия (ОВ) системы: информация. Непосредственно с информацией «соприкасается» магнитный слой, поэтому рабочим органом (РО) является магнитная область на поверхности диска. Для изменения информации к магнитной области должна подводиться маг-нитная энергия, она подводится через головки чтения / записи, поэтому трансмиссия (Тр) — магнитная головка чтения / записи, точнее зазор, в кото-ром формируется магнитное поле. Но к HDD информация поступает в виде электрических сигналов, поэтому необходим элемент, в котором эти сигналы преобразуются в магнитные, то есть двигатель. Двигателем (Дв) является вся магнитная головка чтения / записи. Орган управления (ОУ), который управ-ляет скоростью записи или чтения – это контроллер.
Рассмотрим более сложный пример — информационную систему.
Название системы. “Система прогнозирования и оптимизации результатов коммерческой деятельности факультета” (далее СПОФ).
Краткое описание системы и принцип ее работы. Факультет осуществляет коммерческую деятельность, предоставляя платные образовательные услуги. Эти услуги осуществляются по нескольким направлениям: дополнительное образование, второе высшее образование, дистанционное образование и т.п. В своей деятельности факультет использует различные виды ресурсов, по-требляя разное их количество. Руководство факультета, выбрав стратегиче-ские направления деятельности, должно оптимизировать использование ре-сурсов для получения максимальной прибыли. СПОФ на основании данных о ресурсах, которыми располагает факультет, затратами на предоставление каждой услуги и прибыли от нее предлагает оптимальный план распределе-ния объема оказываемых услуг.
Опираясь на название и краткое описание системы, выявим её элементы, предварительно определив атрибуты. Системное свойство – поддержка эф-фективного управления коммерческой деятельностью факультета. Главная полезная функция – разработка оптимального плана распределения объема оказываемых услуг. Объект воздействия — руководящий состав факультета.
Результаты работы системы, необходимые объекту воздействия, предостав-ляются через специально разработанный интерфейс. Поэтому рабочим орга-ном является интерфейс системы.
Чтобы система производила оптимизационные расчеты, ей необходима ин-формация. Значит, энергия системы – информация, а источник энергии – набор статистических данных (ресурсы факультета, ограничения на них, за-траты и др.).
На основе математической модели статистические данные подвергаются об-работке и приводятся к нужному виду. Следовательно, математическая мо-дель, реализованная в виде программного кода, является двигателем систе-мы.
На основе преобразованной информации модуль-анализатор передает к ра-бочему органу соответствующие выводы, которые необходимы пользовате-лю. Трансмиссия в данном случае – модуль-анализатор.
Системой СПОФ можно управлять, воздействуя на параметры математиче-ской модели, анализатора, интерфейса системы.
Параметры управления математической модели:
— количество учитываемых ресурсов (шт.);
— ограничения на ресурсы (в ед. измерения);
— погрешность вычислений (в ед. измерения).
Параметр управления анализатора:
— способ прогнозирования (статический, динамический).
Параметры управления интерфейса системы:
— вид предоставления данных (график, таблица, текст);
— графические настройки.
Орган управления — интерфейс управления позволяет воздействовать на все эти параметры.
Главным параметром управления являются количество входных параметров и погрешность вычислений. Они позволяют воздействовать на точность про-гноза, то есть соответствие прогнозируемого результата результату фактиче-скому при заданных входных данных.
Статисти-ческиеданныеМатемати-ческаямодельАнализаторИнтерфейссистемыРуководствофакультетаИнтерфейсуправленияВнешниеуправлениеСПОФ…
Рис. 2
Ход выполнения лабораторной работы
1. Выбрать одну из систем по результатам лабораторной работы 1.
2. Выявить атрибуты выбранной системы, для этого:
— выписать название системы;
— дать определение системы (обязательно дать ссылку на литературу, откуда взято определение);
— кратко описать эту систему и принцип ее работы;
— определить ОВ, СС, ГПФ;
— определить основные части системы
3. Оформить отчёт о лабораторной работе