Функциональные составные части
#systems-engineering #system-complexity #system-components
Среда в которой функционируют системы, включает три основных сущности:
- Информация - содержание любого знания и сообщения.
- Вещество - субстанция из которой состоят все физические объекты.
- Энергия - которая приводит в работоспособное состояние и движения все активные компоненты системы.
Любая функция системы связана с целенаправленным изменение характеристик одной или нескольких указанных сущностей.
Четыре класса функциональных элементов системы:
- Сигнальные элементы, которые служат для получения и передачи информации.
- Информационные элементы, которые служат для интерпретации и упорядочения информации, а также для управления ей.
- Материальные элементы, которые служат для формирования структуры и преобразования материалов.
- Энергетические элементы, которые служат для обеспечения энергией или движущей силой.
Дабы сократить количество элементов при разделении выделяют три категории которым должны соответствовать элементы:
- Значимость. Каждый функциональный элемент должен выполнять особую и важную функцию, как правило, включающую несколько элементарных операций.
- Уникальность. Каждый функциональный элемент должен принадлежать по преимуществу к технической области отдельной инженерной дисциплины.
- Унифицированность. Функция, выполняемая элементом, должна использоваться во множестве систем.
Следует ожидать, что в большинстве элементов любых классов будут информационные и энергетические входы, помимо основных входов и выходов, определяемых функцией обработки. Например телевизор, основная функция которого преобразовывать информацию в виде радиосигнала, в телевизионное изображение и звук, сделан из определенных материалов, питается от электрической сети и управляется с помощью информационных воздействий, стимулируемых пользователем.
Таким образом мы получаем набор из 24 функциональных элементов, по пять шесть в каждом классе. Пример в таблице ниже.
| Функция класса | Функция элемента | Примеры применения |
|---|---|---|
| Обращение с сигналом - генерация, передача, распределение и прием сигналов для использования при активном или пассивном приеме и в средствах связи | Ввод сигнала Передача сигнала Преобразование сигнала Прием сигнала Обработка сигнала Формирование выходного сигнала |
Телевизионная камера Радиопередатчик с ЧМ Радиолокационная антенна Радиоприемник Устройство обработки изображений |
| Обращение с данными - анализ, интерпретация, структурирование, запрос и/или преобразование данных и информации к видам, необходимым другим системам или пользователю | Ввод данных Обработка данных Управление данными Хранение данных Вывод данных Отображение данных |
Клавиатура Процессор компьютера Операционная система Текстовый процессор Принтер |
| Обращение с веществом - формирование структурной основы или корпуса системы, а также изменение формы, состава или положения материальной субстанции | Конструкционный материал Хранение материалов Вступление материалов и реакцию Придание материалу формы Соединение материалов Контроль позиционирования |
Планер самолета Грузовой контейнер Автоклав Фрезерный станок Сварочный аппарат Сервопривод |
| Обращение с энергией - обеспечение системы энергией или движением энергии из одного вида в другой | Генерация тяги Генерация крутящего момента Генерация электричества Поддержание температуры Контроль движения |
Турбореактивный двигатель Поршневой двигатель Солнечная батарея Холодильник Автоматическая коробка передач |
Эта классификация не абсолютна, а только пример для понимания того, как строить логические основы.
По сути, воздействия, подаваемые на входы системы, преобразуются и обрабатываются взаимосвязанными функциональными элементами, так, чтобы на выходе были получены желаемые результаты.