§ 10. Понятие о прогнозировании развития технических систем Понятие критерия развития. Логистическая кривая




Скачать 70.17 Kb.
Название§ 10. Понятие о прогнозировании развития технических систем Понятие критерия развития. Логистическая кривая
Дата публикации09.09.2014
Размер70.17 Kb.
ТипДокументы
shkolnie.ru > Информатика > Документы

§ 10. Понятие о прогнозировании развития технических систем

Понятие критерия развития. Логистическая кривая
К закономерностям развития техники относят устойчивые изменения на протяжении многих поколений технических систем (ТС) какого-либо одного или нескольких агрегированных показателей качества – критерия развития. Главная закономерность развития ТС заключается в чередовании эволюционных (примеры: увеличение размера экрана ЭЛТ-телевизора во второй половине ХХ века, увеличение объёмов памяти запоминающих устройств ЭВМ в конце ХХ - начале ХХI веков) и революционных (примеры: переход на полупроводниковую элементную база ЭВМ в 70-е годы ХХ века, появление ЖК-телевизоров, лазерных носителей информации в конце ХХ века) стадий.
^ Критерий развития – параметр или агрегация параметров, определяющие качество, эффективность, эргономичность и экономические преимущества ТС. Эволюция ТС связана с улучшением критерия развития. При этом его значение изменяется в соответствии с логистической кривой (рис. 1), характерной для ТС на протяжении существования одних и тех же структурной схемы и физического принципа действия (ФПД). Иногда логистическую кривую называют S-образной.


W

Wпред.

W1



W2



t



t0

t1

t2

t3

Рис. 1 – Абстрактная логистическая кривая развития ТС
Уровень насыщения – предельное значение критерия развития (Wпред), которое обусловлено конструктивно-технологическим решением и не может быть превышено для данного уровня технологии при любых затратах и действиях (примеры: разрешающая способность растрового электронного не превышает 1 нм, предельное остаточное давление турбомолекулярного насоса не превышает 10-8 Па). Изменение критерия развития подчиняется закону

,

где W – критерий развития; t – время (иногда вместо времени аргументом являются затраты), A, B, C – коэффициенты, определяемые по статистическим данным, характеризующим развитие параметра во времени.
^ Фазы логистической кривой
1. Начальная фаза (t0 – t1)

Происходит зарождение и апробация нового технического решения, создание базовых конструкций. Характерны медленный рост функциональных параметров ТС, отказы, изменение технических решений, высокая стоимость (примеры: мобильные телефоны в 90-е годы ХХ века, персональные компьютеры в 80-е годы ХХ века).
2. Основная фаза (t1 – t2)

Происходит интенсивное развитие ТС (примеры: мобильные телефоны в 2000-е годы, электронные микроскопы и ЭЛТ-телевизоры в 70-80-е годы ХХ века). Наблюдается наибольшая скорость возрастания всех параметров. Создаются параметрические ряды данного класса ТС на основе базовых конструкций (пример: линейка мобильных телефонов).
3. Заключительная фаза (t2 – t3)

Происходит моральное старение ТС, основанной на данном физическом принципе действия (ФПД). Дальнейшие усовершенствования не дают ощутимого эффекта. В этот момент или ранее на основе прогнозов стремятся перейти либо к новым структурным схемам, либо к новым ФПД, дающим качественный скачок параметров (примеры: кассетные аудиомагнитофоны в 90-е годы ХХ века, VHS-видеомагнитофоны в начале 2000-х годов).
Физический принцип действия (ФПД) – структура объединённых и совместимых физико-технических эффектов (примеры: испарение материала электронным лучом, трение твёрдых тел, тепловое расширение твёрдых тел), обеспечивающих преобразование заданного входного воздействия в заданное выходное действие (примеры: конденсация тонких плёнок вещества, испарённого электронным лучом, торможение вращения диска колодками). В основе синтеза ФПД лежит база данных ФТЭ.
В некоторых случаях ТС, использующие различные ФПД, существуют параллельно (примеры: просвечивающие и растровые электронные микроскопы, установки фото- и электронолитографии, деревянный и автоматический карандаши).

Инженерное прогнозирование. Закон прогрессивной эволюции ТС
Инженерное прогнозирование – процесс определения научно-обоснованной информации, отражающей в виде вероятной категории потенциальные возможности развития техники.
Закономерности развития ТС дают научно-обоснованную базу для инженерного прогнозирования. Прогнозирование с использованием логистической кривой позволяет установить, насколько недоиспользованы возможности применяемых структурной схемы и ФПД. Если возможности применяемого ФПД имеют значительные резервы, то на основе прогнозирования можно сформулировать цели для улучшения интересующих главных показателей качества ТС. Если возможности применяемого ФПД практически исчерпаны, то необходимо перейти на новую структуру или новый ФПД.
^ Закон прогрессивной эволюции ТС

Для ТС одинакового назначения каждый переход от поколения к поколению вызван либо с улучшением критерия развития, либо с устранением главного недостатка или противоречия при наличии определенных технико-экономических условий.
^ Алгоритм прогрессивного развития ТС

Гипотеза о законе прогрессивной эволюции предполагает, что развитие ТС идет следующими вероятными путями исчерпания возможностей конструкции:


1 уровень улучшение параметров ТС

2 уровень улучшение структурной схемы ТС

3 уровень изменение ФПД ТС


Рис. 2 – Схема прогрессивной эволюции ТС
На уровне 1 при неизменном ФПД1 и структуре S1 пытаются улучшить значения параметров ТС Р до приближения к экстремуму Рk (рис. 3а). После исчерпания возможностей 1 уровня переходят к более рациональной структуре S2, в рамках которой также последовательно улучшают параметры до экстремума. Смена структур до Sn продолжается до тех пор, пока это повышает эффективность ТС, после чего необходим переход к новому ФПД – ФПД2 (рис. 3б). В рамках ФПД2 аналогичным образом изменяют параметры и структуры до исчерпания ресурса ФПД2 и т.д. (рис. 3в).

ФПД1

S1

S2

Sn

P1

Pk

P1

P2

Pm
а)

б)

ФПД1

ФПД2

ФПДm

S1

S2

Sq

P2

Pe







P1


в)

Рис. 3 – Схема алгоритма прогрессивного развития ТС
Из всех возможных изменений ТС в первую очередь реализуются то, которое дает либо существенное улучшение критерия развития или устранения недостатка при минимальных затратах.
^ Кривая разработки и построение кривой развития

Значение критерия развития ТС (W) в рамках одной структурной схемы обусловлено множеством его показателей качества, характеристик материалов, освоенных технологий, элементной базы, которые определяются общим требованием развития науки и техники в мире и является функцией времени (t).
.
Получаемая во времени кривая W имеет вид логистической кривой и называется кривой разработки. На рис. 4 приведены кривые развития для двух структурных схем ТС (S1 и S2). Разработка S2 начата позднее по сравнению с S1 на время τ. Уровень насыщения α2 структурной схемы S2 выше чем уровень насыщения α1 для S1, поскольку уровень располагаемой информации в момент времени t2 выше уровня чем в t1 в силу общих законов прогресса науки и техники. Огибающая семейства кривых разработки представляет собой кривую развития WR(t) ТC данного класса. Кривая используется в прогнозировании при проектировании ТС. Насыщение кривой развития заставляет переходить к разработке структурных схем на основе нового ФПД.

WR(t)


α2






W2(t)

W1(t)


α1


t


t2

t1

τ

W



Рис. 4 – Абстрактный пример построения кривой развития ТС
Инженерное прогнозирование на базе алгоритма прогрессивного развития


t


Рис. 5 – Схема перехода к новым структурным схемам ТС с использованием кривых разработки
В момент времени t0 начинают поиск новых оптимальных параметров первой структурной схемы ТС, неуклонно производя прогнозирование её развития методом экстраполяции (пунктир). На определённом этапе развития при определении того, что прогнозируемый уровень насыщения α1 ниже требуемого, принимают решения о разработке новой структурной схемы (t1), критерий развития которой выходит на уровень первой в момент времени t2. Основной смысл такого подхода к проектированию заключается в том, чтобы избегать развития структурной схемы ТС до уровня насыщения, своевременно переключаясь на разработку новых структурных схем, позволяющий достигнуть более высокого значения критерия развития.



Источники: Львов Б.Г. Основы теории технических систем: Учеб. пособие. – М.: МИЭМ, 1991. – 135 .

Похожие:

§ 10. Понятие о прогнозировании развития технических систем Понятие критерия развития. Логистическая кривая iconАнамнез понятие медицинское, в узком смысле слова обозначающее историю...
Анамнез — понятие медицинское, в узком смысле слова обозначающее историю развития болезни. А понятие «психологический анамнез» употребляется...
§ 10. Понятие о прогнозировании развития технических систем Понятие критерия развития. Логистическая кривая iconЛ. С. Выготский выдающийся отечественный психолог, основоположник...
Культура как источник развития. Учение о возрасте, его структуре и динамике. Закон метаморфозы, закон анализа развития по единицам,...
§ 10. Понятие о прогнозировании развития технических систем Понятие критерия развития. Логистическая кривая iconПлан стр. Введение Теоретические основы проблемы развития творческого...
Понятие «Творчество» определяется как деятельность, в результате которой ребенок создает новое, оригинальное, проявляя воображение,...
§ 10. Понятие о прогнозировании развития технических систем Понятие критерия развития. Логистическая кривая iconЛогистика Вопросы к контрольной работе
Определение логистики. Задачи, стоящие перед логистикой. Основные понятия: логистическая операция, логистическая функция, материальный...
§ 10. Понятие о прогнозировании развития технических систем Понятие критерия развития. Логистическая кривая iconМагистерских диссертаций
Уголовная ответственность: понятие и  перспективы развития научных представлений
§ 10. Понятие о прогнозировании развития технических систем Понятие критерия развития. Логистическая кривая iconМагистерских диссертаций
Уголовная ответственность: понятие и  перспективы развития научных представлений
§ 10. Понятие о прогнозировании развития технических систем Понятие критерия развития. Логистическая кривая iconПрограмма курса раздел I конституционное право в системе права российской...
Понятие и предмет конституционного права. Термины "конституционное право" и "государственное право". Особенности их применения на...
§ 10. Понятие о прогнозировании развития технических систем Понятие критерия развития. Логистическая кривая iconЦель: познакомить обучающихся с различными взглядами на проблему...
Образовательные: сформировать понятие жизнь и свойств живого организма; сформировать представления о происхождении жизни на Земле;...
§ 10. Понятие о прогнозировании развития технических систем Понятие критерия развития. Логистическая кривая icon1. Мировое хозяйство Понятие, субъекты и тенденции развития мирового хозяйства
Сми), попытках наднационального регулирования в рамках глобального общения (международное право)
§ 10. Понятие о прогнозировании развития технических систем Понятие критерия развития. Логистическая кривая iconМагистерских диссертаций направление 521400 (030500. 68) «юриспруденция» магистерская программа
Конституционное законодательство Российской Федерации: понятие, система, характеристика, направления развития
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
shkolnie.ru
Главная страница