 |
Функционально – физический анализ технических объектов(ФФА).
|
|
|
|
Является частью более общего функционально-стоимостного анализа. Целью ФФА является углублённое изучение конструкций и структуры ТО который требуется усовершенствовать.
При таком изучении в первую очередь необходимо понять и уточнить следующее:
— какие функции выполняет каждый элемент ТО и как элементы функционально связаны между собой;
— какие физические операции (преобразования) выполняет каждый элемент ТО и как элементы функционально связаны между собой;
— на основе каких физико-технических эффектов работает каждый элемент ТО и как они взаимосвязаны между собой.
При выполнении этих вопросов появляется четкое и цельное представление об устройстве ТО с функциональной и физической точек зрения.
Анализ ТО выполняют в следующей последовательности:
1. Построение конструктивной функциональной структуры (ФС).
Любой ТО можно разделить на несколько элементов каждый из которых имеет вполне определенную функцию по обеспечению работы ТО или его элементов.
Предельное разделение ТО возможно до неделимых элементов с минимальным числом функции. Среди всех элементов особое внимание уделяется главным элементам (обозначается Е0). Элементы ТО обозначаются Е0,Е1,... ЕN.
В качестве примера рассмотрим конструкцию бытовой электроплитки, представленную на рис.2.3.
 |
Рис.2.3. Конструкция бытовой электроплитки.
Анализ функций электроплитки представляется в виде таблицы 2.2.
Таблица 2.2.
| Обозначения | Наименование | Обозначение | Описание |
| Е0 | Спираль | Ф0 | Нагревает емкость с жидкостью (V2) до кипения. |
| Е1 | Провод | Ф1 | Проводит ток от электросети (V1) до спирали (Е0) |
| Е2 | Разъем | Ф2 | Соединяет и разъединяет провод (Е1) с электросетью (V1). |
| Е3 | Огнеупорный элемент | Ф3’ Ф3’’ Ф3’’’ | Уменьшает тепловое воздействие спирали (Е0) на стол (V3). Поддерживает спираль (Е0) в заданном положении. Изолирует спираль (Е0). |
| Е4 | Корпус | Ф4 | Передает воздействие массы емкости с жидкостью (V2) на стол (V3). |
|
|
|
Конструктивная ФС представляет собой ориентированный граф, вершинами которого являются наименования элементов ТО и объектов ОС, а ребрами — функции элементов. Конструктивная ФС бытовой электроплитки представлена на рис. 2.4.
Аналогично анализу функций ТО может быть проведен анализ технологических процессов. При этом для технологических процессов ФС представляет собой граф вершинами которого являются обрабатываемые объекты Е, а ребрами элементарные операции Ф с указанием режимов обработки.
2. Построения потоковой функциональной структуры.
Взаимосвязанный набор физических операций (ФО), реализующих один определенный поток преобразований вещества, энергии или сигналов, либо несколько взаимосвязанных потоков будем называть потоковой функциональной структурой.
Потоковая ФС представляет собой граф, вершинами которого являются наименования элементов ТО или наименования операций Колера Е, а ребрами - входные АТ и выходные СТ потоки (факторы).
Различают две разновидности потоковой ФС: конкретизированная потоковая ФС, у которой в вершинах графа указаны наименования элементов; абстрагированная потоковая ФС, у которой в вершинах графа указаны наименования операций Колера. Конкретизированная потоковая ФС бытовой электроплитки представлена на рис.2.5.
Список операций Колера представлен ниже в табл. 2.2.. Потоковая абстрагированная ФС бытовой электроплитки представлена на рис.2.6. В табл. 2.2., GA,GB – два качественно отличающиеся вида энергии, вещества или сигнала, имеющих различные свойства, измеряемые различными величинами.
|
|
|
Список операций Коллера
Таблица 2.2.
| № п/п | Наименование прямой операции | Обобщенная структурная формула | Наименование обратной операции Колера | Обобщенная структурная формула |
   1
| Излучение | GA | Поглощение | GA |
 2
| Проводимость | GA®GB | Изолирование | GA® |
  3
| Сбор | GA* ® GA | Рассеяние | GA®G |
 4
| Проведение | GA®GA | Непроведение | GA GA |
| Преобразование | GA®GB | Обратное преобразование | GB®GA | |
| Увеличение | GA1<GA2 | Уменьшение | GA1>GA2 | |
  7
| Изменение направления | GA GA | Изменение направления | GA GA |
  8
| Выравнивание | GA®GA | Колебания | GA®GA |
  9
| Связь | GA GA | Прерывание | GA GA |
 10
| Соединение | GA+GB > GAB | Разъединение | GAB <GA+GB |
  11
| Объединение | GA1+GA2 > GA1+A2 | Разделение | GA1+A2 <GA1 + GA2 |
  12
| Накопление | GA® | Выдача | ®GA |
| Отображение | GA®GB | Обратное отображение | GB®GA | |
  14
| Фиксирование | GA® GA | Разфиксирование | GA ®GA |
GA1,GA2 – два количественно отличающихся состояния энергии, вещества или сигнала, измеряемые одной и той же физической величиной. GAB – энергия, вещество или сигнал, представляющие собой композицию из двух разнородных компонентов GA,GB имеющих качественное различие,GA1+A2 – энергия, вещество или сигнал представляющие собой композицию из двух разнородных компонентов GA1, GA2 различающихся количественно.
3. Описания физического принципа действия (ФПД).
Элементарная физическая операция может быть реализована с помощью одного физико-технического эффекта (ФТЭ).
Построение ФПД производит по потоковой абстрагированной ФС.
В вершинах графа указывают физические объекты и по возможности ФТЭ. Ребра – виды энергии, информации или вещества. Граф ФПД бытовой электроплитки представлен на рис.2.7.
4.Выводы.
На этом этапе формулируют главный критерий развития и совершенствования ТО и выделяют второстепенные критерии развития ТО, на которые накладывают ограничения. Составляют список недостатков ТО и намечают пути их преодоления. Если целью анализа является разработка компьютерной системы, то составляется ее функционально- алгоритмическая структура.
Рис.2.4. Конструктивная функциональная структура.
Рис.2.5. Конкретизированная потоковая функциональная структура.
Два
проводника
|
|
|
 |
Рис.2.6. Потоковая абстрагированная функциональная структура бытовой электроплитки.
Рис.2.7. Граф физического принципа действия.
Лабораторная работа №3
|
|
|
