Системный подход к процессу проектирования

Системный подход является методом комплексного изучения сложных объектов и процессов со стороны того, как они устроены, в каких отношениях и связях находятся их части, какова функция частей и объекта в целом, каков характер его взаимодействия с окружающей средой. К понятию «сложный объект» или «система» относятся объекты любой природы, которые можно условно или физически расчленить на совокупность более простых взаимосвязанных между собой частей. Отношения характеризуют связи между частями и их свойствами, посредством которых части и элементы объединяются в систему. К категории системных относятся только те объекты и процессы, которые состоят из отдельных частей и элементов, но обладают целостным характером функционирования. Системные объекты обладают новыми функциями и свойствами, которых может не быть у составляющих их элементов, так собранный из деталей автомобиль обладает функциям, которых нет, например, у колеса или двери.

Системные объекты и процессы Q описываются следующими системными характеристиками: связанными с окружающей средой H, структурой S, функцией F и набором свойств Z:

Q={H, S, F, Z}.

Системное проектирование технологических процессов особенно с использованием ЭВМ включает в себя использование двух основных принципов:

Принцип 1. Применение при проектировании технологических процессов системного подхода, который основывается на следующем:

а) технологический процесс нужно рассматривать, с одной стороны, как просто перечень отдельных его элементов (операций, переходов и т.д.), а с другой стороны, как совокупность взаимосвязанных и взаимообусловленных элементов. Т.е. необходимо говорить о структуре технологического процесса.

Структура технологического процесса – это множество его элементов и множество связей между ними.

Если - множество элементов технологического процесса, C={c₁, c₂,…,c_n} - множество связей между элементами, то S={V, C} - структура технологического процесса (рис.5.1 и 5.2);

б) процесс проектирования технологического процесса – это, с одной стороны, просто перечень отдельных его этапов (выбор заготовки, определение маршрута обработки детали и т.д.), а с другой стороны, совокупность взаимосвязанных и взаимообусловленных этапов;

в) рациональное разбиение процесса проектирования на части. Проектирование технологического процесса – сложная задача. Общепринятый подход к решению сложных задач – разбиение их на простые задачи и их решение во взаимосвязи друг с другом. «Простые» задачи при проектировании технологического процесса: выбор типа заготовки, расчет режимов резания и т.д.;

г) принятие оптимальных решений.

Принцип 2. Использование при проектировании технологических процессов рационального сочетания традиционных (иногда «ручных») методов проектирования и достижений теории множеств, теории графов, теории оптимизации и других современных системных наук, ориентированных на использование ЭВМ.

Применение принципов системного проектирования позволяет систематизировать знания в любой области, «навести в ней порядок». Рис. 5.3 (а, б) показывает, чем отличается представление знаний без использования принципов системного проектирования и с использованием этих принципов.