Классификация системы

___________________

Многообразие систем и подходов к их рассмотрению породили различные классификации, разделяющие и систематизирующие все ТО и ТС на основе определенного классификационного признака.

Классификация [37] (от лат.- classic – разряд, класс) - система соподчиненных понятий (классов объектов) какой-либо области знания или деятельности человека, используемая как средство для установления связей (сходства или различия) между этими понятиями или классами объектов.

Например, мы уже разделили все системы на естественные и искусственные (антропогенные). Классификационный признак – деление по происхождению систем.

Классификация позволяет внести упорядоченность в мир ТС, дает возможность ориентироваться в бесконечном разнообразии ТО, решать задачи проектного, конструкторского и эксплуатационного характера.

Цели и задачи, которые ставятся перед классификацией, могут быть связаны с различными сторонами жизни человека. Классификации языков – изучение и группировка языков мира по различным признакам, позволяющая вскрыть закономерности их строения, выдвигать гипотезы о происхождении и миграции народов, расшифровать «мертвые» языки и т.д. Без библиотечно-библиографической классификации было бы невозможно найти нужную книгу. Практическую значимость классификации техники в связи с развитием патентного дела отмечает – А.И. Половинкин [55] , историческим аспектом – Ю.С. Мелещенко [98] и др. Обзор других классификаций приведен в работе [98].

Наука о классификации называется систематикой, стремящейся к построению полной системы взаимосвязей элементов (объектов) техносферы с учетом ее эволюционного развития. Систематика [151] - область знания, в рамках которой решаются задачи упорядоченного определенным образом обозначения и описания всей совокупности объектов, образующих некоторую сферу реальности.

Многие термины, касающиеся закономерностей строения и развития ТС, перешли из биологии. Так, принципы систематики, заложенные ДЖ. Реем и К. Линнеем в 17-18 в.в., и сам термин используют применительно к технике многие авторы [55, 148, 16] . (Хотя некоторые официальные издания [37] приводят слово «систематика» только в биологическом аспекте).

Из биологии заимствованы понятия «эволюции» [2, 147], «жизненного цикла» [31, 52], «таксона» [55], которые будут рассмотрены позднее.

Классификация является своеобразной моделью реальности адекватно либо с определенными допущениями отражающая саму реальность. Как к любой модели к классификации предъявляется ряд требований, основными из которых можно считать следующие.

В рамках систематики ТО и ТС присваивают наименования и объединяют их в соподчиненные группы, или таксоны, на основе определенных отношений между ними.

Таксон (от греч. taxis) – расположение, строй, порядок. Термин предложен в 1813г. швейцарским ботаником О. Декандолем.

Набор таких таксонов должен быть достаточным (полнота классификации) минимально необходимым.

С одной стороны, в классификации должно хватать места всем ТС и ТО, а с другой стороны их количество в одном иерархическом уровне должно быть реально обозримым, удобным для пользователей.

Любой ТО должен занимать единственное, отведенное ему место, т.е. диагностические (классификационные) признаки должны однозначно определить его положение в классификационной системе.

На каждом иерархическом уровне может находиться несколько отличных друг от друга таксонов. Каждый таксон может содержать несколько таксономических единиц на более низком иерархическом уровне, но сам может принадлежать только одному таксону, расположенному непосредственно над ним.

И еще одно требование: классификация должна «позволять» эволюционировать ТО и ТС. Например, высшим иерархическим уровнем взаимоотношений техносферы и человека мы назвали «техносфера-популяция». По аналогии она может стать подсистемой ноосферы с учетом возможного коллапса космического пространства в связи с технической деятельностью человека.

Деление на искусственные и естественные системы следует дополнить смешанными системами. Например, система «рыболовецкое предприятие» включает промысловую акваторию, рыболовецкие суда, вспомогательное оборудование, холодильники, искусственные пруды и живого молька.

Т.е. классификацию систем по их происхождению можно представить (рис. 5.5.)

Рис. 5.5. Классификация систем по их происхождению

Если полнота классификации на этом иерархическом уровне достаточно ясна, то следующий уровень уже сложнее. Например, естественные системы можно разделить на живые и неживые. Однако, не решен вопрос о том, куда следует отнести вирусы: к живым или неживым системам [17].

Таким образом, вопрос о классификации сложен во-первых, решением куда отнести тот или иной объект, систему, во-вторых, на какие классы проводить разбиение, т.е. полнота классификации, все ли системы вошли в классификацию.

В общем случае существует два типа классификации - естественная, основание которой – существенные признаки объектов (например, [55] периодическая система химических элементов), и искусственная (условная, утилитарная), в которых используют не основные, но легко обнаруживаемые признаки. Искусственные классификации применяются при решении специальных задач, когда главным является удобство использования (например, алфавитный каталог).

Вопрос о том, что считать естественной классификацией ТС в литературе представлен не однозначно. Все зависит от выбранного (а выбор всегда субъективен) критерия, положенного в основу, и цели классификации. Половинкин А.И. [55], Мелещенко Ю.С. [98], Хубка В. [16] приводят классификации, основные на функциональных особенностях. Например, группы техники [98]: энергетическая техника, техника по добыче и производству исходных материалов и т.д. По аналогии с биологической классификацией – фенотипичной, т.е. основанной на совокупности признаков и свойств ТС, сформировавшихся в процессе их индивидуального развития. Эта классификация может отражать эволюционные связи, но строится на иной основе.

Она представляет большой интерес в области патентования, стандартизации, отраслевом планировании и т.д.

В той же работе Хубка В. [16], а также Самойлович В.Г. [20] и ряд других авторов приводит филогенетическую классификацию, основанную на функционально-конструктивных особенностях ТС и отражающую эволюционные связи.

Филогенетический (от греч. phylon – род, племя и genes – рожденный, происходящий) – отражающий родственные отношения внутри таксономической группы ТС. Некоторые авторы употребляют «генетический».

Такая классификация характерна для проектного и конструкторского дела, прогнозирования развития ТС в рамках одной фенотипичной группы. Она показывает взаимосвязь количественных и качественных изменений, развитие отдельных классификационных групп и их зависимость, степень абстрагирования описаний и т.д.

В соответсвии с направленностью данной работы рассмотрим филогенетическую классификацию, подробно изложенную в [20], согласно которой в каждой группе ТС можно выделить класс, род, вид, разновидность, тип, типоразмер, модель.

У различных авторов [20, 16, 138, 52] последовательность и определения таксонов не совпадают. Нет совпадения и с общепринятой классификацией в биологии [146], т.е. окончательно терминология данного вопроса еще не сложилась.

Класс, род, вид, разновидность – учитывают функциональные особенности ТС, тип, типоразмер, модель – их конструктивные особенности.

Среди многообразия других утилитарных классификаций следует выделить:

1. По степени определенности поведения ТС:

· детерминированные;

· недетерминированные;

· стохастические.

Детерминированной [83] называется ТС, которая на один и тот же входной сигнал отвечает всегда одним и тем же вполне определенным выходным сигналом.

Система, отвечающая на один и тот же входной сигнал случайным выходным сигналом в соответствии с некоторым распределением вероятностей, называется стохастической.

Строго говоря, все детерминированные ТС тоже являются стохастическими, так как параметры любой ТС, вследствие бесчисленного множества случайных воздействий, имеют определенный разброс. Если разброс лежит в пределах, пренебрежимо малых для целей и задач, решаемых ТС, то ее считают детерминированной.

2.По уровню сложности (при конструировании).

Выше мы уже отмечали, что все объекты производства и их составные части называются изделиями. При конструировании государственным стандартом [102] предусмотрены следующие виды изделий при конструировании: деталь, сборочная единица, комплекс, комплект.

Деталью – называется изделие, изготовленное из материала одной марки без применения сборочных операций (болт, шайба, литой корпус редуктора и т.д.). К деталям также относят изделия с защитными покрытиями, изготовленные с применением местной пайки, сварки, склеивания.

Сборочной единицей называется изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе при помощи сборочных операций (коробка передач, подшипниковый узел, двигатель и т.д.). Сборочная единица является специфицированным изделием, т.е. состоящим из нескольких составных частей.

Комплексом – называется несколько специфицированных изделий взаимосвязанного назначения, не соединенных на предприятии-изготовителе помощи сборочных операций (например, автоматизированная линия станков).

Комплектом называется несколько изделий общего функционального назначения, как правило, вспомогательного характера, не соединенных на предприятии-изготовителе при помощи сборочных операций (экскаватор в комплекте со сменным оборудованием, инструментом для ремонта и т.п.)

Некоторые авторы [16, 17] приводят другие, несколько отличные классификации по уровню сложности. В Хубка [16] выделяет 4 уровня сложности:

I уровень – конструктивный элемент, деталь;

II уровень – подгруппа, группа, узел, механизм;

III уровень – машина, прибор, аппарат;

IV уровень – установка, предприятие, промышленный комплекс.

Каждый уровень может быть разбит по степени конструктивной сложности. Проблема «больших» и «сложных» систем раскрывается в работе [17], образуя 4 возможные комбинации:

· малые простые;

· малые сложные;

· большие простые;

· большие сложные.

Такие классификации тоже представляют интерес и могут быть использованы в инженерной практике.

3.По составу элементов (как отмечалось в разделе 5.2.) системы могут быть:

· гомогенными;

· гетерогенными;

· смешанными.

Гомогенные ТС содержат однотипные компоненты (элементы), гетерогенные – разнотипные компоненты.

4.По характеру:

· непрерывные;

· дискретные.

ТС действующие в течении определенного времени с постоянными выходными сигналами называют непрерывными. Дискретные системы действуют только в определенные моменты времени. Примеры: ленточный конвейер – машина непрерывного транспорта. При непрерывных входах: подача энергии и транспортируемых материалов дает непрерывный выход.

Подъемный кран, одноковшовый экскаватор имеют явно выраженный рабочий цикл.

Многие специальные дисциплины, науки вводят свои классификации. например, классификация механизмов, классификация металлов, строительных материалов и т.д.

Дата добавления: 2014-05-02; просмотров: 550; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!