Курсовая работа (т): Концептуальное проектирование систем

Концептуальное проектирование систем

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Волгоградский Государственный Технический Университет

Факультет Подготовки Инженерных Кадров

Кафедра "Системы автоматизированного проектирования и поискового

конструирования"

Курсовая работа

По курсу "Концептуальное проектирование систем"

Выполнил: студент группы АУЗ-361с Тюляева И.А.

Проверил: ст. пр. Орлова Т. А.

Волгоград 2013 г

Содержание

Введение

1)  Проведение конструктивно-функционального анализа системы

.Описание исходной системы

1 Объект исследования

2 Вербальное описание

3 Ограничения на исследования

4 Цель определения системы

2. Классификация системы

3. Конструктивно-функциональный анализ системы

4. Конструктивно-функциональная структура в графическом виде

2)  Проведение функционально-физического анализа технических объектов

1.        Функционально-физический анализ технических объектов

2.       Потоково-функциональная структура

3)  Проведение морфологического анализа и морфологического синтеза технического объекта

1.Описание технического объекта

2.        Морфологический анализ технического объекта

2.1     Цель морфологического анализа

2 Морфологическая таблица

3 Общее количество возможных технических решений

4 Итоговое общее количество возможных технических решений

3.        Морфологический синтез технического объекта

3.1     Цель морфологического синтеза

2 Таблица экспертных оценок

3 Синтез по одному критерию

4 Синтез по всем критериям

Заключение

Список использованных источников

Введение

Создание современных образцов высоко эффективной техники связано с необходимостью поиска новых, не имеющих аналогов, оригинальных на уровне изобретений, а в ряде случаев и пионерных технических решений. Они обеспечивают разработку сложных технологий и технических систем различного назначения.

Целью данной работы является ознакомление с основными идеями и принципами методов используемых при создании технических систем и технологий.

В результате проведения данной работы студент должен узнать и научиться:

1. Основные особенности задач решаемых при проектировании технических объектов;

2. Применить научный подход к анализу и синтезу решений при проектировании технических объектов;

3. Использовать методы анализа и синтеза технических решений для построения автоматизированных систем проектирования технических объектов;

4. Ставить и решать задачи создания автоматизированных систем поддержки концептуального проектирования.

1) Проведение конструктивно-функционального анализа системы

Цель работы: изучение конструктивно-функционального анализа автоматизированных систем и получение навыков работы с данным методом при проектировании автоматизированной системы.

. Описание исходной системы

1.1  Объект исследования

Объектом исследования является - электрокофемолка ударного типа. Определим объект как систему электроперемолки кофе без электронного регулятора.

.2    Вербальное описание

Автоматизированная система электрокофемолки создана для обеспечения равномерности и интенсивности перемалывания. Особенностью системы электрокофемолки ударного действия является размол жареных зерен кофе с помощью вращающегося с большой скоростью ножа.

Отправителем (V₁) кофейных зерен (V₂) в системе является человек, он же является ответственным за подачу кофейных зерен в бункер для кофейного зерна и выгрузку полученного измельченного кофейного порошка из бункера для молотого кофе.

Включается и выключатся электрокофемолка нажатием кнопки "Пуск". Подобная система позволяет прервать процесс измельчения в любой момент. Высокая частота вращения электродвигателя позволяет перемолоть ножом зерна за считанные секунды. В зависимости от времени помола можно получить любую степень помола: мелкую, среднюю и крупную. Нож установлен непосредственно в бункере для измельчения кофе, поэтому электрокофемолка снабжена блокирующим устройством, которое отключает двигатель при открывании крышки. Прессом молотый кофе выгружается в съемный бункер.

.3   Ограничения на исследования

При исследовании данной системы не учитывается влияние внешней среды на объект исследования. В качестве внешней среды, непосредственно влияющей на исследуемую систему, рассматривается человек и кофейные зерна. Система предназначена для обеспечения равномерности и интенсивности перемалывания кофейных зерен, а также круп и орехов, размеры которых не должны препятствовать работе системы.

.4    Цель определения системы

Исследование методов перемалывания кофейных зерен без использования ручного труда и дополнительного оборудования и техники, а также разработки эффективного комплектования данной системы.

2. Классификация системы

-    Исследуемая система относится к сложным техническим детерминированным системам.

-        Система является открытой системой, так как она взаимодействует с окружающей средой и не живая.

-        Система конкретная, потому что имеет больше 2-х элементов, которые являются объектами.

-        Автоматизированная электрокофемолка относится к искусственным физическим системам, так как создан человеком.

-        Описание системы объекта не может быть использовано для математической обработки данных, так как описывается абстрактно, то есть свойства описываются как переменные, а базовое свойство как параметр.

-        Каждый блок представляет собой одно состояние переменной. Когда наблюдаемые свойства проводятся при некотором значении параметра, то наблюдаемое свойство получает определённое проявление из множества проявлений свойств.

. Конструктивно-функциональный анализ системы

Внешняя среда: V₁ - Человек, V₂ - Кофейные зерна.

Таблица № 1. Конструктивно-функциональная структура

4. Графическое представление

Рис. 1. Конструктивно-функциональная структура в графическом виде.

2) Проведение функционально-физического анализа технического объекта

Цель работы: изучение функционально-физический анализ автоматизированных систем и получение навыков работы с данным методом при проектировании автоматизированной системы.

. Функционально-физический анализ технических объектов

Внешняя среда: V₁ - Человек, V₂ - Кофейные зерна.

Таблица №2: Функционально-физическая структура

2. Потоково - функциональная структура

Рис. 2. Потоково-функциональная структура в графическом виде.

3) Проведение морфологического анализа и морфологического синтеза технического объекта

Цель работы: изучение конструктивно-функционального анализа автоматизированных систем и получение навыков работы с данным методом при проектировании автоматизированной системы.

. Описание технического объекта

Система представляет собой автоматизированную систему электрокофемолки, предназначенную для обеспечения равномерности и интенсивности перемалывания кофейных зерен. Особенностью системы электрокофемолки ударного действия является размол жареных зерен кофе с помощью вращающегося с большой скоростью ножа. Изобретение относится к электротехнике как устройство обрабатывающие различного рода электрические сигналы, выполняющее переключения и т.д.

Электро (от нов.-лат. electricus и др.-греч. ἤλεκτρον) - электр, блестящий металл; янтарь.

. Морфологический анализ технического объекта

2.1 Цель морфологического анализа

Целью анализа является создание морфологической матрицы на основе которой в дальнейшем можно будет, применив процедуру синтеза, создать новое техническое решение, которое будет более надёжным и экономически выгодным.

Необходимо усовершенствовать рассматриваемую систему.

Требования: Необходимо увеличить надёжность и функциональность системы.

Цель: Увеличить точность фиксации и быстродействие.

2.2 Морфологическая таблица

конструктивный морфологический автоматизированный электрокофемолка

Таблица №3: Морфологическая таблица технического объекта.

2.3  Общее количество возможных технических решений

Общее количество возможных технических решений:

3 * 3 * 2 * 2 * 3 * 2 * 2 = 432

Для уменьшения числа возможных комбинаций можно отбросить следующие менее значимые классификационные признаки:

1.   Бункер для кофейного зерна.

2.   Бункер для молотого кофе.

Так же уменьшаем количество альтернатив, отбрасывая наименее полезные в каждом из оставшихся классификационных признаков.

2.4  Итоговое общее количество возможных технических решений

Таблица №4: Итоговая таблица.

Итоговое общее количество возможных технических решений:

3 * 3 * 2 * 2 = 36

3. Морфологический синтез технического объекта

3.1   Цель морфологического синтеза

На основе морфологической таблицы составленной на этапе морфологического анализа, необходимо обозначить такие решения, которые экономически оправданы и надёжны в работе.

.2     Таблица экспертных оценок

Таблица №5: Таблица экспертных оценок технического объекта.

Весовые значимости критериев:

1.  Эффективность - 0.3

2.  Простота осуществления - 0.1

3.  Экономичность - 0.2