Analiza sistemică a corelației - concepție, fabricație, exploatare

Capitolul 1

1. ANALIZA SISTEMICĂ A CORELAŢIEI:

CONCEPŢIE - FABRICAŢIE - EXPLOATARE

Creşterea complexităţii constructive şi funcţionale a sistemelor tehnice în contextul amplificării şi multiplicării exemplarelor realizate pe intervale de timp relativ scurte, necesită elaborarea unor metode adecvate de studiu şi de dezvoltare a noilor tehnici de promovare, realizare şi utilizare a acestora în strânsă legătură cu satisfacerea la nivele cât mai înalte a cerinţelor şi pretenţiilor utilizatorilor în condiţiile alocării de resurse materiale şi umane la nivele raţionale. În consecinţă, pentru a răspunde la aceste obiective strategice de primă importanţă, care va garanta şi realizarea de produse de înaltă calitate, este necesar să se analizeze corelaţia structurală ce există între concepţie - fabricaţie - exploatare, din punct de vedere terotehnic, în scopul definirii activităţii şi acţiunilor celor mai corespunzătoare, care vor asigura realizarea unui sistem tehnic cu o comportare optimă sub toate aspectele în sfera de utilizare. Este necesar să se evidenţieze mijloacele şi pârghiile de acţionare în fiecare etapă pe care o parcurge un sistem tehnic, în scopul definirii măsurilor tehnice, tehnologice, organizatorice şi de conducere cele mai adecvate, care vor asigura în final o eficienţă maximă acestuia în exploatare. Pentru a răspunde la aceste deziderate în studiul comportamentului unei structuri se impune adoptarea unei viziuni integratoare, complexe şi dinamice cu ajutorul unor modele de sistem cu care să se poată studia unele relaţii esenţiale (dependenţe, interdependenţe) între diferite componente şi variabile. De pildă, comportamentul sistemului concepţie, ca model al activităţilor de carcetare - proiectare - dezvoltare de produs în corelaţie cu obiectivele terotehnice poate fi studiat prin identificarea relaţiilor de dependenţă şi interdependenţă a fluxurilor umane, materiale, informaţionale şi decizionale, existente între diferite compartimente care vor asigura încorporarea în produsul nou a calităţilor de fiabilitate şi mentenabilitate în condiţiile de rentabilitate generală maximă.

În consecinţă, pentru a crea un cadru metodologic unitar în tratarea principiilor şi activităţilor terotehnice, se va apela la unele elemente şi concepte din teoria sistemelor în scopul elucidării specificaţiilor strategice care vor sta la baza selectării şi alegerii deciziilor în vederea transformării cunoştinţelor, informaţiilor disponibile în acţiune, în rezultate.

1.1. Elemente din teoria sistemelor

După cum se cunoaşte, natura înconjurătoare, ca o realitate obiectivă este constituită de ansamble de obiecte materiale fie existente în natură, deci naturale, fie create de om, deci artificiale. Indiferent de modul de grupare a obiectelor, în ansamble naturale, artificiale sau mixte, ele pun în evidenţă prin fenomene sau procese sau grupe de fenomene sau grupe de procese la care se pot identifica mărimi de cauză şi mărimi de efect. Cu alte cuvinte pentru fiecare ansamblu de obiecte se pot identifica grupe de mărimi ce cauzează fenomenele sau procesele din ansamblu şi grupe de mărimi ce reprezintă efectele acestora. Condiţia de bază a existenţei unui asemenea ansamblu este dependenţa variabilelor de efect faţă de cele de caută şi necauzalitatea inversă, prin urmare îndeplinind condiţia de cauzalitate. Existenţa fizică şi obiectivă a ansamblelor de obiecte, observabile prin valorile variabilelor din mediul înconjurător, determină şi existenţa a cel puţin a unui model, fizic realizabil, al ansamblului de obiecte consderat. Un astfel de model poartă denumirea de “sistem” iar consideraţiile teoretice de comportare ale acestora în raport cu variabila ordonată timp formează “teoria sistemelor”.

Întru-un sens general un sistem reprezintă un model fizic realizabil, al unui ansamblu de fenomene existente obiectiv în natura înconjurătoare, la care un grup de mărimi ce le cauzează, determină alt grup de mărimi reprezentând efectele fenomenelor. Prin “fizic realizabil” se înţelege că modelul este alcătuit dintr-o structură de obiecte. În acest fel un sistem reprezintă o entitate fizică în care în interior există o colecţie de obiecte convenebil aranjate şi cuplate funcţional, iar singurele legături cu exteriorul sunt mărimile de cauză şi cele de efect.

Un sistem se poate caracteriza, în consecinţă, prin mărimile de cauză, denumite variabile sau vectori de “intrare” şi prin mărimile de efect, considerate variabile sau vectori de “ieşire”. În figura 1.1 este redată o schemă funcţională a unui sistem, fie mărimile se intrare şi iesire reprezentete prin toate componentele lor u1, u2, ... ,up, repectiv y1,y2, ... ,yn (figura 1.1 a) fie sub formă concentrată U, respectiv Y.

Fig. 1.1.

Schema simbolică a unui sistem: a, cu mărimi evidenţiate separat; b, cu mărimi concentrate.

Se poate scrie astfel, că:

(1.1)

Se pot, în continuare defini mulţimile variabilelor de intrare şi ieşire aparţinînd unor spaţii topologice multidimensionale reale:

Deoarece timpul este o variabilă esenţială, independentă şi ordonată, ea poate fi considerată prin grupa oricât de mare de valori reale:

definidu-se, mulţimea valorilor timpului:

timpul putând fi considerat ca o mulţime aparţinând unui spaţiu unidimensional.

Deoarece, comportamentul sistemelor în majoritatea situaţiilor trebuie pus în legătură cu timpul, ca o variabilă esenţial independentă şi ordonată, este necesară evidenţierea şi a acestui aspect prin asocierea timpului cu variabilele menţionate mai sus, astfel că se poate nota:

(1.2)

Considerând timpul ca o coordonată spaţială separată, relaţiile precedente devin:

(1.3)

Relaţia (1.3) arată că fiecare componentă a variabilelor u şi y au valori diferite la valori diferite ale timpului; ţinând seama de ordonarea valorilor timpului, corelaţia de valori ale diferitelor componente indică evoluţia (în timp) a variabilelor de intrare şi de ieşire.

În figura 1.1, prin S se înţelege simbolic, structura sistemului, adică colecţia de obiecte fizice, cu funcţii bine definite şi legăturile funcţionale dintre ele. Legată de această combinaţie funcţională de elemente fizice se defineşte ca o proprietate a unui sistem, structurabilitatea care condiţionează aprioric existenţa oricărui sistem.

Pentru variabilele de intrare u şi de ieşire y în raport cu variabila ordonată t, i se pot asocia funcţii; acestea definesc complet pentru oricare pe u şi y.

Asociind funcţiile pentru u şi g pentru y cu

rezultă pentru intrare

(1.4)