Урок 9-10 Технологическая система как средство для удовлетворения базовых потребностей

Раздел. Технологическая система.

Тема урока. Технологическая система как средство для удовлетворения базовых потребностей человека.

Тип урока: комбинированный.

Цели урока: организовать деятельность обучающихся по формированию понятия технологической системы как средства для удовлетворения базовых потребностей человека; обучить учащихся различать входы и выходы технологических систем, проводить анализ технологической системы — надсистемы — подсистемы.

Технологическая система

§ 7. Технологическая система как средство для удовлетворения потребностей человека

Цель создания технологических систем

Система — нечто целое, составленное из множества элементов, связанных друг с другом. Системы бывают естественными, то есть возникшими безучастия человека (Вселенная, организм, молекула, атом и др.) и искусственными — созданными человеком (корабль, город, школа, компьютерная программа и др.). Системы могут быть техническими, технологическими, экономическими, социальными и др. В общем виде под технологической системой понимают комплекс операций или процессов, направленных на достижение каких-либо целей.

В соответствии с существующим в нашей стране государственным стандартом технологическая система — это совокупность связанных между собой средств технологического оснащения (станков, оборудования, приспособлений, инструментов), предметов производства (ресурсов, материалов, заготовок) и исполнителей (рабочих, техников, инженеров) для выполнения заданных технологических процессов или операций. Примеры технологических систем; производство самолёта, автомобиля, велосипеда или чипсов, издание школьных учебников, получение денег в банкомате и др. Целью любой технологической системы является удовлетворение основных потребностей человека.

Элемент технологической системы — часть технологической системы, которая признаётся неделимой: приспособление, инструмент, заготовка, деталь.

Часто технологические системы подразделяют на четыре иерархических уровня (иерархия — это расположение частей или элементов целого в порядке от низшего к высшему): технологические системы операций, технологические системы процессов, технологические системы производственных подразделений и технологические системы предприятий (рис. 14).

Рис. 14. Иерархия технологических систем

Технологическая система предприятия (завода, фабрики) состоит из технологических систем его производственных подразделений. Технологическая система производственного подразделения, например цеха, состоит из технологических систем процессов и операций, функционирующих в рамках данного цеха. То есть технологическая система предприятия является системой более высокого уровня, чем, например, технологическая система цеха.

В связи с этим существуют понятия подсистемы и над системы. Подсистема — это технологическая система, выделяемая по функциональному или структурному признаку из технологической системы более высокого уровня. Например, технологическая система цеха является подсистемой технологической системы предприятия. И наоборот, технологическая система предприятия является надсистемой по отношению к технологической системе цеха.

Вход и выход технологической системы

Каждая технологическая система имеет вход и выход (рис. 15).

Рис. 15. Схема технологической системы

Вход — это элементы окружающей среды, воздействующие на процессы технологической системы. Вход может быть представлен в виде энергии (электроэнергии, энергии сжигаемого газа, атомной энергии и др.), материала (металла, древесины, пластмассы и др.) или информации. Процесс — совокупность операций, выполняемых технологической системой для получения требуемого результата. Выход — это результат деятельности технологической системы, который может быть представлен каким-то видом произведённой энергии, изделием (изготовленным из каких-либо материалов) или обработанной информацией.

Например, на комбинате в цехе по изготовлению картофельных чипсов входы — это картофель, вода, масло, специи и др. Процесс — операции мойки, сортировки, чистки, тонкой нарезки картофеля, а также жарки, обработки приправами, контроля, взвешивания и упаковки чипсов. Выход — уложенные в тару пакеты с чипсами.

Технологическая система, имеющая один вход и один выход, называется одномерной, а имеющая несколько входов и выходов — многомерной.

Различают следующие виды технологических систем. Последовательная технологическая система — система, все подсистемы которой последовательно выполняют различные части заданного технологического процесса. Примером такой системы может служить рассмотренная выше технологическая линия по производству чипсов. Параллельная технологическая система — система, подсистемы которой параллельно (одновременно) выполняют заданные технологические процессы. Например, при производстве велосипедов параллельные подсистемы одновременно изготавливают колеса, педали, цепь, руль, сиденье и др., которые затем соединяют в единое целое — велосипед.

Комбинированная технологическая система объединяет последовательные и параллельные системы более низкого уровня. Комбинированные системы существуют при производстве таких сложных объектов, как автомобиль, трактор, корабль, самолёт и др.

Управление в технологических системах

Любой технологической системой необходимо управлять, иначе она не сможет выполнять свои функции. Управление — это воздействие на входы, процессы и выходы системы для получения требуемого результата. Если на хлебокомбинате работник вручную загружает муку и воду для приготовления теста, то это ручное управление на входе. Если работник включает оборудование и специальные дозаторы отмеряют и загружают необходимое количество муки и воды, то это уже автоматизированное управление. Когда в процессе приготовления хлеба тесто (без участия человека) автоматически нарезается, буханки движутся но конвейеру, выпекаются, контролируются и упаковываются, то это называется автоматическим управлением.

Обратная связь

Управление современными технологическими системами часто имеет функцию обратной связи. Обратная связь — это информация о выходе системы, используемая для устранения отклонений в работе системы в целях получения требуемого результата. На рисунке 16 показана схема технологической системы с обратной связью.

Рис. 16. Схема технологической системы с обратной связью

Например, вы вышли из дома и начался дождь, из-за чего вам пришлось возвратиться за зонтом, — здесь проявилась обратная связь между состоянием погоды и поведением человека. В приведённом примере необходимое решение принимает человек. Однако в современных автоматических системах за состоянием объекта па выходе следят датчики (специальной управляющей подсистемы), которые получают информацию о фактическом выходе, сравнивают его с требуемым значением, принимают решение об исправлении отклонения и выдают команду на компенсацию отклонения исполнительному устройству.

В настоящее время основной тенденцией развития технологических систем является последовательная передача управленческих функций от человека технологической системе с использованием автоматической обратной связи.

Практическая работа № 5

Ознакомление с технологическими системами

1. Начертите в рабочей тетради таблицу и запишите в неё названия трёх естественных и трёх искусственных систем, кроме указанных в учебнике.

Естественные системы Искусственные системы

2. Определите и запишите в рабочей тетради, что является входом, процессом и выходом в технологических системах, перечисленных в таблице.

Таблица 2

Технологическая система Вход Процесс Выход

Кондитерская фабрика по изготовлению тортов

Завод по производству швейных машин

Гидроэлектростанция

Технологическая линия по пошиву костюмов

3. Начертите в рабочей тетради схему любой технологической системы с обратной связью, подробно изложите, что является входом и выходом, в чём заключается процесс системы и какие параметры необходимо контролировать с помощью обратной связи.

Запоминаем опорные понятия

Технологическая система; элемент и уровень технологической системы; подсистема, подсистема; вход, процесс и выход технологической системы; последовательная, параллельная и комбинированная технологическая система; управление технологической системой; ручное, автоматизированное, автоматическое; обратная связь.

Самостоятельная работа

Работа с информацией.

Ознакомьтесь, выполнив поиск в Интернете и других источниках информации, с примерами технологических систем, не рассмотренных в учебнике. Разберитесь, что является входом и выходом в этих системах. Какие подсистемы имеются в найденных системах. Сохраните информацию в форме описания, схем, фотографий и др. Подготовьте небольшое сообщение к следующему уроку.

Проверяем свои знания

1. Дайте определение технологической системы.

2. Что называется надсистемой, что — подсистемой?

3. Что такое обратная связь?