- •Лекція № 3
- •Розділ 2. Задачі механіки катастроф і безпеки технічних систем Тема. Проблеми безпеки технічних систем
- •Література:
- •Організаційно-методичні вказівки:
- •Лекція. Проблеми безпеки технічних систем
- •1. Загальне визначення технічних систем (тс)
- •2. Характеристика основних ознак тс
- •Структура
- •Організація
- •Системний ефект (якість)
- •3. Проблема зростання техногенних аварій і катастроф при взаємодії людини зі складними технічними системами
- •Складність розв’язання проблеми зростання кількості техногенних аварій і катастроф:
Організація
Загальне поняття.
Організація - найважливіший елемент у всіх трьох періодах існування системи. Організація виникає одночасно зі структурою.
По суті, організація це алгоритм спільного функціонування елементів системи в просторі і часі.
Французький біолог 18 в. Бонні писав: "Всі частини, складові тіло, настільки безпосередньо всіляко і різноманітне пов'язані один з одним в області своїх функцій, що вони невіддільні один від одного, що спорідненість їх гранично тісно і що вони повинні були з'явитися одночасно. Артерії припускають наявність вен; функції як тих, так і інших передбачають наявність нервів; ці припускають в свою чергу наявність мозку, а останній - наявність серця; кожне окреме умова - цілий ряд умов.
Організація виникає, коли між елементами виникають об'єктивно закономірні, узгоджені, стійкі в часі зв'язки (відношення); при цьому одні властивості (якості) елементи висуваються на перший план (працюють, реалізуються, посилюються), а інші обмежуються, гасяться, маскуються. Корисні властивості трансформуються в процесі роботи в функції - дії, поведінку.
Головна умова виникнення організації - зв'язки між елементами і / або їх властивостями повинні перевищувати по потужності (силі) зв'язки з несистемними елементами.
З виникненням організації знижується ентропія у виниклій системі в порівнянні з зовнішнім середовищем. Зовнішня Середа для ТС - це найчастіше інші технічні системи. Так що ентропія - це непотрібна для даної ГПФ (потреби) організація ("чужа" організація).
Ступінь організованості відображає ступінь передбачуваності поведінки системи при здійсненні ГПФ. Абсолютна передбачуваність неможлива, або можлива тільки для непрацюючих ("мертвих") систем. Повна непередбачуваність - коли системи немає, дезорганізація. Складність організації характеризується кількістю і різноманітністю елементів, кількістю і різноманітністю зв'язків, числом рівнів ієрархії.
Складність організації зростає при розгортанні ТЗ і зменшується при згортанні організація, як би, "заганяється" усередину речовини. При розгортанні на корисно-функціональних підсистемах, відпрацьовуються принципи організації (умови взаємодії, зв'язку і функції), потім організація переходить на мікрорівень (функція підсистеми виконується речовиною).
Зв'язок - це відношення між елементами системи.
Зв'язок - реальний фізичний (матеріальний або польовий) канал для передачі Е (енергії), В (речовини), І (інформації); причому інформації нематеріальній не буває, це завжди Е або В.
Головна умова роботи зв'язку - "різниця потенціалів" між елементами, тобто градієнт поля або речовини (відхилення від термодинамічної рівноваги - принцип Онзагера).
При градієнті виникає рушійна сила, що викликає потік Е або В:градієнт температури - потік теплоти (теплопровідність),градієнт концентрації - потік речовини (дифузія),градієнт швидкості - потік імпульсу,градієнт електричного поля - електричний струм, а також градієнти тиску, магнітного поля, густини і т.д.
Часто в винахідницьких задачах потрібно організувати потік при градієнті "не свого" поля.
Наприклад, потік речовини (нітінолових пустотілих кульок) при градієнті температури - в задачі про вирівнювання температури по глибині басейну.
Основні характеристики зв'язку: фізичне наповнення і потужність. Фізичне наповнення - це вид речовини або поля, використовуваного в зв'язку. Потужність - інтенсивність потоку В або Е. Потужність зв'язку повинна бути більше потужності позасистемних зв'язків, вище порогової - рівня шуму зовнішнього середовища.
Зв'язки в системі можуть бути:функціонально необхідні - для виконання ГКФ,допоміжні - збільшують надійність,шкідливі, зайві, надлишкові.
За типом з'єднання зв'язку бувають: лінійні, кільцеві, зоряні, транзитні, розгалужені і змішані.
Фактори, що руйнують організацію.
До таких факторів належать три групи шкідливих впливів:
зовнішні (надсистема, природа, людина),
внутрішні (форсування або випадкове взаємопосилення шкідливих властивостей),
ентропійні (саморуйнування елементів через кінцівки терміну життя).
Зовнішні чинники руйнують зв'язку, якщо їх потужність перевищує потужність внутрішньосистемних зв'язків. Внутрішні чинники споконвічно є в системі, але з плином часу через порушення в структурі їх кількість збільшується. Приклади ентропійних факторів: знос частин (винесення з системи частини речовини), переродження зв'язків (втому пружин, іржа).
