Systémové navrhování technických produktů Katedra konstruování strojů Fakulta strojní Systémové navrhování technických produktů KKS/ZKM Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. Podklady k přednáškám – Kapitola 1 Plzeň, 2012 Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

SYSTÉMOVÉ NAVRHOVÁNÍ TECHNICKÝCH PRODUKTŮ PRO ÚPLNOST K INFORMACI POTŘEBNÉ DŮLEŽITÉ Transformační systém (TrfS) a Transformační proces (TrfP) – deskriptivně/topologicky (DTS) 31.10.2009 © S. Hosnedl 2

Transformační systém (TrfS) a Transformační proces (TrfP) – deskriptivně/topologicky (DTS) OBSAH 1.1 Základní poznatky 1.2 Obecný model Transformačního systému (TrfS) s Transformačním procesem (TrfP) 1.3 Technické procesy (TP) jako Transformační procesy (TrfP) 31.10.2009 © S. Hosnedl 3 3

Podkapitola 1.1 Základní poznatky Transformační systém (TrfS) a Transformační proces (TrfP) – deskriptivně/topologicky (DTS) (DTS) Podkapitola 1.1 Základní poznatky 31.10.2009 © S. Hosnedl 4 

C Í L !!! 1 TrfS a TrfP - deskriptivně/topologicky (DTS) (DTS) 1.1 Základní poznatky DŮLEŽITÉ TRANSFORMACE (TRANSFORMAČNÍ PROCESY) A LIDSKÉ POTŘEBY (1) Význam transformace - uskutečnění procesu: POTŘEBA (účel) něčeho se nedostává: - objektivní potřeba (hlad, …) - pseudo potřeba (kouření, ...) - materiální potřeba (žízeň, ...) - duševní potřeba (kultura, ,..) nebo: a v obou případech: v dost.stavu OBJEKT v pož.stavu NÁSTROJE k dosažení cíle zvolené uspokojení potřeby: (vyvolání další potřeby): slouží k požadované přeměně, tj. k transformaci, objektu OBJEKT v požadovaném stavu: C Í L !!! v dostupném stavu transformace (přeměna pomocí nástrojů) 31.10.2009 © S. Hosnedl 5 

i 1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) (DTS) 1.1 Základní poznatky POTŘEBNÉ TRANSFORMACE (TRANSFORMAČNÍ PROCESY) A LIDSKÉ POTŘEBY (2) Účel transformace: - lidské potřeby jsou uspokojovány velkým počtem transformací tj. Transformačních procesů - TrfP Cíl transformace: - změna stavu nějakého objektu ze stavu dostupného na stav požadovaný Základní kategorie transformací: Transformace mohou být přírodní nebo umělé: - Přírodní transformační procesy jsou náhodné, pomalé a neřízené. - Lidé se proto odedávna snaží při uspokojování svých potřeb nahrazovat přírodní transformační procesy umělými transformačními procesy. V dalším výkladu již budeme hovořit pouze o umělých transformačních procesech a příslušných umělých transformačních systémech (pokud nebude uvedeno jinak). Poznámka: - Transformace: přeměna [Slovník cizích slov] i 31.10.2009 © S. Hosnedl 6 

1.2 Obecný model TrfS s TrfP Transformační systém (TrfS) a Transformační proces (TrfP) – deskriptivně/topologicky (DTS) Podkapitola 1.2 Obecný model TrfS s TrfP 31.10.2009 © S. Hosnedl 7 

1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) 1.2 Obecný model TrfS s TrfP DŮLEŽITÉ ŘÍZENÝ SYSTÉM + PRVKY AKCE ⇒ MODEL TRANSFORMACE SYSTÉM Obr.: Řízený systém [Wiener 1960] Obr.: Paradigma obecného modelu Umělé transformace - Transformačního systému (TrfS) [Hosnedl 2006] Vstup OBJEKTU ve stavu 1 Výstup ve stavu 2 SUBJEKT s prostředky PROCES SYSTÉM OBJEKT OBJEKT SUBJEKT PROCES Obr.: Subjekt, Proces a Objekt Akce [Eekels 2000] 31.10.2009 © S. Hosnedl 8 TrfS a TrfP - deskriptivně/topologicky (DTS) 

1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) K INFORMACI 1.2 Obecný model TrfS s TrfP ŘÍZENÝ SYSTÉM + PRVKY AKCE ⇒ MODEL TRANSFORMACE (a) Poznámky: - Paradigma: vzor [Slovní cizích slov] Systém: soubor vzájemně souvisejících nebo vzájemně působících prvků (viz též podkap. 0.1) [CSN-EN-ISO-9000 2006, odst. 3.2.1] - Subjekt: činitel, aktivní prvek systému [Slovník cizích slov] - Proces: soubor vzájemně souvisejících nebo vzájemně působících činností, které přeměňují vstupy na výstupy [CSN-EN-ISO-9000 2006, odst. 3.4.1] - Objekt: předmět činnosti, pasivní prvek systému [Slovník cizích slov] OBJEKT SUBJEKT PROCES Obr.: Subjekt, Proces a Objekt Akce [Eekels 2000] SYSTÉM Obr.: Řízený systém [Wiener 1960] Obr.: Paradigma obecného modelu Umělé transformace - Transformačního systému (TrfS) [Hosnedl 2006] Vstup OBJEKTU ve stavu 1 Výstup ve stavu 2 s prostředky 31.10.2009 © S. Hosnedl 9 

i 1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) 1.2 Obecný model TrfS s TrfP DŮLEŽITÉ UMĚLÁ TRANSFORMACE ⇒ MODEL (UMĚLÉHO) TRANSFORM. SYSTÉMU (TrfS s TrfP) Obr.: Paradigma obecného modelu umělé transformace - Transform. Systému (TrfS) [Hosnedl 2006] Výstup OBJEKTU ve stavu 2 Vstup ve stavu 1 SUBJEKT s prostředky PROCES SYSTÉM OBJEKT SUBJEKT & Prostředky => 5 Operátorů s účinky : M,E,I živé (L): Člověk & ost.živ.byt. (HuS); M,E,I neživé: Tech. Systém/Prostředky (TS) M,E,I odborné: Informační Systém (IS); M,E,I manažerské: Manažérský Systém (MgS) M,E,I,L okolní (působící): Aktivní & Reaktivní prostředí (AREnv) PROCES => Transformační Proces (TrfP) OBJEKT => Operand (M,E,I neživé&živé (L)) Hranice TrfS Transformační Systém TrfS AKTIVNÍ & REAKTIVNÍ PROSTŘEDÍ AREnv HuS & ost. ŽIVÉ BYTOSTI ČLOVĚK TECHNICKÝ SYSTÉM TS SYSTÉM IS INFORMAČNÍ MANAŽÉRSKÝ SYSTÉM MgS Operátory: Účinky operátorů: OPERAND Od2 v požad. stavu 2 Vedlejší výstupy Zp.vazby OPERAND Od1 ve vstup. stavu 1 Vedlejší vstupy Asistující vstupy Transformační Proces TrfP (s technologií Tg) Poznámky: - Operátory a Proces jsou relativně stálé a neměnné prvky TrfS - Operand je přechodný (dočasný) prvek TrfS se získanou relativně trvalou změnou (stav. 2) i Obr.: Obecný model (umělého) Transformačního systému (TrfS) s Transf. Procesem (TrfP) [Hubka 1988] 31.10.2009 © S. Hosnedl 10  10

1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) 1.2 Obecný model TrfS s TrfP DŮLEŽITÉ MODEL TRANSFORMAČNÍHO SYSTÉMU (TrfS) s TRANSFORMAČNÍM PROCESEM (TrfP) (1) AKTIVNÍ & REAKTIVNÍ PROSTŘEDÍ AR Env Prováděcí subsystém Navigační subsystém Hranice TrfS Operátory: ČLOVĚK (systém lidí &ost.živ.bytostí) HuS TECHNICKÝ SYSTÉM (tech.& tg prostředky) TS INFORMAČNÍ SYSTÉM (odborné informace) IS MANAŽÉRSKÝ SYSTÉM (manažerské informace) MgS Zpětné vazby Účinky operátorů: Asistující vstupy TRANSFORMAČNÍ PROCES (TrfP) (přeměna daného vstupu na požadovaný výstup uvažovanou technologií) OPERAND Od2 ve výst.stavu 2 OPERAND Od1 ve vst.stavu 1 Vedlejší vstupy Vedlejší výstupy TRANSFORMAČNÍ SYSTÉM (TrfS) Obr.: Obecný model transformačního systému (TrfS) s transformačním procesem (TrfP) [Hubka&Eder 1988, 1996, aj. => Eder&Hosnedl 2008] 25.06.2013 © S. Hosnedl 11 

AKTIVNÍ & REAKTIVNÍ PROSTŘEDÍ TRANSFORMAČNÍ PROCES (TrfP) 1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) 1.2 Obecný model TrfS s TrfP DŮLEŽITÉ MODEL TRANSFORMAČNÍHO SYSTÉMU (TrfS) s TRANSFORMAČNÍM PROCESEM (TrfP) (1) AKTIVNÍ & REAKTIVNÍ PROSTŘEDÍ AR Env Prováděcí subsystém Navigační subsystém Hranice TrfS Operátory: ČLOVĚK (systém lidí &ost.živ.bytostí) HuS TECHNICKÝ SYSTÉM (tech.& tg prostředky) TS INFORMAČNÍ SYSTÉM (odborné informace) IS MANAŽÉRSKÝ SYSTÉM (manažerské informace) MgS Zpětné vazby Účinky operátorů: Asistující vstupy TRANSFORMAČNÍ PROCES (TrfP) (přeměna daného vstupu na požadovaný výstup uvažovanou technologií) OPERAND Od2 ve výst.stavu 2 OPERAND Od1 ve vst.stavu 1 Vedlejší vstupy Vedlejší výstupy POMOCNÉ PROCESY SERVISU OPERÁTORŮ (AO TrfP) (Př. pro operátor TS, analogicky pro HuS, IS i MgS; realizace operátorů obecně rozdílné) TRANSFORMAČNÍ SYSTÉM (TrfS) Obr.: Obecný model transf. systému (TrfS) s transformačním procesem (TrfP) vč. pomocných procesů servisu operátorů (AO TrfP) [Eder&Hosnedl 2008 => Hosnedl 2008] 28.12.2014 © S. Hosnedl 12 

 1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) 1.2 Obecný model TrfS s TrfP DŮLEŽITÉ MODEL TRANSFORMAČNÍHO SYSTÉMU (TrfS) s TRANSFORMAČNÍM PROCESEM (TrfP) (1)  &    § OPERAND Od2 ve výst. stavu 2 TRANSFORMAČNÍ SYSTÉM (TrfS) Zpětné vazby Hranice TrfS Operátory: Účinky operátorů: OPERAND Od1 ve vst. stavu 1 Asistující vstupy Vedlejší výstupy Vedlejší vstupy POMOCNÉ PROCESY SERVISU OPERÁTORŮ (AO TrfP) (Př. pro operátor TS, analogicky pro HuS, IS i MgS; realizace operátorů obecně rozdílné) AKTIVNÍ & REAKTIVNÍ PROSTŘEDÍ (AR Env) MANAŽÉRSKÝ SYSTÉM (manažerské informace) MgS INFORMAČNÍ (odborné informace) IS TECHNICKÝ (tech.& tg prostředky) TS ČLOVĚK (systém lidí & ost.živ.bytostí) HuS Prováděcí systém Navigační systém TRANSFORMAČNÍ PROCES (TrfP) (přeměna daného vstupu na požadovaný výstup uvažovanou technologií)   AR HuS Env AKTIVNÍ & REAKTIVNÍ PŘÍRODNÍ SYSTÉM (přírodní prostředí) AR NS Env AR TS Env AR IS Env AR MgS Env Obr.: Obecný model transformačního systému (TrfS) s transformačním procesem (TrfP), pomocnými procesy servisu operátorů (AO TrfP) a strukturovaným operátorem Aktivního a reaktivního prostředí (AR Env) [Eder&Hosnedl 2008 => Hosnedl 2013] 28.12.2014 © S. Hosnedl 13 

1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) K INFORMACI 1.2 Obecný model TrfS s TrfP MODEL TRANSFORMAČNÍHO SYSTÉMU (TrfS) s TRANSFORMAČNÍM PROCESEM (TrfP) (3a) Poznámky: - Základní prvky TrfS lze získat přizpůsobením obecného modelu Akce pro potřeby konstruování: SUBJEKT => operátory PROCES => transformační proces OBJEKT =>operand - Operand se obecně skládá z materiálu (M), energie (E) informací (I) a živých bytostí (L). Zda je operand nazván M, E nebo I závisí na dominantní/požadované transformaci. Obecně se však transformují stavy všech složek, které operand zahrnuje. - Operátory se rovněž obecně skládají z M, E, I a L. Rozdělení subjektu (činitel) transformace na pět standardních operátorů pro EDS a konstruování TS lze rovněž charakterizovat podle dominantnosti veličin M, E, nebo I: = člověk (lidé,obecně živé bytosti):dominantní je biologická (živá) hmota M => L = technické prostředky (tech.systém):dominantní je technická (neživá) hmota M = informační systém: dominantní jsou odborné informace/poznatky = řídící systém: dominantní jsou (objektové/věcné, časové a ekonomické) řídicí inf. I = aktivní (působící a ovlivněné) prostředí: nemá v TrfS dominantní prvek, zahrnuje relevantní M, E a I ve všech jejich formách Pozor, operátory mají význam logických prvků, nikoli fyzických prvků (např. řidič taxi dopravující pasažéry je operátorem, ale řidič automobilu dopravující sám sebe je zároveň operátorem i operandem - Hranice Operátoru je nutné rozlišovat na: = „fyzické “ (v širokém slova smyslu „konstrukční“ - relativně stálé) dané topologickým rozhraním mezi hmotou M operandu a jeho prostředím (např. povrch člověka, TS, objektu v aktivním a reaktivním prostředí, meze informačního systému, apod.) = „fyzikální “(v širokém slova smyslu „technologické“ – operativně proměnné) dané především rozhraním mezi transformačními účinky operátoru a transfor- movaným operandem (např. mezi řezným vodním paprskem a řezaným plechem, mezi slunečními paprsky a vyhřívanou plochou kolektoru), případně i rozhraním mezi vedlejšími účinky operátoru a jeho prostředí analogicky jako transformačních účinků, pokud se nejedná o požadovanou transformaci (např. mezi výpary z TS a korodujícím/zasaženým povrchem nějakého objektu v okolním prostředí) . - M, E, I účinky operátorů na operand (tj. transformační působení operátorů) jsou symbolicky znázorněny ve výsledném efektu (představujícím uspořádanou množinu všech dílčích efektů), jehož cílem je změna stavu operandu. Ve skutečnosti mohou na operand působit přímo (fyzicky) jen účinky prováděcího systému, tj. člověka a ostatních živých bytostí HuS, technických prostředků TS, a aktivního a reaktivního prostředí AREnv (zejména v zemědělství, ale i ve strojírenství, např. při využívání gravitace, atmosférických účinků pro schnutí nátěrů nebo pro přirozené odstranění vnitřních pnutí ve svařencích). Zdrojem účinků působících na operand jsou obvykle M, E, I vstupy do jednotlivých operátorů. Odpovídající M, E, I výstupy mohou působit na operand budˇ přímo, nebo jako M,E, I vstupy ostatních operátorů prováděcího systému (účinky člověka se např. mohou přenášet na operand přes TS a naopak), což lze pro obecnost modelu TrfS pouze naznačit. Při řešení konkrétních úloh je však třeba uvažovat. Zvláštním druhem účinků jsou tzv. reaktivní účinky, které vznikají reakcí operátoru na působení operandu (např. konzola, most, apod.) Účinky (primární akce) mezi jednotlivými prvky TrfS vyvolávají zpětné účinky (reakce), což rovněž nelze v obecném modelu TrS znázornit, ale v konkrétních úlohách je nutné uvažovat. - Zpětné vazby (od hlavního i vedlejších výstupů) jsou znázorněny pro jednoduchost pouze na výstupech TrfS, musí však probíhat průběžně (nutné jsou např. již kontroly i na vstupu!). - Hranice TrfS jsou vymezeny pouze daným/zvoleným aktivním&reaktivním prostředím k uvažovanému TrfP, tj. rozhraním mezi „ovlivnitelnou“ („aktivní“) a „neovlivnitelnou“ („pasivně respektovanou“) oblastí řešení problému. - Asistenční operátorové procesy jsou pomocné procesy v nichž jsou jednotlivé operátory připravovány pro provoz (vyškoleny, vybaleny, zaběhány, apod.) , uváděny do provozu (připravovány k provozování při přerušovaném využívání, apod.), udržovány v provozuschopném stavu (školením, trénováním, ošetřováním, opravováním, generálními opravami, apod.) a v závěru své činnosti „odinstalovány“ a případně nahrazeny. Operátory TrfP se tedy v těchto procesech stávají po příslušnou dobu jejich operandem! Tyto asistenční procesy mohou samozřejmě probíhat i vně uvažovaného TrfS. 31.10.2009 © S. Hosnedl 14  14

i 1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) 1.2 Obecný model TrfS s TrfP DŮLEŽITÉ MODEL TRANSFORMAČNÍHO SYSTÉMU (TrfS) s TRANSFORMAČNÍM PROCESEM (TrfP) (3) Objekt transformace obecně: Operand ⇐ CO se transformuje? (M, E, I , L) - Požadovaný stav operandu (Od2): na výstupu TrfP (získaný stav 2 zůstává i po výstupu z TrfS!) - Dostupný stav operandu (Od1): na vstupu TrfP Změna stavu operandu na základě: Technologie (Tg) ⇐ JAK (a jakými nástroji) se transformuje? Obvyklé změny stavu (tj. obvyklé přeměny, transformace) operandu: - vnější (výroba): např. zm. tvarů, rozměrů, povrchů, tolerancí) - vnitřní (zpracování): např. změna vnitřní struktury, pevnosti) - polohy (manipulace/doprava) - v čase (skladování) Poznámky: Technologie v (nej)užším slova smyslu znamená („the way and means for doing something“), tj. principy , postupy transformace operandu vlivem působících účinků bez zřetele na to, jak (tj. jakými nástroji) byly vyvolány (např. změna tvaru tlakem působícím na ohřátý materiál). V praktickém životě se však pojem technologie převážně rozumí včetně nástrojů, které již požadované transformační účinky dodávají (např. pohon a řízení lodě pomocí pádel, vesel, plachty, lodního šroubu, reaktivní trysky apod., nebo přednáška s pomocí tabule a křídy, flipchartu, zpětného projektoru, dataprojektoru, apod). Technologie je obecný pojem, který se týká všech, nikoli jen strojírenských, procesů jak bývá často mylně chápáno a používáno. Tyto nástroje lze však dosti často obtížně odlišit od příslušného technického zařízení, v rámci nějž je nástroj používán (např.. S tím souvisí požívání pojmu technologie v širším slova smyslu, které je vysvětleno v následujícím odstavci o technických procesech. i 31.10.2009 © S. Hosnedl 15 

1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) 1.2 Obecný model TrfS s TrfP DŮLEŽITÉ MODEL TRANSFORMAČNÍHO SYSTÉMU (TrfS) s TRANSFORMAČNÍM PROCESEM (TrfP) (4) Potřebné účinky působící na operand: Operátory ⇐ KÝM/ČÍM (příp. v souladu s ČÍM) se transformuje? - člověk: lidé i další živé bytosti - technický systém: technické prostředky ¨(s Tg nástroji) - aktivní a reakt. prostředí: blízké i vzdálené “zapojené” prostředí - informační systém: odborné informační prostředky - manažerský systém: manažerské (řídicí) inform. prostředky Transformační systém má na vstupu a výstupu též: - asistující vstupy (žádoucí/stimulující) : např. přídavné mat., energie, řídicí inf. - vedlejší vstupy (většinou nežádoucí): např. prach, vibrace z okolního prostředí - vedlejší výstupy (většinou nežádoucí): např. spaliny, třísky, okuje, hluk, vibrace Nezbytný prvek pro řízení transformačního procesu: - zpětné vazby (v celém průběhu hlavních i asistujících procesů !!!) Prováděcí systém Navigační systém 31.10.2009 © S. Hosnedl 16 

1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) 1.2 Obecný model TrfS s TrfP DŮLEŽITÉ MODEL TRANSFORMAČNÍHO SYSTÉMU (TrfS) s TRANSFORMAČNÍM PROCESEM (TrfP) (5) Zvláštní případy obecného transformačního procesu (TrfP): Technický proces (TP): TP je umělá transformace (TrfP) operandu s dominantním využitím (jako operátoru) technických prostředků (TS). Vnitřní transformační proces (ITrfP) a vnitřní technický proces (ITP): ITrfP je (kauzální) transformace M, E, I probíhající (topologicky) uvnitř operátoru – u operátoru TS je (ITrfP) vnitřním technickým procesem (ITP). 31.10.2009 © S. Hosnedl 17 

1.3 Technické procesy jako TrfP Transformační systém (TrfS) a Transformační proces (TrfP) – deskriptivně/topologicky (DTS) Podkapitola 1.3 Technické procesy jako TrfP 31.10.2009 © S. Hosnedl 18 

1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) 1.3 Technické procesy (TP) jako TrfP DŮLEŽITÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY (1) Technický proces: umělá transformace (TrfP) operandu s  dominantním využitím technických prostředků (viz. poznámku u příkladů TP) - východiskem technologie přírodních i umělých transformačních procesů jsou vždy přírodní zákony a poznatky, tj. z fyziky, chemie a biologie. Zdroj poznatků pro uskutečnění TP: Tendence ve vývoji TP: - posilování a náhrada role člověka na stále vyšších technických úrovních: ⇒ instrumentace (nástroje) ⇒ mechanizace (mechanické pohony) ⇒ automatizace (automatizované řízení) 31.10.2009 © S. Hosnedl 19 

i 1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) 1.3 Technické procesy (TP) jako TrfP DŮLEŽITÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY (2) Technologie (Tg) TP (zde se rozumí převážně v širším pojetí, tj. včetně nástrojů): principy (obrábění, tváření, kalení, apod. ) a postupy (ve formě operací a jejich sledu) včetně nástrojů pro dosažení požadované změny operandu významné inovace technických produktů jsou obvykle spojeny s novými technologiemi: Poznámky: Technologický nástroj lze někdy obtížně odlišit od příslušného technického systému/zařízení, tj. od operátoru, s nímž je nástroj pro požadovanou transformaci používán (např. při zatloukání hřebíků kladivem, řezání pilou, apod.), protože to je jednak asociováno s jejich konstrukční, příp. fyzickou oddělitelností a jednak s „rozlišovacím“ měřítkem (viz další poznámku). S tím např. souvisí podle názoru autora i požívání pojmu technologie (včetně nástrojů) v nejširším slova smyslu, kdy lze z hlediska celé lidské společnosti chápat veškerá technická zařízení jako „technologické nástroje“ člověka, které jsou pak analogicky společně s technologiemi (v užším i nejužším slova smyslu) společně považovány/chápany jako technologie. Proto např. pojem technology v angličtině (např. v názvu „Massachusetts Institut of Technology“ v Bostonu) neznamená technologii, ale techniku (v evropském kontextu, který však zase naopak technologickou oblast zahrnuje implicitně jako součást techniky). Technologický nástroj je v konstrukci strojů historicky chápan jako „vyměnitelný (nejčastěji i v různých provedeních) aktivní díl stroje“, tj. de facto jako jeho „variabilní (většinou i odděleně konstruovaná a nakupovaná) část“. Z pohledu TrfP je však zřejmě, že nástrojem transformujícím účinky technického zařízení/systému (operátoru) na operand je obecně jakákoli „množina M, E, I“, která plní shodnou funkci (např. i abrazivní materiál, drát pro elektroerozivní řezání, vodní paprsek, paprsky záření, apod.) tj. nikoli jen fyzické díly. Všechny uvedené poznámky i poznatky platí i pro technologie obecných transformačních procesů TrfP (tj. i mimo oblast TP), zde je však pro techniky jejich vysvětlení pravděpodobně srozumitelnější. i 31.10.2009 © S. Hosnedl 20 

1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) 1.3 Technické procesy (TP) jako TrfP DŮLEŽITÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY (3) Operátory pro uskutečnění TP: Konkretizace operátorů modelu transformačního procesu: - člověk (pracovníci ) technické prostředky (nástroje, stroje, zařízení, … ) aktivní a reaktivní porstředí (v daném místě a čase) - informační prostředky (odborné) - manažerské prostředky (řídicí) Zvláštní význam zde však dostávají technické prostředky. Asistující vstupy, vedlejší vstupy a výstupy TP: Konkretizace podle modelu transformačního procesu: - Asistující vstupy (stimulující ) např. proud vzduchu do ohně pro lepší hoření, apod. - Vedlejší vstupy (většinou nežádoucí ): např. déšť na oheň, apod. - Vedlejší výstupy (obvykle nežádoucí ): např. slupky z  banánu, hobliny po oprac. dřeva, apod. 23.06.2013 © S. Hosnedl 21 

1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) 1.3 Technické procesy (TP) jako TrfP POTŘEBNÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY (4) Struktura TP: - Dle hierarchie: = dílčí procesy, operace, … - Dle postupu: = přípravná fáze = prováděcí (transformační) fáze = závěrečná fáze - Dle hierarchie procesů a tím i účinků/transformačních funkcí operátorů: Hlavní (transformační) procesy: = pracovní procesy (přeměny operandu) Podpůrné (asistující) procesy: = pomocné (přeměny pomocných materiálů) = pohonné (přeměny energie) = řídící, regulační a automatizační (přeměny informací) = nosné a spojovací (přeměny dílčích procesů a operací na integrovaný TP, tj. jejich vzájemné propojení a spojení s operandem a s prostředím TP) 31.10.2009 © S. Hosnedl 22 

i 1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) 1.3 Technické procesy (TP) jako TrfP POTŘEBNÉ KATEGORIE OPERANDŮ, TRANSFORMACÍ ⇒ KATEGORIE TP Kategorie TP: - Dle druhu operandu: = materiálové (pro L operandy není zvláštní označení) = energetické = informační - Dle druhu operandu: = zpracování : hlavním cílem změny vnitřní struktury, … = výroba : hlavním cílem změny vnějších tvarů, rozměrů, …. = doprava, manipulace: hlavním cílem změny místa, polohy v prostoru = skladování : hlavním cílem změny disponibility v čase Poznámka: Pro racionalizaci konstruování TS je výhodné „převést“ na TP každý (umělý) TrfP potlačením těch podprocesů a operací na nichž se nepodílí konstruovaný TS. Tím získáme redukovaný „fiktivní“ TP s „dominantním využíváním TS“. Aby však nedošlo k nedorozumění, je to pak nutné v dokumentaci ke konstrukčnímu projektu zdůraznit¨, např.: = „Výuka (výukový proces) jako TP“ = „Léčení (léčebný proces) jako TP“, apod. i 31.10.2009 © S. Hosnedl 23 

i 1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) K INFORMACI 1.3 Technické procesy (TP) jako TrfP OBECNÝ MODEL STRUKTURY TP JAKO TrfP (včetně TrfS) PŘÍPRAVNÁ FÁZE ZÁVĚREČNÁ FÁZE (VČETNĚ KONTROLY) PŘEMĚNY OPERANDU PODLE ZVOLENÉ TECHNOLOGIE PŘEMĚNA 1. FÁZE PŘEMĚNY POMOC. MATERIÁLU TECHNICKÝ PROCES (TP) NOSNÉ A SPOJOVACÍ PŘEMĚNY (VAZBY) PŘÍJEM ŘÍD.INFORM. INFORMACE (ŘÍDÍCÍ) ZPRACOV. VYSLÁNÍ ŘÍDÍ. INFORM. 2. FÁZE n. FÁZE HNACÍ ENERGIE ČLOVĚK (ŽIV. SYSTÉM ) TECH. PROSTŘ (TECHNICKÝ SYST.) INFORMAČNÍ ŘÍDÍCÍ A KONTR.OLNÍ PROCESY ROZHRANÍ OPERÁTORY – OPERAND ZPĚTNÉ VAZBY Σ Od2 VE STAVU 2 Σ Od1 VE STAVU 1 Σ Op OPERÁTORY: ASISTUJÍCÍ INFORMACE (ŘÍDÍCÍ) VEDLEJŠÍ VSTUPY MATERIÁL (POMOCNÝ) (PODPŮRNÁ) PRACOVNÍ PROCES POMOCNÉ MATERIÁLOVÉ PROCESY ENERGETICKÉ NOSNÉ. A SPOJ. VÝSTUPY AKT.& REAKT. PROSTŘEDÍ (OKOLNÍ SYSTÉM) INFORM. SYSTÉM (ODB. INF.SYSTÉM) MANAŽ. SYSTÉM (ŘÍDICÍ.SYSTÉM) Poznámky: - Název vstupů a výstupů (hlavního) transformačního procesu je podtržen plnou čarou - Názvy vstupů (podpůrných) asistujících procesů jsou podtrženy čárkovanou čarou - Kterýkoli dílčí proces, příp. operaci lze považovat za (dílčí) TrfP/TP.) - Třídění procesů je relativní, zabýváme-li se jen některým asistujícím procesem, dílčím procesem nebo operací, stává se hlavním transformačním procesem, k němuž náležejí další asistující procesy na nižší hierarchické úrovni! i Obr.: Obecný model struktury Technického Procesu jako Transformačního Procesu (včetně Transformačního Systému) [Hubka 1988 aj.] 31.10.2009 © S. Hosnedl 24 

Obr.: Obecný model Provozního Systému s Provozním Procesem TS 1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) 1.3 Technické procesy (TP) jako TrfP POTŘEBNÉ PROVOZNÍ SYSTÉM A PROVOZNÍ PROCES TECHNICKÉHO PRODUKTU/SYSTÉMU (TS) (1) VEDL.. VÝSTUPY ASIST. VSTUPY PROVOZNÍ OPERAND VE VSTUPNÍM STAVU 1 VE VÝSTUPNÍM STAVU 2 PRACOVNÍK, OBSLUHA TECHNICKÉ PROSTŘ. NASTAVENÍ, PŘÍKAZY VEDL. VSTUPY AKTIVNÍ & REAKTIVNÍ PROSTŘEDÍ PROVOZNÍHO SYSTÉMU ZPĚTNÉ VAZBY TrfP: PROVOZNÍ PROCES Tg: Σ ZPŮSOBŮ PŘEMĚNY OPERANDU (nástroje a postupy) INF. SYSTÉM PROVoz. SYST. ŘÍD. SYSTÉM PROVOZ. SYST. Poznámka: Základní prvky Provozního Systému a Provozního Procesu vzniknou konkretizací obecných prvků TrfS a TrfP pro životní etapu provozního procesu TS. i Obr.: Obecný model Provozního Systému s Provozním Procesem TS - konkretizace Transformačního Systému (TrfS) s Transformačním Procesem (TrfP) [Hubka 1988 aj.] 31.10.2009 © S. Hosnedl 25 

AKTIVNÍ & REAKTIVNÍ PROSTŘEDÍ 1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) 1.3 Technické procesy (TP) jako TrfP POTŘEBNÉ PROVOZNÍ SYSTÉM A PROVOZNÍ PROCES TECHNICKÉHO PRODUKTU/SYSTÉMU (TS) (2) POUŽ. MAZIVO, TEPLO, HLUK NOVÉ MAZIVO DRÁT VE STAVU 1: INF. SYSTÉM PRACOVIŠTĚ - PRŮMĚR 1 - OPRACOVÁNÍ 1 - PEVNOST 1 VE STAVU 2: - PRŮMĚR 2 - OPRACOVÁNÍ 2 - PEVNOST 2 d1 d2 pt1 pt2 1 2 TrfP => TP – PROTAHOVÁNÍ DRÁTU DRŽENÍ DRÁTU MAZÁNÍ PRŮVLAKU ZMENŠOVÁNÍ PRŮMĚRU DRÁTU TAŽENÍ SILOU Tg DĚLNÍK, OBSLUHA PROTAH. TS - PROTAHO-VAČKA NASTAVENÍ, PŘÍKAZY PRACH, VIBRACE ŘÍD. SYSTÉM AKTIVNÍ & REAKTIVNÍ PROSTŘEDÍ ZPĚTNÉ VAZBY Obr.: Model Provozního Systému s Provozním Procesem (zkonstruovaného) TS s příkladem technického procesu (TP) protahování drátu [Hubka 1995 aj.] 31.10.2009 © S. Hosnedl 26 

Obr.: Třídění / taxonomie TP podle abstraktnosti [Hubka 1995] 1 TrfS a TrfP deskriptivně/topologicky (DTS) K INFORMACI 1.3 Technické procesy (TP) jako TrfP TŘÍDĚNÍ (TAXONOMIE) TECHNICKÝCH PROCESŮ (TP) Stupeň konkretizace Označení řádu procesu Znaky Příklad ~ 0,2 ~ 0,4 ~ 0,6 ~ 0,8 1 Technický proces TP Kmen TP Třída TP Rod TP Druh TP Provedení TP - Převažující forma procesu (mechanická) - Druh transformace - Druh operandu - Technologický princip - Konkrétní technologický princip - Konkrétní druh operandu - Všechny parametry konkrétního technického procesu — Změna tvaru kovového materiálu Dělení kovovéhp materiálu Třískové obrábění Soustružení kovových rotačních obrobků dané kovové rotační součásti na soustruhu konkrétního typu a velikosti Obr.: Třídění / taxonomie TP podle abstraktnosti [Hubka 1995] 31.10.2009 © S. Hosnedl 27 

Děkuji Vám za pozornost Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky v rámci projektu č. CZ.1.07/2.2.00/07.0235 „Inovace výuky v oboru konstruování strojů včetně jeho teoretické, metodické a počítačové podpory“. © S. Hosnedl 28