Бураков (550672), страница 20
Текст из файла (страница 20)
ХЛП. При этом основное внимание уделяется технологическим свойствам составов как облицовочных материалов. Глава !'ХХ КАЧЕСТВО И ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ПРИМЕНЕНИЕ ЭВМ !. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ Актуальность проблемы. В настоящее время в науке не существует объективных универсальных числовых методов оценки качества продукта (отливки, кокиля, литейного оборудования н т. д.) во всем возможном диапазоне изменения этой характеристики, начиная от полной непригодности продукта и кончая наивысшими его свойствами.
Отсутствие универсальных критериев качества делает невозможным рациональное определение эффективности различных технологий и производств. Без универсальных методов оценки качества и эффективности немыслимо сравнение различных продуктов, технологий, производств, отраслей и т. д. Все это сильно затрудняет долгосрочное планирование качества литья, эффективности литейного производства, выпуска нового более совершенного литейного оборудования, сроков физического и морального износа, ремонта и замены оборудования, масштабов подготовки и повышения квалификации литейщиков и т. и. Как видим, проблема разработки универсальных методов оценки качества и эффективности является весьма, актуальной для литейного производства. Не менее актуальна она и для всего народного хозяйства в целом.
Интересно отметить, что перед аналогичной проблемой сейчас стоят кибернетики. Для создания систем автоматизированного проектирования технологических процессов литья необходимо располагать универсальными критериями качества и эффективности, с помощью которых можно было бы в единообразной, удобной для сравнения форме оценивать квалификацию персонала, совершенство оборудования, качество продукта и исходных материалов, организацию производства, экономические показатели и т. д. Вез таких оценок автоматизированные системы проектирования эффективно работать не могут.
Анализ показывает, что на современном уровне развития наших знаний проблема разработки универсальных критериев качества и эффективности вполне разрешима. Решение следует искать на пути максимального обобщения имеющихся данных, максимального абстрагирования от конкретной физической обстановки изучаемого явления. Соответствующее решение, сопровождаемое многочисленными примерами практических расчетов из области кокильного литья, излагается на с. 96 — 168. Тем самым закладывается фундамент для создания систем автоматизированного проектирования литейной технологии. Некоторые соображения, посвященные атому вопросу, приводятся на с.
!68 — !83, где обсуждаются традиционные Постаноака задачи конкретные методы применения ЭВМ при литье в кокиль и говорится о персиективак развития методов обобщенного автоматизированного проектирования. Общая теория систем. Идеи обобщения и абстрагирования не новы, они многократно высказывались многими исследователями. В наиболее четком виде эти идеи были сформулированы в так называемом системном подходе — одном из основных методов материалистического познания природы. Например, в настоящее время в науке интенсивно разрабатывается общая теория систем, зародившаяся еще в тридцатых годах нашего столетия.
Одним из основоположников этой теории является биолог-теоретик Л. Берталанфи. Это новое направление имеет целью связать в единую теорию некую совокупность философских, методологических, конкретно-научных и прикладных проблем анализа и синтеза сложных систем произвольной природы. Основой теории должен служить изоморфизм (аналогичность) явлений различного рода — технических, биологических, экономических, социальных. Благодаря изоморфизму полученные знания можно переносить из одной области в другую. Решение поставленной Л. Берталанфи проблемы сейчас ищут в самых различных направлениях, пытаясь максимально абстрагироваться от конкретной физической природы изучаемой системы и описать ее свойства на лингвистическом, теоретико-множественном, абстрактно-алгебраическом и т.
д. уровнях. Однако перед создателями общей теории систем встали непреодолимые трудности. Пока удалось решить лиц~в отдельные частные задачи, в которых применен так называемый системный подход, позволяющий рассматривать различные явления — технические, экономические, социальные, экологические и т. д. — в их взаимной связи. Основная суть идей абстрагирования и изоморфизма достаточно хорошо сформулирована в общей теории систем. Но путь, на котором в этой теории пытаются найти решение поставленной проблемы — от математических абстракций к конкретной физической системе — явно не перспективен. Поэтому мы пойдем в прямо противоположном направлении — от конкретной системы к абстракциям, в фундаменте которых таким образом будут уже находиться предпосылки не математической, а физической природы !26, с. 19).
Такой путь весьма плодотворен, он лежит через известные теории подобия, аналогии, термодинамики необратимых процессов, информации и философии. Теория подобия. Необходимые начальные основания для выбора универсальных критериев качества и эффективности можно найти в теории подобия. Эта теория возникла при изучении процессов гидродинамики и теплообмена. Она позволяет свойства единичного (конкретного) явления распространить на группу (бесконечное множество) подобных между собой явлений.
Подобными 4 пга А. Н. веяннака 98 Качество и в44ективность и применение ЭВМ считаются явления, характеризуемые одинаковыми значениями критериев подобия. В свою очередь критерии подобия представляют собой безразмерные степенные комбинации ]комплексы) конкретных характеристик данного физического явления. Эти комплексы находятся из дифференциальных уравнений и условий однозначности, описывающих явление, по определенным правилам, например путем деления всех слагаемых уравнения на одно из них.
Одинаковые значения любого критерия могут быть получены с помощью бесчисленного множества комбинаций входящих в него конкретных величин. Именно эти комбинации конкретных величин и образуют группу подобных между собой явлений ]25, с. 261], ]26, с. 156]. Критерии подобия иногда могут быть найдены также методами теории размерностей, но этот путь обычно крайне ограничен, Связи между существенными для явления критериями подобия устанавливаются теоретически или экспериментально. На практике это может быть сделано для какого-нибудь одного конкретного частного явления. Но выраженные в критериях подобия конкретные связи приобретают смысл обобщенных зависимостей, справедливых для всех без исключения подобных явлений. Такой подход резко сокращает число потребных для расчетов технологии исходных данных.
Он представляет собой первый ]начальный) шаг на пути абстрагирования от конкретных свойств изучаемых явлений. Как видим, в аппарате теории подобия заключены чрезвычайно ценные возможности обобщений. Поэтому теория подобия может и должна быть положена в основание универсальных методов расчета качества и эффективности. Однако ограничиться одной теорией подобия мы не можем, так как она еще недостаточно универсальна.
В частности, ни одна группа подобных явлений обычно не охватывает явлений различной физической природы. Теория аналогии. Следующий шаг в развитии идей универсальности позволяет сделать теория аналогии. Она целиком базируется на теории подобия, но при этом значительно расширяет возможности последней. Теория аналогии распространяет найден. ные критерии подобия на явления различной физической природы.
Это становится возможным в тех случаях, когда разнородные явления описываются дифференциальными уравнениями одного и того же вида. Например, сходные ]аналогичные, изоморфные) дифференциальные уравнения переноса получаются при описании явлений теплопроводности, электропроводности, диффузии фильтрации и т. д. Влагодаря этому обобщенные законы, найденные для одних явлений, например гидравлических, можно с успехом распространять на все остальные явления, описываемые аналогичными дифференциальными уравнениями ]25, с. 277], !26, с.
157]. Таким образом, в теории аналогии каждая группа подоб. Постановка задачи ных явлений обобщается на несколько неодинаковых по физической природе групп. Благодаря этому совершается второй исключительно важный для всего последующего шаг на пути изоморфизма и абстрагирования от конкретной физической природы изучаемых явлений. Однако и этого обобщения для нас недостаточно. Дело в том, что дифференциальные уравнения, которыми обычно оперирует теория аналогии (и подобия), сами по себе еще недостаточно универсальны и, что особенно важно, не содержат сведений о взаимном влиянии явлений различной физической природы.
Идея взаимного влияния — это центральная идея, без которой невозможен одновременный и успешный учет при расчетах всех существенных для качества отливки и эффективности производства обстоятельств технологического процесса. Термодинамика необратимых процессов. Наиболее универсальные уравнения содержатся в термодинамике необратимых процессов. Например, первому началу термодинамики — закону сохранения энергии — подчиняется все сущее. Кроме того, основу закона переноса Онзагера составляет принцип взаимного влияния явлений различной физической природы. Количественная сторона взаимного влияния определяется законом увлечения Онзагера [25, с. 233[„[26, с. 203[.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
