Tootmise automatiseerimine

Süsteemi mõiste

Süsteemi defineerimise aluseks on filosoofiline mõistepaar osa ja tervik

Tervik on filosoofiline mõiste, millega tähistatakse ühte omavahel seotud osade komplekti Sõna tervik kasutamine tekstis tähendab,

et see koosneb osadest, mis on omavahel seotud kokkulepitud tähenduse (skeemi, reeglite, protsesside, seoste jne ) abil

Näiteks elektripirn on tervik, kui tema koostisosad on omavahel mehhaaniliselt ühendatud ja paiknevad vastavalt koostamisskeemile

Automatiseeritud tervik koosneb kolmest suurest osast :

mõtteline osa, mudel ja tegelik automatiseeritav seade

Mõiste

Mõiste

Mõiste

Mõtteline osa automatiseeritud terviksüsteemist

Automatiseeritud süsteemi modelleeritud osa

Automatiseeritud süsteemi tegelik osa, füüsilised seadmed

Automatiseeritud tervik, süsteem

Süsteem Süsteem on mõiste, konkreetsemalt

keele termin, mida inimesed kasutavad mõtlemise käigus vaadeldava (vaatluse all oleva) terviklahenduse tähistamiseks.

Süsteem on vaadeldav tervik Süsteem võib olla kas mõtteline või

tegelik Kuna inimese mõtlemine on paindlik, siis võib

inimene oma peas väga kiiresti piiritleda erinevaid mõttelisi süsteeme

Süsteemi mõiste Süsteemi mõistet kasutatakse tihti tegeliku

maailma nähtuste lihtsustamiseks tasemeni, millest alates suudame seda tervikut ise mõista ja kirjeldada

Kasutades süsteemi mõistet, teeme mõtlemise töö (maailma asjadest) endale jõukohaseks. Kui loodud lahendus osutub üle jõu käivaks, siis

tuleb süsteemi veelgi lihtsustada. Inimese mõistus pole nii võimas ja

kõikehaarav, et ümbritsevast maailmast korraga kõike teada. Teadmistel on piirid

Väide, et sisult tegelik ehk reaalne asi on süsteem, on suur liialdus

sest inimesel ei saa põhimõtteliselt olla sellise mahuga teadmisi

Selleks et mingi tegeliku asja sisust kõike teada, peaksime selle asjaga sisuliselt samastuma

Mida lihtsamaks me süsteemi teeme, seda suurem osa tegelikust maailmast jääb vaatluse alt välja

Süsteemi mõiste piiritleb tegeliku maailma asju hästi, kuid ta ise ei ole kogu tegelikkus

Süsteemieksemplar Süsteemi mõiste eeldab vaatleja

olemasolu, kes piiritleb vaatlusaluse terviku Igal mõttelisel süsteemieksemplaril

(lühidalt süsteemil) on ainukordne nimi Süsteemieksemplari all mõtleme ühte

vaatlusalust tervikut

Taustaks ehk kontekstiks Taustaks ehk kontekstiks nimetame maailma

osa, mis on teadlikult jäetud välja vaadeldavast tervikust ehk süsteemist

Meil võib olla selle tausta kohta kusagil (salvestatud) andmeid

Taustast kopeeritud ja täiendina süsteemi salvestatud andmeid nimetatakse atribuutideks

Meil võib olla peas korraga mitu süsteemi ja lisaks veel nende üldine kontekst ehk taustsüsteem

Paranoia on haiglane seisund kus inimene näeb lisaks tegelikule (olemasolevale) ümbrusele ka veel kujuteldavaid asju. Mitu süsteemi on omavahel segi.

Inimene ei usalda enam oma ümbrust. Otsib seoseid seal, kus neid tegelikult pole

Süsteemi eri vaated Tehnilise lahenduse loomise käigus

vaatlemiseks esitatud vahetulemus on ühe areneva terviku vaade, mida võib ainult tinglikult nimetada loodavaks

süsteemiks. Me peame endale andma aru, et see eriline vaade

(esitatud vaade) on piiritletud osa tegelikust loodavast tervikust

Samast valmistusseadmest võib teha elektriskeemi ja mehhaaniliste osade koostejoonised Süsteemi kahte liiki vaateid tehakse tihti isegi

erinevate tööriistadega – näiteks erinevate tarkvarapakettidega

sageli on probleemiks vaadete kokkusobitamine üheks tervikuks

Tulemus Tulemus muutub (iseseisvaks objektiks, süsteemiks)

siis, kui ta eraldub arenduskeskkonnast (teostuskeskkonnast)

ja arendajast (teostajast)

Mõttetöö tulemusena valminud süsteemi nimetatakse mudeliks

Mudeliga võib täiendavalt siduda taustsüsteemist pärit atribuute ja määrata nende väärtusi

Tegelik (vaadeldav) lähteseis

Teostuse tulemus

Teostus, funktsioonetalon võrdlus

Meil on probleem

?

sisend

Vaadeldav ala, süsteemi koostise

piir

Väljund, tulemus

tagajärg

Nähtus Nähtus on mõiste, millega

iseloomustatakse komplekssest ehk keerulisest objektist avalduvaid omadusi tulenevaid omadusi

Nähtuste tundmiseks peab neid kirjeldama Nähtusi nimetatakse füüsiliselt

sarnasteks, kui neil on täielikult või peaaegu täielikult ühesugune füüsiline päritolu

Nähtus Ühe füüsilise nähtuse (iseloomulike

omaduste) põhjal võib teada saada teiste füüsiliselt sarnaste nähtuste vastavaid omadusi Seejuures ainukordsete, kuid sarnaste nähtuste

omadused erinevad vaid suhteliselt ehk ainult väärtuselt ehk mastaabilt

Mastaabi erinevust hinnatakse lihtsa püsiva väärtusega korrutise teguri abil. Korrutise tegur võib sarnased nähtused väärtuselt võrdsustada

Reaalset nähtust mõõdetakse mitmesuguste (mõõtmise) meetoditega ja nendele vastavate mõõteriistadega

Komplekssed nähtused Süsteem (vaadeldav tervik) võib sisaldada

ühekorraga nii mooduleid, komponente elemente kui ka punkte

Komplekssed nähtused võivad avalduda mitte ainult keerulisest objektist (näiteks

moodulitest või komponendist) vaid ka lihtsamatest süsteemi koostisosadest näiteks

elementidest ja punktidest.

Funktsiooni ehk teostuse plokk

Nähtuse määramise

piirkond

etalon etalonetalon

Nähtuse keerukus

Mõõtmine Mõõtmisel võrreldakse omavahel sarnaseid

nähtusi ja saadakse mõõtetulemuseks sarnaseid nähtusi iseloomustav korrutise tegur (sümbol).

Mõõtmisel on abiks võrreldav sisuline nähtus, mille omadused ei muutu. Võrreldava nähtuse aluseks on etalon

Muutuvas nähtuses on võimalik piiritleda ja mõõta loogiliselt kõrgetasemelist teostust mida nimetatakse protsessiks

protsess Protsess kirjeldab uuritavas nähtuses

ajaliselt järjestikku avalduvaid seaduspäraseid omadusi, mida on võimalik kirjeldada matemaatiliste (analüütiliste) mudelitega. Ajalise nähtuse matemaatilises mudelis on

kasutusel atribuut nimega aeg

Matemaatiliselt sarnased nähtused

Matemaatiliselt sarnasteks nimetatakse erineva füüsilise sisuga (päritoluga) nähtusi, mida on matemaatiliselt kirjeldatud samu

sümboleid kasutades ja täpselt samasuguste võrranditega (algebraliste, diferentsiaal- jne võrranditega)

seejuures vastab vaadeldava nähtuse võrrandite igale parameetrile samasugune parameeter teises (sarnases) nähtuses ja vaadeldava nähtuse võrrandite igale muutujale vastab samasugune muutuja teises nähtuses

Süsteemi koosseisu ja teostuse kirjeldamiseks on palju tööriistu

MS Word Visio AutoCad Solid Edge jne

Osa ja element Loodav tehniline terviklahendus saab inimese

jaoks selgema mõtte, kui see pannakse kokku ehk koostatakse tähendust omavatest osadest Vaadeldavas tervikus võib inimene kergesti

piiritleda üksikuid mõttelisi osi. Mõttelises osas võib omakorda piiritleda allosa

Elementaarseks tervikuks ehk elementaarseks süsteemiks nimetatakse kõige väiksemat terviklikku osa, millel on veel piiritletav siseehitus ja mis suudab kanda talle pandud funktsiooni ehk teostada ülesannet Näiteks võib elementaarseks tervikuks nimetada

puurmasinat, mis suudab puurida avasid

Element Terviku vähimat osa, millel on veel

mingi sisuline tähendus, kuid pole tunnetatav selle siseehitus, nimetatakse elementaarseks osaks ehk elemendiks.

Vaadeldav tervik ehk süsteem

Vaadeldav element (must kast)

Elemendi väljund

Elemendi sisend

Vaadeldava terviku osa

Vaadeldava terviku osa

Kus on inimese tunnetusvõime piirid?

Elemendi kui vähima tervikliku piiritlemine on seotud inimese tunnetusvõimega

Elemendist veel väiksemat sisuliselt teostuvat osa pole ta lihtsalt võimeline tunnetama ja

Isegi kui inimene põhimõtteliselt oleks võimeline piiritlema elemendi sees veel sisulisi osi, siis sel juhul ei tee ta seda teadlikult. Veelgi väiksemale osale saab vaid lipiku kinnitada

Elemendi nime kasutamisega süsteemis piiritleb insener teadlikult oma vaatluse või tunnetuse piire

Element Elementaarse osa (elemendi) kohta on sõltuvalt

teadus- või tehnikaalast kasutusel ka teisi nimesid. Näiteks on tehnika ja matemaatika valdkonnast tuntud

elementide sellised nimed nagu parameeter, muutuja, suurus, elementaarne kogus, väärtus, funktsioon jne

Ka kõige targema inimese peas toimuval mõttelisel jaotamisel tuleb kunagi ette piir, mille ületamisel muutuvad saadud väikseimad osad mõttetuks Väikseimatele osadele ei saa isegi lipikut kinnitada

Sellistele osadele lihtsalt ei suudeta anda enam kindlat, mõistlikku või isegi tõenäolist tähendust (seletust). Meie keele vähimaks tähistavaks osaks ehk

elemendiks on üks sümbol

Element on vähim osa, nn must kast

Elemendi tähendus (väärtus) on siiski veel kuidagi kirjeldatav, iseloomustatav

Tegeliku elemendi omadused avalduvad alati vastastikuses mõjus mingi teise elemendiga action-reaction, Source - recource Kahe füüsilise keha omadused avalduvad

kokkupõrkel

Siit tuleneb tähtis väide, et elemendil on alati sisend ja väljund

Kui me uurime näiteks üht elementi, siis võime seda elementi mõjutada

Element võib vastata omapoolse mõjuga (liikumisega, reaktsiooniga) meie suunas

Sisendi kaudu mõjutame elementi ja väljundi kaudu saame elemendi reaktsiooni See on kõik, mis me elemendilt tagasi saame

Elemendi sisendi ja väljundi vahelist liikumist (mõju) iseloomustatakse matemaatiliselt ülekandefunktsiooni mõiste abil

Tegeliku elemendi (piiritletud ja tähistatud objekti) sisendi ja väljundi vahelise seose saab kindlaks teha teadusliku katsega, milles tehakse näiteks füüsikalisi mõõtmisi.

Kui me saame üht elementi uurida, siis järelikult võime seda elementi

mõjutada Element võib vastata omapoolse mõjuga

(liikumisega) meie suunas Siit tuleneb (filosoofias) tähtis väide, et elemendil

on alati sisend ja väljund. Sisendi kaudu mõjutame elementi ja väljundi kaudu saame elemendi reaktsiooni. See on

kõik, mis me elemendilt tagasi saame, (tulemuseks saame)

Mis on veel elemendi sisendi ja väljundi vahel, jääb meile tundmatuks sisendi ja väljundi vahelist liikumist (mõju)

iseloomustatakse matemaatiliselt ülekandefunktsiooni mõiste abil

Süsteemi komponent Komponendi mõistet kasutatakse

süsteemiarenduse hilisemas järgus, kui hakatakse ehitama kliendile valmistooteid (näiteks UML-keeles) Komponendi mõistes eeldatakse vaikimisi, et ta ise

kuulub mingi teise veelgi suurema lahenduse koosseisu

Komponent on terviklik rühm osi, allsüsteem, millel eelduste kohaselt on veel piiritletav sisemine struktuur Süsteemi koostisse kuuluv komponent võib

sisaldada omakorda allkomponente ja lõpuks elemente

Toode kui koostatud tervik. Toode pannakse kokku (koostatakse) ühest

või mitmest komponendist Toode on keerulise ülesehitusega (ehk

kompleksne) Komponendid on omavahel seotud Komponent, millel puuduvad seosed tervikuga

ei kuulu sellesse

Süsteem on mõiste Süsteem on mõiste, mida subjekt kasutab

ümbritseva tegeliku maailma või tehiskeskkonna ülesehituse ja mõjude tunnetamisel Süsteemiga tähistatakse meie peas eksisteerivat

mõttelist tervikut, mis lihtsustatult peegeldab tegeliku automatiseeritud tehnoloogilise protsessi seadmeid (riist- ja tarkvara) ja/või selle protsessi mudelit. Süsteemi ülesehituse ja käitumise esitamiseks teistele inimestele ja seadmetele kasutatakse mudeli vormi, näiteks dokumente

Süsteem võib sisaldada osi ehk allsüsteeme. Allsüsteem võib omakorda sisaldada allosi. Kõige alumise tasandi süsteem on elementaarne süsteem

Elementaarne süsteem on element

Süsteemi koosseisu kuuluval elemendil peab olema reaalne sisu. Süsteem, mille elementidel (kõigil) pole mingit sisu või

seost tegeliku maailmaga, on suhteliselt mõttetu Elementidest koosnevat süsteemi hoiab koos

(toetab või koostab) ressurss (Mis see ressurss veel on?)

Elemendil kui tervikul avaldub ainult nn “nägu”, milles võib piiritleda ühe sisendi ja ühe väljundi. Sisendi ja väljundi väärtused on ressursi poolt piiratud. Väljundi väärtus võib olla null.

Süsteemi osade vaheline mõju (mõtteline liikumine) võib olla ainult ajutiselt ühesuunaline, kuid on pikemas perspektiivis kahesuunaline ehk vastastikune

Elementide vahelise mõju avaldumine Süsteemielementi nimetatakse väljundiks, kui

mõju on suunatud temast väljapoole. Süsteemielementi nimetatakse sisendiks, kui

mõju on suunatud väljastpoolt temasse

Süsteemis kasutatakse elementide kaudu toimuvate mõjude suuna ja toimumise järjekorra tähistamiseks ruumi ja aja mõistet

Geograafilise ruumi ja aja mõisted lülitatakse süsteemi elementide koosseisu täiendite (ehk atribuutide) kujul

Ruumipunkti P väärtus esitatakse kolme numbriga koordinaadid x,y,z (meetrites)

Ajahetke t ja -intervalli Δt väärtus esitatakse numbriga (sekundites)

liikumise suunda ruumis kirjeldatakse aja ja ruumi andmeelementide

(atribuutide) gruppidega Aegruumi mõistet kasutatakse laialt

Protsesside programmeerimisel visualiseerimisel ja simuleerimisel

Kontrollerite programmeerimine

Sisendisse saabunud sündmus, andmed

Sisendi väljundsündm

us

Sisendfunktsioon

Väljundfunktsioon

Väljundsündmus,

väljundandmed

Väljundfunktsiooni saabunud

sündmus

•Ladder keeles on kasutusel redelipulk (Rung)•kaks toimingut moodustavad programmi pulgas ühe tegevuse• toimingud on teostamisel ajaliselt järjestatud• kontroller teenindab füüsilisi sisendeid ja väljundeid

Ajaatribuudi väärtuste grupid

Ajagrupi andmeskeemis on ajaelemendid seotud järjestikku ja kannavad nimesid minevik, tegelik ja tulevik (soovitav)

Uued tegeliku aja väärtused saab sisestada ainult tegeliku-nimelisse elementi

Seejuures nihutatakse järgmise vaatluse eel tegeliku-nimelise ajaelemendi väärtus mineviku-nimelisse elementi

Mineviku (ajalise kauguse) hindamiseks tuleb konkreetses elementaarses süsteemis vaadata mineviku ajaelemendi väärtust

Ajagrupp

Ajagrupp

minevik

olevik

tulevik

järjestus

Aja ja ruumi atribuudigruppidest saab moodustada suurema- aegruumi grupi.

Ruumigrupis on seotud järjestikku ruumiatribuudid, mida konkreetsel juhul nimetatakse (üldiselt) koordinaatideks. Koordinaatidele (atribuutidele) saab anda nimed (x, y, z) ja väärtused.

Süsteemi (tervikuna) iseloomustavad leiutise tunnused. Süsteemil on mingi uus omadus, mida pole tema

koosseisu kuuluvatel osadel. Auto pakub ostjale terviklikku (struktureeritud)

väärtuste kombinatsiooni, mis luuakse põhiliselt süsteemi loomise, projekteerimise ja ehituse ajal

Süsteemi omadused Süsteemide vaatlemisel kirjeldatakse

nende koosseisu ja liikumise omadusi. (vaadeldes neid omadusi eri suundadest)

Tootmise automatiseerimise valdkonna mõttelistes süsteemides toimivaid mõjusid ning nendele tegelikkuses

vastavate mudelite või seadmete liikumisi võib

liigitada kolme suurde rühma:

Liikumiste liigitamine

Liikumisi võib liigitada kolme suurde rühma: massiivsed ehk ainelised. Selle rühma

omadusi nimetatakse: füüsikalisteks, mehhaanilisteks, hüdraulilisteks jne;

energeetilised. Selle rühma omadusi nimetatakse: elektromagnetilisteks, elektrilisteks, soojuslikeks jne;

informatsioonilised. Selle rühma omadusi nimetatakse veel tähenduslikeks, väärtuslikeks, kirjelduslikeks, matemaatilisteks, funktsionaalseteks jne.

Massiivne liikumine ja mõju Massiivne liikumine toimub näiteks

tegelike aineosakeste sees ja vahel. Massiivsete nähtuste uurimisel ei laskuta tavaliselt terviklikust aineosakesest madalamale

Massiivne mõju tähendab, et vaadeldavas süsteemis võib mõju piiritletud osade vahel toimuda vahetult süsteemi elementide tasandil.

Valmistusseadmetes on tegeliku aine edastamiseks kasutusel torud, konveierid, robotkärud jne

Mass Mass is a property of a physical object

that quantifies the amount of matter and energy it contains.

Mass (m) energy (E) and momentum (p) is related by many physicists nowadays in following Taylor expand way

....2

22

m

pmcE

In the formula

where the leading term mc 2 is the object rest energy, c is speed of light.

The second term is the classical expression for kinetic energy of particle and

the higher-order terms in formula are basically relativistic corrections for the (kinetic) energy.

For macroscopic object, the rest energy includes the thermal energy. Rest energy liberated in nuclear fusion or fission is being transformed into kinetic energy of reaction products.

Süsteemis kirjeldab massi mõiste elemendisisest liikumist, selle avaldumist

Elemendi sisemust vaadeldakse nn musta kastina

Massi väärtus saadakse koefitsiendi kujul ülekandefunktsioon saadakse väljundväärtuse

jagamisel sisendväärtusega arvuline koefitsient saadakse massietaloni kaasabil

Massi liikumise määramine eeldab Kolme geograafilise koordinaadi määramist (keha

asendi mõõtmist) Punktist keerulisema keha asendi määramisel saab teada keha koostise

Teostatava liikumise oluliste füüsikaliste omaduste (näiteks vool, jõud, pinge, energia jne) mõõtmist. Keerulisel juhul saab teada ka teostuse ülesehituse ehk arhitektuuri

Energeetiline liikumine ja mõju

Energeetiliste süsteemide koosseisus olevate osade mõju kirjeldamiseks on loodud teooriad Eraldi teooriad on elektri- ja soojussüsteemide jaoks

Näiteks elektrisüsteemides toetutakse elektriahelate teooriale, mis vaatleb elektrilise mõju edastamist elektriahelate kaudu

Energeetilise mõju edastus energeetiliste süsteemide ja allsüsteemide vahel toimub nende koosseisus olevate elementaarsete süsteemide, täpsemalt, nende elementide ja elemente toetava ressursi abil Elektrisüsteemis kirjeldatakse mõju edastust

elektriskeemi koosseisu kuuluvate skeemielementide tasandil

Elektrilised omadused, mõjud

Elektrilise süsteemi skeemielementidel on teatud elektrilised (ja ka füüsikalised) omadused.

Elektriskeemis edastavad mõju tüüpiliselt juhe, takisti, induktiivsus, mahtuvus ja lüliti. Lüliti lahtiühendamisel tuleb (seotud) ahelasse veel

elektromagnetväli (kuidagi tuleb seda liikumist kirjeldada) Elektrilise mõjukanali moodustamisel kasutatakse

kirjeldustes omadusi, mis on tegelikkuses metallidel, pooljuhtidel ja isolaatoritel

vastava füüsilise ühenduse (ühenduskanali) moodustamisel on sellised omadused toetaval mateerial

Elektrilise süsteemi element

Iexternal

Matter of the logistic channel

Conserved energy (-)

S

Iload

Rext V

UP1-P2 Mass of the System

Matter of the Point P1

Zstore

PP1-P2 E P1-P2

A

Resource of 2-nd merit layer. (Activity: set the elem.Power rate)

The task (charge, hold, discharge?)

System Point P1

Value of the Power is calculated by multiplying voltage with load current. Value of Power can be controlled in the second layer of the merit axis

Conserved energy (+)

Merit axis of point P1

Merit axis of point P2

System Point P2

1. 2. 3. 4. 5. level

Eext Ext.sourcee

Visualization of different logical levels of system

P1

L1

L2

L3

L0P2

Current

Force, Pressure, Voltage

Power, acceleration

Energy, Work, speed

Task, Target position,

Matter of P1Supporting matter, (greating the emf)

Matter of P2

L4

_ +

Süsteemi energia Energia on keerulise tähendusega mõiste (ehk

kompleksmõiste) Energia on mõiste, mis näitab kui kaua süsteem

suudab väljundvõimsust tagada, kuivõrd süsteem suudab tööd teha (kui palju tööd see suudab teha).

Energy is a measure of how long we can sustain the output of power, or how much work we can do.

Elektrienergia A=P*t=U*I*t , kWh Mehhaaniline energia PE=F*s=mgh; KE=1/2 mv² Võimsus näitab kui intensiivselt me kavandatud tööd

teeme. Elektriline võimsus on P=U*I: Laengut mõõdetakse - vool*aeg

Informatsioon on kaasaja mõiste

mida insener kasutab kahe süsteemi vahelise energeetilise või ainelise mõju ülekandel avalduvate omaduste kirjeldamiseks,

s.t mingi süsteemi piiritletud osade vahel toimuvate mõjude tulemuste modelleerimiseks

Infot ei ole õnnestunud looduses leida Seega tekib info süsteemielementide mõjude

modelleerimisel (modelleerimise ajal) Info on tüüpiline portsjon mõju, mis on salvestatud

aines Mudeli teostamiseks on vaja ainet, energiat

Infot toetavateks ressurssideks on materjal ja energia

Info Informatsiooni mõiste kasutuselevõtu puhul

muutub kirjeldavate omaduste komplektis ebaoluliseks füüsilise liikumise fakt (me ei taha seda näha)

Liikumine kui füüsikaline omadus ei huvita meid info defineerimisel

Info kui selline ei pea alati liikuma (võib olla salvestunud)

Informatsioon on siis mudelis realiseeritud energeetiline või aineline mõju staatilises vormis

Staatiline vorm avaldub ka selles, et info salvestatakse

Andmed on töötlemiseks ja edastuseks sobivale kujule viidud info

Info ja mõiste Info (kui mõiste) defineerimiseks tuleb süsteemi ainelise

või energeetilise mõju tulem siduda mõiste vormi. Mõiste loomisel pannakse sellesse (elementaarsesse mõttelisse

süsteemi) kokku tähistus ja tähendus Tähenduse sisus on olemas vähemalt aineline või

energeetiline tulem (see asub loogiliselt madalamal tasemel) Tulemi realiseerimine tähendab selle salvestumist

kindlas kohas koha tähistamiseks salvestatakse mõõtetulemuse (mõju

koha) juurde nimi Seega on elementaarses informatsioonilises mudelis vaja

kaht salvestuskohta, mis moodustavad seotud terviku info tähis on loogiliselt kõrgemal kui selle tähenduse sisu, Tähis ja väärtus on kokku seotud (loogiliste tasemete vaheliste

ühenduste kaudu)

Süsteemiosade vahelised seosed

Süsteemi koosseisu kuuluvate osade vaheliste seoste liike tähistatakse järgmiste terminitega hierarhilised, võrkseosed ja relatsioonilised.

Kolme liiki seoseid illustreeritakse

Hierarhilist seost illustreerib looduses puu, mille oksad hargnevad. Puul on juur ja okste lõpus on lehed. Lehed on puu okstel kõige üksikasjalikumad osad ehk elemendid

Võrgukujulisi seoseid iseloomustab näiteks ämbliku kootud püünis

Relatsiooniline. Sõna nimega relation tähendab seost Enamik tänapäeval kasutatavaid andmebaase

põhineb relatsioonilise matemaatikateooria abil kirjeldatud seostel

Relatsioonilistes andmebaasides kirjeldatakse kõiki andmeid ja andmetevahelisi seoseid tabelitega

Tuntud Excel`i tabelarvutussüsteemi aluseks on näiteks relatsiooniline andmebaas

Struktuur struktuur on üldine mõiste, mida kasutatakse

süsteemi koostise ja ülesehituse modelleerimisel

on mõiste, millega tavaliselt kirjeldatakse mingi süsteemi või selle osa sisemist ülesehitust

Struktuurid võivad olla ülesehituselt ja esituselt ühe, kahe, kolme või mitmemõõtmelised

Struktuuri mõiste kasutamine eeldab teatud täiendavaid navigatsioonivaheneid, mille sisu jääb ümbritsevasse taustsüsteemi

Süsteemis orienteerumiseks lisatakse (seotakse) tema koosseisu kuuluvatele

komponentidele ja elementidele lisaelemente (ehk atribuute),

Atribuutide väärtused saadakse navigatsiooni eel (märgistamisel) ümbritsevast taustsüsteemist mõõtmise teel.

Kui atribuut on kinnitatud süsteemi elemendi külge siis saadakse navigatsiooni ajal väärtused elemendi atribuutide väärtusi mõõtes

Koordinaattelgede meetod on võimas Koordinaattelgede abil saab lihtsalt määrata

struktuuriskeemi elementide atribuutide väärtusi Informatsioonilisi protsesse (ajalisi muundusi)

iseloomustavatel struktuuriskeemidel näidatakse ära funktsiooniplokid ja nendevahelised seosed, mis kirjeldavad andmete liikumist funktsiooniplokkide vahel

Atribuudi mõiste Atribuudiks nimetatakse süsteemi, selle

komponendi või elemendiga seotud lisaelementi, mis täiendab neid Atribuut on olemuselt juba millelegi lisatud

(add) Atribuut ei saa enam sisaldada allsüsteeme,

kuna ta ise on elementaarne Atribuudil kui lisaelemendil on nimi ja tähendus

Konkreetse elemendi atribuudil on väärtus

Atribuut ei moodusta süsteemi või selle komponendi põhistruktuuri.

Atribuudi väärtus Atribuuti võib salvestada väärtuse, mis on tavaliselt

saadud väljastpoolt vaadeldavat süsteemi või komponenti või elementi

Näiteks konkreetsel tootel (kui süsteemil) võib olla atribuut nimega kaal, mille väärtus (kaal) on 0,75 kg.

Siin avaldub atribuudi üldisem tähendus asjaolus, et selle väärtuse mõõtmisel on vajalik mingi tegelik kas või ajutine side mõõteetaloniga ja mõõtevahenditega, mis asuvad tavaliselt taustsüsteemis ehk väljaspool vaadeldavat süsteemi või komponenti või elementi

Süsteemi igal komponendil (allsüsteemil) või elemendil võib olla mitu atribuuti, mis võivad olla ühendatud nimeliseks rühmaks, suuremaks tervikuks, mida nimetatakse atribuudigrupiks.

Klassid Mainisime, et süsteemi saab vaadata

mitmest suunast Üks kiirvaade eeldab, et vaadeldava terviku

(süsteemi) osade omadused on muutumatud ehk staatilised

Aluseks olevaid staatilisi kahemõõtmelisi struktuure nimetatakse klassidiagrammideks

Loodava konkreetse süsteemieksemplari koostist kirjeldavad omadused kopeeritakse aluseks olevast süsteemist. Seejuures kasutatakse koostise määramisel ka

klasse Vastloodud süsteemieksemplarile antakse

ainukordne nimi

Objekt ja subjekt Objekt on konkreetne, ainulaadne

(süsteemi)eksemplar, mis on loodud aluseks võetud ehk tüüpilise

süsteemi omaduste kopeerimise ning järgneva (parameetrite) initsialiseerimise teel Objektiks nimetatakse midagi olemasolevat,

tajutavat või kujuteldavat, millele on suunatud vaatleja tähelepanu.

Pragmaatikutest filosoofid näevad tegelikus maailmas ainult üksikobjekte ehk eksemplare

eksemplar Inimene loob objekti vormi, mis

saadakse mingi tüüpmõiste vormi kopeerimisel

Sama tüüpvormi põhjal võib luua palju uusi objekte.

Mõisted nimega objekt ja üksikeksemplar on sünonüümid

Asi- üksikasi

selles õppeaines “Tootmise automatiseerimine” on objekt

Tootmise automatiseerimisel nimetatakse objektiks loodavat (ülesehitatavat) seadme mudelit, juhtimissüsteemi, tehnoloogilist protsessi (meetodi kirjeldust) või tehnilist (füüsilist) seadet

Tootmise automatiseerimisel on põhilised arendusobjektid mõttelised lahendused, nende mudelid ja tegelikud valmistusseadmed või tooted

Automatiseerimisel on arendusobjektiks juhtimisseadmete andmemudelid, juhtimisprotsesside algoritmid, töömasinate juhtimisprogrammid jne

Automatiseeritud süsteemi võimalikud uurimisobjektid

Mõiste

Mõiste

Mõiste

Mõtteline osa automatiseeritud terviksüsteemist

Automatiseeritud süsteemi modelleeritud osa

Automatiseeritud süsteemi tegelik osa, füüsilised seadmed

Automatiseeritud tervik, süsteem

Subjekt on üldine termin, millega tähistatakse süsteemi,

mis teeb objekti kallal tööd Subjekti tegevus (toimingud) on suunatud

objektile Kui ei ole objekti, siis ei saa olla ka subjekti Tootmise automatiseerimisel on inimene subjekt,

kes juhib tootmise ja toodete valmistamise seadmete loomist ja

kasutamist Samas on näiteks konkreetne tööline ise

automatiseerimise objekt, kuna osaleb hiljem tootmise ja valmistamise juhtimisprotsessis, tema tehtavat tööd ka automatiseeritakse

Subjekti tähistus ja tähendus Subjekti mõiste sisu kirjeldamiseks tuleb

sellele anda ainuline nimi ja tüübinimi. (tuletage siin meelde mõiste ülesehitust)

Siis lisatakse juurde väärtus Tüübinimed tähistavad tavaliselt subjekti

rolle. Näiteks: inimene ainunimega Jaan ja rolli

nimega projekteerija on subjekt, kes tegeleb toote valmistusseadmete ehitamiseks sobivate komponentide ja elementide valiku ning kirjeldamisega (projektdokumentatsiooni koostamisega)

Süsteemi kirjeldamise näide (leitud tehnilises kirjanduses)

However, precise characterization of the components in these specific railwayconditions is still underway. Tests and analysis should detail the performances of the overallsystem, not only limiting the characterization to elementary components, but also looking atmodules combining elements. Moreover, makers generally define their components withrespect to cycles that do not correspond to our application. Dedicated testing is underway according to THALES specific cycling and high currents levels. Finally, integrating electronicconverters and associating batteries should complete the overall characterization of the energystorage.

Platvormi ja aluse mõiste Valmis osade kasutamise põhimõte ja

sellele toetuv arendusmeetod on laialt tuntud ka kui platvormil põhinev arendusmeetod

Platvormil põhinev arendusmeetod kasutab konkreetse süsteemieksemplari loomiseks abivahendina eelnevalt valmistatud tüüpilisi süsteeme või nende osi.

Alus- või platvormtoode kiirendab tootmise automatiseerimisel tunduvalt arendaja tööd, vähendab vigu ja tõstab tööviljakust.

Aluse ehk platvormi kasutamine konkreetse eksemplari loomisel

Aluse kohta kasutatakse teadusvaldkonniti erinevaid sõnu – toetuspunkt, juur, põhi, vundament, platvorm.

Konkreetse seadmeeksemplari loomisel kopeeritakse selle aluseks oleva tüüpilise süsteemi vorm või selle osa. Seejärel täpsustatakse konkreetse eksemplari vormi koosseisu kuuluvate elementide sisulised väärtused Samas on meetodil ka puudused, millest olulisim on

asjaolu, et arenduse kestel võib loodavasse lõpplahenduse tulemusse kanduda liiga suur osa lähtealusest, kogu valmis vorm, mille mõned mittevajalikud osad (kui ballast) takistavad hiljem tööd

Lahenduse arendusprotsessid

Juhul kui arendamist alustatakse juba olemasoleva lahenduse täiustamisega, pole kogu vormi kopeerimist vaja teha. Siis on alus juba konkreetse süsteemi koosseisus. Ülesehitustööd lihtsalt jätkatakse lähteseisust

Tootmise automatiseerimise tööd ei alustata tühjalt kohalt, vaid üldjuhul mingi olemasoleva süsteemi täiustamisega. Siis öeldakse, et aluseks võetakse olemasolev süsteem. Töö käigus täiustatakse ja muudetakse alust ning ehitatakse juurde kõik puuduvad osad

Valmis alused konkreetsete lahenduste tegemisel

Tootmisseadmete juhtimissüsteemide loomisel kasutatakse tihti alusena valmis tarkvaramoodulit, mida võib nimetada üldnimega platvormtoode.

Selles on valmis salvestatud suur hulk komponente. Selliseks platvormtoote näiteks on firma Wonderware tööstusprotsesside visualiseerimiseks mõeldud tarkvaramoodul nimega InTouch

Mõtteline süsteem Mõtteline süsteem on omavahel

suhestatud mõistete hulk Mõtteline süsteem tähistab mõttelist

terviklahendust, mõttelist mudelit Mõtteline süsteem tehakse ja

eksisteerib reaalselt ainult inimese peas.

Süsteemi kirjeldamiseks moodustatavaid ja selle koosseisu lülitatavaid mõisteid piiratakse põhimõtteliselt kahelt poolt

Esiteks piiritletakse mõtteliselt ja võetakse süsteemis vaatluse alla ainult osa kogu ümbritsevast tegelikkusest, mis on kogemuse põhjal süstematiseerijale teada (tunnetatud).

Seejuures toimub süsteemi kuuluvate osade ja sellest väljapoole jääva mõttelise konteksti omavaheline piiritlemine.

meenutame ka et süsteemi osad vajavad alati tuge, ressurssi

Seejärel määratakse kindlaks süsteemis kasutatavate (seostatavate) mõistete üldistuse tase ja eksemplaride hulk.

Kasutatavad süsteemi mõisted peavad katma kõiki kirjeldatava tegelikkuse elemente

Süsteemi kirjeldamiseks moodustatavaid ja selle koosseisu lülitatavaid mõisteid piiratakse põhimõtteliselt veel ka teiselt poolt

Teiseks piiritletakse ja jäetakse süsteemi ülesehitusse lülitatud mõistetes vaatluse alt välja väga väikesed osad.

Samas jääb nende tegelik mõju süsteemile alles Väikeste osade tegelik mõju süsteemis

kasutatavatele mõistetele avaldub kirjeldatavate füüsikaliste suuruste kaudu (ühikud!)

Tegelikkuses on piiritletavad füüsikalised suurused ja vastavad mõistete elemendid on omavahel reaalselt seostatavad Need peavad olema seostatavad Mõtleja peaks suutma süsteemi mõiste elementide

väärtusi mõõta (või kuskilt andmetena saada).

Mõistete tähenduse kirjeldamisel kasutatavate sisuliste elementide üldistuse tase valitakse mõtlejale ja mõõtmiste tegijale jõukohane

Kõige väiksemat süsteemi osa, mida eristatakse (süsteemi elementi, täpsemini öeldes mõiste

sisulist elementi), vaadeldakse musta kastina Süsteemi kõige väiksemad koostisosad (elemendid)

esitatakse süsteemi kirjelduses mustade kastidena Süsteemi elementides avalduvaid reaalseid

mõjusid iseloomustatakse matemaatiliselt ülekandefunktsiooni ja selle funktsiooni mõõdetavate väärtustega

Ülekandefunktsiooni väärtused on mingi tegelikkuses toimunud katsega mõõdetud või järgneva analüüsi käigus leitavad

Elementide sisemine ülesehitus

Süsteemi vähimate osade ehk elementide sisemist ülesehitust ja toimet ei ole me enam võimelised haarama põhiliselt nende peidetud keerulisuse ja mittemõõdetavuse tõttu.

Mõnikord oleme süsteemis kasutatavate mõistete väikseimate osade ülesehitusest küll teadlikud, kuid ei ole kirjelduse selguse huvides nende üksikasjalikust avamisest huvitatud

Mõttelise süsteemi loomise ja kasutamise mõte seisneb põhiliselt ühiselt töötavate inimeste mõtete

kooskõlastamises Reaalsuse lihtsustamise töö ja selle töö

tulemuse saab esitada teistele inimestele arusaamiseks ja kooskõlastamiseks

Suurim viga, mida insenerid tavaliselt teevad, seisneb loodava mõttelise süsteemi ja tegeliku vaadeldava seadme sisulises samastamises

Tegelikkus ei ole nii lihtne, kui inimese loodud mõtteline süsteem

Tootmise automatiseerimisel on mõtteline süsteem vaid osa vaadeldavast tervikust

Mõtteline lahendus ja süsteem

Süsteemi mõistet kasutavad rohkem tehnikavaldkonna inimesed tehniliste lahenduste loomisel ja kirjeldamisel

Mõtteline lahendus on mõnikord sisuliselt keerulisem, kui kirjeldusena saadud süsteem Mõttelises lahenduses võib midagi tunnetada

ka alateadlikult, n.ö kõhutundega Mõttelise lahenduse mõnel elemendil on

otsene (alateadlik) side tegelikkusega Mõttelise lahenduse alateadlikku osa ei oska

inimene teistele seletada

tootmise automatiseerimise üks põhiprobleem on

sama objekti kohta eri inimeste peas loodud ettekujutuste, mõtteliste süsteemide omavaheline kooskõlastamine

Mõttes loodavat süsteemi ei tohi teha liiga keeruliseks, niisuguseks, et see teistele inimestele oleks arusaamatu Ei mahuks nendele pähe

Kui on aega siis võib üritada mitu korda Rääkige lihtsamalt, kuid kooskõlastage enne

suhtlemist kasutatavate mõistete sisu ehk tähendust (see on teie tehtav kodutöö ehk õppimine)

Inseneri loodud tehnilise mõiste kõige olulisem omadus on side tegeliku maailmaga

Võib väita, et tehnilisel süsteemil on mõtet ainult siis, kui selle mingitel, eriti kõige väiksematel elementidel on võimalik luua side tegelikkusega (kas või meie mõtteliste mõistete vahendusel)

Side tegelikkusega peab olema realiseeritav (nähtav tunnetatav) mõõtmise abil, mõõtetulemuste edastamisega andmesidekanalis, tulemuste salvestamise, salvestatud tulemuste

mälust lugemise, järgneva mõttelise töötlemise, võrdlemise ning edastamise abil

Mudel Mudel on reaalne tervik, mille loomise

aluseks on mõtteline lahendus Insenerid kasutavad kõnepruugis tihti

sõna mudel Ka mudelis nagu süsteemi mõistes võib

piiritleda osi ja nende osade koosseisus omakorda osamudeleid

Vähimat terviklikku mudelit, millel on sisemine ehitus, nimetatakse elementaarseks mudeliks ja selle osi mudeli elementideks

Mudeli vorm on pärit kahest allikast:

1. kas mõttelisest (tüüp)lahendusest ja/või

2. tegelikult olemasolevast objektist

Mudelieksemplaris on üheskoos nii mõtteline vorm kui ka reaalsed sisulised osad Mudel ei tohiks peegeldada mõttelist

lahendust või tegelikku seadet liiga täpselt, siis kaotab ta otstarbe

Mudel võib näiteks olla mingi töötav seade või makett

Mudel on vahetulemus mõttelise ja tegeliku lõpplahenduse vahel

Mudelist on võimalik luua ühendus (side) ühelt poolt inimeste mõttelise lahenduse osadega ja teiselt poolt tegeliku automatiseeritava seadmega Operaatori mõttelise lahenduse osade ja

arvutis paikneva mudeli vahel on arvutil sisendid ja väljundid

Inimese ja arvutis paikneva mudeli vahele ehitatakse kasutajaliides

Kasutajaliides võib sisaldada arvutimonitori ja ka klaviatuuri

Mudeli ja tegelike valmistusseadmete vaheline side

Mudeli elementide ja tegelike valmistusseadmete elementide vahelises ühenduskanalis kasutatakse sobivaid andmesideliine, mõõteseadmeid, muundureid ja täiturmehhanisme Mudeli elementide side (kommunikatsioon)

mõttelise süsteemi elementide ja tegelike objektide vahel ei pea olema pidev

Mõnel mudeli elemendil oli ühendus mõttelise lahenduse elementidega minevikus,

mõnel elemendil on side esitushetkel ja mõnel võib-olla vaadeldavas tulevikus.

Esitusmudel Esitusmudeliks nimetatakse ühel või teisel

kujul teostatud (realiseeritud) mõttelist süsteemi ja/või tegelikku seadet, millest saadud andmeid sobib salvestada ja/või esitada

Esitusmudelit kasutatakse tavaliselt mõttelise lahenduse tulemuste näitamiseks teistele inimestele arusaamiseks ja analüüsimiseks

Ilma inimeste mõttelise kaasatöötamiseta pole esitusmudelil mõtet.

Heal tasemel tehtud esitusmudel võimaldab inimestel kooskõlastada ettekujutusi mõttelisest süsteemist ja tegelikust automaatseadmest

Esitusmudeli koht

Seadmest tegelike suuruste väärtuste mõõtmine

Mõtteline tervik ehk süsteem

Esitusmudel (esitab nii mõttelist kui tegelikku poolt)

Tegelik automatiseeritav seade

Väljundid seadmesse

Tootmise automatiseerimisel vaadeldav tervik: mõtteline süsteem, esitusmudel ja tegelik automatiseeritav valmistusseade

Osadevahelised liidesed Inimese peas oleva mõttelise süsteemi

osade, mudeli osade ja tegelikust materjalist seadme osade vahelise mõju edastamiseks kasutatakse liideseid

Seoseid inimese ja mudeli vahel kirjeldatakse tavaliselt inimese-masina tüüpi kasutajaliidese sisendite-väljundite kaasabil

Seost mudeli ja tegeliku automaatseadme vahel kirjeldatakse protsessiliidese abil

Andmevahetuse mõte Andmevahetusel on mõtet siis, kui osapooled

saavad vastuvõtmisel aru, millega on tegemist.

Mudeli elementide sisendite-väljundite kaudu ja tegeliku seadme vastavusse seatud elementide vahel vahetatakse erilisi toimeid (näiteks andurite mõõtetulemusi, juhtimiskäske, häälestuse andmeid jne). Vahetatavate andemete tüüp ja vastuvõtukoht, aeg

jne peab olema mõlemale osapoolele teada Täpse seostamise vajadus tuleneb eesmärgist

tagada mõttelises süsteemis, mudelis ja tegelikus seadmes omavahel seotud osade vahelise mõju edastuse usaldusväärsus

Inimeste mõtteliste lahenduste kooskõlastamine toimub mudeli vahendusel

Tegelike suuruste mõõtmine seadmest

Automatiseeritud süsteem (mõiste)

Automatiseeritud süsteemi mudel

Väljundid seadmesse

Automatiseeritud süsteem (mõiste)

Tegelik automatiseeritav seade

Teine mudeli loomise eesmärk

on mõttelise süsteemi ja/või tegeliku automaatseadme töö analüüsimine

Mudelis esitatakse mõlema osa elemente ja näidatakse nende arvulisi väärtusi

Mudeli loomine ja analüüs võimaldavad omavahel kõrvutada vastavaid mõttelise ja tegeliku lahenduse elemente

Kujutage ette, mis juhtub, kui loodavas lahenduses (mõttelises süsteemis või tegelikus seadmes) on midagi valesti

Vastavate elementide erinev käitumine võimaldab avastada ja kõrvaldada vigu mõttelise süsteemi või tegeliku valmistusseadme toimimises

Modelleerimine on eriti oluline automatiseeritud lahenduse kvaliteedi kontrollimisel enne seadme tiražeerimist

Mudel on mõnikord ka tegeliku valmistusseadme prototüüp

Kolmas mudeli loomise eesmärk

on vabastada inimene seadmete rutiinsest juhtimistööst, et rakendada teda teiste tähtsamate ja tulusamate probleemide lahendamisel Käsitsijuhtimisel on kõik vajalikud

protsessiandmed, juhtimisinfo ja protsesside algoritmid realiseeritud inimese peas

Automatiseerimise käigus osa mõttelisest süsteemist teostatakse (realiseeritakse) mudeli kujul ehk tavakeeles öeldes teostatakse seadme juhtimissüsteemina

Automatiseerimisel Mõttelisest lahendusest (mõttelisest

süsteemist) realiseeritakse mudelis ainult majanduslikult ja tehniliselt teostatav osa, ülejäänud mõttelise lahenduse osa, põhiliselt

keeruliste probleemide lahendamise osa jääb inimese pähe edasi

Valmistusseadmete operaatorile teostamiseks jääv mõtteline lahendus omandatakse näiteks koolituse käigus Kes omandab?

Automatiseerimise üks tähtsamaid eesmärke on vabastada inimene raskest ja üksluisest tööst

Kõrgema automatiseerimistaseme saavutamiseks tuleb teha palju mõttetööd Mõtteline lahendus on seejärel vaja ka teostada,

milleks tuleb ehitada sobivad tehnoloogilised seadmed ja need tööle panna

Toote valmistamiseks on vaja nii füüsilise valmistamise kui ka juhtimisseadmeid

Automatiseeritud valmistussüsteemi mudeliosa koostis ja teostus

Koostise osad ja nende ülesehitus Osade topoloogia Graafide teooria

Teostuse osad ja nende ülesehitus Andmed (muutujad) Programmi ülesehitus