Tizim muhandisligi va o'zaro bog'liqlik kontseptsiyasi

Tarkib

• O'zaro bog'liqlik kontseptsiya sifatida
• Mening jamoamning Moon Rover dizaynidagi o'zaro bog'liqlik
• "Butun fil" ga qarab

Hozirda Rayan Dreksel universitetida tizim muhandisligi bo'yicha magistrlik darajasida tahsil olmoqda va haftalik bir necha munozaralarda qatnashmoqda.

O'zaro bog'liqlik kontseptsiya sifatida

Tizim muhandisligi dunyosiga yangi kirgan talaba sifatida, kirish ma'ruzalari menga tanish bo'lgan narsalarni takrorlab, bir nechta yangi tushunchalarni berdi. Hozirgacha eng keng tarqalgan yangi mavzu tizimlarning o'zaro bog'liqligi edi. Mexanik muhandis sifatida men deyarli har qanday stsenariyda boshqa qismlar bilan ishlash uchun qismlarni loyihalashtirish kontseptsiyasi bilan tanishdim. Bu menga juda yaxshi tanish.

Tizim muhandisligi ana shu o'zaro bog'liqlikka asoslanadi. Tizimdagi qismlar nafaqat birgalikda ishlaydi, balki ulardan biri ma'lum bir holatga duch kelsa, bu boshqa qismlarga ham ta'sir qiladi. Bu yirik loyihalar uchun juda muhimdir va tizim muhandisligining ko'p qirrali jihatlari bilan yaxshi bog'lanadi. Agar ushbu qismlardan biri ideal bo'lmagan materialdan tayyorlangan bo'lsa, u buzilishi mumkin. Bu o'z navbatida boshqa qismlarga ta'sir qiladi va shu bilan umuman tizimning yaxlitligi buziladi.

Mening jamoamning Moon Rover dizaynidagi o'zaro bog'liqlik

Tizim muhandisligi tez o'sib borayotgan sohadir, ayniqsa, bu kosmik dasturlar haqida. Drexelda bo'lib o'tgan NASA musobaqasida qatnashish baxtiga muyassar bo'ldim, unda men va mening guruhimiz muz izlash uchun oy qutblarini o'rganadigan roverni yaratdik.

Ushbu hududlarda harorat juda past bo'ladi va bu robotga ko'p jihatdan ta'sir qiladi. Harakatlanish ustida ishlash, mening ustuvor yo'nalishlarim - harakatlanish va navigatsiya, to'siqlardan qanday o'tib o'tishni va robotning qayerga ketayotganini aytib berish edi. Biroq, bu erda odatdagi robot dizayni ishlamaydi, chunki harorat ko'pgina dvigatellarning ishlashiga to'sqinlik qiladi va to'g'ri izolyatsiyasiz elektr ta'minoti ham tugaydi.

Bu bizning dizaynimizga g'ildiraklar materiali, dvigatelning joylashishi va umumiy funktsiyasi ta'sir ko'rsatdi. Dvigatellarni har bir g'ildirakka qo'yish mumkin emas edi, chunki bu katta maydonlarda ko'proq izolyatsiyani talab qiladi, qimmatbaho joy egallaydi va og'irlik qo'shadi. Buning uchun avtoulovning uzunligi bo'ylab ishlaydigan simlar kerak bo'lishi kerak edi, bu esa haddan tashqari haroratga ta'sir qilishi mumkin edi.

Buni yodda tutgan holda, biz robotni orqa g'ildirakchali dizayni sifatida loyihalashimiz kerak edi, quvvat manbai va dvigatellari roverning orqa qismida joylashgan bo'lib, oldingi g'ildiraklar qanday burilishini boshqaradigan bitta o'qi bor edi. Bu minimallashtirilgan og'irlik, bizning izolyatsiya maydonimiz va biz kerakli motorlar soni. Afsuski, bu bizning old g'ildiraklarimiz uchun quvvat evaziga amalga oshirildi, ammo bu bizning ustuvorliklarimiz ro'yxatida qabul qilingan narsa edi. Bu xususiyatlar va dizayn roverning imkoniyatlariga qanday ta'sir qilganiga misol.

Yana bir ajoyib misol - bu oy changlari, regolit. Regolit - ozgina elektr zaryadini ushlab turadigan juda mayda chang. Ushbu zaryad uni metalga tortadi va u rover ichidagi hamma joylarga etib borishi mumkin. Agar u robotning bo'g'imlariga tushsa, bu halokatli bo'lar edi va burilish kabi oddiy harakatlarning oldini olish mumkin edi.

Bunga yo'l qo'ymaslik uchun biz robotning katta qismini metall bo'lmagan materiallardan yaratgan bo'lsak-da, metall bo'lmagan material uchun kuchimizni qurbon qila olmaydigan ba'zi joylar mavjud edi. Bunga qarshi turish uchun biz eng kichik zarrachalarni qaytarish va roverning qolgan qismini xavfsiz saqlash uchun kuchsiz elektr maydonini hosil qiladigan narsalarni kiritishni rejalashtirdik. Buning uchun bortdagi elektronika uchun qo'shimcha himoya qatlami qo'shilishi kerak edi, ammo biz bu eng yaxshi natijaga erishishga qaror qildik.

"Butun fil" ga qarab

Ushbu o'zaro bog'liqlikni batafsil bayon qilish uchun umumiy masal - bu jallod odamlar va filning hikoyasidir. Masal shu kabi bo'ladi.

Ko'rlar guruhi birinchi marta fil bilan uchrashmoqda. Birinchi odam uning o'ralgan magistralini sezadi va ilonga tegayotganini aytadi. Ikkinchisi mustahkam oyoqqa tegib, bu daraxt deb da'vo qilmoqda. Uchinchisi o'zining mustahkam tomonini sezadi va devorga tegayotganiga ishonadi. To'rtinchisi dumini ushlab, uni filial deb o'ylaydi. Boshqasi tusni sezadi va uning nayza ekanligiga ishonadi, ikkinchisi esa filning qulog'idan ushlab, boshqalarga uning fanati ekanligini aytadi.

Hikoyaning umumiy mazmuni shundan iboratki, butun tizimni ko'rish uchun uning barcha tarkibiy qismlarini va ularning bir-biriga qanday mos kelishini ko'rib chiqish kerak. Ayniqsa, kosmik tadqiqotlar haqida gap ketganda, loyihalar muhandislardan "butun fil" ga qarashni talab qiladi.

"Butun filni ko'rish - baholashda fikrlash tizimlari" maqolasida muallif Srikant Gopal, baholash sohasi an'anaviy ravishda reduktsionistik nuqtai nazardan kelib chiqqan deb ta'kidlaydi. Murakkab tizimlarni soddalashtirishga intilish uchun muhandislardan odatda eng yaxshi bo'lishi uchun bitta kichik omilni ko'rib chiqish talab qilinadi. Biroq, bu ba'zida to'g'ridan-to'g'ri biriktirilmagan bo'lsa ham, qismlarning qanday ishlashini e'tiborsiz qoldiradi.

Muvaffaqiyatli rover uchun g'ildiraklar kabi oddiy narsa ham roverda vazn taqsimoti, ehtiyot qismlarni kengaytirish, izolyatsiya va boshqa narsalar kabi deyarli barcha narsalarga mo'ljallangan bo'lishi kerak. Hatto relyef va sayohat masofasi kabi tashqi omillarni ham hisobga olish kerak. Robotning har bir tarkibiy qismi bir-biri bilan qanday ishlashi (ya'ni qismlarning o'zaro bog'liqligi) muvaffaqiyat va qobiliyatsizlik o'rtasidagi hal qiluvchi omil hisoblanadi.