技术系统与三种流的处理

设计的目的是为满足一定的功能需求。完成某个特定功能或职能的各个事物的集合，简称为技术系统。技术系统一般包括以下四个组成部分：系统单元、系统结构、边界条件、输入和输出的要素。

系统单元是完成某种功能而无需进一步划分的单元，即系统相互联系和作用的基本组成要素。

系统结构反映着系统内部各个单元之间的关系，即相互联系和作用的连接形式。系统只有通过结构才能实现其总功能。然而，不同的结构既可完成不同的功能，也可完成相同的功能。

边界条件是系统与外部环境的作用界面，通过这种界面可以明确分析设计对象的范围。但是，界面又是相对的，可以因分析研究的具体要求不同而异。确定边界的主要依据是：在所研究的具体条件下，当该单元发生变化时，看是否对系统功能产生决定性影响，看是否应当把某个或某些单元包括在系统的内部。例如，在研究一项工作时，时间、地点、资源条件、人员的工作能力等是系统内部的组成单元；但当考核个人的工作能力时，学历、经验、技术水平等才是系统内部的组成单元，而上述的时间、地点、资源条件等因素则成为外部的环境要素。同时，根据与环境有无一定的联系，系统又可分为封闭的和开放的。封闭系统与环境无联系，开放系统受环境的影响。

系统的行为通常表现为它与其外部环境的相互联系和作用，可以用该系统的输入和输出来表征。

我们分析的都是工程技术系统。一般地说，它的处理对象是能量、物料、信息等。所以，可以用图2-1来表达工程技术系统的示意图。

图2-1 工程技术系统(www.xing528.com)

技术系统可以视为三种流的处理系统，即能量流、物料流和信息流。主要传递信号流的技术系统称为仪器，主要传递能量流与物料流的技术系统称为机器。机器又分为机械和器械，其中机械以能量流和能量变换为主，如电动机、汽轮机；器械以物料流和物料变换为主，如加工中心、管道运输系统等。

作为输入的能量流，可以是机械能、热能、电能、化学能、光能、核能等能量流，也可以是它的某一具体分量，如力流、转矩流、电流等。例如，作为一个技术系统，内燃机的功能是将输入燃料的化学能流转换为机械能流，核电站的功能是将核能流转换为电能流。

作为输入的物质流，可以是气体、液体或各种形式的固体，如毛坯、原材料、半成品零件、部件、成品等，也可能是粉末、磨屑、泥沙之类的待处理物。机械技术系统将对它们实行结合、分离、移动、气相转液相之类相的变化，以及各相之间的混合等转化。如机床实现多余物料从工件上分离，输送带实现物料的搬运等。

作为输入的信息流，可以是各种测量值、输入指令、数据、图像等；信息的载体可以是机械量、电量、化学量等；信息的形式可以是模拟量，也可以是数字量。技术系统将对信息流进行加工、处理或转换。如凸轮机械具有将转动量信息转化为直线运动量信息的功能，计算机能作数据处理，A/D转换器能将模拟量信息转换为数字量信息，数字式电视机能将接收到的数字信息转化为图像信息。

对于一个技术系统有时三流并存，如现代的加工中心和自动生产线，有时只存在能量流与信息流，如电视机。系统在完成功能的过程中，外界将向它输入各种制约和干扰，同时系统也将对外界输出干扰和影响，如振动、噪声、化学排放、热量、废弃物等。

确定技术系统的主要方法包括信息集约、调研预测、可行性分析等。