Технологічна система як складний технічний об'єкт має низку ха­рактерних ознак, які створюють специфіку її дослідження та проекту­вання. За нормативним документом, технологічна система— це су­купність функціонально взаємозв’язаних засобів технологічного споряд­ження, предметів виробництва та виконавців для здійснення в регла­ментованих умовах виробництва заданих технологічних процесів та операцій.

Предметом виробництва, або виробом, є матеріал, заготовка, напівфабрикат або виріб, що перебувають відповідно до виконуваного тех­нологічного процесу в стадії збереження, транспортування, формоут­ворення чи обробки, складання, ремонту, контролю та випробувань. До регламентованих умов виробництвавідносять регулярність подаван­ня предметів виробництва, параметри енергозбереження та інші впли­ви зовнішнього середовища.

Технологічна система як технічний об'єкт вивчення має два аспекти опису: функціональний, що являє собою, по суті, опис процесу, який цією технологічною системою реалізується, і технічний, який включає опис технічних засобів та зв'язків між ними. Опис технічних засобів для виготовлення виробу визначає поняття технологічного комплек­су— сукупність функціонально взаємозв'язаних засобів технічного спо­рядження для виконання в регламентованих умовах виробництва зада­них технологічних процесів та операцій.

Процеси, які реалізують більшість технологічних систем, можуть бути розділені залежно від їх складності на: виробничий процес, тех­нологічний процес і технологічну операцію.

Виробничий процес— це сукупність усіх дій людей та знарядь ви­робництва, необхідних на підприємстві для виготовлення чи ремонту виробів. Він включає як усі основні процеси, які безпосередньо пов'я­зані зі зміною стану предмета виробництва (механічної обробки, скла­дання тощо) і необхідні для отримання із вихідних матеріалів готового виробу, так і допоміжні (транспортування предметів виробництва, їх зберігання, ремонт і обслуговування обладнання тощо), які виконують­ся на підприємстві і необхідні для здійснення основних. Кожен вироб­ничий процес мас в своєму складі технологічні процеси.

Технологічний процес— це частина виробничого процесу, що вклю­чає цілеспрямовані дії, пов 'язані зі зміною та (або) визначенням стану предмета праці. Технологічні процеси розділяють за технологічним методом, покладеним в основу процесу. Розрізняють технологічні про­цеси механічної обробки, складання, термічної обробки, фарбування, переробки, пакування, лиття, штампування тощо.

Технологічні процеси, залежно від їх складності, поділяються на технологічні операції.

Технологічна операція — це завершена частина технологічного про­цесу, що виконується на одному робочому місці.

Залежно від виду технологічного процесу (ТП), який реалізується технічною системою, розрізняють виробничу систему, технологічну сис­тему (ТС), операційну систему (рис. 2.1). У цьому випадку стає очевид­ним, що метою функціонального проектування виробничої системи є створення структури виробничого процесу, технологічної системи — ство­рення технологічного процесу, а операційної — технологічної операції.

Рис. 2.1. Співвідношення понять видів процесів та систем, що їх реалізують.

Найбільш широким є поняття технологічної системи, принципи дос­лідження та проектування якої можуть бути поширені на два інші види систем. Тому зупинимось саме на дослідженні та проектуванні техно­логічних систем. На основі опису технологічного процесу проводиться технічне проектування технологічної системи.

При функціонуванні технологічної системи, яка реалізує технологіч­ний процес, взаємодіють три види вхідних потоків: енергії, матеріалів та інформації, в результаті чого відбувається:

• формування у вхідних заготовках, які створюють вхідний матеріальний потік, параметрів якості виробу як предмета виробництва шля­хом використання енергії неживої природи для реалізації технологіч­них перетворень;

• транспортне переміщення матеріального потоку предметів вироб­ництва через технологічну систему, що забезпечує безперервність про­цесу формування якості виробу;

• проходження та переробка потоку інформації про предмет вироб­ництва в керуючі впливи, що забезпечує функціонування технологічної системи. В цьому випадку технологічний процес, що реалізується тех­нологічною системою, може розглядатись як процес послідовної мате­ріалізації інформації про якість виробу.

Технологічні системи мають багато ознак, за якими їх можна кла­сифікувати. Обмежимось тільки основними.

За видом реалізовуваного технологічного процесу розрізняють без­перервні, дискретні та дискретно-безперервні технологічні системи. В основу покладено вид технологічного процесу.

Безперервні процеси — ті, в яких сировина надходить, а продукт виробляється і виходить практично безперервно. Вплив на сировину здійснюється безперервно такими постійно діючими факторами, як теп­ло, тиск, концентрація компонентів тощо. Це хімічні та переробні про­цеси, прокат листів, виробництво пластмасових труб і плівок тощо.

Дискретні процеси характерні тим, що об'єкт обробки подають на вхід і забирають з виходу окремими порціями, найчастіше поштучно. Вони являють собою циклічну послідовність повторюваних операцій, що мають початок і кінець. У дискретних технологічних системах тех­нологічний процес повторюється багаторазово, окремо для кожного виробу. Дискретні технологічні комплекси мають періодичну повторю­ваність рухів, що створює циклічність у їх роботі. Ця циклічність виз­начається тривалістю часу між двома повтореннями однієї операції і називається робочим циклом. Під час роботи дискретних технологічних комплексів чергуються рухи робочих і допоміжно-транспортних ме­ханізмів чи вузлів.

За технологічним методом, покладеним в основу технологічного процесу, розрізнятимемо обробні та переробні, а також пакувальні та складальні технологічні системи. Особливістю обробних і переробних систем є наявність наскрізного потоку заготовок, а складальних та па­кувальних — наявність декількох вхідних потоків заготовок, найчасті­ше різного виду, та одного вихідного.

Комплексні технологічні системи об'єднують елемен­ти як обробної, так і скла­дальної систем. Вони реалі­зують технологічний процес, що включає різні за техноло­гічним методом операції обробки та складання, виготов­лення тари та пакування тощо. Такі технологічні системи поширені при виготов­ленні виробів із легкопошкоджуваних деталей, у пакувальному виробництві тощо (рис. 2.2). Вони включають об'єднані в єдиний техноло­гічний комплекс технічні засоби для виконання штампувальних, складальних, зварювальних, ме­ханообробних, ливарних, переробних, фасувальних, пакувальних, кон­трольних та інших операцій. Реалізація багатоопераційного технологіч­ного процесу передбачає проектування технологічної системи високої складності. Очевидно, що складнішою є технологічна система, то ви­щими будуть втрати від неоптимальних рішень, то важливішим стає етап дослідження її функціонування.

Рис. 2.2. Технологічні системи обробки (а), складання (б) та комплексна (в).

Розглянута класифікація технологічних систем враховує тільки різно­вид робочих процесів у них, тобто процесів, які зв'язані із безпосеред­ньою зміною стану предмета виробництва. Однак у технологічних сис­темах окрім робочих відбуваються і допоміжні процеси: міжпозиційне транспортування заготовок, маніпулювання ними, їх закріплення та розкріплення тощо. Матеріальний потік технологічної системи забезпечує безперервність технологічних перетворень потоку виробів, замикаючи технологічні зв'язки міжпозиційним переміщенням заготовок. Такі до­поміжні процеси ми назвали транспортними, щоб підкреслити їх ос­новне призначення — забезпечити безперервність проходження мате­ріального потоку заготовок через технологічну систему. Процес транс­портування полягає у подаванні в робочу зону технологічної системи т потоків вхідних необроблених заготовок та видаленні з неї п потоків оброблених предметів виробництва (рис. 2.3), зі здійсненням їх міжпозиційного транспортування. Цей потік також характеризується низкою параметрів, наприклад, швидкістю, ймовірністю безвідмовної реалізації переміщень упродовж певного проміжку часу, впливаючи на ефек­тивність технологічної системи. Особливо важлива необхідність дослід­ження транспортних процесів для автоматичних технологічних систем, оскільки їх ефективність залежить як від робочих, так і від транспорт­них процесів, що відбуваються при функціонуванні. Тому під час дослід­ження та проектування автоматизованих технологічних систем об'єк­том функціонального проектування повинні виступати транспортно-технологічні процеси виготовлення виробу, успішна реалізація яких вимагає забезпечення функціональної точності як робочих, так і транс­портних модулів.

Оскільки в технологічній системі відбуваються одночасно два взаємопов'язані процеси — технологічний і транспортний, то необхідно використати для їх опису два види відповідних операцій та переходів — технологічні і транспортні.

Рис. 2.3. Матеріальні потоки в технологічній системі: т — вхідні; п — вихідні.

Технологічний перехід — завершена частина технологічної операції, що виконується одними й тими ж засобами технологічного споряджен­ня при постійних технологічних режимах та встановленні об'єкта виго­товлення.

Транспортний перехід — завершена частина транспортної операції, що не супроводжується зміною властивостей предмета праці, але є не­обхідною для забезпечення проходження потоку заготовок через одну робочу позицію технологічної системи.