Законы развития технических систем.

Историческое исследование требует привлечения других законов — законов развития ТС.

1. Закон повышения идеальности ТС.

Под абсолютно идеальной системой понимают ситуацию, когда ГПФ системы выполняется без самой системы.

Понятие абсолютно идеальной системы позволяет выделить те стороны ТС и те ее возможности, стремление улучшить которые является доминирующим в развитии этой системы.

формулировка принципов идеальности.

а) надо стремиться получить полезный результат от действия или средства без самого этого действия или средства (лозунг «получить — даром!»);

б) требуемые свойства и взаимодействия в ТС должны иметь место только в той области пространства и в тот момент времени, которые необходимы для получения полезного результата («Ничего лишнего!»);

в) необходимо максимально использовать внутренние резервы системы (то есть вещества, поля и свойства элементов ТС), устранять потери и отходы («Из лишнего — максимальную пользу!»);

г) необходимо максимизировать скорости всех процессов, обеспечивающих достижение полезного результата («Получить — сразу!»).

В вопросе выявления задач для творческого решения наблюдаются две крайности. Одни говорят, что все кругом хорошо, задач не видно и решать нечего. Другие, наоборот, считают, что задач полно и можно в любом объекте улучшать все что угодно, но что именно в первую очередь, им тоже неясно. Поэтому вывод почти тот же: решать нечего, пока какая-нибудь проблема не обострится настолько, что сможет сама активно заявить о себе.

Анализ идеальности как раз позволяет выявить те задачи, решение которых наверняка будет полезно и даст положительный эффект.

С другой стороны, принципы идеальности можно применять и для оценки полученных решений.

2. Закон повышения динамичности и управляемости ТС.

Конкретные реализации данного правила очень многообразны и зависят от вида системы, захватывая практически любые ее компоненты и связи между ними:

а) переход от систем с постоянными параметрами к системам, параметры которых меняются в зависимости от режима работы (например, введение коробки скоростей в автомобиль);

б) переход к широко функциональным, перестраиваемым системам (например, создание детского универсального станка «Умелые руки»);

в) переход к системам с увеличенным числом степеней свободы (история развития манипуляторов);

г) переход к самоуправлению системы за счет внутренних обратных связей (термостат);

д) переход от статически устойчивых к динамически устойчивым ТС (двухколесный велосипед).

3. Закон согласования ТС.

В процессе развития ТС происходит все более полное согласование ее подсистем между собой и с внешней средой. При этом согласовываются материалы, формы и размеры, ритмика действия системы и другие параметры подсистем. Этот закон может реализовываться в трех различных вариантах:

а) согласование параметров подсистем для повышения полезного действия или для исключения вредного;

б) направленное рассогласование параметров подсистем для той же цели;

в) переход к динамическому согласованию-рассогласованию при подготовке к работе или в процессе работы ТС.

4. Закон углубления системности, или закон усложнения иерархической структуры системы.

Он реализуется по двум направлениям:

1) переходом в надсистему (или созданием надсистемы),

2) развитием в подсистемы (дифференциацией системы).

Для каждого из этих направлений свойственны свои правила. Объединение в надсистему на разных этапах жизненного цикла систем имеет различную эффективность. Запараллеливание (дублирование) одинаковых систем фактически не меняет свойства каждого из них. Объединение взаимно дополняющих (а иногда даже антагонистических) систем ведет уже к уменьшению самостоятельности каждой системы. Оно возможно лишь при известном запасе изменяемости систем, так как в процессе такого симбиоза неизбежен процесс согласования. Однако это и наиболее эффективный выход в надсистему.

Слишком специализированные, высокоразвитые системы трудно объединять с другими в надсистему из-за наличия множества хорошо согласованных между собой (и, следовательно, достаточно жестких) внутренних связей. В любой надсистеме они, как правило, сохраняют высокую степень автономности и изолированности.

Дифференциацию системы можно осуществить различными путями:

а) разделением системы на несколько одинаковых (дублирующих) подсистем, что повышает надежность системы;

б) разделением системы на разнофункциональные части (блочный принцип), что расширяет функциональные возможности и системы в целом, и каждой из ее подсистем;

в) переходом с макро- на микроуровень (детали обобщенной формы, пористые материалы, фазовые переходы, химические реакции, поле вместо вещества и т.д.).

5. Повышение функциональной полноты ТС и вытеснение из нее человека.

Подавляющее число ТС неполно и недостающие их части заменяет человек (безлюдная технология — это чаще всего только лозунг).