 |
C) Законы развития технических систем.
|
|
|
|
Технические системы, как и биологические (и любые другие), не вечны: они возникают, переживают периоды становления, расцвета, упадка и, наконец, сменяются другими системами.
Типичная история жизни технической системы показана на рис. 1а, где на оси абсцисс отложено время, а на оси ординат — один из главных показателей системы (скорость самолета, грузоподъ-
емность танкера, число выпущенных телевизоров и т.д.).
Рис.1а
Возникнув, новая техническая система далеко не сразу находит массовое применение: идет период обрастания системы вспомога-
тельными изобретениями, делающими новый принцип практически осуществимым. Быстрый рост начинается только с точки 1. Далее система энергично развивается, ассимилируя множество частных усовершенствований, но сохраняя неизменным общий принцип. С какого-то момента (точка 2) темпы развития замедляются. Обычно это происходит после возникновения и обострения противоречий между данной системой и другими системами или внешней средой. Некоторое время система продолжает развиваться, но темпы развития падают, система приближается к точке 3, за которой исчерпывают себя физические принципы, положенные в основу системы. В дальнейшем система остается без изменений (велосипед за последние полвека) или быстро регрессирует (газовое освещение после появления электрического). На смену системе А приходит система Б. При этом абсцисса точки системы Б обычно близка в абсциссе точки 3 системы А. Теоретически систему Б нужно было бы развивать значительно раньше — так, чтобы точка совпадала с точкой 2, но на практике это происходит лишь в очень редких случаях. Старая система А оттягивает силы и средства, при этом действует мощная инерция финансовых интересов и узкопрофессиональных представлений. Разумеется, новая система в конечном счете неодолима, но она блокируется старой, что преодолевается лишь после того, как старая система устареет и вступит в резкий конфликт с внешней средой.
|
|
|
Изменение количества изобретений на разных этапах развития системы иллюстрирует рис. 16.
Рис.1б
Первый пик связан с переходом к массовому применению системы, второй — с попытками множеством мельчайших изобретений продлить жизнь устаревшей системы.
На рис. 4в показаны уровни изобретений на разных этапах жизни системы: рождение системы связано с одним или несколькими изобретениями четвертого-пятого уровней, затем уровень снижается, но в районе точки 4 наблюдается некоторый пик — изобретения, позволяющие перейти к массовому применению системы, нередко достигают третьего-четвертого уровней. После этого уровень изобретений вновь падает — и на этот раз необратимо.
Рис.1в
ЗАКОНЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ.
Законы развития технических систем можно разделить на три группы: «статику», «кинематику» и «динамику».
Начнем со «СТАТИКИ» — законов, которые определяют начало жизни технических систем.
Любая техническая система возникает в результате синтеза в единое целое отдельных частей. Не всякое объединение частей дает жизнеспособную систему. Существуют по крайней мере три закона, выполнение которых необходимо для того, чтобы система оказалась жизнеспособной.
1. ЗАКОН ПОЛНОТЫ ЧАСТЕЙ СИСТЕМЫ Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является наличие и минимальная работоспособность основных частей системы. Каждая техническая система должна включать четыре основные части: двигатель, трансмиссию (устройство для передачи механической энергии от двигателя к исполнительным органам машины либо к другим рабочим машинам), рабочий орган и орган управления. Смысл закона 1 заключается в том, что для синтеза технической системы необходимо наличие этих четырех частей и их минимальная пригодность к выполнению функций системы, ибо сама по себе работоспособная часть системы может оказаться неработоспособной в составе той или иной технической системы. Например, двигатель внутреннего сгорания, сам по себе работоспособный, оказывается неработоспособным, если его использовать в качестве подводного двигателя подводной лодки. Из закона 1 вытекает очень важное для практики следствие. Чтобы техническая система была управляемой, необходимо, чтобы хотя бы одна ее часть была управляемой. //«Быть управляемой» — значит менять свойства так, как это надо тому, кто управляет.//
|
|
|
2. ЗАКОН «ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ» СИСТЕМЫ Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы. Любая техническая система является преобразователем энергии. Отсюда очевидная необходимость передачи энергии от двигателя через трансмиссию к рабочему органу.
Важное значение имеет следствие из закона 2. Чтобы часть технической системы была управляемой, необходимо обеспечить энергетическую проводимость между этой частью и органами управления.
3. ЗАКОН СОГЛАСОВАНИЯ РИТМИКИ ЧАСТЕЙ СИСТЕМЫ Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является согласование ритмики (частоты колебаний, периодичности) всех частей системы.
К «КИНЕМАТИКЕ» относятся законы, определяющие развитие технических систем, независимо от конкретных технических и физических факторов, обусловливающих это развитие.
4. ЗАКОН УВЕЛИЧЕНИЯ СТЕПЕНИ ИДЕАЛЬНОСТИ СИСТЕМЫ Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности. Идеальная техническая система — это система, вес, объем и площадь которой стремятся к нулю, хотя ее способность выполнять работу при этом не уменьшается. Иначе говоря, идеальная система — это когда системы нет, а функция ее сохраняется и выполняется.
5. ЗАКОН НЕРАВНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ЧАСТЕЙ СИСТЕМЫ Развитие частей системы идет неравномерно; чем сложнее система, тем не равномернее развитие ее частей. Неравномерность развития частей системы является причиной возникновения технических и физических противоречий и, следовательно, изобретательских задач.
|
|
|
6. ЗАКОН ПЕРЕХОДА В НАДСИСТЕМУ Исчерпав возможности развития, система включается в надсистему в качестве одной из частей; при этом дальнейшее развитие идет на уровне надсистемы.
Перейдем к «ДИНАМИКЕ». Она включает законы, отражающие развитие современных технических систем под действием конкретных технических и физических факторов. Законы «статики» и «кинематики» универсальны — они справедливы во все времена и не только применительно к техническим системам, но и к любым системам вообще (биологическим и т.д.). «Динамика» отражает главные тенденции развития технических систем именно в наше время.
7. ЗАКОН ПЕРЕХОДА С МАКРОУРОВНЯ НА МИКРОУРОВЕНЬ Развитие рабочих органов системы идет сначала на макро-, а затем на микроуровне.
8. ЗАКОН УВЕЛИЧЕНИЯ СТЕПЕНИ ВЕПОЛЬНОСТИ Развитие технических систем идет в направлении увеличения степени вепольности. Смысл этого закона заключается в том, что невепольные системы стремятся стать вепольными, а в вепольных системах развитие идет в направлении перехода от механических полей к электромагнитным; увеличения степени дисперсности веществ, числа связей между элементами и отзывчивости системы.
|
|
|
