Законы развития технических систем (зртс)

Наиболее важными законами являются:

– Закон повышения «идеальности»

– Закон повышения «свернутости»

– Закон перехода в надсистему

– Закон повышения эффективности использования потоков вещества, энергии и информации

– Закон повышения согласованности и управляемости

– Закон повышения функциональной полноты системы и вытеснения из нее человека.

Понятие «идеальности» системы.

Рис.2. Система как преобразователь

эффективность системы.

Идеальная система : затраты зануляются, а функция остается.

Пример

Вот данные, показывающие уменьшение количества атомов, которые необходимо организовать для хранения одного бита информации. Если в пятидесятых годах их для этого требовалось 10¹², то в 1975 году уже 10⁸, а в настоящее время – всего 10⁴ атомов. В ближайшее время возможен переход к квантовым компьютерам, в которых один атом будет хранить один бит информации.

Закон повышения «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 (т.е. 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!");

Рис. 3 Тепловая труба, Рис. 4. Водосточная труба

Закон повышения свернутости:

Закон повышения свернутости заключается в том, что в процессе развития системы сокращается число ее элементов без ухудшения (или при улучшении) функционирования.

Данный закон является одним из основных механизмов реализации закона повышения идеальности. Действительно, достаточно очевидный способ снизить затраты – это удалить из системы часть ее элементов. Если же при этом удастся сохранить ее функциональные способности на прежнем уровне (а тем более повысить), идеальность непременно должна вырасти.

Пример: шариковая ручка

Закон перехода в надсистему

В процессе развития по мере исчерпания внутренних ресурсов система объединяется с другими системами и продолжает свое развитие в надсистеме. Этот закон реализуется на практике многими путями.

а) объединяются одинаковые (как иногда говорят, однородные) системы.

Пример. Катамаран

б) объединяются альтернативные системы.

Пример. Спиральный гвоздь

в) объединяются инверсные системы.

Пример. Объединение карандаша и резинки

Закон повышения эффективности использования потоков вещества, энергии и информации.

В процессе развития систем происходит повышение эффективности использования этих потоков (понятие о потоках энергии, вещества и информации рассмотрено в разделе 1). Повышение эффективности может происходить следующим образом:

а) за счет повышения «проводимости» полезных потоков. В частности это может происходить за счет уменьшения числа преобразований потока.

Пример. Дизель-генератор и топливный элемент.

б) за счет сокращения длины потока, в переходе от длинного потока к короткому.

Пример. Бормашина.

в) за счет устранения "серых зон". Поток вещества, энергии или информации может содержать области, в которых его поведение не поддается предсказанию с достаточной степенью точности («серые зоны»).

Пример. Реклама перерасход средств на рекламу при ее невысокой эффективности. Решение направляя рекламу на предположительно однородные группы: куклу Барби рекламируют во время показа мультиков, рассчитанных на девочек, а прелести службы в армии – в рекламных паузах боевиков.

Закон повышения согласованности и управляемости.

Конкретные формулировки данного правила (закона) 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 широкофункциональным, перестраиваемым системам (например, создание универсального станка «Обрабатывающий центр»);

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).

Закон согласования подсистем.

В процессе развития систем 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.

Повышение функциональной полноты системы и вытеснение из нее человека. Это динамический вариант закона повышения идеальности, отражающий тот факт, что подавляющее число систем неполно и недостающие их части заменяет человек (безлюдная технология - это чаще всего только лозунг).