2.4.3. Тенденции и линии развития систем
В технологиях развития систем можно выделить две разные концепции. Одна связана с выделением, выбором и решением задач. Другая концепция связана с внесением изменений в систему в соответствии с тем или иным приемом, законом или линией развития, описывающую тенденции в развитии системы. В качестве примера можно рассмотреть линию дробления и динамизации (рис. 2.21). Она соответствует приему динамизации и закону повышения динамичности, о которых мы говорили выше.
Движение вдоль этой линии развития может быть описано следующими шагами:
1. Выделить отдельный элемент, который рассматривается как целое.
2. Разделить элемент на две части (би-элемент) и соединить их между собой полем взаимодействия.
3. Сделать это поле взаимодействия более гибким, динамичным, управляемым, адаптирующимся к ситуации.
4. Разделить элемент не на две, а больше частей (поли-элемент) и соединить их между собой полями взаимодействия.
5. Сделать эти поля взаимодействия более гибкими, динамичными, управляемыми, адаптирующимися к ситуации.
6. Раздробить поли-элемент с динамичными полями взаимодействия до степени возникновения принципиально нового элемента.
Рис. 2.21. Линия дробления и динамизации
Аналогичным образом развиваются и программные продукты. Введение модульной структуры программных продуктов и динамизация связей между этими модулями – тенденция, которую легко проследить в развитии программного обеспечения.
В приложении к стандартам на решение изобретательских задач (приложение П5) приводится описание восьми линий развития и некоторые примеры к ним:
1. переход в надсистему и к подсистемам (на микроуровень);
2. линии коллективно-индивидуального использования систем;
3. линия введения элементов (веществ);
4. линия введения и развития полей взаимодействия;
5. линия дробления и динамизации;
6. линии согласования-рассогласования и структуризации;
7. линия развития систем в соответствии с S-образными кривыми;
8. линии и тенденции развития программного обеспечения.
Линии развития систем содержат в себе значительный прогностический потенциал и требуют отдельного, детального изучения. Это опыт анализа развития многих систем из разных областей деятельности человечества. О линии перехода в надсистему и к подсистемам было написано в разделе 2.4.1.
Очень важной для постановки задач и прогнозирования развития систем является линия развития систем в соответствии с S-образными кривыми. Г. С. Альтшуллер писал: «Жизнь технической системы (как, впрочем, и других систем, например, биологических) можно изобразить в виде S-образной кривой, показывающей, как меняются во времени главные характеристики системы (мощность, производительность, скорость, число выпускаемых систем и т. д.)».
Рис. 2.22. Этапы на S-образной линии развития систем: разные стратегии достижения идеальности.
При развитии систем, решении изобретательских задач необходимо знать особенности «жизненных кривых» систем (рис. 2.22). Это необходимо для правильного ответа на вопрос, крайне важный для изобретательской практики: «Следует ли решать данную задачу и совершенствовать указанную в ней техническую систему или надо поставить новую задачу и создать нечто принципиально иное?» Чтобы получить ответ на этот вопрос, надо знать, каковы резервы развития данной технической системы.
Если система находится на 1-м этапе развития (начало развития), то:
необходимо максимально использовать уже существующие инфраструктурные ресурсы и потребности;
рекомендуется объединить систему с лидирующими в данный момент системами.
Если система находится на переходном этапе от 1-го ко 2-му, то:
необходимо максимально ускорить внедрение.
требуется достичь минимально приемлемого значения основных параметров и резкого опережения как минимум по одному из них.
следует внедрять ТС в одной конкретной области, где соотношение ее достоинств и недостатков наиболее приемлемо, а параметр-«чемпион» имеет особое значение.
систему нужно приспособить к существующим инфраструктуре и источникам ресурсов.
допустимы серьезные изменения в составе системы и ее элементов. Принцип действия самой ТС (ее ядро) менять не следует.
Если система находится на 2-м этапе развития (бурное развитие), то:
рекомендуется адаптировать систему к новым видам применения;
адаптировать имеющиеся инфраструктурные ресурсы к нуждам развивающейся системы.
Если система находится на 3-м этапе развития (стабилизация, прекращение роста), то:
на ближнюю и среднюю перспективы следует решать задачи по снижению затрат и развитию сервисных функций;
на дальнюю перспективу следует предусмотреть смену принципа действия системы или ее компонентов, разрешающую тормозящие развитие противоречия;
очень эффективны глубокое свертывание, объединение альтернативных систем и другие способы перехода в надсистему.
Если система находится на 4-м этапе развития (спад), то:
на ближнюю перспективу следует решать задачи по снижению затрат и развитию сервисных функций;
на среднюю и дальнюю перспективы следует предусмотреть смену принципа действия системы, разрешающую тормозящие развитие противоречия.
Анализ на основе линии развития систем в соответствии с S-образными кривыми – неотъемлемая часть анализа при постановке задач и выполнения прогнозных проектов.
В качестве примера на рисунке 2.22 показан график изменения удельной энерго-информационной эффективности процессоров с 1950 по 2010 год. Из него видно, что процессоры находятся на 3-м этапе развития и для них можно рекомендовать снижение себестоимости, развитие сервисных функций, объединение альтернативных системы и другие перечисленные выше рекомендации.
Еще одна универсальная линия развития систем: линии коллективно-индивидуального использования систем. Можно выделить три основных состояния, характеризующие взаимосвязь системы и ее пользователя и направления его развития:
Если имеется система индивидуального пользования, то происходит постепенное увеличение степени коллективного применения системы.
Если имеется система коллективного пользования, то происходит постепенное увеличение степени индивидуальности применения системы.
Система индивидуального или коллективного пользования с развитием становится системой индивидуально-коллективного пользования, совмещаю преимущества той и другой системы.
Приведем несколько примеров.
Первые часы, например, были часами коллективного пользования, так были очень дорогими. Каждый новый тип часов проходил стадию появления конструкции для индивидуального пользова-ния: солнечные, водные, песочные, механические, электронные. Сейчас мы фактически имеет систему коллективно-индивидуаль-ного пользования: есть очень точные коллективные часы, которые «раздают» правильное время всем индивидуальным часам.
Интернет является системой коллективного пользования. Постепенно можно наблюдать процессы индивидуализации Интернет: в поисковых программах учитывается, в каком городе Вы находитесь, какие запросы Вы до этого уже делали, какие разделы информационных потоков Вас больше интересуют. Уровень индивидуализации Интернет будет повышаться. Появился, например, военный Интернет, могут возникнуть и другие варианты специализации Интернет.
Редакторы текста появились как программа индивидуального пользования. Сейчас начали появляться редакторы текста общего пользования. Компания Google планирует выпустить оффлайновую версию своего текстового редактора Google Docs. Вместе с тем онлайновый вариант программного обеспечения также сохранится и будет развиваться в дальнейшем. Google предложит систему WebOffice, которая объединит в себе как онлайновые, так и настольные офисные приложения. «Мы сможем заполнить пробел, образовавшийся сегодня между онлайновыми и оффлайновыми программами», – говорят в Google3.
Рис. 2.23. Линия коллективно-индивидуального использования систем
З
Рис. 2.24. К задаче 8. Магнитопровод трансформаторов и схема соединения их обмоток могут быть разными
адача 8. В 1980-х годах в СССР для расчета переходных процессов в электрических цепях с линиями электропередач (ЛЭП) использовался программный комплекс МАЭС. Программа могла составлять топологию электрической цепи и делать расчеты токов и напряжений. Достаточно было только указать, какие блоки и как соединены между собой в цепь.В 1982 году возникла задача проведения расчетов переходных процессов в ЛЭП с учетом конфигурации и магнитных свойств (насыщения) трехфазных трансформаторов.
Обычно для расчетов ЛЭП применялись одни программы, а для трансформаторов – другие программы. Необходимо было в очень короткие сроки (2-3 месяца) создать блок (подпрограмму) для программного комплекса МАЭС, моделирующий работу 3-х фазного трансформатора с учетом магнитных свойств сердечника, с учетом различной конфигурации магнитных сердечников и различных способов соединения обмоток трансформаторов.
Специалисты сказали: создать такой блок к программе невозможно. Требовалось написать очень громоздкую и сложную систему уравнений в частных производных для трехфазных трансформаторов с различными магнитопроводами и схемами соединения обмоток, представить их в дискретном и линейном виде для возможности использовать численные методы решения систем уравнений и только тогда перейти к программированию и отладке программы (www.temm.ru).
Как решить эту задачу с наименьшими затратами? Какую линию развития можно применить для решения этой задачи?