2.1.2. Закон убывающей эффективности эволюционного совершенствования систем
Сущность закона. Закон отражает развитие систем по так называемым S-образным кривым, акцентируя внимание на логистическом участке кривой. Когда технологические и эволюционные изменения проникают повсюду, дальнейшее их движение принимает эволюционный характер, а отдача от них все больше приближается к своему пределу. Со временем каждое последующее поколение основных средств, каждая последующая модель начинают приносить все меньший прирост производительности, а затраты на их внедрение если не возрастают, то и не уменьшаются. В этом заключается некий технологический предел, а именно: всякое принципиально новое направление техники не беспредельно, не может дать больше того, что в нем заключено (генетический подход).
На этой стадии по мере все более полного использования какого-либо принципа действия совершенствование отдельных технических решений становится экономически неэффективным или даже невозможным, т.е. наступает предел роста результативности технических систем, использующих определенный принцип действия. Складывается объективная необходимость создания систем на новом принципе действия, перехода на следующую S-образную кривую развития (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Результаты и затраты на разных участках S-образных кривых
Анализ показывает, что на разных участках кривой рис. 2.4 зависимость темпов роста изменения результатов от затрат существенно изменяется, так как при З1 = З2 изменение результата Р2 Р1.
Отображенная кривая показывает зависимость между затратами, связанными с достижением предельных характеристик продукта или процесса, и результатами, полученными от вложенных средств. Кривая названа S-образной потому, что при нанесении результатов на графике получается изогнутая линия в виде буквы S, но вытянутая вправо вверху и влево — внизу. Логически закон может быть представлен в виде нескольких соподчиненных циклов (рис. 2.4):
цикл работ А — при неизменных функциональной структуре (ФС), принципе действия (ПД) и техническом решении (ТР) улучшаются характеристики (параметры) системы;
цикл работ В — после исчерпания цикла А происходит переход к более рациональному техническому решению, после чего развитие идет по циклу А, при этом цикл А—В повторяется до удовлетворения достигнутых показателей эффективности для данного принципа действия и функциональной структуры;
цикл работ С — после исчерпания возможностей используемого принципа действия может произойти переход к более эффективному ПД. Затем развитие вновь идет по циклу А—В. Переход на новый принцип действия ведет, как правило, к новой S-образной кривой развития систем. При этом изменяется и функциональная структура элементов, т.е. осуществляется цикл работ D;
цикл работ D — после исчерпания цикла А—В—С может произойти переход к более рациональной функциональной системе, после исчерпания возможностей системы с определенной структурой и функциональными подсистемами происходит переход к системе, имеющей свой набор структурно-функциональных характеристик.
Рис. 2.4. Действие убывающей эффективности эволюционного совершенствования систем (по А.И. Половинкину [32])
Пример. Влияние закона на развитие систем. Проследим, как принцип действия, заложенный в обработку грузов, повлиял на архитектурно-конструктивный тип судна.
Традиционные способы переработки генеральных грузов в портах базировались на одном принципе действия — вертикальном перемещении груза с помощью грузовых устройств. Такими устройствами, точнее их основным элементом, служили грузовые стрелы. Развитие параметров грузовых стрел прошло ряд этапов (см. рис. 2.4).
Изменялись параметры, т.е. грузоподъемность стрел, скорость подъема и опускания грузов и т.д. (цикл работ А по рис. 2.4).
Использовались разные технические решения — легкие и тяжелые стрелы, предназначенные для одиночной и спаренной работы, от стрел с ручным приводом до гидравлического привода поворота и изменения вылета — цикл работ В по рис. 2.4. И тем не менее к середине прошлого столетия сложилось парадоксальное положение, когда суда стали находиться в портах больше времени, чем в море. Увеличение числа и размеров грузовых люков не изменило существенным образом ситуацию.
В 1940-е годы стало широко практиковаться объединение грузов в так называемые грузовые единицы на поддонах: груз вместе с поддоном — пакет (рис. 2.5).
Рис. 2.5. Изменение архитектурно-конструктивных типов судов под влиянием способов проведения грузовых операций (по А.Л. Васильеву0)
Появились суда-пакетовозы с погрузкой-выгрузкой через лацпорты0 с помощью автопогрузчиков и конвейеров. В дальнейшем предварительное складирование грузов в контейнеры, трейлеры, баржи вызвало появление принципиально новых архитектурно-конструктивных типов судов (суда с горизонтальной грузообработкой), в которых конструкцию корпуса подчинили новым способам проведения грузовых операций. По сути, смена принципа действия в обработке грузов привела к переходу на новую S-образную кривую развития конструкции судов. Реализация рассматриваемого закона позволяет преодолевать ту тупиковую ситуацию, которая всегда складывается при исчерпании возможностей повышения эффективности систем, основанных на определенном принци- пе действия.
Новые архитектурно-конструктивные типы судов не только вызывают изменения в технологии обработки грузов, но и отражают совсем другую концепцию перевозок. Например, контейнеровозы следует рассматривать как звено единой транспортной системы. Перевозка грузов на таких судах требует больших подготовительных работ: переоборудования портов, создания специальных терминалов, организационной перестройки различных видов транспорта для обеспечения согласованной их работы, т.е. создания единой транспортной сети с участием морского, речного, автомобильного и железнодорожного транспорта. Несмотря на потерю до 8—10% дедвейта0 на перевозку самих контейнеров, провозная способность контейнеровоза в 1,7—1,9 раза выше провозной способности аналогичного сухогрузного судна.
Переход на новый принцип действия приводит к изменению самих систем и их результативности, что можно видеть и на следующих примерах:
водоизмещающие суда и суда на подводных крыльях;
самолеты на воздушной (винт) и реактивной тяге;
паровозы — тепловозы, электровозы, газотурбовозы (рис. 2.60).
Рис. 2.6. Реализация S-образных кривых на примере локомотивов:
а — паровоз; б — тепловоз; в — электровоз; г — газотурбовоз