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?