Признаки системного подхода.
Наличие системного подхода при выполнении тех или иных отдельных работ проектирования отождествляется со следующими тремя отличительными признаками.
Если исследуемый объект (конструктивный узел, физический процесс, технологическая операция и т.д.) представлен в виде системы. То в нём можно выделить совокупность элементов (подсистем), каждый из которых может быть рассмотрен как отдельная самостоятельная система при определённых условиях. Сам объект также при определённых условиях становится элементом другой системы, более высокого уровня (суперсистемы). Создаётся определённая иерархия систем:
Необходимая полнота элементов, включённых в систему из исследуемого объекта (замкнутость системы), определяется по силе связи между этими элементами. Эта сила связи должна быть больше силы связи этих же элементов с другими элементами не входящими в систему.
Этот признак свидетельствует о возможности исследовать объект автономно, выделив его из окружающей среды в целом виде, как систему.
Целесообразность представления исследуемого объекта в виде системы проверяется на свойстве эмерджентности, а именно, система должна обладать новыми свойствами, не присущими ни одному из её элементов. Это означает, что, расчленив объект на части и изучая их по отдельности, нельзя познать все его свойства.
Поэтому, когда конкретная конструкция с точки зрения надёжности представляется как система протекающих физических процессов (эл. магнитных, тепловых ) изучение каждого процесса в отдельности как элемента системы ещё не гарантирует полного выявления особенностей свойств надёжности.
Обусловить высокую надёжность прибора в целом можно, только изучив взаимодействия совокупностей физических процессов как систему.
Т.о. оптимальное решение задачи проектирования возможно только на основе всестороннего целостного рассмотрения проектируемой системы и её развития в процессе взаимодействия с окружающей средой.
Только такой подход, называемый системным подходом, способен привезти к подлинно творческим, новаторским решениям, вплоть до крупных изобретений и открытий.
В основе системного подхода лежат следующие основные положения:
Учёт всех этапов «жизненного цикла» разрабатываемой системы: проектирования, производства, эксплуатации и утилизации. Забвение этого принципа часто приводит к грубым просчётам.
Н
апример,
проекты некоторых систем, в основу
которых были положены весьма прогрессивные
принципы действия, остались парализованными
только потому, что оказались не
технологическими, непригодными для
производства.
Учёт истории и особенно проектов развития данного и близкого классов. Историю важно учитывать потому, что системы в прошлом не пригодные, могут быть на новом уровне развития науки и техники, стать перспективными. Например, полупроводниковые приборы вначале были признанны не пригодными, но спустя 30 лет практически вытеснили электронные лампы. Учёт при проектировании прогноза развития систем данного класса необходим потому, что в противном случае разрабатываемая система может оказаться морально устаревшей, после завершения разработки.
Всестороннее рассмотрение взаимодействия системы с внешней средой.
Основными видами такого взаимодействия являются:
взаимодействие с природой и обществом в целом (т.е. учёт экологических, экономических, социальных, политических, внешних и др. факторов);
обмен полезной информацией – получение и выдача её;
обмен радиопомехи ( помех от эл. магн. излучения);
обмен энергией;
внешние воздействия на систему (изменение температуры, влажности, давления, радиации и т.д.);
взаимодействие с другими системами в процессе решения общей задачи. Все системы входят в общую систему более высокого иерархического уровня.
Учёт основных видов взаимодействия внутри системы (между её частями): функционального, конструктивного, динамического, информационного, энергетического и др.
Учёт взаимодействия между элементной базой и схемотехникой.
Развитие элементной базы вызывает развитие схемотехники (появление новых принципов построения систем и улучшение их показателей качества). В свою очередь, развитие схемотехники проедь являет новые требования к элементной базе и стимулирует её развитие.
Все революционные этапы в развитии электронных приборов были вызваны революционными изменениями элементной базы: появлением полупроводниковых приборов, микросхем микропроцессоров и т.д.
Поэтому темпы развития в схемотехники зависят от того, на сколько полно используются в схемотехнике новейшие достижения в области элементной базы, и в какой мере возможности элементной базы удовлетворяют требованиям, выдвигаемым схемотехникой.
Важно отметить, все изменения в элементной базе были обусловлены использованием процессов, происходящих на микро уровне, т.е. на уровне элементарных частиц. Иначе говоря, успешное развитие радиосистем в значительной мере определяется умелым использованием разработчиками явлений, происходящих на микро уровне.
Поэтому разработчики, рассматривающие проектируемую систему как набор «чёрных ящиков» рискуют, лишится возможности создать новый, лучший прибор или систему.
Учёт возможности изменения исходных данных и даже расчёт задачи в процессе проектирования, производства и эксплуатации систем.
Отсюда вытекает необходимость обеспечения возможно большей универсальности применения проектируемой системы, чтобы она при изъятии или добавлении некоторых блоков была пригодной для решения новых задач.