скачать книгу бесплатно
Закономерности эволюции систем должны обеспечивать другие требования системности:
– конкурентоспособность;
– не влиять отрицательно на окружение;
– учитывать закономерности развития систем.
Структура законов построения систем будут изложены в главе 4, а закономерности эволюции в главе 5.
Глава 3. Всеобщие законы и закономерности развития
систем
3.1. Законы диалектики
3.1.1. Структура законов диалектики
Наиболее общие из законов диалектики, следующие:
– закон перехода количественных изменений в качественные;
– закон единства и борьбы противоположностей;
– закон отрицания отрицания;
Структура законов диалектики показана на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Структура законов диалектики
3.1.2. Закон перехода количественных изменений
Закон перехода количественных изменений в качественные вскрывает общий механизм развития.
В процессе развития количественные изменения в системе происходят непрерывно. При достижении определенного предела совершаются качественные изменения. Новое качество ускоряет темпы роста.
Количественные изменения при этом совершаются постепенно (эволюционно), а качественные – скачком (революционно). Характер и продолжительность скачка могут быть разнообразными – длительными и кратковременными, бурными и относительно спокойными, с взрывом и без него и т. д.
3.1.3. Закон единства и борьбы противоположностей
Закон единства и борьбы противоположностей заключается в том, что все сущее состоит из противоположных начал, которые, будучи едиными по свое природе, находятся в борьбе и противоречат друг другу (пример: день и ночь, горячее и холодное, черное и белое, зима и лето, молодость и старость и т. д.).
3.1.4. Закон отрицания отрицания
Суть закона отрицания отрицания заключается в том, что процесс поступательного развития происходит в три стадии:
– исходное состояние системы;
– отрицание этого состояния и переход в другое состояние;
– отрицание данного состояния (отрицание отрицания) и возврат к исходному состоянию, но, как правило, на более высоком уровне с применением новых принципов действия, элементов, материалов, технологий и т. д.
Процесс развития происходит с относительной повторяемостью, как бы по пройденным ступеням – по спирали.
3.2. Закономерность S-образного развития
3.2.1. Общие понятия
Любая система проходит несколько этапов своего развития. Эти этапы графически можно представить в виде кривой (рис. 3.2).
Рис. 3.2. S – образная кривая роста
Где P – параметр системы, t – время
В качестве параметра «P» могут быть, прежде всего, главные характеристики системы, например, размеры, скорость, мощность, количество проданных товаров, продолжительность жизни, численность населения, количество популяций и т. д.
Вначале система развивается медленно (этап I), при достижении некоторого уровня развитие ускоряется (этап II) и после достижения некоторого более высокого уровня скорость роста уменьшается и в конечном итоге рост параметра системы прекращается (этап III). Это этап стагнации, который может продолжиться очень долго. Иногда параметры начинают уменьшаться (этап IV) – система умирает (на графике это изображено пунктирной линией).
Подобные кривые часто называют S—образными или логистическими (логиста).
Иногда этапы жизненного цикла можно представить в виде шляпе-образной кривой (рис. 3.3). Практически это представление полностью показывает этап IV.
Рис. 3.3. Шляпе-образной кривая развития
Где P – параметр, t – время
3.2.2. Огибающие кривые
Прекращение роста данной системы не означает прекращение прогресса в этой области. Появляются новые более совершенные системы – происходит скачок в развитии. Это типичный пример проявления закона перехода количественных изменений в качественные (п. 3.1.2). Такой процесс изображен на рис. 3.4.
Рис. 3.4. Скачкообразное развитие систем
На смену системе 1 приходит 2. Скачкообразное развитие продолжается – появляются системы 3, 4 и т. д. (рис. 3.5).
Рис. 3.5. Огибающая кривая
Общий прогресс можно показать при помощи касательной к данным кривым (пунктирная линия) – так называемой огибающей кривой[35 - Эйрес Р. Научно-техническое прогнозирование и долгосрочное планирование. – М.: Мир, I971. Янч Э. Прогнозирование научно-технического прогресса. Пер. с англ. (Общ. ред. и предисл. Д. М. Гвилиани), Изд.2-е, доп. – М.: Прогресс, 1974, 586 с.].
Развитие любого вида систем может быть примером, подтверждающим эту закономерность.
Детально всеобщие законы и закономерности развития систем будут изложены в томе 2.
Глава 4. Законы построения систем
4.1. Структура законов построения систем
Законы построения предназначены для создания новой работоспособной системы.
Работоспособная система:
? отвечает ее предназначению (т. е. выполняет главную функцию системы);
? имеет определенную структуру;
? структура обеспечивает свободное прохождение необходимых потоков;
? система минимально согласована.
Необходимым условием принципиальной работоспособности системы является обеспечение ее предназначения и наличие основных работоспособных частей и связей системы.
В связи с этим группа законов построения систем включает (рис. 4.1):
– закон соответствия;
– закон полноты и избыточности системы;
– закон проводимости потоков;
– закон минимального согласования.
Рис. 4.1. Структура законов построения систем
4.2. Закон соответствия
Закон соответствия обеспечивает системное требование предназначение. Этот закон говорит о необходимости соблюдения соответствия структуры главной функции системы.
Структура системы должна обеспечивать выполнение главной функции системы, удовлетворяя определенную потребность. Для обеспечения работоспособности структура системы должна так же выполнять все основные и вспомогательные функции. Структура обеспечивает необходимый набор элементов, связей и взаимодействий между ними. Связи обеспечивают единство системы и возможность прохода потоков.
4.3. Закон полноты и избыточности
4.3.1. Общая информация
Разработка новой системы должна начинаться с определения всех системных свойств. Прежде всего, начинают с функциональности системы.
Полнота и избыточность могут быть функциональными и структурными.
4.3.2. Закономерность полноты
Полнота может быть функциональной и структурной.
Функциональная полнота
Функциональная полнота должна обеспечивать генеральнуюцель и главную функцию системы, и выполнять все основные и вспомогательные функции, т. е. выполнять одно из требований системности – предназначение.
Функциональную полноту можно рассматривать и как закон функциональной полноты.
Структурная полнота
Структурная полнота должна обеспечить другое требование системности – работоспособность (часть жизнеспособности). Это обеспечивается наличием необходимых элементов (частей) и связей системы, т. е. обеспечение состава и структуры системы.
Структурную полноту можно рассматривать и как закон структурной полноты системы
Элементы могут быть:
– вещественные;
– энергетические;
– информационные.
Они должны содержаться в необходимом количестве и обеспечивать определенное качество.
К вещественнымэлементам относятся, например, все механические части, в частности корпус.
К энергетическим элементам относятся топливо, источники и преобразователи различных видов энергии.
К информационным элементам могут, например, относиться элементы системы управления, обработки, хранения и передачи информации.
К основным частям (элементам) системы относятся (рис. 4.2):
– рабочий орган;
– источник и преобразователь вещества, энергии и информации;
– связи;
– система управления.
Рис. 4.2. Основные элементы системы
К основным частям системы можно отнести и корпус. Он не являетсяминимально необходимым. Отдельные системы могут обходиться и без него, но большинство систем имеют корпус.
Существуют виды технических систем, где корпус является минимально необходимым, например, судно. В водоизмещающих суднах корпус выполнят функцию удержания на плаву.
Набор всех основных частей системы представлен на рис. 4.3.
Рис. 4.3. Основные элементы технической системы
Это минимально необходимый набор частей системы, который обеспечивает ееработоспособность.
Рабочий орган
Рабочий орган (иногда его называют «исполнительный элемент» или «инструмент») выполняет главную функцию системы. Именно рабочий орган непосредственно взаимодействует с изделием, для которого предназначена данная система.
Остальные части системы предназначены для обеспечения работоспособностирабочего органа.
Источник и преобразователь
Существуют разнообразные источники вещества, энергии и информации.
