هيكل وظيفى. وصف الأنظمة التقنية

3.1. تعريف عام للمركبة 3.2. وظائف

3.2.1. الغرض-الوظيفة_ 3.2.2. وظيفة الحاجة_ 3.2.3. الناقل الوظيفي 3.2.4. تعريف الوظيفة 3.2.5. التسلسل الهرمي للوظائف

3.3. بناء

3.3.1. تعريف الهيكل 3.3.2. عنصر الهيكل 3.3.3. أنواع الهياكل 3.3.4. مبادئ بناء الهيكل 3.3.5. استمارة 3.3.6. الهيكل الهرمي للأنظمة

3.4. منظمة_

3.4.1. المفهوم العام 3.4.2. روابط 3.4.3. يتحكم 3.4.4. العوامل التي تؤدي إلى تدمير المنظمة 3.4.5. أهمية التجريب في عملية تحسين المنظمة

3.5. التأثير النظامي (الجودة)

3.5.1. خصائص في النظام 3.5.2. آلية تشكيل خصائص النظام

3.1. تعريف عام للمركبة

معنى نهج النظم عند دراسة عمليات التطوير في التكنولوجيا هو اعتبار أي كائن تقني كنظام من العناصر المترابطة التي تشكل كلاً واحدًا. خط التطوير عبارة عن مجموعة من عدة نقاط عقدية - الأنظمة التقنيةتختلف بشكل حاد عن بعضها البعض (إذا تمت مقارنتها ببعضها البعض فقط) ؛ يوجد بين النقاط العقدية العديد من الحلول التقنية المتوسطة - أنظمة تقنية مع تغييرات طفيفة مقارنة بالخطوة السابقة من التطوير. يبدو أن الأنظمة "تتدفق" إلى بعضها البعض، وتتطور ببطء، وتتحرك أكثر فأكثر بعيدًا عن النظام الأصلي، وتتحول أحيانًا إلى درجة لا يمكن التعرف عليها. تتراكم التغييرات الصغيرة وتصبح سببًا لتحولات نوعية كبيرة. لفهم هذه الأنماط، من الضروري تحديد ماهية النظام الفني، وما هي العناصر التي يتكون منها، وكيف تنشأ الروابط بين الأجزاء وتعمل، وما هي عواقب عمل العوامل الخارجية والداخلية، وما إلى ذلك. على الرغم من التنوع الهائل، فإن الأنظمة التقنية لديها عدد من الخصائص والخصائص المشتركة السمات الهيكليةمما يسمح لنا باعتبارها مجموعة واحدة من الكائنات.

ما هي السمات الرئيسية للأنظمة التقنية؟ وتشمل هذه ما يلي:

تتكون الأنظمة من أجزاء، العناصر، أي أن لها بنية،

يتم إنشاء الأنظمة لأغراض معينةأي أنها تؤدي وظائف مفيدة؛

عناصر (أجزاء) النظام لها اتصالات مع بعضها البعض، متصلة بطريقة معينة، منظمة في المكان والزمان؛

كل نظام ككل لديه بعض الجودة الخاصة، غير متساوٍ مع المجموع البسيط لخصائص العناصر المكونة له، وإلا فلا فائدة من إنشاء نظام (صلب، فعال، منظم).

دعونا نوضح هذا مثال بسيط. لنفترض أنك بحاجة إلى إنشاء رسم تخطيطي لمجرم. يتم إعطاء الشاهد هدفًا واضحًا: إنشاء نظام (صورة شخصية) من أجزاء فردية (عناصر)، ويهدف النظام إلى أداء وظيفة مفيدة للغاية. وبطبيعة الحال، لا ترتبط أجزاء النظام المستقبلي بشكل عشوائي، بل يجب أن يكمل بعضها البعض. لذلك، هناك عملية طويلة لاختيار العناصر بحيث يكمل كل عنصر مدرج في النظام العنصر السابق، وسيؤدي ذلك معًا إلى زيادة الوظيفة المفيدة للنظام، أي أنها ستزيد من تشابه الصورة مع الأصلي. وفجأة، في مرحلة ما، تحدث معجزة - نقلة نوعية! - تطابق الهوية مع ظهور المجرم. هنا يتم تنظيم العناصر في الفضاء بطريقة محددة بدقة (من المستحيل إعادة ترتيبها)، وهي مترابطة، وتعطي معًا جودة جديدة. حتى لو قام الشاهد بتحديد العينين والأنف وما إلى ذلك بدقة تامة بشكل منفصل. مع نماذج الصور، فإن مجموع "قطع الوجه" (كل منها صحيح!) لا يعطي شيئًا - سيكون مجموعًا بسيطًا لخصائص العناصر. فقط العناصر المرتبطة وظيفيًا بدقة هي التي توفر الجودة الأساسية للنظام (وتبرر وجوده). بنفس الطريقة، مجموعة من الحروف (على سبيل المثال، A، L، K، E)، عند دمجها بطريقة معينة فقط، تعطي جودة جديدة (على سبيل المثال، شجرة التنوب).

النظام الفني عبارة عن مجموعة من العناصر المتفاعلة المنظمة التي لها خصائص لا يمكن اختزالها في خصائص العناصر الفردية وهي مصممة لأداء وظائف مفيدة معينة.

وبالتالي، فإن النظام الفني لديه 4 ميزات رئيسية (أساسية):

وظائف،

التكامل (الهيكل) ،

منظمة،

جودة النظام.

إن غياب ميزة واحدة على الأقل لا يسمح باعتبار الكائن نظامًا تقنيًا. دعونا نشرح هذه العلامات بمزيد من التفصيل.

النظام الفني (TS) هو هيكل يتكون من عناصر مترابطة، مصممة لأداء وظائف مفيدة معينة. الوظيفة هي قدرة السيارة على إظهار ممتلكاتها (الجودة والفائدة) في ظل ظروف معينة وتحويل شيء العمل (المنتج) إلى الشكل أو الحجم المطلوب. ظهور الهدف هو نتيجة الوعي بالحاجة. الحاجة (بيان المشكلة) هي ما يجب أن يكون (يتم القيام به)، والوظيفة هي تنفيذ الحاجة للمركبة. إن ظهور الاحتياجات والوعي بالأهداف وصياغة الوظائف هي عمليات تحدث داخل الشخص. لكن الوظيفة الفعلية هي التأثير على موضوع العمل (المنتج) أو الخدمة المقدمة للشخص. أي أنه لا يوجد رابط وسيط - هيئة عاملة. هذا هو الناقل للوظيفة في شكلها النقي. جسم العمل (RO) هو العامل الوحيد مفيدة للشخصجزء من النظام الفني. جميع الأجزاء الأخرى مساعدة. ونشأت TS في المراحل الأولى كأعضاء عاملة (بدلاً من أعضاء الجسم وبالإضافة إليها). وعندها فقط، لزيادة الوظيفة المفيدة. تم "ربط" الأجزاء الأخرى والأنظمة الفرعية والأنظمة المساعدة بجسم العمل.

الشكل 1. رسم تخطيطي كامل للمركبة العاملة.
يوضح الخط المنقط تكوين السيارة ذات الحد الأدنى من الكفاءة التي تضمن استمراريتها.

من الضروري الجمع بين العناصر في كل واحد للحصول على (التكوين والتوليف) وظيفة مفيدة، أي. لتحقيق الهدف المحدد. إن رسم الهيكل يعني برمجة النظام، وتحديد سلوك السيارة من أجل الحصول على وظيفة مفيدة نتيجة لذلك. تحدد الوظيفة المطلوبة والمبدأ المادي المختار لتنفيذها الهيكل. الهيكل عبارة عن مجموعة من العناصر والروابط فيما بينها، والتي يتم تحديدها من خلال المبدأ الفيزيائي لتنفيذ الوظيفة المفيدة المطلوبة. يظل الهيكل، كقاعدة عامة، دون تغيير أثناء التشغيل، أي عند تغيير الحالة والسلوك والعمليات وأي إجراءات أخرى. من الضروري التمييز بين نوعين من زيادات النظام التي يتم الحصول عليها من خلال دمج العناصر في الهيكل:
- التأثير النظامي - زيادة (نقصان) كبيرة بشكل غير متناسب في خصائص العناصر،
- جودة النظام - ظهور خاصية جديدة لم تكن موجودة في أي من العناصر قبل إدراجها في النظام.

يمكن لكل مركبة أن تؤدي عدة وظائف، منها واحدة فقط تعمل، والتي توجد من أجلها، والباقي وظائف مساعدة، مرافقة، وتسهيل أداء الوظيفة الرئيسية. في بعض الأحيان يكون تحديد وظيفة الأداة المساعدة الرئيسية (MPF) أمرًا صعبًا. ويفسر ذلك تعدد المتطلبات الموضوعة على نظام معين من الأنظمة العلوية والسفلية، وكذلك الأنظمة المجاورة والخارجية وغيرها. ومن هنا اللانهاية الواضحة لتعريفات GPF (النقص الأساسي في تغطية جميع الخصائص والاتصالات). مع الأخذ في الاعتبار التسلسل الهرمي للوظائف، فإن GPF لهذا النظام هو استيفاء متطلبات النظام الأول عالي المستوى. جميع المتطلبات الأخرى، عندما تبتعد عن المستوى الهرمي الذي تنبثق منه، يكون لها تأثير أقل فأقل على هذا النظام. يمكن تحقيق هذه المتطلبات المذكورة أعلاه ومتطلبات النظام الفرعي بواسطة مواد وأنظمة أخرى، وليس بالضرورة من خلال هذا النظام. وهذا يعني أن GPF الخاص بالعنصر يتم تحديده بواسطة النظام الذي تم تضمينه فيه.

لتحديد التأثير النظامي (الجودة النظامية) لمركبة معينة بشكل أكثر دقة، يمكنك استخدامه خدعة بسيطة: نحن بحاجة إلى تقسيم النظام إلى العناصر المكونة له ومعرفة الجودة (ما هو التأثير) التي اختفت. على سبيل المثال، لا يمكن لأي جزء من أجزاء الطائرة أن يطير بشكل منفصل، تمامًا كما لا يستطيع نظام الطائرة "المبتور" الذي لا يحتوي على جناح أو ذيل أو تحكم، أداء وظيفته. هذه، بالمناسبة، طريقة مقنعة لإثبات أن جميع الأشياء في العالم هي أنظمة: تقسيم الفحم والسكر والإبرة - في أي مرحلة من التقسيم يتوقفون عن أن يكونوا هم أنفسهم ويفقدون خصائصهم الرئيسية؟ وكلها تختلف عن بعضها البعض فقط في مدة عملية التقسيم - حيث تتوقف الإبرة عن أن تكون إبرة عندما تنقسم إلى جزأين، الفحم والسكر - عندما تنقسم إلى ذرة. على ما يبدو، فإن ما يسمى بالقانون الجدلي لانتقال التغييرات الكمية إلى نوعية يعكس فقط الجانب الموضوعي لقانون أكثر عمومية - قانون تكوين تأثير نظامي (الجودة النظامية).

العنصر - نسبي الجزء الكاملنظام له خصائص معينة لا تختفي عند فصله عن النظام. ومع ذلك، في النظام، خصائص العنصر لا تساوي خصائص عنصر واحد. يمكن أن يكون مجموع خصائص عنصر ما في النظام أكبر أو أقل من مجموع خصائصه خارج النظام. بمعنى آخر، يتم إطفاء بعض خصائص العنصر المتضمن في النظام أو إضافة خصائص جديدة إلى العنصر. في الغالبية العظمى من الحالات، يتم تحييد جزء من خصائص العنصر في النظام اعتمادا على حجم هذا الجزء، ويتحدثون عن درجة فقدان فردية العنصر المتضمن في النظام. عنصر - وحدة الحد الأدنىنظام قادر على أداء بعض وظيفة أولية. بدأت جميع الأنظمة التقنية بعنصر واحد مصمم لأداء وظيفة أساسية واحدة. ثم، مع تطور السيارة، يتم تمييز العنصر، أي يتم تقسيم العنصر إلى مناطق ذات خصائص مختلفة. من البنية الأحادية للعنصر (الحجر، العصا)، تبدأ العناصر الأخرى في الظهور. على سبيل المثال، عند تحويل إزميل حجري إلى سكين، تم فصل منطقة العمل ومنطقة المقبض، ومن ثم يتطلب تعزيز الخصائص المحددة لكل منطقة استخدام مواد مختلفة (أدوات مركبة). لقد خرج الإرسال من الجسم العامل وتطور.

الاتصال هو العلاقة بين عناصر النظام، وهو عبارة عن قناة مادية حقيقية (مادية أو حقلية) لنقل إشارات الطاقة أو المادة أو المعلومات؛ علاوة على ذلك، لا توجد إشارات غير ملموسة، فهي دائمًا طاقة أو مادة. الشرط الأساسي لعمل الاتصال هو "فرق الجهد" بين العناصر، أي تدرج المجال أو المادة (الانحراف عن التوازن الديناميكي الحراري - مبدأ أونساجر). عندما يكون هناك تدرج القوة الدافعةمما يسبب تدفق الطاقة أو المادة. الخصائص الرئيسية للاتصال: التنفيذ المادي والقوة. التنفيذ المادي هو نوع المادة أو المجال المستخدم في الاتصال. القوة هي شدة تدفق المادة أو الطاقة. يجب أن تكون قوة الاتصال أكبر من قوة الاتصالات خارج النظام، وأعلى من مستوى الضوضاء في البيئة الخارجية.

المبدأ الهرمي لتنظيم الهيكل ممكن فقط في الأنظمة متعددة المستويات (هذه فئة كبيرة من الأنظمة التقنية الحديثة) ويتكون من ترتيب التفاعلات بين المستويات بالترتيب من الأعلى إلى الأدنى. يعمل كل مستوى كمدير فيما يتعلق بجميع المستويات الأساسية وكمستوى ثانوي متحكم فيه فيما يتعلق بالمستوى الأعلى. ويتخصص كل مستوى أيضًا في أداء وظيفة محددة (مستوى GPF). لا توجد تسلسلات هرمية صارمة تمامًا؛ فبعض الأنظمة في المستويات الأدنى تتمتع باستقلالية أقل أو أكثر فيما يتعلق بالمستويات الأعلى. داخل المستوى، تكمل علاقات العناصر بعضها البعض، فهي تتميز بميزات التنظيم الذاتي (يتم وضعها أثناء تكوين الهيكل). إن ظهور وتطوير الهياكل الهرمية ليس من قبيل الصدفة، لأن هذه هي الطريقة الوحيدة لزيادة الكفاءة والموثوقية والاستقرار في الأنظمة ذات التعقيد المتوسط ​​والعالي. في أنظمة بسيطةليس هناك حاجة إلى التسلسل الهرمي، حيث يتم التفاعل من خلال الاتصالات المباشرة بين العناصر. في أنظمة معقدةالتفاعلات المباشرة بين جميع العناصر مستحيلة (يلزم وجود عدد كبير جدًا من الاتصالات)، لذلك يتم الحفاظ على الاتصالات المباشرة فقط بين العناصر من نفس المستوى، ويتم تقليل الاتصالات بين المستويات بشكل حاد.

في الطبيعة والمجتمع، الوزن نظامي. أي آلة أو كائن حي أو مجتمع ككل أو جزء منه هو مشروع. شركة، مكتب، مؤسسة - تمثيل أنظمة مختلفة: التقنية والبيولوجية والاجتماعية، بما في ذلك الاجتماعية والاقتصادية. يُفهم النظام عادةً على أنه مجموعة معقدة من العناصر المترابطة التي تشكل تكاملًا معينًا. يشكل هذا المجمع وحدة خاصة مع البيئة وهو عنصر أكثر ترتيب عالي. تعمل عناصر أي نظام بدورها كأنظمة ذات رتبة أدنى. العناصر في الأنظمة الحقيقية هي كائنات وأجزاء وعناصر ومكونات فعلية.

يمكن ترتيب مجموعة متنوعة من الأنظمة التقنية والبيولوجية والاجتماعية، بما في ذلك الاجتماعية والاقتصادية، إذا تم تصنيفها، أي تقسيمها ثم دمجها وفقًا لخصائص معينة. من بين طرق التصنيف العديدة، الأكثر شيوعًا هو التصنيف الموضح في الشكل. 1.1.

حسب الأصلوتتميز الأنظمة بما يلي: أ) طبيعية (طبيعية)، على سبيل المثال: التكوينات النجمية، النظام الشمسيوالكواكب والقارات والمحيطات؛ ب) اصطناعي، أي تم إنشاؤه بواسطة العمل البشري (المؤسسات والشركات والمدن والآلات).

ويمكن تقسيم الأنظمة الاصطناعية بدورها إلى أنظمة حسب المحتوى المحدد: تقني، وتكنولوجي، وإعلامي، واجتماعي، واقتصادي، وغيرها. ومن بين هذه الأنظمة، تبرز أنظمة مثل الصناعة والمنطقة والمؤسسة وورشة العمل. مؤامرة، الخ.

بحسب موضوعية الوجوديمكن أن تكون الأنظمة: أ) مادية (موجودة بشكل موضوعي، أي مستقلة عن الوعي البشري): ب) مثالية ("مبنية" في العقل البشري في شكل فرضيات وصور وأفكار).

حسب درجة ارتباطها بالبيئةيمكن أن تكون الأنظمة: أ) مفتوحة: ب) معزولة نسبيًا: ج) مغلقة: د) معزولة.

اعتمادا على الوقتتتميز الأنظمة بما يلي: أ) إحصائية لا تعتمد معلماتها على الوقت؛ ب) ديناميكي، معلماته هي دالة للوقت.

بحسب شرطية الفعلالأنظمة هي: أ) حتمية. ب) احتمالية. في الأنظمة الأولى، نفس السبب يتوافق دائمًا مع نتيجة واضحة وصارمة لا لبس فيها. في الأنظمة الاحتمالية، قد يتوافق نفس السبب تحت نفس الظروف مع واحد من عدة أسباب النتائج المحتملة. مثال على النظام الاحتمالي هو موظفو المتجر الذين يأتون للعمل بتكوين مختلف في كل مرة.

حسب المكان في التسلسل الهرمي للنظاممن المعتاد التمييز بين: أ) الأنظمة الفائقة؛ ب) أنظمة كبيرة; ج) النظم الفرعية. د) العناصر.

من بين الأنظمة التي أنشأتها الطبيعة، تتميز أيضا بما يلي: أ) غير المعيشة؛ ب) الأحياء، بما في ذلك البشر. يمكن تقسيم الأنظمة التي أنشأها الإنسان (بشرية المنشأ) إلى أنظمة فنية. الإنسان والآلة والاجتماعية والاقتصادية.

تشمل الأنظمة التقنية الأنظمة التي أنشأها الإنسان ولها وظيفة أو غرض محدد (على سبيل المثال، المباني والآلات)؛ "إلى الإنسان والآلة - الأنظمة التي يكون فيها أحد العناصر شخصًا، والهدف هو الإنسان)" يتم تحديدها بواسطة نظام تقني. يُطلق على الشخص في الأنظمة التقنية اسم المشغل، لأنه يقوم بالعمليات التي تتطلب منه صيانة الآلة. طيار على متن طائرة، ومشغل على وحدة تحكم الكمبيوتر. السائق في السيارة - الوزن هو أنظمة الإنسان والآلة. تعتبر الأنظمة الاجتماعية والاقتصادية أنظمة يحدد فيها الشخص المهام (يطرح الأهداف) ليس فقط للأنظمة التقنية، ولكن أيضًا للأشخاص المدرجين في هذه الأنظمة كعناصر. لاحظ أن الأنظمة الاجتماعية والاقتصادية قد تحتوي على عناصر تقنية وعناصر بشرية.

من وجهة نظر علم الإدارة، تعد الأنظمة الاجتماعية والاقتصادية (SES) أكثر الأشياء تعقيدًا. على الرغم من الخبرة العملية الغنية في إدارة مثل هذه الأنظمة، إلا أن جهازها النظري لا يزال في مراحله الأولى وغالباً ما يتم استعارته ببساطة من نظرية التحكم في الأنظمة التقنية.

إن تنوع الأشكال لا يمنع النظم التقنية والبيولوجية والاجتماعية والاقتصادية من أن يكون لها عدد من العناصر السمات المشتركةوالأنماط: وهي ديناميكية، وتتميز بوجود علاقة سببية بين العناصر الفردية، ووجود أنظمة فرعية تحكم ومتحكم فيها ومعلمة تحكم، وقدرة التضخيم (القدرة على التغيير بشكل كبير تحت تأثير أصغر المؤثرات)، والقدرة على التخزين، نقل وتحويل المعلومات، وردود الفعل من العناصر، النظام المشتركعمليات الإدارة ، إلخ.

تتميز جميع فئات الأنظمة بوجود عدد من الخصائص المشتركة، ومن المناسب تسليط الضوء على ما يلي منها.

خاصية النزاهة. جميع الأنظمة، كونها كليا منفصلا، مقسمة إلى عناصر موجودة فقط بسبب وجود الكل. في النظام الشامل، تعمل العناصر معًا، مما يضمن بشكل جماعي عملية عمل النظام ككل. أولوية الكل هي الافتراض الرئيسي لنظرية النظم.

خاصية غير المضافة. ويعني عدم إمكانية اختزال خصائص النظام الأساسية إلى مجموع خصائص العناصر المكونة له وعدم إمكانية اشتقاق خصائص الكل من خصائص المكونات. يؤدي الأداء المشترك للعناصر المترابطة غير المتجانسة إلى ظهور خصائص وظيفية جديدة نوعيًا للكل، والتي ليس لها نظائرها في خصائص عناصرها.

خاصية التآزر. ويفترض أن أحادية الاتجاه لتصرفات العناصر تعزز كفاءة النظام، والعكس صحيح. بمعنى آخر، يوجد في أي نظام مجموعة من العناصر التي تكون إمكاناتها دائمًا أكبر بكثير من المجموع البسيط لإمكانيات العناصر المكونة لها (الأشخاص، المعدات، التكنولوجيا، البنية، إلخ). أو أقل بكثير. يتم الحصول على تأثير التآزر بين العناصر من خلال التفاعل السلس للنظام مع البيئة الخارجية والعناصر الموجودة داخل النظام.

خاصية الظهور. يعني أن أهداف عناصر النظام لا تتطابق دائمًا مع أهداف النظام. على سبيل المثال، هناك اتجاه مختلف لأنشطة موظفي الخدمات المبتكرة للمؤسسة والمتخصصين في التسويق.

خاصية الترابط والتفاعل بين النظام والبيئة الخارجية. يتفاعل النظام مع تأثير الأخير، ويتطور تحت هذا التأثير، مع الحفاظ على اليقين النوعي والخصائص التي تضمن استقراره النسبي وقابليته للتكيف مع الأداء.

خصائص استمرارية العمل والتطور. النظام موجود طالما أن جميع العمليات تعمل. إن تفاعل العناصر يحدد طبيعة عمل النظام ككل، والعكس صحيح. وفي نفس الوقت يتمتع النظام بالقدرة على التطوير (التطوير الذاتي).

خاصية الأولوية لمصالح النظام أكثر مستوى عالقبل مصالح عناصره. لا يمكن للعامل الفردي في نظام اجتماعي اقتصادي أن يضع مصالحه الخاصة فوق مصالح هذا النظام.

3.1. تعريف عام للمركبة

معنى نهج النظم عند دراسة عمليات التطوير في التكنولوجيا هو اعتبار أي كائن تقني كنظام من العناصر المترابطة التي تشكل كلاً واحدًا. خط التطوير عبارة عن مزيج من عدة نقاط عقدية - أنظمة فنية تختلف بشكل حاد عن بعضها البعض (إذا تمت مقارنتها ببعضها البعض فقط)؛ يوجد بين النقاط العقدية العديد من الحلول التقنية المتوسطة - أنظمة تقنية مع تغييرات طفيفة مقارنة بالخطوة السابقة من التطوير. يبدو أن الأنظمة "تتدفق" إلى بعضها البعض، وتتطور ببطء، وتتحرك أكثر فأكثر بعيدًا عن النظام الأصلي، وتتحول أحيانًا إلى درجة لا يمكن التعرف عليها. تتراكم التغييرات الصغيرة وتصبح سببًا لتحولات نوعية كبيرة. لفهم هذه الأنماط، من الضروري تحديد ماهية النظام الفني، وما هي العناصر التي يتكون منها، وكيف تنشأ الروابط بين الأجزاء وتعمل، وما هي عواقب عمل العوامل الخارجية والداخلية. العوامل الداخلية، إلخ. على الرغم من التنوع الهائل، فإن الأنظمة التقنية لديها عدد من الخصائص والميزات والميزات الهيكلية المشتركة، مما يسمح لها باعتبارها مجموعة واحدة من الأشياء.

ما هي السمات الرئيسية للأنظمة التقنية؟ وتشمل هذه ما يلي:

• تتكون الأنظمة من أجزاء، العناصر، أي أن لها بنية،
• يتم إنشاء الأنظمة لأغراض معينةأي أنها تؤدي وظائف مفيدة؛
• عناصر (أجزاء) النظام لها اتصالات مع بعضها البعض، متصلة بطريقة معينة، منظمة في المكان والزمان؛
• كل نظام ككل لديه بعض الجودة الخاصة، غير متساوٍ مع المجموع البسيط لخصائص العناصر المكونة له، وإلا فلا فائدة من إنشاء نظام (صلب، فعال، منظم).

دعونا نشرح ذلك بمثال بسيط. لنفترض أنك بحاجة إلى إنشاء رسم تخطيطي لمجرم. يتم إعطاء الشاهد هدفًا واضحًا: إنشاء نظام (صورة شخصية) من أجزاء فردية (عناصر)، ويهدف النظام إلى أداء وظيفة مفيدة للغاية. وبطبيعة الحال، لا ترتبط أجزاء النظام المستقبلي بشكل عشوائي، بل يجب أن يكمل بعضها البعض. لذلك، هناك عملية طويلة لاختيار العناصر بحيث يكمل كل عنصر مدرج في النظام العنصر السابق، وسيؤدي ذلك معًا إلى زيادة الوظيفة المفيدة للنظام، أي أنها ستزيد من تشابه الصورة مع الأصلي. وفجأة، في مرحلة ما، تحدث معجزة - نقلة نوعية! - تطابق الهوية مع ظهور المجرم. هنا يتم تنظيم العناصر في الفضاء بطريقة محددة بدقة (من المستحيل إعادة ترتيبها)، وهي مترابطة، وتعطي معًا جودة جديدة. حتى لو قام الشاهد بتحديد العينين والأنف وما إلى ذلك بدقة تامة بشكل منفصل. مع نماذج الصور، فإن مجموع "قطع الوجه" (كل منها صحيح!) لا يعطي شيئًا - سيكون مجموعًا بسيطًا لخصائص العناصر. فقط العناصر المرتبطة وظيفيًا بدقة هي التي توفر الجودة الأساسية للنظام (وتبرر وجوده). بنفس الطريقة، مجموعة من الحروف (على سبيل المثال، A، L، K، E)، عند دمجها بطريقة معينة فقط، تعطي جودة جديدة (على سبيل المثال، شجرة التنوب).

النظام الفني عبارة عن مجموعة من العناصر المتفاعلة المنظمة التي لها خصائص لا يمكن اختزالها في خصائص العناصر الفردية وهي مصممة لأداء وظائف مفيدة معينة.

وبالتالي، فإن النظام الفني لديه 4 ميزات رئيسية (أساسية):

• وظائف،
• التكامل (الهيكل) ،
• منظمة،
• جودة النظام.

إن غياب ميزة واحدة على الأقل لا يسمح باعتبار الكائن نظامًا تقنيًا. دعونا نشرح هذه العلامات بمزيد من التفصيل.

3.2. وظائف

3.2.1. الغرض - الوظيفة

في قلب أي عملية عمل، بما في ذلك العمل الابتكاري، يوجد مفهوم الهدف. لا يوجد شيء اسمه اختراع بلا هدف. في الأنظمة التقنية، يتم تحديد الغرض من قبل شخص ما، وهو مصمم لأداء وظيفة مفيدة. وقد قال مهندس روما القديمة فيتروفيوس: «الآلة هي جهاز خشبي يقدم مساعدة كبيرة في رفع الأثقال». الهدف هو نتيجة خيالية يسعى الإنسان لتحقيقها من خلال إشباع حاجة ما. وبالتالي، فإن تركيب TS هو عملية هادفة. يمكن لأي حالة حالية أن يكون لها العديد من العواقب في المستقبل، وأغلبها المطلقة تتماشى مع العمليات الانتروبية. يختار الشخص هدفًا وبالتالي يزيد بشكل كبير من احتمالية الأحداث التي يحتاجها. الهدف هو مهارة مكتسبة تطوريًا (أو معطى؟...) في مكافحة العمليات الإنتروبية.

3.2.2. الحاجة - الوظيفة

ظهور الهدف هو نتيجة الوعي بالحاجة. يختلف الإنسان عن الكائنات الحية الأخرى في أنه يتميز بمطالبات متزايدة - أعلى بكثير من قدرات الأعضاء الطبيعية. الحاجة (بيان المشكلة) هي ما يجب أن يكون (يتم القيام به)، والوظيفة هي تنفيذ الحاجة للمركبة.

ويمكن إشباع الحاجة بعدة وظائف؛ على سبيل المثال، الحاجة إلى تبادل منتجات العمل - تبادل عيني، من خلال ما يعادله، النظام النقدي. وبالمثل، يمكن تجسيد الوظيفة المحددة في عدة كائنات حقيقية؛ على سبيل المثال، المال - النحاس، الذهب، الورق، أسنان القرش، إلخ. وأخيرًا، يمكن الحصول على (تصنيع) أي كائن حقيقي بعدة طرق أو يمكن أن يعتمد تشغيله على طرق مختلفة المبادئ المادية; على سبيل المثال، يمكن الحصول على الورق مقابل المال طرق مختلفة، تطبيق الرسم بالطلاء، على شكل صورة ثلاثية الأبعاد، وما إلى ذلك. وهكذا، فإن الأنظمة التقنية، من حيث المبدأ، لديها مسارات متعددةتطوير. لا يزال الشخص يختار بطريقة ما طريقًا واحدًا لتلبية حاجته. المعيار الوحيد هنا هو الحد الأدنى من MGE (الوزن والأبعاد وكثافة الطاقة); ومن المستحيل خلاف ذلك - فالبشرية كانت دائما محدودة في الموارد المتاحة. على الرغم من أن هذا الطريق غالبًا ما يكون متعرجًا، وله العديد من الفروع المسدودة وحتى الحلقات ...

3.2.3. الناقل الوظيفي

إن ظهور الاحتياجات والوعي بالأهداف وصياغة الوظائف هي عمليات تحدث داخل الشخص. لكن الوظيفة الفعلية هي التأثير على موضوع العمل (المنتج) أو الخدمة المقدمة للشخص. أي أنه لا يوجد رابط وسيط - هيئة عاملة. هذا هو الناقل للوظيفة في شكلها النقي. RO هو الجزء الوحيد من النظام الفني المفيد وظيفيًا للبشر. جميع الأجزاء الأخرى مساعدة. ونشأت TS في المراحل الأولى كأعضاء عاملة (بدلاً من أعضاء الجسم وبالإضافة إليها). وعندها فقط، لزيادة الوظيفة المفيدة. تم "ربط" الأجزاء الأخرى والأنظمة الفرعية والأنظمة المساعدة بجسم العمل. يمكن تصوير هذه العملية على النحو التالي:

دعونا نتخيل (على سبيل التأمل في الوقت الحالي) أن هذا ممكن أيضًا السكتة الدماغية العكسية- كاستمرار لهذا.

النصف الأول من العملية هو نشر المعدات، والثاني هو الانهيار. أي أن الإنسان بشكل عام يحتاج إلى وظيفة وليس إلى حامل لها..

لتسهيل الانتقال من وظيفة إلى حاملها - الجسم العامل للمركبة المستقبلية - من الضروري الدقة في وصف الوظيفة. كلما تم وصف الوظيفة بشكل أكثر تحديدًا، كلما كانت أكثر شروط إضافيةكلما كان نطاق وسائل تنفيذها أضيق، كلما كانت TS وهيكلها أكثر تحديدًا. أحد المحددات القوية للاختلاف هو الأنماط المحددة لتطور الهيئات العاملة داخل السيارة.

3.2.4. تعريف الوظيفة

الأداء هو تغيير في خصائص وخصائص وصفات النظام في المكان والزمان. الوظيفة هي قدرة السيارة على إظهار خصائصها (الجودة والفائدة) في ظل ظروف معينة وتحويل كائن العمل (المنتج) إلى الشكل أو الحجم المطلوب . ولتحديد الوظيفة لا بد من الإجابة على السؤال: ماذا تفعل هذه السيارة؟ (للمركبات الموجودة)، أو: ماذا يجب أن تفعل المركبة؟ (للمركبات المركبة).

3.2.5. التسلسل الهرمي للوظائف

يمكن لكل مركبة أن تؤدي عدة وظائف، منها واحدة فقط تعمل، والتي توجد من أجلها، والباقي وظائف مساعدة، مرافقة، وتسهيل أداء الوظيفة الرئيسية. تعريف الوظيفة المفيدة الرئيسية (GPF)في بعض الأحيان يسبب صعوبة. ويفسر ذلك تعدد المتطلبات الموضوعة على نظام معين من الأنظمة العلوية والسفلية، وكذلك الأنظمة المجاورة والخارجية وغيرها. ومن هنا اللانهاية الواضحة لتعريفات GPF (النقص الأساسي في تغطية جميع الخصائص والاتصالات).

مثال: التسلسل الهرمي لوظائف الطوب.

• GPF-1 لبنة واحدة: يحافظ على شكله، ولا ينهار، وله وزن وبنية وصلابة معينة. المتطلبات من الأنظمة المجاورة (الطوب وقذائف الهاون الأخرى في الجدار المستقبلي): لها حواف مستطيلة، تلتصق بالملاط.
• جدران GPF-2: أن يحمل نفسه، أن يكون عموديًا، لا يتشوه عند تغير درجة الحرارة والرطوبة والحمل، لحماية شيء ما، لتحمل الحمل من شيء ما. يجب أن يتوافق الطوب مع جزء من متطلبات GPF 2.
• GPF-3 في المنزل: يجب خلق شروط معينة ل البيئة الداخلية، حماية الطقس، لديها معينة مظهر. يجب أن يفي الطوب ببعض هذه المتطلبات.
• مدن GPF-4: مظهر معماري معين ومناخي و الخصائص الوطنيةإلخ.

بالإضافة إلى ذلك، فإن متطلبات الطوب نفسه تتزايد باستمرار: يجب ألا يمتص الرطوبة الأرضية، ويجب أن يتمتع بخصائص عزل حراري جيدة، وخصائص امتصاص الصوت، وأن يكون شفافًا للإشعاع، وما إلى ذلك.

لذا، إن GPF لهذا النظام هو استيفاء لمتطلبات النظام الأول عالي المستوى. جميع المتطلبات الأخرى، مع ابتعاد المستوى الهرمي الذي نشأت منه، يكون لها تأثير أقل فأقل على هذا النظام. يمكن تحقيق هذه المتطلبات المذكورة أعلاه ومتطلبات النظام الفرعي بواسطة مواد وأنظمة أخرى، وليس بالضرورة من خلال هذا النظام. على سبيل المثال، يمكن تحقيق خاصية قوة الطوب إضافات مختلفةفي الكتلة الأصلية، والملكية الجمالية عن طريق لصق البلاط المزخرف على الجدار النهائي؛ بالنسبة لـ GPF من الطوب (للوفاء بـ "متطلبات" الجدار) فلا فرق.

إنه، يتم تحديد GPF للعنصر من خلال النظام الذي تم تضمينه فيه. يمكن تضمين نفس الطوب في العديد من الأنظمة الأخرى، حيث سيكون GPF الخاص به مختلفًا تمامًا (أو حتى معاكسًا) لذلك المذكور أعلاه.

مثال. تحديد GPF للسخان.

• ما هو سخان ل؟ - تسخين الهواء في المنزل.
• لماذا تحتاج لتسخين الهواء؟ - حتى لا تنخفض درجة حرارته عن القيمة المسموح بها.
• لماذا يعتبر انخفاض درجة الحرارة أمرًا غير مرغوب فيه؟ - توفير ظروف مريحة للناس.
• لماذا يحتاج الناس إلى ظروف مريحة؟ - لتقليل خطر الإصابة بالمرض، وما إلى ذلك.

هذا هو الطريق إلى أعلى التسلسل الهرمي للأهداف - إلى النظام الفائق. يمكن تنفيذ الوظيفة (الهدف) المطلوبة في كل طابق بواسطة مركبة أخرى. السخان جزء من نظام: "سخان - هواء - شخص - منزل" ويحقق "متطلباته".

يمكنك النزول إلى أسفل التسلسل الهرمي:

• ما الذي يسخن الهواء؟ - المجال الحراري
• ماذا ينتج المجال الحراري؟ - ملف التدفئة.
• ما الذي يعمل على الملف لإنتاج الحرارة؟ - كهرباء؛
• ما الذي يزود التيار الكهربائي للملف؟ - الأسلاك، الخ.

لذلك، فإن "متطلبات" NS للسخان هي تسخين الهواء. ماذا يفعل السخان (جزء عمله حلزوني)؟ - تنتج حرارة، مجال حراري. هذا هو GPF للسخان - إنتاج الحرارة "كاستجابة" لـ "متطلبات" النظام الفائق. هنا المجال الحراري هو منتج "يتم إنتاجه" بواسطة النظام الفني "السخان". أنظمة GPF الفائقة - توفير ظروف مريحة للبشر.

3.3. بناء

3.3.1. تعريف الهيكل

إن مجمل (تكامل) العناصر والخصائص هو سمة أساسية للنظام. من الضروري الجمع بين العناصر في كل واحد للحصول على (التكوين والتوليف) وظيفة مفيدة، أي. لتحقيق الهدف المحدد.

إذا كان تعريف وظيفة (هدف) النظام يعتمد إلى حد ما على الشخص، فإن الهيكل هو العلامة الأكثر موضوعية للنظام، فهو يعتمد فقط على النوع والتركيب المادي للعناصر المستخدمة في السيارة، مثل وكذلك على القوانين العامة للعالم التي تمليها طرق معينةالاتصالات وأنواع الاتصال وطرق عمل العناصر في الهيكل. وبهذا المعنى، فإن البنية هي وسيلة لربط العناصر في النظام. إن رسم الهيكل يعني برمجة النظام، وتحديد سلوك السيارة من أجل الحصول على وظيفة مفيدة نتيجة لذلك. الوظيفة المطلوبة والمبدأ المادي المختار لتنفيذها يحددان الهيكل بشكل لا لبس فيه.

الهيكل عبارة عن مجموعة من العناصر والروابط فيما بينها، والتي يتم تحديدها من خلال المبدأ الفيزيائي لتنفيذ الوظيفة المفيدة المطلوبة.

يظل الهيكل دون تغيير أثناء التشغيل، أي عند تغيير الحالة والسلوك والعمليات وأي إجراءات أخرى.

المفتاح هو الهيكل: العناصر، الاتصالات، الثبات مع مرور الوقت.

3.3.2. عنصر الهيكل

عنصر النظام - المفاهيم النسبية، يمكن لأي نظام أن يصبح عنصرًا في نظام ذي رتبة أعلى، ويمكن أيضًا تمثيل أي عنصر كنظام من عناصر ذات رتبة أقل. على سبيل المثال، الترباس (المسمار + الجوز) هو عنصر المحرك، والذي بدوره الوحدة الهيكلية(عنصر) في نظام السيارة، الخ. يتكون المسمار من مناطق (أجسام هندسية)، مثل الرأس والأسطوانة والخيط والشطب؛ مادة الترباس هي الفولاذ (النظام) ، وتتكون من عناصر الحديد والكربون ومضافات السبائك ، والتي تتكون بدورها من تكوينات جزيئية (حبوب ، بلورات) ، وحتى ذرات أقل ، وجزيئات أولية.

العنصر هو جزء كامل نسبيًا من النظام له بعض الخصائص التي لا تختفي عند فصله عن النظام . ومع ذلك، في النظام، خصائص العنصر لا تساوي خصائص عنصر واحد.

يمكن أن يكون مجموع خصائص عنصر ما في النظام أكبر أو أقل من مجموع خصائصه خارج النظام. بمعنى آخر، يتم إطفاء بعض خصائص العنصر المتضمن في النظام أو إضافة خصائص جديدة إلى العنصر. في الغالبية العظمى من الحالات، يتم تحييد بعض خصائص العنصر في النظام، كما لو كانت تختفي؛ اعتمادًا على حجم هذا الجزء، يتحدثون عن درجة فقدان شخصية العنصر المتضمن في النظام.
يتمتع النظام ببعض خصائص عناصر مكوناته، ولكن لا يوجد عنصر واحد النظام السابقلا يملك خاصية النظام بأكمله (تأثير النظام، والجودة). متى يتوقف الرمل عن كونه رملاً؟ - على أقرب "أرضية" علوية أو سفلية: رمل - غبار - جزيئات - ذرات -...؛ رمل - حجر - صخرة...؛ هنا يتم الحفاظ على الخصائص "الرملية" جزئيًا عند التحرك لأعلى وتختفي فورًا عند التحرك لأسفل "الأرضيات".

العنصر - الحد الأدنى من وحدة النظام القادرة على أداء بعض الوظائف الأولية. بدأت جميع الأنظمة التقنية بعنصر واحد مصمم لأداء وظيفة أساسية واحدة. مع زيادة GPP، تبدأ زيادة (تعزيز) بعض خصائص العنصر. ثم يأتي تمايز العنصر، أي تقسيم العنصر إلى مناطق ذات خصائص مختلفة. من البنية الأحادية للعنصر (الحجر، العصا)، تبدأ العناصر الأخرى في الظهور. على سبيل المثال، عند تحويل إزميل حجري إلى سكين، تم فصل منطقة العمل ومنطقة المقبض، ومن ثم يتطلب تعزيز الخصائص المحددة لكل منطقة استخدام مواد مختلفة (أدوات مركبة). لقد خرج الإرسال من الجسم العامل وتطور. ثم تتم إضافة المحرك والتحكم ومصدر الطاقة إلى PO وTr. ينمو النظام بسبب تعقيد عناصره، وتضاف الأنظمة الفرعية المساعدة... ويصبح النظام على درجة عالية من التخصص. ولكن تأتي نقطة من التطور عندما يبدأ النظام في تولي وظائف الأنظمة المجاورة دون زيادة عدد عناصره. يصبح النظام أكثر وأكثر عالمية مع عدد ثابت ثم متناقص من العناصر.

3.3.3. أنواع الهياكل

دعونا نسلط الضوء على العديد من الهياكل الأكثر تميزًا في التكنولوجيا:

1. جسيمية.
   يتكون من عناصر متطابقة، مرتبطة ببعضها البعض بشكل غير محكم؛ اختفاء بعض العناصر ليس له أي تأثير تقريبًا على وظيفة النظام. أمثلة: سرب السفن، مرشح الرمال.
2. "قالب طوب".
   يتكون من عناصر متطابقة مرتبطة ببعضها البعض بشكل صارم. أمثلة: الجدار، القوس، الجسر.
3. سلسلة.
   يتكون من نفس النوع من العناصر المفصلية. أمثلة: كاتربيلر، القطار.
4. شبكة.
   ويتكون من أنواع مختلفة من العناصر المرتبطة ببعضها البعض بشكل مباشر، أو عبر عناصر أخرى، أو من خلال عنصر مركزي (عقدي) (البنية النجمية). أمثلة: شبكة الهاتف، التلفزيون، المكتبة، نظام التدفئة.
5. ضرب متصل.
   يتضمن العديد من الاتصالات المتقاطعة في نموذج الشبكة.
6. الهرمية.

يتكون من عناصر غير متجانسة، كل منها هو عنصر مكون لنظام ذو رتبة أعلى وله اتصالات "أفقية" (مع عناصر من نفس المستوى) و "عموديا" (مع عناصر مراحل مختلفة). أمثلة: أداة الآلة، السيارة، البندقية.

وفقا لنوع التطور مع مرور الوقت، فإن الهياكل هي:

1. تتكشف. مع مرور الوقت، مع زيادة GPF، يزداد عدد العناصر.
2. المتداول. مع مرور الوقت، مع زيادة أو تغيير قيمة GPF، يتناقص عدد العناصر.
3. تقليص. في وقت ما، يبدأ عدد العناصر في الانخفاض مع انخفاض متزامن في GPF.
4. تدهور. انخفاض في GPF مع انخفاض في الاتصالات والطاقة والكفاءة.

3.3.4. مبادئ بناء الهيكل

المبدأ التوجيهي الرئيسي في عملية تركيب النظام هو الحصول على خاصية النظام المستقبلية (التأثير، الجودة). تشغل مرحلة اختيار (بناء) الهيكل مكانًا مهمًا في هذه العملية.

"صيغة" النظام: لنفس النظام، يمكن اختيار عدة هياكل مختلفة اعتمادًا على المبدأ الفيزيائي المختار لتنفيذ GPF. ينبغي أن يعتمد اختيار المبدأ الفيزيائي على تقليل M وG وE (الكتلة والأبعاد وكثافة الطاقة) مع الحفاظ على الكفاءة.

تشكيل الهيكل هو أساس تركيب النظام.

بعض مبادئ تشكيل الهيكل:

• مبدأ الوظيفة،
• مبدأ السببية
• مبدأ اكتمال الأجزاء
• مبدأ التكامل.

مبدأ الوظيفةيعكس أولوية الوظيفة على الهيكل. يتم تحديد الهيكل من خلال الاختيار السابق: إن اختيار مبدأ التشغيل يحدد بشكل فريد الهيكل، لذلك يجب النظر إليهما معًا. مبدأ التشغيل (الهيكل) هو انعكاس لوظيفة الهدف. وفقا لمبدأ التشغيل المختار، ينبغي رسم مخطط وظيفي (ربما في شكل حقل سو).

تم تصميم المخطط الوظيفي وفقًا لـ مبدأ السببيةلأن أي مركبة تطيع هذا المبدأ. عمل السيارة هو سلسلة من أحداث العمل.

كل حدث في السيارة له سبب واحد (أو عدة) وهو في حد ذاته سبب الأحداث اللاحقة. كل شيء يبدأ لسبب، لذلك نقطة مهمة- ضمان "إطلاق" (تشغيل) السبب. وللقيام بذلك يجب توافر الشروط التالية:

• يمد الظروف الخارجيةالتي لا تتداخل مع مظهر العمل ،
• توفير الظروف الداخلية التي يتم بموجبها الحدث (الإجراء)،
• قدم من الخارج سببًا، أو دفعة، أو "شرارة" "لإطلاق" الإجراء.

النقطة الأساسية في اختيار مبدأ العمل هي التنفيذ الأفضل لمبدأ السببية.

طريقة موثوقة لبناء سلسلة من الإجراءات - من الحدث النهائي إلى الحدث الأولي؛ الحدث الأخير هو الإجراء الذي تم تلقيه على جسم العمل، أي تنفيذ وظيفة السيارة.

الشرط الرئيسي للهيكل هو الحد الأدنى من فقدان الطاقة والعمل الذي لا لبس فيه (القضاء على الأخطاء)، أي التوصيل الجيد للطاقة وموثوقية سلسلة السبب والنتيجة.

عند حل المهام الإبداعية، بعد صياغة FP (التناقض الجسدي)، تنشأ صعوبات في الانتقال إلى المبدأ المادي. ولعل مبدأ السببية سوف يساعد هنا. التمرين البدني هو أمر، إجراء نهائي، مطلوب لبناء سلسلة من الأسباب والنتائج التي تؤدي إلى تأثير جسدي.

مبدأ اكتمال الأجزاء (قانون اكتمال أجزاء النظام)يمكن أن تؤخذ كأساس للبناء الأول رسم بياني وظيفي. التسلسل التالي من الخطوات ممكن:

1. تمت صياغة GPF.
2. يتم تحديد المبدأ المادي لعمل الجسم العامل على المنتج.
3. يتم تحديد PO أو تصنيعه.
4. يتم "ربط" ناقل الحركة والمحرك ومصدر الطاقة وعنصر التحكم بعنصر العمل.
5. يتم إنشاء مخطط وظيفي لتقريب أولي: يتم تحديد أوجه القصور والإخفاقات المحتملة في المخطط. ويجري تطوير مخططات أكثر تفصيلاً، مع الأخذ بعين الاعتبار التسلسل الهرمي للأنظمة الفرعية. يتم استكمال الأنظمة الفرعية التي لا تؤدي وظائفها بشكل جيد بعناصر جديدة.

على سبيل المثال:

هذه هي الطريقة المعتادة لنشر المركبة، وزيادة GPF عن طريق إضافة أنظمة فرعية وظيفية جديدة مفيدة.

يمكن تحقيق بعض الزيادة في GPF عن طريق تقليل الاتصالات والتأثيرات الضارة في الأنظمة الفرعية (دون تعقيدها).

الطريقة الأكثر جذرية هي إضفاء المثالية على TS.

مبدأ التكامليتكون بطريقة خاصة من ربط العناصر عند تضمينها في النظام. يجب ألا تكون العناصر متسقة في الشكل والخصائص فقط (من أجل الحصول على الإمكانية الأساسية للاتصال المتبادل)، بل يجب أيضًا أن تكمل بعضها البعض، وتعزز بعضها بعضًا، وتضيف خصائص مفيدة وتحييد الخصائص الضارة بشكل متبادل. هذه هي الآلية الرئيسية لحدوث التأثير النظامي (الجودة).

3.3.5. استمارة

النموذج هو مظهر خارجيهيكل المركبة، والهيكل هو المحتوى الداخلي للشكل. وهذان المفهومان مترابطان بشكل وثيق. وفي النظام التقني، قد يهيمن أحدهما ويملي شروط تنفيذ الآخر (على سبيل المثال، شكل جناح الطائرة يحدد هيكله). يتم تحديد منطق بناء الهيكل بشكل أساسي من خلال المبادئ والوظائف الداخلية للنظام. يعتمد النموذج في معظم الحالات على متطلبات النظام الفائق.

المتطلبات الأساسية للنموذج:

• وظيفية (شكل الخيط، وما إلى ذلك)،
• مريح (مقبض الأداة، مقعد السائق، وما إلى ذلك)،
• التكنولوجية (البساطة والراحة في التصنيع والمعالجة والنقل) ،
• التشغيلية (مدة الخدمة، القوة، المتانة، سهولة الإصلاح)،

الجمالية (التصميم، الجمال، "المتعة"، "الدفء"...).

3.3.6. الهيكل الهرمي للأنظمة

مبدأ التسلسل الهرمي للتنظيمالبنية ممكنة فقط في الأنظمة متعددة المستويات (هذه فئة كبيرة من الأنظمة التقنية الحديثة) وتتكون من ترتيب التفاعلات بين المستويات بالترتيب من الأعلى إلى الأدنى. يعمل كل مستوى كمدير فيما يتعلق بجميع المستويات الأساسية وكمستوى ثانوي متحكم فيه فيما يتعلق بالمستوى الأعلى. ويتخصص كل مستوى أيضًا في أداء وظيفة محددة (مستوى GPF). لا توجد تسلسلات هرمية صارمة تمامًا؛ فبعض الأنظمة في المستويات الأدنى تتمتع باستقلالية أقل أو أكثر فيما يتعلق بالمستويات الأعلى. داخل المستوى، تكون علاقات العناصر متساوية مع بعضها البعض، وتكمل بعضها البعض، ولها ميزات التنظيم الذاتي (يتم وضعها أثناء تكوين الهيكل).

إن ظهور وتطور الهياكل الهرمية ليس من قبيل الصدفة، لأن هذه هي الطريقة الوحيدة لزيادة الكفاءة والموثوقية والاستدامةفي الأنظمة ذات التعقيد المتوسط ​​والعالي.

في الأنظمة البسيطة، ليس هناك حاجة إلى التسلسل الهرمي، حيث يتم التفاعل من خلال الاتصالات المباشرة بين العناصر. في الأنظمة المعقدة، تكون التفاعلات المباشرة بين جميع العناصر مستحيلة (يلزم وجود عدد كبير جدًا من الاتصالات)، وبالتالي يتم الحفاظ على الاتصالات المباشرة فقط بين العناصر من نفس المستوى، ويتم تقليل الاتصالات بين المستويات بشكل حاد.

عرض نموذجي للنظام الهرمي: في الجدول. 1 يوضح أسماء المستويات الهرمية في التكنولوجيا (ألتشولر جي إس في كتاب: صيغ جريئة للإبداع. بتروزافودسك، "كاريليا"، 1987، ص 17-18).

الجدول 1

مستوى (رتبة السيارة)	اسم النظام	مثال	التناظرية في الطبيعة
	تكنوسفير	التكنولوجيا + الناس + الموارد + نظام الاستهلاك	المحيط الحيوي
		جميع المعدات (جميع الصناعات)
	فرع التكنولوجيا	النقل (جميع الأنواع)
	جمعية	إيروفلوت، النقل بالسيارات، النقل بالسكك الحديدية
	شركة	المصنع، المترو، المطار	كائن حي
		قاطرة، عربات، مسار السكك الحديدية	أعضاء الجسم: القلب، الرئتين، وغيرها.
		قاطرة، سيارة، طائرة
	آلية غير متجانسة (مجموعة من العقد التي تسمح بنقل الطاقة والمادة من نوع إلى آخر)	مولد كهرباء، محرك احتراق داخلي	جزيئات DNA، RNA، AFT
	آلية متجانسة (مجموعة من العقد التي تسمح بالطاقة والمادة دون تغيير مظهرها)	رافعة لولبية، عربة، معدات الإبحار، ساعة، محول، مناظير	جزيء الهيموجلوبين قادر على نقل الأكسجين
		المحور والعجلتين (ظهرت خاصية جديدة وهي القدرة على التدحرج)	الجزيئات المعقدة والبوليمرات
	بضعة تفاصيل	المسمار والجوز والمحور والعجلة	جزيء يتكون من جذور مختلفة، على سبيل المثال: ج 2 ح 5 -C=O | هو
	جزء غير متجانس (عند فصله يشكل أجزاء غير متشابهة)	برغي، مسمار	سلسلة الكربون غير المتكافئة: س-س-س-س-س- | مع
	جزء متجانس (عند فصله يشكل أجزاء متطابقة)	الأسلاك، المحور، شعاع	سلسلة الكربون: س-س-س-س-س-
	مادة غير متجانسة		مخاليط ومحاليل ( مياه البحر، هواء)
	مادة متجانسة	الحديد النقي كيميائيا	مادة بسيطة (الأكسجين والنيتروجين)

الخصائص الأساسية للأنظمة الهرمية

1. ازدواجية صفات العناصر في النظام- العنصر له صفات فردية ونظامية في نفس الوقت.
   عند دخوله إلى النظام، يفقد العنصر جودته الأصلية. يبدو أن الجودة النظامية تمنع ظهور الصفات الخاصة بالعناصر. لكن هذا لا يحدث أبداً بشكل كامل. مركبات كيميائيةلها خصائص فيزيائية كيميائية نظامية، ولكنها تحتفظ أيضًا بخصائص العناصر المكونة لها. تعتمد جميع طرق تحليل تكوين المركبات (الطيفية والرنين المغناطيسي النووي والأشعة السينية وما إلى ذلك) على هذا. كلما كان الهيكل الهرمي (التنظيم) للنظام أكثر تعقيدًا، كلما ارتفعت صفاته الفردية، وكلما ظهرت بشكل أكثر وضوحًا في النظام الفائق، قل ارتباطه بالعناصر (الأنظمة) الأخرى للنظام الفائق. في المستويات الأدنى، يتم تبسيط العناصر (لا تحتاج الأنظمة إلى أشياء "معقدة"، بل تحتاج إلى وظيفة مفيدة بسيطة). ونتيجة لذلك تفقد الأشياء أصالتها وفرديتها المحددة، وتصبح غير مبالية بشكلها الفردي المادي.
   إن فقدان الفردية هو الثمن الذي "تدفعه" العناصر مقابل قدرتها المكتسبة على التعبير عن الجوانب الفردية للاتصالات النظامية في التسلسل الهرمي. (كما في المجتمع: الإنسان في الإنتاج ليس ذاتاً، وليس فرداً فريداً، وليس خالقاً لظروفه، فهو وظيفة، كائن، شيء).
   هذه الخاصية للأنظمة الهرمية هي السبب وراء نوع شائع من الذهان النفسي للمخترع: فهو يرى خاصية واحدة (رئيسية، نظامية) لعنصر ما ولا يرى العديد من خصائصه الفردية السابقة.
2. إملاء المستويات العليا على المستويات الدنيا- الترتيب الأساسي للتسلسل الهرمي (التناظري في المجتمع: وحدة القيادة، القيادة الاستبدادية).
   أدنى مستوى من التسلسل الهرمي هو جسم العمل أو جزء العمل أو المنطقة أو السطح (كل نظام فرعي له جسم العمل الخاص به). لذلك، فإن جميع تأثيرات التحكم (الإشارات) والطاقة تصل بالضرورة إلى الجسم العامل، مما يجبره على العمل بطريقة محددة بدقة. وبهذا المعنى، فإن RO ​​هو العنصر الأكثر تبعية في النظام. دعونا نتذكر أن دورها في تركيب TS هو عكس ذلك تمامًا: فهو يملي هيكل تنفيذ GPP.
   في كثير من الأحيان، تمتد إملاءات المستويات العليا حتى تحت الجسم العامل؛ ما هو أقل من ريال عماني؟ - منتج. تحدد الأنظمة التقنية ("من أجل راحتهم") ما يجب أن تكون عليه المنتجات. هذه هي "رغبة" التكنولوجيا في التغيير بيئة"أن يناسب المرء نفسه" هو أمر خاطئ؛ فهو سمة من سمات التكنولوجيا الحديثة والخرقاء والخام إلى حد كبير. إن التناقض (عدم الاتساق) بين الأنظمة التقنية ("الصحيحة"، "المعيارية") مع الأشياء الطبيعية ("غير الصحيحة")، مع الحرف اليدوية والفنون البشرية واضح بشكل خاص.
   أمثلة.
   الوظيفة المفيدة الرئيسية للنقل بالسكك الحديدية هي حجم حركة المرور. لذلك، في العديد من البلدان، يتم إجراء البحوث على تربية الطماطم المربعة (بلغاريا)، البطيخ (اليابان)، البطاطس، الجزر، البنجر، الخيار والأناناس ("المعرفة قوة"، 1983، رقم 12، ص 32). ). تعتبر الخضروات والفواكه المكعبة أسهل في التعبئة والنقل.
   يتم إنتاج "سجق" البيض في الولايات المتحدة الأمريكية. يتم كسر البيض، ويتم فصل البياض عن الصفار عن طريق الطرد المركزي، وعندما يتم تجميده يتم تشكيله على شكل "سجق" (صفار في المنتصف)؛ إذا كنت بحاجة إلى بيضة مخفوقة، قم بقطع شريحة. ومن وجهة نظر زيادة GPF (نقل البيض)، فقد تم حل المشكلة.
   مثل. 1132905: (BI، 1985، رقم 1). طريقة تحضير البطاطس والخضروات والفواكه للمعالجة الحرارية: تُقطع البطاطس، وتُنقل وتُنزع القشرة من الأسفل؛ ثم اقلب 180 درجة، وقم بالتسوية والقطع من الأسفل، وما إلى ذلك. حتى يتم تقشير جميع البطاطس.
   من الفكاهة الفرنسية ("المخترع والمبتكر"، 1984، العدد 8، 3 صفحات من الغلاف): "أود أن أعرض على شركتك أحدث اختراعاتي، وهي ماكينة حلاقة يضع فيها العميل بعض العملات المعدنية، ويلصقها يتجه إلى الحفرة وتبدأ شفرتا الحلاقة تلقائيًا في حلق شعره.
   - لكن كل شخص لديه بنية وجه فردية... - لأول مرة - نعم!
3. عدم حساسية الطوابق العليا للتغيرات التي تطرأ على الطوابق السفلية والعكس، حساسية الطوابق السفلية للتغيرات التي تطرأ على الطوابق العليا.
   لا تؤثر التغييرات على مستويات المواد والأنظمة الفرعية ذات الرتب الأدنى على الخاصية النظامية (الجودة) لـ TS-NS ذات الرتب الأعلى.
   مثال.
   لقد تم بالفعل تجسيد مبدأ التلفزيون في الأنظمة الميكانيكية الأولى. لم تتغير خاصية النظام الجديد (نقل الصور عبر مسافة) بشكل أساسي عند التبديل إلى عناصر المصباح والترانزستور والوحدة الدقيقة. زاد GPF، لكن الخاصية النظامية لم تتغير بشكل أساسي. الشيء الرئيسي بالنسبة للنظام الفائق هو أن الأنظمة الفرعية تؤدي وظائفها، وما هي المواد والمبادئ الفيزيائية غير مبالية. هذا الحكم له عواقب مهمة بالنسبة للاختراع. لنفترض أن المشكلة نشأت في ضمان إزالة الحرارة بشكل فعال من محول عامل في أنبوب تلفزيون (استهلاك الطاقة 400 واط). يمكن للمخترع البحث لفترة طويلة وبطرق مختلفة عن طريقة لإزالة الحرارة، والتوصل إلى أنظمة فرعية جديدة، وزيادة الطاقة المثبتة للمحول لتقليل درجة حرارة التسخين، وما إلى ذلك. ومع ذلك، إذا صعدت إلى الطابق أعلاه (مصدر الطاقة)، ​​فيمكن حل المشكلة بطريقة مختلفة تمامًا (على سبيل المثال، تبديل وضع الطاقة)، ​​وعند التغيير في الطابق العلوي (على سبيل المثال، استبدال دائرة المصباح باستخدام الترانزستور)، يمكن القضاء على هذه المشكلة تمامًا - لن تكون هناك حاجة إليها ببساطة (ستنخفض الطاقة، على سبيل المثال، إلى 100 واط).
4. تصفية (تسليط الضوء) على الوظائف المفيدة على مستويات التسلسل الهرمي.يسلط الهيكل الهرمي المنظم بشكل صحيح الضوء على وظيفة مفيدة في كل طابق، وتضاف هذه الوظائف (تعزز بعضها البعض) في الطابق التالي؛ حيث وظائف ضارةيتم قمعها في كل طابق، أو على الأقل لا تتم إضافة أخرى جديدة إليها.

يتم تشكيل المساهمة الرئيسية في GPF في الطوابق السفلية، بدءًا من الجسم العامل. في المستويات اللاحقة، تحدث إضافة (تعزيز) أكثر أو أقل أهمية للوظيفة المفيدة. مع زيادة عدد الطوابق، يتباطأ نمو GPF، وبالتالي فإن الأنظمة التي تحتوي على عدد كبير من المستويات الهرمية تكون غير فعالة (تبدأ تكاليف MGE في تجاوز المكاسب في GPF). عادةً ما يؤدي المستوى الأعلى من التسلسل الهرمي وظائف التنسيق فقط؛ ويجب ألا يكون هناك أكثر من مستوى واحد من هذا القبيل.

كلما ارتفع مستوى التسلسل الهرمي، كلما كان الهيكل أكثر ليونة، وكانت الروابط أقل صلابة بين العناصر، وأصبح من الأسهل إعادة ترتيبها واستبدالها. في المستويات الأدنى يوجد تسلسل هرمي واتصالات أكثر صرامة؛ يتم تحديد الهيكل بشكل صارم من خلال متطلبات الوفاء بـ GPF. من المستحيل، على سبيل المثال، وضع فتيل في أنبوب حراري خارج الهيكل؛ في الطوابق العليا، حيث تكون الوظيفة هي إعادة توزيع الحرارة، وإعادة التدوير، والتنظيم، وما إلى ذلك، من الممكن إجراء عمليات إعادة الترتيب الأكثر جذرية.

3.4. منظمة

3.4.1. المفهوم العام

تتمثل مهمة TRTS في الكشف عن أنماط تركيب الأنظمة التقنية وعملها وتطويرها. التنظيم هو العنصر الأكثر أهمية في الفترات الثلاث لوجود النظام. التنظيم يظهر في وقت واحد مع الهيكل. في الحقيقة، المنظمة هي خوارزمية للعمل المشترك لعناصر النظام في المكان والزمان.

عالم الأحياء الفرنسي في القرن الثامن عشر. كتب بونيه: "إن جميع الأجزاء التي يتكون منها الجسم مرتبطة ببعضها البعض بشكل مباشر ومتنوع في مجال وظائفها بحيث لا يمكن فصلها عن بعضها البعض، وأن علاقتها وثيقة للغاية ويجب أن تظهر الشرايين في وقت واحد "تفترض مسبقًا وجود الأوردة؛ وكل منهما تفترض مسبقًا وجود الأعصاب؛ وهذه بدورها تفترض وجود القلب؛ وكل حالة فردية هي سلسلة كاملة من الحالات" (Gnedenko B.V آل: للمشورة في الطبيعة.: الزناني، 1977، ص 45).

ينشأ التنظيم عندما تنشأ روابط (علاقات) طبيعية وموضوعية ومستقرة زمنياً بين العناصر؛ في هذه الحالة، يتم إحضار بعض خصائص (صفات) العنصر إلى المقدمة (تعمل، تتحقق، معززة)، والبعض الآخر محدود، منطفأ، ملثمين. ميزات مفيدةتتحول في عملية العمل إلى وظائف - أفعال وسلوك .

الشرط الرئيسي لظهور المنظمة هو أن الروابط بين العناصر و/أو خصائصها يجب أن تتجاوز في القوة (القوة) الروابط مع العناصر غير النظامية.

مع ظهور المنظمة، تنخفض الإنتروبيا في النظام الناشئ مقارنة بالبيئة الخارجية. البيئة الخارجية للمركبة هي في أغلب الأحيان أنظمة تقنية أخرى. لذا فإن الإنتروبيا هي منظمة غير ضرورية لـ GPF (حاجة) معينة (منظمة "غريبة").

تعكس درجة التنظيم درجة إمكانية التنبؤ بسلوك النظام أثناء تنفيذ إطار الشراكة العالمي (GPF). القدرة على التنبؤ المطلق مستحيلة، أو ممكنة فقط للأنظمة غير العاملة ("الميتة"). عدم القدرة على التنبؤ بشكل كامل - عندما لا يكون هناك نظام، يكون هناك عدم تنظيم. يتميز تعقيد المنظمة بعدد وتنوع العناصر، وعدد وتنوع الاتصالات، وعدد مستويات التسلسل الهرمي.

يزداد تعقيد التنظيم مع انتشار السيارة ويتناقص مع الانهيار؛ فالمنظمة، كما كانت، "مدفوعة" في الجوهر. عند نشرها على أنظمة فرعية وظيفية مفيدة، يتم وضع مبادئ التنظيم (شروط التفاعل والاتصالات والوظائف)، ثم ينتقل التنظيم إلى المستوى الجزئي (يتم تنفيذ وظيفة النظام الفرعي بواسطة المادة).

3.4.2. روابط

التواصل هو العلاقة بين عناصر النظام.

الاتصال هو قناة مادية حقيقية (مادية أو حقلية) لنقل E (الطاقة)، ​​B (المادة)، I (المعلومات)؛ علاوة على ذلك، لا توجد معلومات غير ملموسة، فهي دائمًا E أو V.

الشرط الأساسي لعمل الاتصال هو "فرق الجهد" بين العناصر، أي تدرج المجال أو المادة (الانحراف عن التوازن الديناميكي الحراري - مبدأ أونساجر). مع التدرج، تنشأ قوة دافعة تسبب تدفق E أو B:

• التدرج في درجة الحرارة - تدفق الحرارة (التوصيل الحراري)،
• تدرج التركيز - تدفق المادة (الانتشار)،
• التدرج السرعة - تدفق الزخم،
• الانحدار الحقل الكهربائي- كهرباء،

وكذلك تدرجات الضغط والمجال المغناطيسي والكثافة وما إلى ذلك.

في كثير من الأحيان، في المشكلات الابتكارية، يكون من الضروري تنظيم التدفق بتدرج للحقل "غير الذاتي". على سبيل المثال، تدفق مادة (كرات الننتول المجوفة) مع تدرج في درجة الحرارة - في مسألة مساواة درجة الحرارة على طول عمق حوض السباحة. خصائص الاتصال الرئيسية: المحتوى المادي والقوة. المحتوى المادي هو نوع المادة أو المجال المستخدم في الاتصال. الطاقة - شدة التدفق B أو E. يجب أن تكون قوة الاتصال أكبر من قوة اتصالات النظام الإضافي، أعلى من العتبة - مستوى الضوضاء في البيئة الخارجية.

الاتصالات في النظام يمكن أن تكون:

• ضروري وظيفيا - لأداء GPF،
• مساعد - زيادة الموثوقية،
• ضارة وغير ضرورية وزائدة عن الحاجة.

حسب نوع الاتصال هناك: خطي، حلقة، نجمة، عبور، متفرعة ومختلطة.

الأنواع الرئيسية للاتصالات في الأنظمة التقنية:

	1. الابتدائية
	أ) من جانب واحد(أشباه الموصلات)،
	ب) عاكس(الناشئة تحت تأثير سبب خارجي),
	الخامس) انتقائي(فحص التدفقات غير الضرورية)،
	ز) متخلفة(مع تأخير الوقت)،
	د) إيجابي(زيادة القدرة مع زيادة "الفرق المحتمل")،
	ه) سلبي(تتناقص القدرة مع زيادة "فرق الجهد")
	و) حيادي(غير مبال بالاتجاه) ،
	ح) صفر,
	و) المتوقع(مرغوب).
	2. مجتمعة.
	ل) ثنائي(موصل بالكامل)
	م) الاتصالات المضادة(يعتمد بشكل تناسبي على حالة العناصر التي يتم الاتصال بينها، على سبيل المثال، أقطاب المغناطيس أو إمكانات المصدر الحالي)،
	م) معكوس إيجابياتصال. (مع زيادة قوة اتصال واحد، تزداد قوة الآخر)، تؤدي آلية التحفيز المتبادل للوظائف إلى زيادة العمليات؛
	س) معكوس سلبياتصال. (كلما زادت قوة أحد الوصلات، انخفضت قوة الوصلة الأخرى)، تؤدي آلية التثبيت إلى توازن مستقر أو إلى تذبذبات حول نقطة التوازن،
	ف) معكوس سلبي مزدوجاتصال، أو تعليقنوع من الاضطهاد المتبادل (مع انخفاض قوة أحد الروابط، تنخفض قوة الآخر أيضًا)، يؤدي إلى توازن غير مستقر، وينتهي بتقوية أحد الطرفين وقمع الآخر.

عند استخدام الاتصالات المدمجة، يكتسب النظام خصائص جديدة. خذ بعين الاعتبار، على سبيل المثال، نظامًا مكونًا من عنصرين مع ردود فعل سلبية:

مع زيادة الجهد A، تزداد قوة الاتصال الموجب 1، مما يؤدي إلى زيادة الجهد B. لكن اتصال سلبي 2 يمنع الإمكانات A. ويصل النظام بسرعة إلى حالة من التوازن المستقر. عندما ينقطع الاتصال 1، يزداد الجهد A بدون قمع من B. عندما ينقطع الاتصال 2، يزداد الجهد A وفي نفس الوقت يزداد الجهد B (اتصال إيجابي).

وفي نظام مكون من ثلاثة عناصر تظهر جودة أقوى.

مع زيادة الجهد A، يزداد B، لكن الرابطة 4 تقمع A؛ على طول الاتصال 2 B يزيد، ولكن من خلال الاتصال 5 B يتناقص، ومن خلال الاتصال 6 B يتناقص، وما إلى ذلك. وهذا يعني أن انسحاب أي عنصر من حالة التوازن يتم قمعه بشكل متبادل بسرعة.

عند انقطاع أي اتصال، يحدث القمع المتبادل أيضًا بسرعة عبر الاتصالات الأخرى. ويحدث نفس الشيء عندما ينقطع اتصالان.

يتم إنشاء توازن مستقر في النظام، حيث لا يمكن تغيير حالة العنصر إلا قليلاً من التوازن.

فيما يلي مثال بنفس العلاقة المدمجة (سلبية). تحدث تأثيرات أخرى، أكثر غرابة، في الأنظمة ذات الوصلات غير المتجانسة، مع عدد كبير من العناصر، مع ظهور الوصلات المتقاطعة (بدءًا من القطر في المربع). هناك حاجة إلى التطوير من أجل "فرض" هذه الأنواع من الروابط على تحليل الوريد.

تعتمد الزيادة في درجة تنظيم النظام بشكل مباشر على عدد الروابط بين العناصر. تطوير الاتصالات هو فتح حقول سو (زيادة درجة المجال سو). كيفية زيادة عدد الاتصالات في sufield؟ بطريقتين:

1. إدراج عناصر النظام فيما يتعلق بالأنظمة الفائقة،
2. تنطوي على المزيد مستويات منخفضةتنظيم النظام الفرعي أو المادة.

مع زيادة عدد الاتصالات لكل عنصر، يزداد عدد الخصائص المفيدة للعناصر.

3.4.3. يتحكم

واحد من خصائص مهمةالتنظيم - القدرة على الإدارة، أي تغيير أو الحفاظ على حالة العناصر أثناء تشغيل النظام. يتم التحكم من خلال اتصالات خاصة وهو عبارة عن سلسلة من الأوامر في الوقت المناسب. يعد التحكم بانحراف القيمة الطريقة الأكثر شيوعًا وموثوقية.

3.4.4. العوامل التي تؤدي إلى تدمير المنظمة.

وتشمل هذه العوامل ثلاث مجموعات من الآثار الضارة:

• خارجي (النظام الفائق، الطبيعة، الإنسان)،
• داخلي (القسر أو التعزيز المتبادل العشوائي للخصائص الضارة) ،
• الانتروبيا (التدمير الذاتي للعناصر بسبب العمر المحدود).

تعمل العوامل الخارجية على تدمير الاتصالات إذا تجاوزت قوتها قوة الاتصالات داخل النظام.

العوامل الداخلية موجودة في البداية في النظام، ولكن مع مرور الوقت، بسبب الاضطرابات في الهيكل، يزداد عددها.

أمثلة على عوامل الإنتروبيا: تآكل الأجزاء (إزالة جزء من المادة من النظام)، وانحطاط الوصلات (تعب النوابض، والصدأ).

3.4.5. أهمية التجريب في عملية تحسين المنظمة

التجربة هي تجربة علمية تهدف إلى تحديد المكان "المؤلم" في السيارة عند محاولة زيادة GPF. معنى التجربة: التدخل النشط في عمل السيارة، خلق الظروف الخاصة، البيئة (التغيرات في العوامل البيئية) ومراقبة السلوك (النتيجة) باستخدام طرق خاصةوالأموال.

إن التجربة واسعة النطاق الأكثر إنتاجية مناسبة للغالبية العظمى من المركبات (باستثناء محطات الطاقة النووية الكبيرة والخطيرة، وما إلى ذلك).

تعتبر تجربة النموذج مقبولة وموثوقة فقط للأنظمة البسيطة ذات السلوك المتوقع جيدًا.

إن التجربة واسعة النطاق فقط هي التي يمكن أن تنتج المنتج الثانوي الأكثر أهمية - نتائج غير متوقعة، وغالباً ما تجلب معرفة جديدة.

على سبيل المثال، أثناء رحلة تجريبية لأحد الأقمار الصناعية غير المأهولة، أثناء اختبار المحركات المساعدة للكبح، تحول القمر الصناعي بشكل غير متوقع إلى مدار آخر ولم يتم إعادته إلى الأرض أبدًا. "أتذكر أن المتخصصين كانوا منزعجين للغاية، ثم رأى إس بي كوروليف في الانتقال غير المخطط له للسفينة من مدار إلى آخر أول تجربة للمناورة في الفضاء.
قال كبير المصممين لمساعديه: "ولننزل إلى الأرض، ستكون لدينا سفن عند الحاجة وحيثما دعت الحاجة". كم سيكونون لطيفين! في المرة القادمة سوف نزرعها بالتأكيد.
منذ ذلك الوقت، "مثل الصغار"، عادت العديد من المركبات الفضائية ذات الأغراض العلمية والاقتصادية المختلفة إلى الأرض" (بوكروفسكي ب. نحو الفجر. برافدا، 1980، 12 يونيو).

3.5. التأثير النظامي (الجودة)

3.5.1. خصائص في النظام

جميع العناصر الموجودة في النظام والنظام نفسه ككل لها عدد من الخصائص:

1. المواد الهيكلية: خصائص المادة التي يحددها تركيبها، ونوع المكونات، والخصائص الفيزيائية (الماء، الهواء، الفولاذ، الخرسانة).
2. المجال الهيكلي: على سبيل المثال، الوزن هو خاصية متكاملة لأي عنصر، والخصائص المغناطيسية، واللون.
3. وظيفي: الخصائص المتخصصة التي يمكن الحصول عليها من مجموعات مختلفة من حقول المادة، طالما أنها تؤدي الوظيفة المطلوبة؛ على سبيل المثال، الحصير العازلة للحرارة.
4. نظام: الخصائص التراكمية (المتكاملة)؛ وعلى عكس الخصائص 1-3، فهي لا تساوي خصائص العناصر المدرجة في النظام؛ تنشأ هذه الخصائص "فجأة" أثناء تكوين النظام؛ مثل هذه الزيادة غير المتوقعة هي المكسب الرئيسي في تصنيع مركبة جديدة.

والأصح التمييز بين نوعين من زيادات النظام:

• تأثير النظام- زيادة (نقصان) كبيرة غير متناسبة في خصائص العناصر،
• جودة النظام- ظهور خاصية جديدة (الملكية الفائقة - ناقل للخصائص الموجودة) لم تكن موجودة في أي من العناصر قبل إدراجها في النظام.

هذه الميزة في تطور الواقع الموضوعي لاحظها المفكرون القدماء. على سبيل المثال، قال أرسطو أن الكل دائمًا أكبر من مجموع أجزائه. بوجدانوف أ.أ. صاغ هذه الأطروحة للأنظمة: يكشف النظام عن زيادة معينة في الصفات، مقارنة بالصفات الأولية، فهو يعطي جودة فائقة معينة (1912).

لتحديد التأثير النظامي (الجودة) لمركبة معينة بشكل أكثر دقة، يمكنك استخدام تقنية بسيطة: تحتاج إلى تقسيم النظام إلى العناصر المكونة له ومعرفة الجودة (ما هو التأثير) التي اختفت. على سبيل المثال، لا يمكن لأي جزء من أجزاء الطائرة أن يطير بشكل منفصل، تمامًا كما لا يستطيع نظام الطائرة "المبتور" الذي لا يحتوي على جناح أو ذيل أو تحكم، أداء وظيفته. هذه، بالمناسبة، طريقة مقنعة لإثبات أن جميع الأشياء في العالم هي أنظمة: تقسيم الفحم والسكر والإبرة - في أي مرحلة من التقسيم يتوقفون عن أن يكونوا هم أنفسهم ويفقدون خصائصهم الرئيسية؟ وكلها تختلف عن بعضها البعض فقط في مدة عملية التقسيم - حيث تتوقف الإبرة عن أن تكون إبرة عندما تنقسم إلى جزأين، الفحم والسكر - عندما تنقسم إلى ذرة. من الواضح أن ما يسمى بالقانون الجدلي لانتقال التغييرات الكمية إلى تغييرات نوعية لا يعكس سوى الجانب الموضوعي لقانون أكثر عمومية - قانون تكوين تأثير النظام (الجودة).

مثال على ظهور التأثير النظامي.

بالنسبة للمعالجة اللاحقة لمياه الصرف الصحي في محطة التحلل المائي، تم اختبار طريقتين - الأوزون والامتزاز؛ ولم تعط أي من الطرق النتيجة المرجوة. أعطت الطريقة المدمجة تأثيرًا مذهلاً. تم تحقيق المؤشرات المطلوبة مع تقليل استهلاك الأوزون والكربون المنشط بمقدار 2-5 مرات مقارنة بالامتصاص وحده أو الأوزون وحده (E.I. VNIIIS Gosstroy USSR، series 8، 1987، Issue 8، pp. 11-15).

في الفيزياء ( الآثار الجسديةوالظواهر) يحتوي على العديد من الأمثلة على ظهور خصائص النظام. على سبيل المثال، يتمتع المجال الكهرومغناطيسي بخاصية الانتشار في الفضاء على مسافة غير محدودة وخاصية الحفاظ على الذات - الكهربائية و حقل مغناطيسيبشكل منفصل.

بالمعنى الدقيق للكلمة، لا تعمل جميع العلوم الطبيعية إلا على دراسة القوانين النظامية لربط الأجزاء ببعضها البعض وقوانين وجود وتطور هذا الكل. لقد تراكمت معرفة هائلة تكشف عن آليات محددة لظهور الصفات الفائقة (تأثيرات النظام) في الطبيعة الحية وغير الحية - في الكيمياء والفيزياء والأحياء والجيولوجيا وعلم الفلك وما إلى ذلك. ولكن لا توجد حتى الآن تعميمات - قوانين على مستوى النظام.

3.5.2. آلية تشكيل خصائص النظام

فيما يلي مثال "ميكانيكي" بسيط لظهور خاصية النظام: لنفترض أنك بحاجة إلى عبور منطقة مليئة بحشد من الناس بسرعة؛ من الواضح أنك ستنفق الكثير من الطاقة والوقت للتغلب على "الاحتكاك مع الجمهور". تخيل الآن أن الحشد، في الفريق، قد شكل نوعا من الهيكل المنظم (على سبيل المثال، اصطف في الصفوف)، ثم ستختفي مقاومة الشخص الذي يركض بين الصفوف عمليا.

أسباب أ. بوجدانوف هي كما يلي: "الأكثر مثال نموذجي- تداخل الموجات: إذا تطابقت الأمواج فإن الاهتزازين يعطيان قوة رباعية، وإذا لم يتطابقا فإن الضوء + الضوء يعطي حرارة. الحالة المتوسطة: صعود موجة واحدة سوف يتزامن نصفه مع الارتفاع ونصفه مع الانخفاض - والنتيجة هي إضافة بسيطة، مجموع المصطلحات: شدة الإضاءة مضاعفة. إن الزيادة أو النقصان في مجموع خصائص النظام يعتمد على طريقة الجمع (الاتصال، الاتصال)" (العلم التنظيمي العام. (تيكتولوجي)، المجلد الثاني. آلية التباعد وعدم التنظيم. الشراكة "دار نشر الكتب الكتاب في موسكو"، م.، الطباعة Ya.G. .Sazonova، 1917، ص 11).

مثال آخر: سرعة الصوت في السائل، مثلا في الماء، تبلغ حوالي 1500 م/ث، وفي الغاز (الهواء) 340 م/ث؛ وفي خليط الماء والغاز (5% فقاعات غازية حجمية) تنخفض السرعة إلى 30-100 م/ث.

أي عنصر له العديد من الخصائص. يتم قمع بعض هذه الخصائص أثناء تكوين الاتصالات، والبعض الآخر، على العكس من ذلك، يكتسب تعبيرا واضحا؛ أو: تضاف بعض الخصائص، ويتم تحييد البعض الآخر. هناك ثلاث حالات محتملة للتأثير النظامي (الجودة):

• تتراكم الخصائص الإيجابية وتعزز بعضها البعض، وتبقى الخصائص السلبية دون تغيير (السلسلة، الربيع)؛
• تتراكم الخصائص الإيجابية ، ويتم تدمير الخصائص السلبية بشكل متبادل (يشكل جنديان يضغطان على ظهورهما دفاعًا دائريًا ، وقد اختفت خصائص "الظهر" الضارة) ؛

تضاف الخصائص السلبية المقلوبة (الضرر المحول إلى فائدة) إلى مجموع الخصائص الإيجابية.

الكائن التقني هو جهاز أو طريقة أو مادة موجودة بالفعل أنشأها الإنسان ومصممة لتلبية احتياجات معينة.

تتكون جميع الأشياء التقنية من عناصر تشكل أجزاء لا تتجزأ من الكل. إذا كان عمل عنصر واحد من كائن تقني يؤثر على عمل عنصر آخر، فإن هذه الكائنات التقنية (على عكس الوحدات) تسمى عادةً الأنظمة التقنية (TS).

النظام التقني عبارة عن مجموعة من العناصر المترابطة لكائن تقني، مجتمعة لأداء وظيفة محددة، مع امتلاك خصائص لا يمكن اختزالها إلى مجموع خصائص العناصر الفردية.

أنواع الأنظمة التقنية.

العناصر التي تشكل النظام الفني ليست سوى أجزاء غير قابلة للتجزئة نسبيًا من الكل. على سبيل المثال، تتضمن آلة النجارة الكثير أجزاء معقدة: الإطار، الحركة الرئيسية، التغذية، الأساس، آليات الضبط والضبط والتحكم والقيادة. في الوقت نفسه، في نظام "ورشة النجارة" الذي يحتوي على عدد كبير من الآلات المختلفة، يمكن اعتبار آلة منفصلة عنصرًا، أي كلًا لا يتجزأ. في هذا الصدد، فيما يتعلق بنظام "الآلة"، يسمى "ورشة النجارة". النظام الفائق، والأجزاء المذكورة أعلاه من الجهاز هي الأنظمة الفرعية.بالنسبة لأي نظام، يمكن التمييز بين النظام الفرعي والنظام الفائق. بالنسبة لنظام "آلية الحركة الرئيسية للآلة"، فإن أجزاء غلاف المحمل والعمود وأداة القطع ستكون أنظمة فرعية، وستكون الآلة نظامًا فائقًا. تؤدي بعض الأنظمة وظائف معاكسة فيما يتعلق بنظام معين. يطلق عليهم الأنظمة المضادة. على سبيل المثال، السفينة السطحية والغواصة والمحرك والفرامل هي كائنات تعمل بشكل عكسي.

المثالية للأنظمة التقنية.

تتطور الأنظمة التقنية وفقًا لقانون التطور التدريجي. وهذا يعني أنه في نظام كل جيل، يتم تحسين معايير التطوير حتى تقترب من الحد الأقصى العالمي. يسعى كل نظام تقني إلى تحقيق المثل الأعلى عندما تكون معلماته من الوزن والحجم والمساحة وما إلى ذلك. تقترب من التطرف. النظام الفني المثالي هو الذي لا يبدو أنه موجود، ويتم تنفيذ وظائفه بالكامل من تلقاء نفسه. يعد قانون المثالية ذا قيمة لأنه يقترح الاتجاه الذي يجب أن يتطور فيه النظام الفني الفعال. يعتبر النظام مثاليا إذا كان يتمتع بواحدة أو أكثر من الخصائص التالية:

1. أبعاد النظام تقترب أو تتطابق مع أبعاد الجسم الذي تتم معالجته أو نقله، وتكون كتلة النظام أقل بكثير من كتلة الجسم. على سبيل المثال، في العصور القديمة، تم تخزين المواد السائبة ونقلها في أوعية طينية، والآن في أكياس.

2. يجب أن تقترب كتلة وأبعاد النظام الفني أو عناصره الوظيفية الرئيسية من الصفر، وفي الحالة القصوى تساوي الصفر عند عدم وجود جهاز، و الوظيفة المطلوبةإجراء. على سبيل المثال، يتم تقسيم الخشب إلى أجزاء باستخدام المنشار. ولكن الآن ظهرت أنظمة الليزر لهذه الأغراض. يبدو أنه لا توجد أداة قطع، ولكن يتم تنفيذ وظائفها.

3. يميل وقت معالجة الكائن إلى الصفر أو يساويه (يتم الحصول على النتيجة فورًا أو على الفور). الطريقة الرئيسية لتحقيق هذه الخاصية هي تكثيف العمليات وتقليل عدد العمليات ودمجها في المكان والزمان.

4. كفاءة النظام المثالي تميل إلى الوحدة، واستهلاك الطاقة يميل إلى الصفر.

5. جميع أجزاء النظام المثالي تعمل دون توقف عمل مفيدإلى أقصى حد لقدراته الحسابية.

6. يعمل النظام لأجل غير مسمى منذ وقت طويلدون توقف أو إصلاحات.

7. يعمل النظام دون تدخل بشري.

8. لا يوجد نظام مثالي تأثير ضارعلى الناس والبيئة