Struktur fungsional. Deskripsi sistem teknis

3.1. Definisi umum kendaraan 3.2. Kegunaan

3.2.1. Tujuan-fungsi_ 3.2.2. Fungsi kebutuhan_ 3.2.3. Pembawa fungsi 3.2.4. Definisi Fungsi 3.2.5. Hirarki fungsi

3.3. Struktur

3.3.1. Definisi struktur 3.3.2. Elemen struktur 3.3.3. Jenis struktur 3.3.4. Prinsip konstruksi struktur 3.3.5. Membentuk 3.3.6. Struktur hierarki sistem

3.4. Organisasi_

3.4.1. Konsep umum 3.4.2. Koneksi 3.4.3. Kontrol 3.4.4. Faktor yang menghancurkan suatu organisasi 3.4.5. Pentingnya eksperimen dalam proses perbaikan suatu organisasi

3.5. Efek sistemik (kualitas)

3.5.1. Properti dalam sistem 3.5.2. Mekanisme pembentukan properti sistem

3.1. Definisi umum kendaraan

Makna pendekatan sistem dalam mempelajari proses perkembangan teknologi adalah mempertimbangkan setiap objek teknis sebagai suatu sistem dari elemen-elemen yang saling berhubungan yang membentuk satu kesatuan. Garis pengembangan adalah kombinasi dari beberapa titik simpul - sistem teknis yang sangat berbeda satu sama lain (jika dibandingkan hanya satu sama lain); Di antara titik-titik simpul terdapat banyak solusi teknis perantara - sistem teknis dengan sedikit perubahan dibandingkan dengan tahap pengembangan sebelumnya. Sistem tampaknya “mengalir” satu sama lain, berevolusi secara perlahan, bergerak semakin jauh dari sistem aslinya, terkadang bertransformasi hingga tidak dapat dikenali lagi. Perubahan kecil terakumulasi dan menjadi penyebab transformasi kualitatif yang besar. Untuk memahami pola-pola tersebut, perlu diketahui apa itu sistem teknis, apa saja unsur-unsurnya, bagaimana hubungan antar bagian muncul dan berfungsi, apa akibat dari tindakan faktor eksternal dan internal, dll. Meskipun sangat beragam, sistem teknis memiliki sejumlah sifat, karakteristik, dan kesamaan fitur struktural, yang memungkinkan kita menganggapnya sebagai satu kelompok objek.

Apa saja fitur utama sistem teknis? Ini termasuk yang berikut:

sistem terdiri dari bagian-bagian, elemen, yaitu, mereka memiliki struktur,

sistem diciptakan untuk tujuan tertentu, yaitu, mereka menjalankan fungsi yang berguna;

elemen (bagian) sistem mempunyai hubungan satu sama lain, terhubung dengan cara tertentu, terorganisir dalam ruang dan waktu;

setiap sistem secara keseluruhan mempunyai kualitas khusus, tidak sama dengan jumlah sederhana dari sifat-sifat unsur-unsur penyusunnya, jika tidak, tidak ada gunanya menciptakan suatu sistem (solid, berfungsi, terorganisir).

Mari kita perjelas hal ini contoh sederhana. Katakanlah Anda perlu membuat sketsa penjahat. Saksi diberikan tujuan yang jelas: untuk membuat suatu sistem (potret foto) dari bagian-bagian individu (elemen), sistem tersebut dimaksudkan untuk menjalankan fungsi yang sangat berguna. Tentu saja, bagian-bagian sistem masa depan tidak terhubung secara sembarangan, melainkan harus saling melengkapi. Oleh karena itu, terdapat proses panjang dalam pemilihan elemen sedemikian rupa sehingga setiap elemen yang termasuk dalam sistem melengkapi elemen sebelumnya, dan bersama-sama akan meningkatkan fungsi sistem yang berguna, yaitu meningkatkan kemiripan potret dengan asli. Dan tiba-tiba, pada titik tertentu, keajaiban terjadi - lompatan kualitatif! - kebetulan yang identik dengan kemunculan penjahat. Di sini unsur-unsur tersebut disusun dalam ruang dengan cara yang ditentukan secara ketat (tidak mungkin disusun ulang), saling berhubungan, dan bersama-sama memberikan kualitas baru. Sekalipun saksi benar-benar akurat mengidentifikasi mata, hidung, dan lain-lain secara terpisah. dengan foto model, maka jumlah "potongan wajah" ini (yang masing-masing benar!) tidak memberikan apa pun - ini akan menjadi penjumlahan sederhana dari properti elemen. Hanya elemen-elemen yang terhubung secara fungsional yang memberikan kualitas utama sistem (dan membenarkan keberadaannya). Demikian pula, sekumpulan huruf (misalnya A, L, K, E), bila digabungkan hanya dengan cara tertentu, akan memberikan kualitas baru (misalnya, pohon FIR).

SISTEM TEKNIS adalah sekumpulan elemen-elemen yang berinteraksi secara teratur yang memiliki sifat-sifat yang tidak dapat direduksi menjadi sifat-sifat elemen individu dan dirancang untuk melakukan fungsi-fungsi tertentu yang berguna.

Dengan demikian, sistem teknis memiliki 4 ciri utama (mendasar):

Kegunaan,

integritas (struktur),

organisasi,

kualitas sistem.

Tidak adanya setidaknya satu fitur tidak memungkinkan objek tersebut dianggap sebagai sistem teknis. Mari kita jelaskan tanda-tanda ini lebih terinci.

Sistem teknis (TS) adalah struktur yang dibentuk oleh elemen-elemen yang saling berhubungan, yang dirancang untuk menjalankan fungsi-fungsi tertentu yang bermanfaat. Fungsi adalah kemampuan suatu wahana untuk mewujudkan sifat-sifatnya (kualitas, kegunaan) dalam kondisi tertentu dan mengubah suatu benda kerja (produk) menjadi bentuk atau ukuran yang diperlukan.Munculnya suatu tujuan merupakan hasil dari kesadaran akan suatu kebutuhan. Kebutuhan (pernyataan masalah) adalah apa yang perlu dimiliki (dilakukan), dan fungsinya adalah pelaksanaan kebutuhan terhadap kendaraan tersebut. Munculnya kebutuhan, kesadaran akan tujuan dan rumusan fungsi merupakan proses yang terjadi dalam diri seseorang. Namun fungsi sebenarnya adalah dampak terhadap objek kerja (produk) atau jasa terhadap seseorang. Artinya, tidak ada penghubung perantara - badan kerja. Ini adalah pembawa fungsi dalam bentuknya yang murni. Badan kerja (RO) adalah satu-satunya yang berfungsi berguna bagi seseorang bagian dari sistem teknis. Semua bagian lainnya bersifat tambahan. TS dan muncul pada tahap pertama sebagai organ yang bekerja (bukan organ tubuh dan sebagai tambahannya). Dan baru kemudian, untuk meningkatkan fungsi yang bermanfaat. bagian lain, subsistem, dan sistem bantu “melekat” pada badan kerja.

Gambar 1. Diagram skema lengkap kendaraan yang berfungsi.
Garis putus-putus menguraikan komposisi kendaraan efisien minimum yang menjamin kelangsungan hidupnya.

Penggabungan unsur-unsur menjadi satu kesatuan diperlukan untuk memperoleh (pembentukan, sintesis) fungsi yang berguna, yaitu. untuk mencapai tujuan yang telah ditetapkan. Menyusun suatu struktur adalah memprogram sistem, menentukan perilaku kendaraan untuk memperoleh fungsi yang berguna sebagai hasilnya. Fungsi yang diperlukan dan prinsip fisik yang dipilih untuk implementasinya menentukan struktur. Struktur adalah sekumpulan elemen dan hubungan di antara mereka, yang ditentukan oleh prinsip fisik pelaksanaan fungsi berguna yang diperlukan. Struktur, sebagai suatu peraturan, tetap tidak berubah selama operasi, yaitu ketika keadaan, perilaku, operasi, dan tindakan lainnya berubah. Penting untuk membedakan antara dua jenis peningkatan sistem yang diperoleh dengan menggabungkan elemen ke dalam suatu struktur:
- efek sistemik - peningkatan (penurunan) sifat-sifat unsur yang sangat besar,
- kualitas sistem - munculnya properti baru yang tidak dimiliki oleh salah satu elemen sebelum dimasukkan ke dalam sistem.

Setiap kendaraan dapat menjalankan beberapa fungsi, yang mana hanya satu yang berfungsi, yang keberadaannya, selebihnya bersifat pembantu, pendamping, memperlancar kinerja yang utama. Menentukan fungsi utilitas utama (MPF) terkadang sulit. Hal ini dijelaskan oleh banyaknya persyaratan yang dikenakan pada sistem tertentu dari sistem yang berada di atas dan di bawah, serta sistem yang berdekatan, eksternal, dan lainnya. Oleh karena itu definisi GPF terlihat tak terbatas (kurangnya cakupan semua properti dan koneksi). Dengan mempertimbangkan hierarki fungsi, GPF sistem ini merupakan pemenuhan persyaratan sistem tingkat pertama yang lebih tinggi. Semua persyaratan lainnya, ketika mereka menjauh dari tingkat hierarki tempat mereka berasal, pengaruhnya terhadap sistem ini semakin berkurang. Persyaratan di atas dan persyaratan subsistem dapat dipenuhi oleh zat dan sistem lain, tidak harus oleh sistem ini. Artinya, GPF suatu elemen ditentukan oleh sistem di mana elemen tersebut disertakan.

Untuk lebih akurat menentukan efek sistemik (kualitas sistemik) dari suatu kendaraan, Anda dapat menggunakan trik sederhana: kita perlu membagi sistem menjadi elemen-elemen komponennya dan melihat kualitas apa (efek apa) yang hilang. Misalnya, tidak ada bagian pesawat yang dapat terbang secara terpisah, seperti halnya sistem pesawat yang “terpotong” tanpa sayap, empennage, atau kendali tidak dapat menjalankan fungsinya. Omong-omong, ini adalah cara yang meyakinkan untuk membuktikan bahwa semua benda di dunia adalah sistem: bagilah batu bara, gula, jarum - pada tahap pembelahan manakah mereka berhenti menjadi dirinya sendiri dan kehilangan karakteristik utamanya? Semuanya berbeda satu sama lain hanya dalam durasi proses pembelahan - jarum tidak lagi menjadi jarum ketika dibagi menjadi dua bagian, batu bara dan gula - ketika dibagi menjadi sebuah atom. Rupanya, apa yang disebut hukum dialektis peralihan perubahan kuantitatif menjadi kualitatif hanya mencerminkan sisi substantif dari hukum yang lebih umum - hukum pembentukan efek sistemik (kualitas sistemik).

Elemen - relatif seluruh bagian suatu sistem yang mempunyai sifat-sifat tertentu yang tidak hilang bila dipisahkan dari sistem tersebut. Namun, dalam sistem, sifat-sifat suatu unsur tidak sama dengan sifat-sifat suatu unsur. Jumlah sifat-sifat suatu unsur dalam sistem bisa lebih besar atau lebih kecil dari jumlah sifat-sifatnya di luar sistem. Dengan kata lain, beberapa sifat suatu unsur yang termasuk dalam sistem dihilangkan atau sifat baru ditambahkan pada unsur tersebut. Dalam sebagian besar kasus, sebagian dari properti suatu elemen dinetralkan dalam sistem, tergantung pada ukuran bagian ini, mereka berbicara tentang tingkat hilangnya individualitas dari elemen yang termasuk dalam sistem. Elemen - satuan minimal sistem mampu melakukan beberapa fungsi dasar. Semua sistem teknis dimulai dengan satu elemen yang dirancang untuk menjalankan satu fungsi dasar. Kemudian seiring berkembangnya kendaraan, unsur-unsur tersebut dibedakan, yaitu unsur-unsur tersebut dibagi menjadi beberapa zona dengan sifat yang berbeda-beda. Dari struktur tunggal suatu unsur (batu, tongkat), unsur lain mulai menonjol. Misalnya, ketika mengubah pahat batu menjadi pisau, zona kerja dan zona pegangan dipisahkan, dan kemudian untuk meningkatkan sifat spesifik dari setiap zona diperlukan penggunaan bahan yang berbeda (perkakas komposit). Transmisi muncul dari badan kerja dan berkembang.

Komunikasi adalah hubungan antara elemen-elemen sistem, merupakan saluran fisik nyata (materi atau medan) untuk transfer energi, materi atau sinyal informasi; Selain itu, tidak ada sinyal yang tidak berwujud; ia selalu berupa energi atau materi. Kondisi utama untuk berfungsinya komunikasi adalah “perbedaan potensial” antara unsur-unsur, yaitu gradien medan atau zat (penyimpangan dari kesetimbangan termodinamika - prinsip Onsager). Ketika ada gradien penggerak menyebabkan aliran energi atau materi. Ciri-ciri utama komunikasi: implementasi fisik dan kekuatan. Implementasi fisik adalah jenis substansi atau bidang yang digunakan dalam komunikasi. Daya adalah intensitas aliran materi atau energi. Kekuatan komunikasi harus lebih besar dari kekuatan koneksi ekstra-sistem, lebih tinggi dari tingkat kebisingan lingkungan eksternal.

Prinsip hierarki organisasi struktur hanya mungkin terjadi dalam sistem multi-level (ini adalah kelas besar sistem teknis modern) dan terdiri dari mengurutkan interaksi antar level dari yang lebih tinggi ke yang lebih rendah. Setiap tingkat bertindak sebagai manajer dalam hubungannya dengan semua tingkatan yang mendasarinya dan sebagai tingkat bawahan yang terkendali dalam hubungannya dengan tingkat yang lebih tinggi. Setiap level juga berspesialisasi dalam menjalankan fungsi tertentu (level GPF). Tidak ada hierarki yang benar-benar kaku; beberapa sistem di tingkat yang lebih rendah memiliki otonomi yang lebih sedikit atau lebih besar dibandingkan dengan tingkat yang lebih tinggi. Dalam tingkat tersebut, hubungan unsur-unsur saling melengkapi satu sama lain, mereka dicirikan oleh ciri-ciri pengorganisasian diri (ini ditetapkan selama pembentukan struktur). Kemunculan dan perkembangan struktur hierarki bukanlah suatu kebetulan, karena ini adalah satu-satunya cara untuk meningkatkan efisiensi, keandalan, dan stabilitas dalam sistem dengan kompleksitas sedang dan tinggi. DI DALAM sistem sederhana Ah hierarki tidak diperlukan, karena interaksi dilakukan melalui hubungan langsung antar elemen. DI DALAM sistem yang kompleks interaksi langsung antara semua elemen tidak mungkin (diperlukan terlalu banyak koneksi), oleh karena itu kontak langsung hanya dipertahankan antara elemen-elemen pada level yang sama, dan koneksi antar level berkurang tajam.

Di alam dan masyarakat, berat badan bersifat sistemik. Setiap mesin, organisme hidup, masyarakat secara keseluruhan atau bagian individualnya adalah suatu perusahaan. perusahaan, kantor, institusi - mewakili berbagai sistem: teknis, biologis, sosial, termasuk sosial ekonomi. Suatu sistem biasanya dipahami sebagai suatu kompleks elemen-elemen yang saling berhubungan yang membentuk suatu kesatuan tertentu. Kompleks ini merupakan kesatuan khusus dengan lingkungan dan merupakan unsur sistem tatanan yang lebih tinggi. Elemen-elemen sistem apa pun, pada gilirannya, bertindak sebagai sistem dengan tingkat yang lebih rendah. Elemen dalam sistem nyata adalah objek, bagian, elemen, dan komponen yang sebenarnya.

Keanekaragaman sistem teknis, biologi, sosial, termasuk sosial ekonomi dapat diurutkan jika diklasifikasi, yaitu dibagi dan kemudian digabungkan menurut ciri-ciri tertentu. Dari sekian banyak metode klasifikasi, yang paling umum adalah klasifikasi yang ditunjukkan pada Gambar. 1.1.

Berdasarkan asal sistem dibedakan: a) alami (natural), misalnya: bentukan bintang, tata surya, planet, benua, lautan; b) buatan, yaitu diciptakan oleh tenaga manusia (perusahaan, firma, kota, mesin).

Sistem buatan, pada gilirannya, dapat dibagi menjadi beberapa sistem menurut konten spesifiknya: teknis, teknologi, informasi, sosial, ekonomi, dan lain-lain. Di antara yang terakhir, sistem seperti industri, wilayah, perusahaan, dan bengkel menonjol. alur cerita, dll.

Menurut objektivitas keberadaan sistem dapat berupa: a) material (ada secara objektif, yaitu tidak bergantung pada kesadaran manusia): b) ideal (“dibangun” dalam pikiran manusia dalam bentuk hipotesis, gambaran, gagasan).

Menurut tingkat hubungannya dengan lingkungan sistem dapat berupa: a) terbuka: b) relatif terisolasi: c) tertutup: d) terisolasi.

Tergantung waktu sistem dibedakan: a) statistik, yang parameternya tidak bergantung pada waktu; b) dinamis, yang parameternya merupakan fungsi waktu.

Sesuai dengan persyaratan tindakan sistem adalah: a) deterministik; b) probabilistik. Dalam sistem pertama, penyebab yang sama selalu berhubungan dengan hasil yang jelas, tegas, dan tidak ambigu. Dalam sistem probabilistik, satu penyebab yang sama dalam kondisi yang sama mungkin berhubungan dengan salah satu dari beberapa penyebab hasil yang mungkin. Contoh sistem probabilistik adalah personel bengkel yang datang bekerja dengan komposisi berbeda setiap saat.

Berdasarkan tempat dalam hierarki sistem Merupakan kebiasaan untuk membedakan antara: a) supersistem; B) sistem besar; c) subsistem; d) elemen.

Di antara sistem-sistem yang diciptakan oleh alam, juga dibedakan sebagai berikut: a) benda mati; b) makhluk hidup, termasuk manusia. Sistem yang diciptakan manusia (antropogenik) dapat dibedakan menjadi sistem teknis. manusia-mesin, sosial-ekonomi.

Sistem teknis mencakup sistem yang diciptakan oleh manusia dan memiliki fungsi atau tujuan tertentu (misalnya, bangunan, mesin); to man-machine - sistem yang salah satu elemennya adalah manusia, dan tujuannya adalah manusia)’ ditentukan oleh sistem teknis. Seseorang dalam sistem teknis disebut operator, karena ia melakukan operasi yang memerlukan servis mesin. Seorang pilot di pesawat terbang, seorang operator di konsol komputer. pengemudi di dalam mobil - bobotnya adalah sistem manusia-mesin. Sistem sosial ekonomi dianggap sebagai sistem di mana seseorang menetapkan tugas (mengemukakan tujuan) tidak hanya untuk sistem teknis, tetapi juga untuk orang-orang yang termasuk dalam sistem tersebut sebagai elemen. Perhatikan bahwa sistem sosio-ekonomi mungkin mengandung unsur teknis dan manusia-mesin.

Dari sudut pandang ilmu manajemen, sistem sosial ekonomi (SES) merupakan objek yang paling kompleks. Meskipun memiliki banyak pengalaman praktis dalam mengelola sistem seperti itu, perangkat teoretisnya masih dalam tahap awal dan sering kali hanya dipinjam dari teori pengendalian sistem teknis.

Keragaman bentuk tidak menghalangi sistem teknis, biologis, dan sosio-ekonomi untuk memiliki sejumlah ciri dan pola yang sama: sistem tersebut dinamis, dicirikan oleh hubungan sebab akibat dari elemen-elemen individu, adanya subsistem kendali dan kendali serta parameter kendali, kemampuan memperkuat (kemampuan untuk berubah secara signifikan di bawah pengaruh pengaruh terkecil), kemampuan untuk menyimpan, mengirimkan dan mengubah informasi, umpan balik elemen, sistem umum proses manajemen, dll.

Semua kelas sistem dicirikan oleh adanya sejumlah properti umum, di antaranya adalah sebagai berikut.

Properti integritas. Semua sistem, sebagai satu kesatuan yang terpisah, terbagi menjadi elemen-elemen yang ada hanya karena keberadaan keseluruhan. Dalam sistem yang holistik, elemen-elemen berfungsi bersama-sama, secara kolektif memastikan proses berfungsinya sistem secara keseluruhan. Keutamaan keseluruhan adalah postulat utama teori sistem.

Properti non-aditifitas. Ini berarti sifat-sifat suatu sistem yang tidak dapat direduksi secara mendasar dengan jumlah sifat-sifat unsur-unsur penyusunnya dan sifat-sifat keseluruhan yang tidak dapat diturunkan dari sifat-sifat komponennya. Fungsi gabungan dari unsur-unsur heterogen yang saling berhubungan memunculkan sifat-sifat fungsional baru secara kualitatif dari keseluruhan, yang tidak memiliki analogi dalam sifat-sifat unsur-unsurnya.

Sifat sinergi. Diasumsikan bahwa tindakan elemen yang searah meningkatkan efisiensi sistem, dan sebaliknya. Dengan kata lain, untuk sistem apa pun terdapat sekumpulan elemen yang potensinya akan selalu jauh lebih besar daripada jumlah sederhana potensi elemen-elemen penyusunnya (manusia, peralatan, teknologi, struktur, dll.). atau kurang secara signifikan. Efek sinergi antar elemen diperoleh melalui kelancaran interaksi sistem dengan lingkungan luar dan elemen dalam sistem.

Properti kemunculan. Berarti tujuan elemen sistem tidak selalu sesuai dengan tujuan sistem. Misalnya, terdapat perbedaan orientasi aktivitas karyawan layanan inovatif suatu perusahaan dan spesialis pemasaran.

Sifat saling ketergantungan dan interaksi antara sistem dan lingkungan eksternal. Sistem bereaksi terhadap pengaruh yang terakhir, berkembang di bawah pengaruh ini, mempertahankan kepastian kualitatif dan sifat-sifat yang menjamin stabilitas relatif dan kemampuan beradaptasi fungsinya.

Sifat kesinambungan fungsi dan evolusi. Sistem ada selama semua proses berfungsi. Interaksi unsur-unsur menentukan sifat berfungsinya sistem secara keseluruhan, begitu pula sebaliknya. Pada saat yang sama, sistem mempunyai kemampuan untuk berkembang (self-development).

Properti prioritas kepentingan sistem tingkat yang lebih tinggi di atas kepentingan elemen-elemennya. Seorang pekerja individu dalam suatu sistem sosial ekonomi tidak dapat menempatkan kepentingannya sendiri di atas kepentingan sistem tersebut.

3.1. Definisi umum kendaraan

Makna pendekatan sistem dalam mempelajari proses perkembangan teknologi adalah mempertimbangkan setiap objek teknis sebagai suatu sistem dari elemen-elemen yang saling berhubungan yang membentuk satu kesatuan. Garis pengembangan adalah kombinasi dari beberapa titik simpul - sistem teknis yang sangat berbeda satu sama lain (jika dibandingkan hanya satu sama lain); Di antara titik-titik simpul terdapat banyak solusi teknis perantara - sistem teknis dengan sedikit perubahan dibandingkan dengan tahap pengembangan sebelumnya. Sistem tampaknya “mengalir” satu sama lain, berevolusi secara perlahan, bergerak semakin jauh dari sistem aslinya, terkadang bertransformasi hingga tidak dapat dikenali lagi. Perubahan kecil terakumulasi dan menjadi penyebab transformasi kualitatif yang besar. Untuk memahami pola-pola tersebut, perlu diketahui apa itu sistem teknis, apa saja unsur-unsurnya, bagaimana hubungan antar bagian muncul dan berfungsi, apa akibat dari tindakan eksternal dan eksternal. faktor internal, dll. Terlepas dari keragamannya yang sangat besar, sistem teknis memiliki sejumlah sifat, fitur, dan fitur struktural yang sama, yang memungkinkan mereka untuk dianggap sebagai satu kelompok objek.

Apa saja fitur utama sistem teknis? Ini termasuk yang berikut:

• sistem terdiri dari bagian-bagian, elemen, yaitu, mereka memiliki struktur,
• sistem diciptakan untuk tujuan tertentu, yaitu, mereka menjalankan fungsi yang berguna;
• elemen (bagian) sistem mempunyai hubungan satu sama lain, terhubung dengan cara tertentu, terorganisir dalam ruang dan waktu;
• setiap sistem secara keseluruhan mempunyai kualitas khusus, tidak sama dengan jumlah sederhana dari sifat-sifat unsur-unsur penyusunnya, jika tidak, tidak ada gunanya menciptakan suatu sistem (solid, berfungsi, terorganisir).

Mari kita jelaskan ini dengan contoh sederhana. Katakanlah Anda perlu membuat sketsa penjahat. Saksi diberikan tujuan yang jelas: untuk membuat suatu sistem (potret foto) dari bagian-bagian individu (elemen), sistem tersebut dimaksudkan untuk menjalankan fungsi yang sangat berguna. Tentu saja, bagian-bagian sistem masa depan tidak terhubung secara sembarangan, melainkan harus saling melengkapi. Oleh karena itu, terdapat proses panjang dalam pemilihan elemen sedemikian rupa sehingga setiap elemen yang termasuk dalam sistem melengkapi elemen sebelumnya, dan bersama-sama akan meningkatkan fungsi sistem yang berguna, yaitu meningkatkan kemiripan potret dengan asli. Dan tiba-tiba, pada titik tertentu, keajaiban terjadi - lompatan kualitatif! - kebetulan yang identik dengan kemunculan penjahat. Di sini unsur-unsur tersebut disusun dalam ruang dengan cara yang ditentukan secara ketat (tidak mungkin disusun ulang), saling berhubungan, dan bersama-sama memberikan kualitas baru. Sekalipun saksi benar-benar akurat mengidentifikasi mata, hidung, dan lain-lain secara terpisah. dengan foto model, maka jumlah "potongan wajah" ini (yang masing-masing benar!) tidak memberikan apa pun - ini akan menjadi penjumlahan sederhana dari properti elemen. Hanya elemen-elemen yang terhubung secara fungsional yang memberikan kualitas utama sistem (dan membenarkan keberadaannya). Demikian pula, sekumpulan huruf (misalnya A, L, K, E), bila digabungkan hanya dengan cara tertentu, akan memberikan kualitas baru (misalnya, pohon FIR).

SISTEM TEKNIS adalah sekumpulan elemen-elemen yang berinteraksi secara teratur yang memiliki sifat-sifat yang tidak dapat direduksi menjadi sifat-sifat elemen individu dan dirancang untuk melakukan fungsi-fungsi tertentu yang berguna.

Dengan demikian, sistem teknis memiliki 4 ciri utama (mendasar):

• Kegunaan,
• integritas (struktur),
• organisasi,
• kualitas sistem.

Tidak adanya setidaknya satu fitur tidak memungkinkan objek tersebut dianggap sebagai sistem teknis. Mari kita jelaskan tanda-tanda ini lebih terinci.

3.2. Kegunaan

3.2.1. Tujuan – fungsi

Inti dari setiap proses kerja, termasuk kerja inventif, adalah konsep tujuan. Tidak ada penemuan yang tidak mempunyai tujuan. Dalam sistem teknis, tujuannya ditentukan oleh seseorang dan dirancang untuk menjalankan fungsi yang berguna. Insinyur Roma kuno, Vitruvius, menyatakan: “Mesin adalah perangkat kayu yang memberikan bantuan besar dalam mengangkat beban.” Tujuan adalah hasil imajiner yang diperjuangkan seseorang dengan memuaskan suatu kebutuhan. Dengan demikian, sintesis TS adalah proses yang memiliki tujuan. Keadaan apa pun saat ini dapat menimbulkan banyak konsekuensi di masa depan, yang sebagian besarnya sejalan dengan proses entropis. Seseorang memilih tujuan dan dengan demikian secara dramatis meningkatkan kemungkinan terjadinya peristiwa yang dia butuhkan. Tujuan adalah keterampilan yang diperoleh (atau diberikan?...) secara evolusioner dalam memerangi proses entropis.

3.2.2. Kebutuhan - fungsi

Munculnya suatu tujuan merupakan hasil dari kesadaran akan suatu kebutuhan. Manusia berbeda dari makhluk hidup lainnya karena ia dicirikan oleh tuntutan yang meningkat - jauh lebih tinggi daripada kemampuan organ alami. Kebutuhan (pernyataan masalah) adalah apa yang perlu dimiliki (dilakukan), dan fungsinya adalah pelaksanaan kebutuhan terhadap kendaraan tersebut.

Kebutuhan dapat dipenuhi melalui beberapa fungsi; misalnya, kebutuhan pertukaran produk tenaga kerja - pertukaran dalam bentuk barang, yang setara dengan, sistem moneter. Demikian pula, fungsi yang dipilih dapat diwujudkan dalam beberapa objek nyata; misalnya uang - tembaga, emas, kertas, gigi hiu, dll. Dan terakhir, setiap benda nyata dapat diperoleh (disintesis) dengan beberapa cara atau pengoperasiannya dapat didasarkan pada prinsip fisika yang berbeda; misalnya kertas untuk uang dapat diperoleh cara yang berbeda, aplikasikan gambar dengan cat, dalam bentuk hologram, dll. Jadi, sistem teknis, pada prinsipnya, punya beberapa jalur perkembangan. Seseorang entah bagaimana masih memilih satu jalan untuk memenuhi suatu kebutuhan. Satu-satunya kriteria di sini adalah MGE minimum (berat, dimensi, intensitas energi); Tidak mungkin sebaliknya - umat manusia selalu terbatas dalam sumber daya yang tersedia. Padahal jalan ini seringkali berkelok-kelok, banyak cabang buntu bahkan berputar-putar...

3.2.3. Pembawa fungsi

Munculnya kebutuhan, kesadaran akan tujuan dan rumusan fungsi merupakan proses yang terjadi dalam diri seseorang. Namun fungsi sebenarnya adalah dampak terhadap objek kerja (produk) atau jasa terhadap seseorang. Artinya, tidak ada penghubung perantara - badan kerja. Ini adalah pembawa fungsi dalam bentuknya yang murni. RO adalah satu-satunya bagian dari sistem teknis yang secara fungsional berguna bagi manusia. Semua bagian lainnya bersifat tambahan. TS dan muncul pada tahap pertama sebagai organ yang bekerja (bukan organ tubuh dan sebagai tambahannya). Dan baru kemudian, untuk meningkatkan fungsi yang bermanfaat. bagian lain, subsistem, dan sistem bantu “melekat” pada badan kerja. Proses ini dapat digambarkan seperti ini:

Mari kita bayangkan (secara spekulatif untuk saat ini) bahwa hal tersebut juga mungkin terjadi pukulan terbalik- sebagai kelanjutan dari ini.

Paruh pertama dari proses ini adalah pengerahan peralatan, yang kedua adalah keruntuhan. Artinya, seseorang pada umumnya membutuhkan suatu fungsi, bukan pembawanya...

Untuk memfasilitasi transisi dari suatu fungsi ke pembawanya - badan kerja kendaraan masa depan - diperlukan ketelitian dalam deskripsi fungsi. Semakin spesifik suatu fungsi dijelaskan, semakin banyak fungsi yang dijelaskan kondisi tambahan, semakin sempit jangkauan sarana pelaksanaannya, semakin jelas TS dan strukturnya. Pembatas variasi yang kuat adalah pola perkembangan benda kerja yang teridentifikasi di dalam kendaraan.

3.2.4. Definisi Fungsi

Berfungsi adalah perubahan sifat, karakteristik, dan kualitas suatu sistem dalam ruang dan waktu. Fungsi adalah kemampuan suatu kendaraan untuk mewujudkan sifat-sifatnya (kualitas, kegunaan) dalam kondisi tertentu dan mengubah suatu objek kerja (produk) menjadi bentuk atau ukuran yang diperlukan. . Untuk menentukan fungsinya, perlu dijawab pertanyaan: apa fungsi kendaraan ini? (untuk kendaraan yang sudah ada), atau: apa yang harus dilakukan kendaraan tersebut? (untuk kendaraan yang disintesis).

3.2.5. Hirarki fungsi

Setiap kendaraan dapat menjalankan beberapa fungsi, yang mana hanya satu yang berfungsi, yang keberadaannya, selebihnya bersifat pembantu, pendamping, memperlancar kinerja yang utama. Definisi fungsi berguna utama (GPF) terkadang hal itu menimbulkan kesulitan. Hal ini dijelaskan oleh banyaknya persyaratan yang dikenakan pada sistem tertentu dari sistem yang berada di atas dan di bawah, serta sistem yang berdekatan, eksternal, dan lainnya. Oleh karena itu definisi GPF terlihat tak terbatas (kurangnya cakupan semua properti dan koneksi).

Contoh: Hirarki fungsi batu bata.

• GPF-1 bata tunggal: menjaga bentuknya, tidak berantakan, mempunyai berat, struktur, kekerasan tertentu. Persyaratan dari sistem tetangga (batu bata dan mortar lainnya di dinding masa depan): memiliki tepi persegi panjang, menempel pada mortar.
• dinding GPF-2: membawa diri, bersikap vertikal, tidak berubah bentuk ketika suhu, kelembapan, beban berubah, untuk melindungi sesuatu, memikul beban dari sesuatu. Batu bata harus memenuhi sebagian persyaratan GPF 2.
• GPF-3 di rumah: harus menciptakan kondisi tertentu untuk lingkungan internal, perlindungan cuaca, punya kepastian penampilan. Batu bata harus memenuhi beberapa persyaratan ini.
• kota GPF-4: tampilan arsitektur tertentu, iklim dan karakteristik nasional dll.

Selain itu, persyaratan untuk batu bata itu sendiri terus meningkat: tidak boleh menyerap kelembaban tanah, harus memiliki sifat insulasi termal yang baik, sifat menyerap suara, transparan radio, dll.

Jadi, GPF sistem ini merupakan pemenuhan persyaratan sistem tingkat tinggi pertama. Semua persyaratan lainnya, seiring dengan semakin menjauhnya tingkat hierarki dari mana persyaratan tersebut berasal, pengaruhnya terhadap sistem ini semakin berkurang. Persyaratan di atas dan persyaratan subsistem dapat dipenuhi oleh zat dan sistem lain, tidak harus oleh sistem ini. Misalnya, sifat kekuatan batu bata dapat dicapai dengan berbagai bahan tambahan pada massa aslinya, dan sifat estetika dengan menempelkan ubin dekoratif ke dinding jadi; untuk GPF batu bata (untuk memenuhi “persyaratan” dinding) tidak ada bedanya.

Itu adalah, GPF suatu elemen ditentukan oleh sistem di mana elemen tersebut disertakan. Bata yang sama dapat disertakan dalam banyak sistem lain, yang GPF-nya akan sangat berbeda (atau bahkan berlawanan) dengan yang diberikan di atas.

Contoh. Tentukan GPF pemanas.

• Untuk apa pemanasnya? - Memanaskan udara di dalam rumah.
• Mengapa Anda perlu memanaskan udara? - agar suhunya tidak turun di bawah nilai yang diizinkan.
• Mengapa penurunan suhu tidak diinginkan? - untuk memberikan kondisi yang nyaman bagi masyarakat.
• Mengapa manusia memerlukan kondisi yang nyaman? - untuk mengurangi risiko sakit, dll.

Ini adalah jalan menuju hierarki tujuan - ke dalam supersistem. Fungsi (tujuan) yang disebutkan di setiap lantai dapat dilakukan oleh kendaraan lain. Pemanas adalah bagian dari sistem: “pemanas rumah-udara-orang” dan memenuhi “persyaratan”.

Anda dapat turun ke hierarki:

• apa yang memanaskan udara? - medan termal;
• Apa yang dihasilkan medan termal? - koil pemanas;
• Apa yang bekerja pada kumparan untuk menghasilkan panas? - listrik;
• apa yang menyuplai arus listrik ke kumparan? - kabel, dll.

Jadi, “persyaratan” NS untuk pemanas udara adalah memanaskan udara. Apa fungsi pemanas (bagian kerjanya berbentuk spiral)? - menghasilkan panas, medan termal. Ini adalah GPF pemanas - produksi panas sebagai “respons” terhadap “kebutuhan” supersistem. Di sini medan termal adalah produk yang “dihasilkan” oleh sistem teknis “pemanas”. Supersistem GPF - menyediakan kondisi nyaman bagi manusia.

3.3. Struktur

3.3.1. Definisi struktur

Keseluruhan (integritas) unsur dan sifat merupakan ciri integral dari sistem. Penggabungan unsur-unsur menjadi satu kesatuan diperlukan untuk memperoleh (pembentukan, sintesis) fungsi yang berguna, yaitu. untuk mencapai tujuan yang telah ditetapkan.

Jika definisi fungsi (tujuan) sistem sampai batas tertentu bergantung pada orangnya, maka struktur adalah tanda paling obyektif dari sistem; hanya bergantung pada jenis dan komposisi material dari elemen yang digunakan dalam kendaraan, seperti serta hukum umum dunia yang menentukan metode koneksi tertentu, jenis koneksi, dan cara berfungsinya elemen-elemen dalam struktur. Dalam pengertian ini, struktur adalah cara menghubungkan elemen-elemen dalam suatu sistem. Menyusun suatu struktur adalah memprogram sistem, menentukan perilaku kendaraan untuk memperoleh fungsi yang berguna sebagai hasilnya. Fungsi yang diperlukan dan prinsip fisik yang dipilih dari implementasinya dengan jelas menentukan struktur.

Struktur adalah sekumpulan elemen dan hubungan di antara mereka, yang ditentukan oleh prinsip fisik pelaksanaan fungsi berguna yang diperlukan.

Strukturnya tetap tidak berubah selama operasi, yaitu ketika keadaan, perilaku, operasi, dan tindakan lainnya berubah.

Kuncinya adalah struktur: elemen, koneksi, invariansi dari waktu ke waktu.

3.3.2. Elemen struktur

Elemen, sistem adalah konsep relatif, sistem apa pun dapat menjadi elemen dari sistem dengan peringkat yang lebih tinggi, dan elemen apa pun juga dapat direpresentasikan sebagai sistem elemen dengan peringkat yang lebih rendah. Misalnya, baut (sekrup + mur) adalah elemen mesin, yang selanjutnya adalah unit struktural(elemen) dalam sistem mobil, dll. Sekrup terdiri dari zona (badan geometris), seperti kepala, silinder, ulir, talang; bahan bautnya adalah baja (sistem), terdiri dari unsur besi, karbon, bahan tambahan paduan, yang pada gilirannya terdiri dari formasi molekul (butiran, kristal), dan bahkan lebih rendah lagi - atom, partikel elementer.

Unsur adalah suatu bagian yang relatif utuh dari suatu sistem yang mempunyai sifat-sifat tertentu yang tidak hilang bila dipisahkan dari sistem . Namun, dalam sistem, sifat-sifat suatu unsur tidak sama dengan sifat-sifat suatu unsur.

Jumlah sifat-sifat suatu unsur dalam sistem bisa lebih besar atau lebih kecil dari jumlah sifat-sifatnya di luar sistem. Dengan kata lain, beberapa sifat suatu unsur yang termasuk dalam sistem dihilangkan atau sifat baru ditambahkan pada unsur tersebut. Dalam sebagian besar kasus, beberapa properti elemen dinetralkan dalam sistem, seolah-olah menghilang; tergantung pada ukuran bagian ini, mereka berbicara tentang tingkat hilangnya individualitas elemen yang termasuk dalam sistem.
Sistem mempunyai beberapa sifat dari unsur-unsur komponennya, tetapi tidak mempunyai satu unsur pun sistem sebelumnya tidak memiliki properti keseluruhan sistem (efek sistem, kualitas). Kapan pasir berhenti menjadi pasir? - di “lantai” atas atau bawah terdekat: pasir - debu - molekul - atom -...; pasir - batu - batu...; di sini sifat "berpasir" sebagian dipertahankan saat bergerak ke atas dan segera menghilang saat "lantai" menurun.

Elemen - unit minimum suatu sistem yang mampu menjalankan beberapa fungsi dasar. Semua sistem teknis dimulai dengan satu elemen yang dirancang untuk menjalankan satu fungsi dasar. Dengan meningkatnya GPP, peningkatan (penguatan) beberapa sifat unsur dimulai. Kemudian terjadi diferensiasi unsur, yaitu pembagian unsur menjadi zona-zona yang sifat-sifatnya berbeda-beda. Dari struktur tunggal suatu unsur (batu, tongkat), unsur lain mulai menonjol. Misalnya, ketika mengubah pahat batu menjadi pisau, zona kerja dan zona pegangan dipisahkan, dan kemudian untuk meningkatkan sifat spesifik dari setiap zona diperlukan penggunaan bahan yang berbeda (perkakas komposit). Transmisi muncul dari badan kerja dan berkembang. Kemudian Mesin, Kontrol, dan Sumber Energi ditambahkan pada PO dan Tr. Sistem tumbuh karena komplikasi elemen-elemennya, subsistem tambahan ditambahkan... Sistem menjadi sangat terspesialisasi. Namun ada saatnya perkembangan terjadi ketika sistem mulai mengambil fungsi sistem tetangganya tanpa menambah jumlah elemennya. Sistem menjadi semakin universal dengan jumlah elemen yang konstan dan kemudian berkurang.

3.3.3. Jenis struktur

Mari kita soroti beberapa struktur yang paling khas dari teknologi:

1. Sel darah.
   Terdiri dari elemen-elemen yang identik, terhubung secara longgar satu sama lain; hilangnya beberapa elemen hampir tidak berpengaruh pada fungsi sistem. Contoh : skuadron kapal, sand filter.
2. "Bata".
   Terdiri dari elemen-elemen identik yang terhubung secara kaku satu sama lain. Contoh: dinding, lengkungan, jembatan.
3. Rantai.
   Terdiri dari elemen berengsel dari jenis yang sama. Contoh: ulat, kereta api.
4. Jaringan.
   Ia terdiri dari berbagai jenis elemen yang terhubung satu sama lain secara langsung, atau transit melalui elemen lain, atau melalui elemen pusat (nodal) (struktur bintang). Contoh: jaringan telepon, televisi, perpustakaan, sistem pemanas.
5. Perbanyak terhubung.
   Termasuk banyak koneksi silang dalam model jaringan.
6. Hierarki.

Terdiri dari unsur-unsur heterogen yang masing-masing merupakan unsur integral dari suatu sistem yang tingkatannya lebih tinggi dan mempunyai hubungan “secara horizontal” (dengan unsur-unsur yang setingkat) dan “vertikal” (dengan unsur-unsur yang tingkatnya berbeda). Contoh: peralatan mesin, mobil, senapan.

Menurut jenis perkembangannya dari waktu ke waktu, strukturnya adalah:

1. Berlangsung. Seiring waktu, seiring dengan peningkatan GPF, jumlah elemen meningkat.
2. Bergulir. seiring waktu, dengan peningkatan atau perubahan nilai GPF, jumlah elemen berkurang.
3. Mengurangi. pada titik waktu tertentu, jumlah elemen mulai berkurang seiring dengan penurunan GPF.
4. Merendahkan. penurunan GPF dengan penurunan koneksi, daya, dan efisiensi.

3.3.4. Prinsip konstruksi struktur

Pedoman utama dalam proses sintesis sistem adalah memperoleh properti sistem masa depan (efek, kualitas). Tempat penting dalam proses ini ditempati oleh tahap pemilihan (pembangunan) struktur.

“Rumus” sistem: Untuk sistem yang sama, beberapa struktur berbeda dapat dipilih tergantung pada prinsip fisik implementasi GPF yang dipilih. Pemilihan prinsip fisika harus didasarkan pada minimalisasi M, G, E (massa, dimensi, intensitas energi) dengan tetap menjaga efisiensi.

Pembentukan struktur merupakan dasar sintesis sistem.

Beberapa prinsip pembentukan struktur:

• prinsip fungsionalitas,
• prinsip kausalitas
• prinsip kelengkapan bagian,
• prinsip saling melengkapi.

Prinsip fungsionalitas mencerminkan keutamaan fungsi dibandingkan struktur. Struktur ditentukan oleh pilihan sebelumnya: Pilihan prinsip operasi secara unik menentukan struktur, sehingga harus dipertimbangkan bersama. Prinsip operasi (struktur) merupakan cerminan dari tujuan-fungsi. Menurut prinsip operasi yang dipilih, diagram fungsional harus dibuat (mungkin dalam bentuk su-field).

Diagram fungsional dibuat sesuai dengan prinsip kausalitas, karena kendaraan apa pun mematuhi prinsip ini. Berfungsinya kendaraan adalah rangkaian peristiwa aksi.

Setiap kejadian di dalam kendaraan mempunyai satu (atau beberapa) penyebab dan merupakan penyebab kejadian berikutnya. Semuanya dimulai dengan sebuah alasan, jadi poin penting- memastikan “peluncuran” (menghidupkan) penyebabnya. Untuk melakukan ini, kondisi berikut harus dipenuhi:

• menyediakan kondisi eksternal yang tidak mengganggu perwujudan tindakan,
• memberikan kondisi internal di mana peristiwa (tindakan) terjadi,
• memberikan alasan, dorongan, “percikan” untuk “meluncurkan” suatu tindakan dari luar.

Poin utama dalam memilih prinsip tindakan adalah penerapan prinsip kausalitas dengan sebaik-baiknya.

Cara yang andal untuk membangun rangkaian tindakan - dari peristiwa akhir hingga peristiwa awal; peristiwa terakhir adalah tindakan yang diterima pada benda kerja, yaitu pelaksanaan fungsi kendaraan.

Persyaratan utama untuk suatu struktur adalah kehilangan energi minimal dan tindakan yang jelas (penghapusan kesalahan), yaitu konduktivitas energi yang baik dan keandalan rantai sebab-akibat.

Ketika memecahkan masalah inventif, setelah merumuskan FP (kontradiksi fisik), timbul kesulitan dalam transisi ke prinsip fisik. Mungkin prinsip kausalitas akan membantu di sini. Latihan fisik adalah suatu perintah, tindakan akhir, diperlukan untuk membangun rantai sebab dan akibat yang mengarah pada efek fisik.

Prinsip kelengkapan bagian (hukum kelengkapan bagian suatu sistem) dapat diambil sebagai dasar untuk konstruksi pertama diagram fungsional. Urutan langkah berikut ini mungkin dilakukan:

1. GPF diformulasikan.
2. Prinsip fisik tindakan benda kerja pada produk ditentukan.
3. PO dipilih atau disintesis.
4. Transmisi, mesin, sumber energi, dan elemen kontrol “melekat” pada elemen kerja.
5. Diagram fungsional dibuat berdasarkan perkiraan pertama: kekurangan dan kemungkinan kegagalan dalam diagram diidentifikasi. Diagram yang lebih rinci sedang dikembangkan, dengan mempertimbangkan hierarki subsistem. Subsistem yang tidak menjalankan fungsinya dengan baik dilengkapi dengan elemen baru.

Misalnya:

Ini adalah cara biasa dalam mengerahkan kendaraan, meningkatkan GPF dengan menambahkan subsistem fungsional baru yang berguna.

Beberapa peningkatan GPF dimungkinkan dengan mengurangi koneksi dan efek berbahaya pada subsistem (tanpa mempersulitnya).

Cara yang paling radikal adalah dengan mengidealkan TS.

Prinsip saling melengkapi terdiri dari cara khusus untuk menghubungkan elemen-elemen ketika mereka dimasukkan dalam sistem. Unsur-unsur tersebut tidak hanya harus seragam dalam bentuk dan sifat-sifatnya (agar mempunyai kemungkinan mendasar untuk saling berhubungan), tetapi juga saling melengkapi, saling memperkuat, menambah sifat-sifat yang bermanfaat dan saling menetralisir sifat-sifat yang merugikan. Inilah mekanisme utama terjadinya efek sistemik (kualitas).

3.3.5. Membentuk

Bentuk adalah perwujudan luar dari struktur kendaraan, dan struktur adalah isi internal bentuk. Kedua konsep ini saling terkait erat. Dalam sistem teknis, salah satunya mungkin mendominasi dan menentukan kondisi penerapan yang lain (misalnya, bentuk sayap pesawat menentukan strukturnya). Logika membangun struktur terutama ditentukan oleh prinsip-prinsip internal dan fungsi sistem. Bentuknya dalam banyak kasus bergantung pada persyaratan supersistem.

Persyaratan dasar untuk formulir:

• fungsional (bentuk benang, dll.),
• ergonomis (pegangan alat, kursi pengemudi, dll.),
• teknologi (kesederhanaan dan kenyamanan pembuatan, pemrosesan, transportasi),
• operasional (masa pakai, kekuatan, daya tahan, kemudahan perbaikan),

estetika (desain, keindahan, “kesenangan”, “kehangatan”…).

3.3.6. Struktur hierarki sistem

Prinsip hierarki organisasi struktur hanya mungkin dalam sistem multi-level (ini adalah kelas besar sistem teknis modern) dan terdiri dari pengurutan interaksi antar level dari yang lebih tinggi ke yang lebih rendah. Setiap tingkat bertindak sebagai manajer dalam hubungannya dengan semua tingkatan yang mendasarinya dan sebagai tingkat bawahan yang terkendali dalam hubungannya dengan tingkat yang lebih tinggi. Setiap level juga berspesialisasi dalam menjalankan fungsi tertentu (level GPF). Tidak ada hierarki yang benar-benar kaku; beberapa sistem di tingkat yang lebih rendah memiliki otonomi yang lebih sedikit atau lebih besar dibandingkan dengan tingkat yang lebih tinggi. Dalam tingkatan tersebut, hubungan unsur-unsurnya setara satu sama lain, saling melengkapi satu sama lain, mempunyai ciri-ciri pengorganisasian diri (diletakkan pada saat pembentukan struktur).

Kemunculan dan perkembangan struktur hierarki bukanlah suatu kebetulan, karena ini adalah satu-satunya cara untuk meningkatkan efisiensi, keandalan, dan keberlanjutan. dalam sistem kompleksitas sedang dan tinggi.

Dalam sistem sederhana, hierarki tidak diperlukan, karena interaksi dilakukan melalui hubungan langsung antar elemen. Dalam sistem yang kompleks, interaksi langsung antara semua elemen tidak mungkin dilakukan (diperlukan terlalu banyak koneksi), oleh karena itu kontak langsung hanya dipertahankan antara elemen-elemen pada level yang sama, dan koneksi antar level berkurang tajam.

Tampilan khas sistem hierarki: Dalam tabel. 1 menunjukkan nama-nama tingkat hierarki dalam teknologi (Altshuller G.S. dalam buku: Daring formulas of kreativitas. Petrozavodsk, "Karelia", 1987, hlm. 17-18).

Tabel 1

Tingkat (peringkat kendaraan)	Nama sistem	Contoh	Analog di alam
	teknosfer	Teknologi + manusia + sumber daya + sistem konsumsi	Lingkungan
		Semua peralatan (semua industri)
	Cabang teknologi	Transportasi (semua jenis)
	Sebuah asosiasi	Aeroflot, transportasi bermotor, transportasi kereta api
	Perusahaan	Pabrik, metro, bandara	Organisme
		Lokomotif, gerbong, rel kereta api	Organ tubuh: jantung, paru-paru, dll.
		Lokomotif, mobil, pesawat
	Mekanisme heterogen (sekumpulan simpul yang memungkinkan perpindahan energi dan materi dari satu jenis ke jenis lainnya)	Generator elektrostatik, mesin pembakaran internal	Molekul DNA, RNA, AFT
	Mekanisme homogen (seperangkat simpul yang memungkinkan energi dan materi tanpa mengubah penampilannya)	Dongkrak sekrup, troli, perlengkapan berlayar, jam, trafo, teropong	Molekul hemoglobin mampu mengangkut oksigen
		Gandar dan dua roda (properti baru muncul - kemampuan menggelinding)	Molekul kompleks, polimer
	Beberapa detail	Sekrup dan mur, poros dan roda	Suatu molekul yang dibentuk oleh radikal yang berbeda-beda, misalnya: C 2 H 5 -C=O | DIA
	Bagian yang tidak homogen (bila dipisahkan akan membentuk bagian yang tidak sejenis)	Sekrup, paku	Rantai karbon asimetris: S-S-S-S-S-S- | DENGAN
	Bagian yang homogen (bila dipisahkan, membentuk bagian yang identik)	Kawat, poros, balok	Rantai karbon: S-S-S-S-S-S-
	Zat heterogen		Campuran, larutan ( air laut, udara)
	Zat homogen	Besi murni secara kimia	Zat sederhana (oksigen, nitrogen)

Sifat dasar sistem hierarki

1. Dualitas kualitas elemen dalam sistem- elemen tersebut secara bersamaan memiliki kualitas individual dan sistemik.
   Saat memasuki sistem, suatu elemen kehilangan kualitas aslinya. Kualitas sistemik tampaknya menghalangi perwujudan kualitas elemen itu sendiri. Namun hal ini tidak pernah terjadi sepenuhnya. Senyawa kimia mempunyai sifat fisikokimia yang sistemik, tetapi tetap mempertahankan sifat unsur penyusunnya. Semua metode untuk menganalisis komposisi senyawa (spektral, resonansi magnetik nuklir, sinar-X, dll.) didasarkan pada hal ini. Semakin kompleks struktur hierarki (organisasi) suatu sistem, semakin tinggi kualitas individunya, semakin jelas wujudnya dalam supersistem, semakin sedikit hubungannya dengan elemen (sistem) lain dari supersistem. Pada tingkat yang lebih rendah, elemen disederhanakan (sistem tidak memerlukan hal-hal yang “rumit”, mereka memerlukan fungsi sederhana yang berguna). Akibatnya, segala sesuatu kehilangan orisinalitasnya, individualitas spesifiknya, dan menjadi acuh tak acuh terhadap bentuk material individualnya.
   Hilangnya individualitas adalah harga yang “dibayar” oleh elemen-elemen atas kemampuan yang mereka peroleh untuk mengekspresikan aspek-aspek individual dari hubungan sistemik dalam hierarki. (Seperti dalam masyarakat: seseorang dalam produksi bukanlah subjek, bukan individu unik, bukan pencipta keadaannya, he fungsi, objek, benda).
   Properti sistem hierarki ini adalah alasan untuk jenis psikinersia penemu yang umum: ia melihat satu properti (utama, sistemik) suatu elemen dan tidak melihat banyak properti individual sebelumnya.
2. Diktat tingkat atas terhadap tingkat bawah- tatanan dasar hierarki (analog dalam masyarakat: kesatuan komando, kepemimpinan otoriter).
   Tingkat hierarki yang paling bawah adalah badan kerja atau bagian kerjanya, zona, permukaan (setiap subsistem memiliki badan kerjanya sendiri). Oleh karena itu, semua pengaruh kontrol (sinyal) dan energi harus mencapai benda kerja, memaksanya berfungsi dengan cara yang ditentukan secara ketat. Dalam hal ini, RO adalah elemen sistem yang paling bawahan. Mari kita ingat bahwa perannya dalam sintesis TS justru sebaliknya: ia menentukan struktur implementasi GPP.
   Seringkali perintah dari tingkat atas meluas bahkan ke bawah badan pekerja; apa yang dibawah RO? - produk. Sistem teknis (“untuk kenyamanan mereka”) menentukan produk apa yang seharusnya. Inilah “keinginan” teknologi untuk berubah lingkungan“menyesuaikan diri” adalah salah; hal ini hanya merupakan karakteristik teknologi modern, yang sebagian besar kikuk dan kasar. Perbedaan (inkonsistensi) sistem teknis ("benar", "standar") dengan benda-benda alam ("salah"), dengan kerajinan dan seni manusia terlihat sangat jelas.
   Contoh.
   Fungsi utama transportasi kereta api adalah volume lalu lintas. Oleh karena itu, di banyak negara, penelitian sedang dilakukan terhadap pemuliaan tomat persegi (Bulgaria), semangka (Jepang), kentang, wortel, bit, mentimun dan nanas (“Pengetahuan adalah kekuatan”, 1983, No. 12, hal. 32 ). Sayuran dan buah berbentuk kubus lebih mudah dikemas dan diangkut.
   Telur "sosis" diproduksi di AS. Telurnya dipecah, putihnya dipisahkan dari kuningnya dengan cara disentrifugasi, dan ketika dibekukan, dibentuk menjadi “sosis” (kuningnya di tengah); jika Anda membutuhkan telur orak-arik, potong-potong. Dari segi peningkatan GPF (transportasi telur), permasalahan telah teratasi.
   Sebagai. 1 132 905 : (BI, 1985, Nomor 1). Cara menyiapkan kentang, sayuran dan buah-buahan untuk perlakuan panas: kentang dipotong, dipindahkan dan kulitnya dipotong dari bawah; lalu putar 180 derajat, ratakan dan potong dari bawah, dll. sampai semua kentang dikupas.
   Dari humor Perancis (“Inventor and Innovator”, 1984, No. 8, 3 halaman sampul): “Saya ingin menawarkan penemuan terbaru saya kepada perusahaan Anda. Ini adalah mesin cukur. Klien memasukkan beberapa koin, menempelkannya kepala ke dalam lubang dan dua pisau cukur secara otomatis mulai mencukur miliknya.
   - Tapi setiap orang memiliki struktur wajah masing-masing... - Untuk pertama kalinya - ya!”
3. Ketidakpekaan lantai atas terhadap perubahan di lantai bawah dan sebaliknya, kepekaan lantai bawah terhadap perubahan di atas.
   Perubahan kadar zat dan subsistem pangkat lebih rendah tidak mempengaruhi sifat sistemik (kualitas) TS-NS pangkat lebih tinggi.
   Contoh.
   Prinsip televisi sudah diwujudkan dalam sistem mekanis pertama. Properti sistem baru (transmisi gambar jarak jauh) tidak berubah secara mendasar ketika beralih ke elemen lampu, transistor, dan mikromodul. GPF meningkat, namun sifat sistemiknya tidak berubah secara mendasar. Hal utama bagi supersistem adalah bahwa subsistem menjalankan fungsinya, dan tidak peduli pada bahan dan prinsip fisik apa. Ketentuan ini mempunyai konsekuensi penting bagi penemuan. Katakanlah muncul masalah dalam memastikan pembuangan panas yang efektif dari trafo yang berfungsi di TV tabung (konsumsi daya 400 W). Penemu dapat mencari metode penghilangan panas dalam waktu yang lama dan dengan berbagai cara, menemukan subsistem baru, meningkatkan daya terpasang transformator untuk mengurangi suhu pemanasan, dll. Namun, jika Anda naik ke lantai atas (catu daya), maka masalahnya dapat diselesaikan dengan cara yang sangat berbeda (misalnya, mengganti mode daya), dan dengan mengganti di lantai atas (misalnya, mengganti rangkaian lampu dengan transistor satu), masalah ini dapat dihilangkan sama sekali - di Tidak diperlukan lagi (daya akan turun, katakanlah, hingga 100 W).
4. Memfilter (menyorot) fungsi-fungsi yang berguna pada tingkat hierarki. Struktur hierarki yang terorganisir dengan baik menyoroti fungsi yang berguna di setiap lantai, fungsi-fungsi ini bertambah (saling memperkuat) di lantai berikutnya; di mana fungsi berbahaya di setiap lantai dihilangkan, atau setidaknya yang baru tidak ditambahkan ke dalamnya.

Kontribusi utama GPF dibentuk di lantai bawah, dimulai dari badan kerja. Pada tingkatan berikutnya terjadi penambahan (penguatan) fungsi manfaat yang kurang lebih signifikan. Ketika jumlah lantai bertambah, pertumbuhan GPF melambat, sehingga sistem dengan sejumlah besar tingkat hierarki menjadi tidak efektif (biaya MGE mulai melebihi keuntungan GPF). Tingkat paling atas dari hierarki biasanya hanya menjalankan fungsi koordinasi, tidak boleh lebih dari satu tingkat tersebut.

Semakin tinggi tingkat hierarki, semakin lunak strukturnya, semakin tidak kaku hubungan antar elemen, dan semakin mudah untuk mengatur ulang dan menggantinya. Di tingkat yang lebih rendah terdapat hierarki dan koneksi yang lebih kaku; strukturnya ditentukan secara ketat oleh persyaratan untuk memenuhi GPF. Misalnya, tidak mungkin menempatkan sumbu pada pipa panas di luar rumahan; parameter pengoperasian sumbu dan strukturnya ditentukan secara ketat; di lantai atas, yang fungsinya adalah redistribusi panas, resirkulasi, pengaturan, dll., penataan ulang paling radikal mungkin dilakukan.

3.4. Organisasi

3.4.1. Konsep umum

Tugas TRTS adalah mengungkap pola sintesis, fungsi dan pengembangan sistem teknis. Organisasi merupakan elemen terpenting dalam ketiga periode keberadaan sistem. Organisasi muncul bersamaan dengan struktur. Nyatanya, organisasi adalah suatu algoritma untuk berfungsinya bersama elemen-elemen sistem dalam ruang dan waktu.

Ahli biologi Perancis abad ke-18. Bonnet menulis: “Semua bagian yang menyusun tubuh saling berhubungan secara langsung dan beragam dalam bidang fungsinya sehingga tidak dapat dipisahkan satu sama lain, sehingga hubungannya sangat erat dan harus muncul secara bersamaan. mengandaikan adanya pembuluh darah; fungsi keduanya mengandaikan adanya saraf; kedua hal ini pada gilirannya mengandaikan adanya otak, dan yang terakhir mengandaikan adanya jantung; masing-masing kondisi individu merupakan keseluruhan rangkaian kondisi" (Gnedenko B.V. et al.Untuk nasihat di alam.M.: Znanie, 1977, hal.45).

Organisasi muncul ketika hubungan (hubungan) yang obyektif alami, konsisten, dan stabil waktu muncul antar elemen; dalam hal ini, beberapa sifat (kualitas) suatu unsur dikedepankan (berfungsi, diwujudkan, diperkuat), sementara yang lain dibatasi, padam, ditutupi. Fitur yang bermanfaat ditransformasikan dalam proses kerja menjadi fungsi – tindakan, perilaku .

Syarat utama munculnya suatu organisasi adalah hubungan antar unsur dan/atau sifat-sifatnya harus melebihi daya (kekuatan) hubungan dengan unsur non sistem.

Dengan munculnya suatu organisasi, entropi dalam sistem yang muncul menurun dibandingkan dengan lingkungan eksternal. Lingkungan eksternal kendaraan paling sering adalah sistem teknis lainnya. Jadi entropi adalah organisasi yang tidak diperlukan untuk suatu GPF (kebutuhan) tertentu (organisasi “alien”).

Tingkat pengorganisasian mencerminkan tingkat prediktabilitas perilaku sistem selama penerapan GPF. Prediktabilitas mutlak tidak mungkin dilakukan, atau hanya mungkin dilakukan pada sistem yang tidak berfungsi (“mati”). Ketidakpastian total - ketika tidak ada sistem, terjadi disorganisasi. Kompleksitas suatu organisasi ditandai dengan jumlah dan ragam elemen, jumlah dan ragam koneksi, serta banyaknya tingkatan hierarki.

Kompleksitas organisasi meningkat seiring dengan penggunaan kendaraan dan menurun seiring dengan keruntuhan; organisasi, seolah-olah, “didorong” ke dalam substansi. Ketika diterapkan pada subsistem fungsional yang berguna, prinsip-prinsip organisasi dikerjakan (kondisi interaksi, koneksi dan fungsi), kemudian organisasi berpindah ke tingkat mikro (fungsi subsistem dilakukan oleh substansi).

3.4.2. Koneksi

Komunikasi adalah hubungan antar elemen suatu sistem.

Komunikasi adalah saluran fisik (materi atau medan) nyata untuk transfer E (energi), B (materi), I (informasi); Apalagi tidak ada informasi yang tidak berwujud, selalu E atau V.

Kondisi utama untuk berfungsinya komunikasi adalah “perbedaan potensial” antara unsur-unsur, yaitu gradien medan atau zat (penyimpangan dari kesetimbangan termodinamika - prinsip Onsager). Dengan adanya gradien, timbul gaya penggerak yang menyebabkan aliran E atau B:

• gradien suhu - aliran panas (konduktivitas termal),
• gradien konsentrasi - aliran materi (difusi),
• gradien kecepatan - aliran momentum,
• gradien Medan listrik- listrik,

serta gradien tekanan, medan magnet, kepadatan, dll.

Seringkali dalam masalah inventif perlu untuk mengatur aliran dengan gradien bidang “non-diri”. Misalnya aliran suatu zat (bola berongga nitinol) dengan gradien suhu - dalam masalah pemerataan suhu sepanjang kedalaman kolam. Karakteristik komunikasi utama: konten fisik dan kekuatan. Konten fisik adalah jenis substansi atau bidang yang digunakan dalam komunikasi. Daya - intensitas aliran B atau E. Kekuatan komunikasi harus lebih besar dari kekuatan koneksi ekstra-sistem, di atas ambang batas - tingkat kebisingan lingkungan eksternal.

Koneksi dalam sistem dapat berupa:

• diperlukan secara fungsional - untuk melakukan GPF,
• tambahan - meningkatkan keandalan,
• berbahaya, tidak perlu, berlebihan.

Menurut jenis sambungannya, ada: linier, cincin, bintang, transit, bercabang dan campuran.

Jenis koneksi utama dalam sistem teknis:

	1. Dasar
	A) berat sebelah(semikonduktor),
	B) reflektif(timbul di bawah pengaruh penyebab eksternal),
	V) selektif(menyaring aliran yang tidak perlu),
	G) tertinggal(dengan penundaan waktu),
	D) positif(meningkatkan daya seiring dengan meningkatnya "perbedaan potensial"),
	e) negatif(menurunkan daya seiring dengan meningkatnya “perbedaan potensial”),
	Dan) netral(acuh tak acuh terhadap arah),
	H) nol,
	Dan) diproyeksikan(diinginkan).
	2. Gabungan.
	k) bilateral(sepenuhnya konduktif)
	M) komunikasi kontra(secara proporsional bergantung pada keadaan elemen di mana sambungan dibuat; misalnya, kutub magnet atau potensi sumber arus),
	M) kebalikan positif koneksi. (ketika kekuatan satu koneksi meningkat, kekuatan koneksi lainnya meningkat), mekanisme saling merangsang fungsi menyebabkan peningkatan proses;
	HAI) kebalikan negatif koneksi. (ketika kekuatan satu ikatan meningkat, kekuatan ikatan lainnya berkurang), mekanisme stabilisasi menyebabkan keseimbangan yang stabil atau osilasi di sekitar titik keseimbangan,
	P) invers negatif ganda komunikasi, atau umpan balik yang bersifat saling menindas (ketika kekuatan satu koneksi berkurang, kekuatan koneksi lainnya juga berkurang) menyebabkan keseimbangan yang tidak stabil, berakhir dengan menguatnya salah satu pihak dan menekan pihak lain.

Saat menggunakan koneksi gabungan, sistem memperoleh properti baru. Misalnya, sistem dua elemen dengan umpan balik negatif:

Dengan meningkatnya potensi A, kekuatan ikatan positif 1 meningkat, yang menyebabkan peningkatan potensi B. Tapi koneksi negatif 2 menekan potensi A. Sistem dengan cepat mencapai keadaan keseimbangan stabil. Bila sambungan 1 putus, potensial A bertambah tanpa penekanan dari B. Bila sambungan 2 putus, potensial A bertambah dan pada saat yang sama potensial B bertambah (sambungan positif).

Dalam sistem tiga elemen, kualitas yang lebih kuat muncul.

Ketika potensi A meningkat, B meningkat, tetapi ikatan 4 menekan A; sepanjang sambungan 2 B bertambah, tetapi melalui sambungan 5 B berkurang, dan melalui sambungan 6 B berkurang, dan seterusnya. Artinya, keluarnya unsur apa pun dari keadaan setimbang dengan cepat saling ditekan.

Ketika koneksi mana pun terputus, saling menekan juga terjadi dengan cepat di sepanjang koneksi lainnya. Hal yang sama terjadi ketika dua sambungan terputus.

Kesetimbangan stabil tercipta dalam sistem, di mana keadaan unsur hanya dapat sedikit bergeser dari kesetimbangan.

Berikut adalah contoh dengan hubungan gabungan yang sama (negatif). Efek lain, yang bahkan lebih tidak biasa, terjadi pada sistem dengan koneksi heterogen, dengan sejumlah besar elemen, dengan munculnya koneksi silang (mulai dari diagonal ke persegi). Pengembangan diperlukan untuk “memaksakan” hubungan semacam ini pada analisis racun.

Peningkatan derajat pengorganisasian suatu sistem secara langsung bergantung pada jumlah hubungan antar elemen. Perkembangan koneksi adalah terbukanya su-field (peningkatan derajat su-field). Bagaimana cara menambah jumlah koneksi di sufield? Dua arah:

1. penyertaan elemen sistem sehubungan dengan supersistem,
2. melibatkan lebih banyak lagi level rendah organisasi suatu subsistem atau substansi.

Ketika jumlah koneksi per elemen meningkat, jumlah properti yang berguna dari elemen meningkat.

3.4.3. Kontrol

Satu dari properti penting organisasi - kemampuan untuk mengelola, yaitu mengubah atau mempertahankan keadaan elemen selama pengoperasian sistem. Kontrol terjadi melalui koneksi khusus dan merupakan urutan perintah dalam waktu. Pengendalian dengan penyimpangan nilai adalah metode yang paling umum dan dapat diandalkan.

3.4.4. Faktor yang menghancurkan suatu organisasi.

Faktor-faktor ini mencakup tiga kelompok efek berbahaya:

• eksternal (supersistem, alam, manusia),
• internal (penguatan timbal balik yang memaksa atau tidak disengaja dari sifat-sifat berbahaya),
• entropis (penghancuran elemen secara mandiri karena masa hidup yang terbatas).

Faktor eksternal menghancurkan koneksi jika kekuatannya melebihi kekuatan koneksi intrasistem.

Faktor internal pada awalnya ada dalam sistem, namun seiring berjalannya waktu, karena adanya gangguan pada struktur, jumlahnya bertambah.

Contoh faktor entropi: keausan bagian (penghilangan sebagian zat dari sistem), degenerasi sambungan (kelelahan pegas, karat).

3.4.5. Pentingnya eksperimen dalam proses perbaikan suatu organisasi

Eksperimen adalah eksperimen yang dilakukan secara ilmiah dengan tujuan menentukan tempat “sakit” pada kendaraan ketika mencoba meningkatkan GPF. Arti percobaan: intervensi aktif dalam fungsi kendaraan, penciptaan kondisi khusus, lingkungan (perubahan faktor lingkungan) dan pengamatan perilaku (hasil) menggunakan metode khusus dan dana.

Eksperimen skala penuh yang paling produktif cocok untuk sebagian besar kendaraan (kecuali pembangkit listrik tenaga nuklir yang besar dan berbahaya, dll.).

Eksperimen model dapat diterima dan diandalkan hanya untuk sistem sederhana dengan perilaku yang dapat diprediksi dengan baik.

Hanya eksperimen skala penuh yang dapat menghasilkan produk sampingan yang paling penting - hasil yang tidak terduga, sering kali membawa pengetahuan baru.

Misalnya, selama uji terbang salah satu satelit tak berawak, saat menguji mesin bantu untuk pengereman, satelit tersebut tiba-tiba berpindah ke orbit lain dan tidak pernah kembali ke Bumi. “Saya ingat para spesialis sangat kecewa. Dan S.P. Korolev kemudian melihat transisi kapal yang tidak direncanakan dari satu orbit ke orbit lainnya sebagai pengalaman pertama bermanuver di luar angkasa.
“Dan untuk turun ke Bumi,” kata kepala perancang kepada asistennya, “kita akan memiliki kapal saat dibutuhkan dan di mana diperlukan.” Betapa lucunya mereka! Lain kali kita pasti akan menanamnya.
Sejak saat itu, “seperti anak kecil”, banyak pesawat ruang angkasa dengan berbagai tujuan ilmiah dan ekonomi telah kembali ke Bumi” (Pokrovsky B. Towards the Dawn. Pravda, 1980, 12 Juni).

3.5. Efek sistemik (kualitas)

3.5.1. Properti dalam sistem

Semua elemen dalam sistem dan sistem itu sendiri secara keseluruhan memiliki sejumlah properti:

1. Struktural-material: sifat suatu zat ditentukan oleh komposisinya, jenis komponennya, sifat fisiknya (air, udara, baja, beton).
2. Bidang struktural: misalnya, berat adalah sifat integral dari setiap elemen, sifat magnetik, warna.
3. Fungsional: sifat khusus yang dapat diperoleh dari kombinasi medan materi yang berbeda, asalkan mempunyai fungsi yang diperlukan; misalnya, alas isolasi termal.
4. Sistem: sifat kumulatif (integral); tidak seperti sifat 1-3, sifat tersebut tidak sama dengan sifat unsur-unsur yang termasuk dalam sistem; sifat-sifat ini “tiba-tiba” muncul selama pembentukan sistem; peningkatan tak terduga seperti itu merupakan keuntungan utama dalam sintesis kendaraan baru.

Lebih tepat membedakan dua jenis peningkatan sistem:

• efek sistem- peningkatan (penurunan) sifat-sifat unsur yang sangat besar,
• kualitas sistem- munculnya properti baru (properti super - vektor properti yang ada), yang tidak dimiliki oleh elemen mana pun sebelum dimasukkan ke dalam sistem.

Ciri perkembangan realitas objektif ini diperhatikan oleh para pemikir kuno. Misalnya, Aristoteles berpendapat bahwa keseluruhan selalu lebih besar daripada jumlah bagian-bagiannya. Bogdanov A.A. merumuskan tesis ini untuk sistem: sistem mengungkapkan peningkatan kualitas tertentu, dibandingkan dengan yang awal, sistem memberikan kualitas super tertentu (1912).

Untuk lebih akurat menentukan efek sistemik (kualitas) kendaraan tertentu, Anda dapat menggunakan teknik sederhana: Anda perlu membagi sistem menjadi elemen-elemen komponennya dan melihat kualitas (efek apa) yang hilang. Misalnya, tidak ada bagian pesawat yang dapat terbang secara terpisah, seperti halnya sistem pesawat yang “terpotong” tanpa sayap, empennage, atau kendali tidak dapat menjalankan fungsinya. Omong-omong, ini adalah cara yang meyakinkan untuk membuktikan bahwa semua benda di dunia adalah sistem: bagilah batu bara, gula, jarum - pada tahap pembelahan manakah mereka berhenti menjadi dirinya sendiri dan kehilangan karakteristik utamanya? Semuanya berbeda satu sama lain hanya dalam durasi proses pembelahan - jarum tidak lagi menjadi jarum ketika dibagi menjadi dua bagian, batu bara dan gula - ketika dibagi menjadi sebuah atom. Rupanya, apa yang disebut hukum dialektis transisi perubahan kuantitatif menjadi kualitatif hanya mencerminkan sisi substantif dari hukum yang lebih umum - hukum pembentukan efek sistem (kualitas).

Contoh munculnya efek sistemik.

Untuk pasca pengolahan air limbah pabrik hidrolisis, dua metode diuji - ozonasi dan adsorpsi; Tak satu pun dari metode ini memberikan hasil yang diinginkan. Metode gabungan memberikan efek yang luar biasa. Indikator yang diperlukan dicapai dengan pengurangan konsumsi ozon dan karbon aktif sebesar 2-5 kali lipat dibandingkan dengan penyerapan saja atau ozonasi saja (E.I. VNIIIS Gosstroy USSR, seri 8, 1987, edisi 8, hlm. 11-15).

Dalam fisika ( efek fisik dan fenomena) berisi banyak contoh kemunculan properti sistem. Misalnya, medan elektromagnetik memiliki sifat menyebar di ruang angkasa pada jarak yang tidak terbatas dan sifat mempertahankan diri - medan listrik dan magnet tidak memiliki sifat-sifat ini secara terpisah.

Sebenarnya, semua ilmu alam tidak lebih dari mempelajari hukum-hukum sistemik yang menghubungkan bagian-bagian menjadi satu kesatuan dan hukum-hukum keberadaan dan perkembangan keseluruhan ini. Pengetahuan besar telah terakumulasi yang mengungkapkan mekanisme spesifik munculnya kualitas super (efek sistem) di alam hidup dan mati - dalam kimia, fisika, biologi, geologi, astronomi, dll. Namun masih belum ada generalisasi - hukum seluruh sistem.

3.5.2. Mekanisme pembentukan properti sistem

Berikut adalah contoh “mekanis” sederhana dari tampilan properti sistem: katakanlah Anda perlu dengan cepat melintasi area yang dipenuhi kerumunan orang; Jelas bahwa Anda akan menghabiskan banyak energi dan waktu untuk mengatasi “gesekan dengan orang banyak”. Sekarang bayangkan massa, atas perintah, telah membentuk semacam struktur yang tertata (misalnya berbaris), maka perlawanan terhadap orang yang berlari di antara barisan praktis akan hilang.

A. Bogdanov beralasan sebagai berikut: “Contoh yang paling umum adalah interferensi gelombang: jika gelombang-gelombang itu berimpit, maka kedua getaran tersebut menghasilkan gaya empat kali lipat, jika tidak berimpit, maka cahaya + cahaya menghasilkan panas. satu gelombang akan bertepatan setengahnya dengan kenaikan dan setengahnya dengan penurunan - sebagai hasilnya, penjumlahan sederhana, jumlah suku-sukunya: intensitas cahaya adalah dua kali lipat Kenaikan atau penurunan jumlah sifat-sifat sistem bergantung pada metodenya kombinasi (koneksi, koneksi)" (Ilmu organisasi umum. (Tektologi), vol. 2. Mekanisme divergensi dan disorganisasi. Kemitraan " Penerbitan buku penulis di Moskow", M., tipografi oleh Ya.G. Sazonov, 1917 , hal.11).

Contoh lain: cepat rambat bunyi dalam zat cair, misalnya dalam air sekitar 1500 m/detik, dalam gas (udara) 340 m/detik; dan dalam campuran gas-air (5% gelembung gas volumetrik) kecepatannya turun menjadi 30-100 m/detik.

Setiap elemen memiliki banyak properti. Beberapa dari sifat-sifat ini ditekan selama pembentukan koneksi, yang lain, sebaliknya, memperoleh ekspresi yang jelas; atau: beberapa properti bertambah, yang lain dinetralkan. Ada tiga kemungkinan kasus efek sistemik (kualitas):

• sifat-sifat positif bertambah dan saling menguatkan, sifat-sifat negatif tetap tidak berubah (rantai, pegas);
• sifat-sifat positif bertambah, dan sifat-sifat negatif saling dihancurkan (dua tentara, menekan punggung mereka, membentuk pertahanan melingkar, sifat-sifat "punggung" yang berbahaya telah menghilang);

Sifat-sifat negatif yang dibalik (keburukan diubah menjadi manfaat) ditambahkan ke dalam jumlah sifat-sifat positif.

Objek teknis adalah perangkat, metode, atau bahan yang benar-benar ada yang diciptakan oleh manusia dan dirancang untuk memenuhi kebutuhan tertentu.

Semua benda teknis terdiri dari unsur-unsur yang merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari keseluruhan. Jika berfungsinya suatu elemen suatu objek teknis mempengaruhi fungsi elemen lainnya, maka objek teknis tersebut (sebagai lawan unit) biasanya disebut sistem teknis (TS).

Sistem teknis adalah sekumpulan elemen-elemen yang saling berhubungan dari suatu objek teknis, digabungkan untuk menjalankan fungsi tertentu, namun memiliki sifat-sifat yang tidak dapat direduksi menjadi penjumlahan dari sifat-sifat elemen individu.

Jenis sistem teknis.

Unsur-unsur yang membentuk suatu sistem teknis hanyalah bagian-bagian yang relatif tidak dapat dipisahkan dari keseluruhan. Misalnya, mesin pertukangan kayu mencakup banyak hal bagian yang kompleks: rangka, gerakan utama, umpan, pendasaran, penyetelan, penyetelan, kontrol dan mekanisme penggerak. Pada saat yang sama, dalam sistem “bengkel pertukangan kayu” dengan sejumlah besar mesin yang berbeda, mesin yang terpisah dapat dianggap sebagai suatu elemen, yaitu suatu keseluruhan yang tidak dapat dibagi. Dalam hal ini, dalam kaitannya dengan sistem “mesin”, disebut “bengkel pengerjaan kayu”. supersistem, dan bagian mesin yang tercantum di atas adalah subsistem. Untuk sistem apa pun, subsistem dan supersistem dapat dibedakan. Untuk sistem “mekanisme gerak utama mesin”, bagian-bagian rumah bantalan, poros, dan alat pemotong akan menjadi subsistem, dan mesin akan menjadi supersistem. Beberapa sistem menjalankan fungsi yang berlawanan dalam kaitannya dengan sistem tertentu. Mereka disebut antisistem. Misalnya kapal permukaan dan kapal selam, mesin dan rem, merupakan benda yang berfungsi secara terbalik.

Cita-cita sistem teknis.

Sistem teknis berkembang menurut hukum evolusi progresif. Artinya, dalam sistem setiap generasi, kriteria pembangunan ditingkatkan hingga mendekati ekstrem global. Setiap sistem teknis berusaha mencapai cita-citanya ketika parameter berat, volume, luas, dll. mendekati ekstrem. Sistem teknis yang ideal adalah sistem yang tampaknya tidak ada, dan fungsinya dijalankan sepenuhnya dengan sendirinya. Hukum idealitas sangat berharga karena memberikan petunjuk ke arah mana sistem teknis yang efektif harus dikembangkan. Suatu sistem dianggap ideal jika mempunyai satu atau lebih sifat-sifat berikut:

1. Dimensi sistem mendekati atau bertepatan dengan dimensi benda yang diproses atau diangkut, dan massa sistem jauh lebih kecil daripada massa benda. Misalnya, pada zaman dahulu bahan curah disimpan dan diangkut dalam bejana tanah liat, sekarang dalam tas.

2. Massa dan dimensi sistem teknis atau elemen fungsional utamanya harus mendekati nol, dan dalam kasus ekstrim sama dengan nol bila tidak ada perangkat, dan fungsi yang dibutuhkan dilakukan. Misalnya membagi kayu menjadi beberapa bagian dilakukan dengan menggunakan gergaji. Namun kini sistem laser telah muncul untuk tujuan ini. Tampaknya tidak ada alat pemotong, tetapi fungsinya dijalankan.

3. Waktu pengerjaan suatu benda cenderung atau sama dengan nol (hasil diperoleh seketika atau seketika). Cara utama untuk mewujudkan properti ini adalah dengan mengintensifkan proses, mengurangi jumlah operasi, dan menggabungkannya dalam ruang dan waktu.

4. Efisiensi sistem ideal cenderung sama, dan konsumsi energi cenderung nol.

5. Semua bagian dari sistem yang ideal melakukan pekerjaan yang berguna tanpa waktu henti sesuai kemampuan desainnya.

6. Sistem beroperasi tanpa batas waktu lama tanpa downtime atau perbaikan.

7. Sistem beroperasi tanpa campur tangan manusia.

8. Sistem yang ideal tidak menyediakan pengaruh yang merugikan pada manusia dan lingkungan