Funkcionālā struktūra. Tehnisko sistēmu apraksts

3.1. Transportlīdzekļa vispārīgā definīcija 3.2. Funkcionalitāte

3.2.1. Mērķis-funkcija_ 3.2.2. Nepieciešamības funkcija_ 3.2.3. Funkciju nesējs 3.2.4. Funkcijas definīcija 3.2.5. Funkciju hierarhija

3.3. Struktūra

3.3.1. Struktūras definīcija 3.3.2. Struktūras elements 3.3.3. Konstrukciju veidi 3.3.4. Struktūras uzbūves principi 3.3.5. Veidlapa 3.3.6. Sistēmu hierarhiskā struktūra

3.4. Organizācija_

3.4.1. Vispārējs jēdziens 3.4.2. Savienojumi 3.4.3. Kontrole 3.4.4. Faktori, kas iznīcina organizāciju 3.4.5. Eksperimentu nozīme organizācijas pilnveidošanas procesā

3.5. Sistēmiskais efekts (kvalitāte)

3.5.1. Rekvizīti sistēmā 3.5.2. Sistēmas īpašību veidošanās mehānisms

3.1. Transportlīdzekļa vispārīgā definīcija

Sistēmiskās pieejas nozīme, pētot attīstības procesus tehnoloģijā, ir uzskatīt jebkuru tehnisko objektu par savstarpēji saistītu elementu sistēmu, kas veido vienotu veselumu. Attīstības līnija ir vairāku mezglu punktu kombinācija - tehniskās sistēmas, kas krasi atšķiras viena no otras (ja tās salīdzina tikai savā starpā); Starp mezglpunktiem ir daudz starpposma tehnisko risinājumu - tehniskās sistēmas ar nelielām izmaiņām salīdzinājumā ar iepriekšējo izstrādes soli. Šķiet, ka sistēmas “plūst” viena otrā, lēnām attīstoties, virzoties arvien tālāk no sākotnējās sistēmas, dažkārt transformējoties līdz nepazīšanai. Mazas izmaiņas uzkrājas un kļūst par cēloni lielām kvalitatīvām pārvērtībām. Lai saprastu šos modeļus, ir jānosaka, kas ir tehniskā sistēma, no kādiem elementiem tā sastāv, kā rodas un funkcionē savienojumi starp daļām, kādas ir ārējo un iekšējo faktoru darbības sekas utt. Neskatoties uz milzīgo daudzveidību, tehniskajām sistēmām ir vairākas kopīgas īpašības, raksturlielumi un strukturālās iezīmes, kas ļauj tos uzskatīt par vienu objektu grupu.

Kādas ir tehnisko sistēmu galvenās iezīmes? Tie ietver:

sistēmas sastāv no daļām, elementi, tas ir, tiem ir struktūra,

sistēmas tiek radītas noteiktiem mērķiem, tas ir, viņi veic noderīgas funkcijas;

sistēmas elementiem (detaļām) ir savienojumi savā starpā, savienoti noteiktā veidā, organizēti telpā un laikā;

katrai sistēmai kopumā ir kāda īpaša kvalitāte, kas nav vienāds ar to veidojošo elementu īpašību vienkāršo summu, pretējā gadījumā nav jēgas izveidot sistēmu (cietu, funkcionējošu, organizētu).

Noskaidrosim šo vienkāršs piemērs. Pieņemsim, ka jums ir jāizveido noziedznieka skice. Lieciniekam tiek dots skaidrs mērķis: izveidot sistēmu (fotoportretu) no atsevišķām daļām (elementiem), sistēmai ir paredzēts veikt ļoti noderīgu funkciju. Dabiski, ka topošās sistēmas daļas nav nejauši savienotas, tām vienai otru ir jāpapildina. Tāpēc notiek ilgstošs elementu atlases process tā, lai katrs sistēmā iekļautais elements papildinātu iepriekšējo, un kopā tie palielinātu sistēmas lietderīgo funkciju, tas ir, palielinātu portreta līdzību ar attēlu. oriģināls. Un pēkšņi kādā brīdī notiek brīnums – kvalitatīvs lēciens! - identitātes sakritība ar noziedznieka izskatu. Šeit elementi ir sakārtoti telpā stingri noteiktā veidā (to nav iespējams pārkārtot), ir savstarpēji saistīti un kopā dod jaunu kvalitāti. Pat tad, ja liecinieks absolūti precīzi identificē acis, degunu utt. ar fotomodeļiem, tad šī “sejas gabalu” summa (katrs ir pareizs!) neko nedod - tā būs vienkārša elementu īpašību summa. Tikai funkcionāli precīzi savienoti elementi nodrošina sistēmas galveno kvalitāti (un attaisno tās esamību). Tādā pašā veidā burtu kopa (piemēram, A, L, K, E), kombinējot tikai noteiktā veidā, dod jaunu kvalitāti (piemēram, FIR-koks).

TEHNISKĀ SISTĒMA ir sakārtoti mijiedarbojošu elementu kopums, kam ir īpašības, kuras nav reducējamas uz atsevišķu elementu īpašībām un kas paredzētas noteiktu noderīgu funkciju veikšanai.

Tādējādi tehniskajai sistēmai ir 4 galvenās (pamatās) īpašības:

funkcionalitāte,

integritāte (struktūra),

organizācija,

sistēmas kvalitāte.

Tas, ka nav vismaz vienas pazīmes, neļauj objektu uzskatīt par tehnisko sistēmu. Paskaidrosim šīs pazīmes sīkāk.

Tehniskā sistēma (TS) ir savstarpēji savienotu elementu veidota struktūra, kas paredzēta noteiktu noderīgu funkciju veikšanai. Funkcija ir transportlīdzekļa spēja noteiktos apstākļos izpaust savu īpašumu (kvalitāti, lietderību) un pārveidot darba objektu (produktu) vajadzīgajā formā vai izmērā.Mērķa parādīšanās ir nepieciešamības apzināšanās rezultāts. Vajadzība (problēmas paziņojums) ir tas, kas ir jāizdara (izdara), un funkcija ir transportlīdzekļa nepieciešamības īstenošana. Vajadzību rašanās, mērķu apzināšanās un funkciju formulēšana ir procesi, kas notiek cilvēkā. Bet faktiskā funkcija ir ietekme uz darba objektu (produktu) vai pakalpojumu personai. Tas ir, trūkst starpposma - darba ķermeņa. Tas ir funkcijas nesējs tīrā veidā. Darba korpuss (RO) ir vienīgais funkcionālais noderīgs cilvēkam tehniskās sistēmas daļa. Visas pārējās daļas ir palīgierīces. TS un radās pirmajos posmos kā darba orgāni (ķermeņa orgānu vietā un papildus tiem). Un tikai tad, lai palielinātu noderīgo funkciju. citas daļas, apakšsistēmas un palīgsistēmas tika “piestiprinātas” darba korpusam.

1. attēls. Pilnīga darba transportlīdzekļa shematiskā diagramma.
Punktētā līnija iezīmē minimāli efektīva transportlīdzekļa sastāvu, kas nodrošina tā dzīvotspēju.

Elementu apvienošana vienotā veselumā ir nepieciešama, lai iegūtu (veidotu, sintēzi) noderīgu funkciju, t.i. lai sasniegtu izvirzīto mērķi. Struktūras sastādīšana ir sistēmas programmēšana, transportlīdzekļa uzvedības precizēšana, lai rezultātā iegūtu noderīgu funkciju. Nepieciešamā funkcija un tās īstenošanai izvēlētais fiziskais princips nosaka struktūru. Struktūra ir elementu un savienojumu kopums starp tiem, ko nosaka vajadzīgās lietderīgās funkcijas īstenošanas fiziskais princips. Struktūra, kā likums, paliek nemainīga darbības laikā, tas ir, mainot stāvokli, uzvedību, darbības un citas darbības. Ir jānošķir divu veidu sistēmas palielinājumi, kas iegūti, apvienojot elementus struktūrā:
- sistēmiska iedarbība - nesamērīgi liels elementu īpašību pieaugums (samazinājums),
- sistēmas kvalitāte - jauna īpašuma rašanās, kas nebija nevienam no elementiem pirms to iekļaušanas sistēmā.

Katrs transportlīdzeklis var veikt vairākas funkcijas, no kurām darbojas tikai viena, kurai tā pastāv, pārējās ir palīgfunkcijas, pavadošās, veicinot galvenās funkcijas. Dažkārt ir grūti noteikt galveno lietderības funkciju (MPF). Tas ir izskaidrojams ar prasību daudzveidību, kas noteiktai sistēmai tiek izvirzītas no augšas un apakšas, kā arī blakus esošajām, ārējām un citām sistēmām. Līdz ar to šķietamā GPF definīciju bezgalība (būtisks visu īpašību un savienojumu pārklājuma trūkums). Ņemot vērā funkciju hierarhiju, šīs sistēmas GPF ir pirmās augstākā līmeņa sistēmas prasību izpilde. Visas pārējās prasības, attālinoties no hierarhiskā līmeņa, no kuras tās rodas, arvien mazāk ietekmē šo sistēmu. Šīs iepriekš minētās un apakšsistēmas prasības var izpildīt citas vielas un sistēmas, ne vienmēr šī sistēma. Tas ir, elementa GPF nosaka sistēma, kurā tas ir iekļauts.

Lai precīzāk noteiktu konkrētā transportlīdzekļa sistēmisko efektu (sistēmisko kvalitāti), varat izmantot vienkāršs triks: mums ir jāsadala sistēma tās komponentos un jāskatās, kāda kvalitāte (kāda ietekme) ir pazudusi. Piemēram, neviena no gaisa kuģa daļām nevar lidot atsevišķi, tāpat kā “nošķelta” gaisa kuģa sistēma bez spārna, spārna vai vadības nespēj pildīt savu funkciju. Tas, starp citu, ir pārliecinošs veids, kā pierādīt, ka visi pasaules objekti ir sistēmas: sadaliet ogles, cukuru, adatu - kurā sadalīšanās stadijā tie pārstāj būt paši un zaudē savas galvenās īpašības? Tās visas atšķiras viena no otras tikai dalīšanās procesa ilgumā – adata pārstāj būt par adatu, ja sadalās divās daļās, oglēs un cukurā – sadaloties atomā. Acīmredzot tā sauktais dialektiskais likums par kvantitatīvo izmaiņu pāreju uz kvalitatīvajām atspoguļo tikai vispārīgāka likuma materiālo pusi - sistēmiskā efekta (sistēmiskās kvalitātes) veidošanās likumu.

Elements - relatīvs visa daļa sistēma, kurai ir noteiktas īpašības, kas nepazūd, atdalot no sistēmas. Tomēr sistēmā elementa īpašības nav vienādas ar viena elementa īpašībām. Sistēmas elementa īpašību summa var būt lielāka vai mazāka par tā īpašību summu ārpus sistēmas. Citiem vārdiem sakot, dažas no sistēmā iekļautā elementa īpašībām tiek dzēstas vai elementam tiek pievienotas jaunas īpašības. Lielākajā daļā gadījumu daļa elementa īpašību sistēmā tiek neitralizēta, atkarībā no šīs daļas lieluma viņi runā par sistēmā iekļautā elementa individualitātes zuduma pakāpi. Elements - minimālā vienība sistēma, kas spēj veikt dažus elementāra funkcija. Visas tehniskās sistēmas sākās ar vienu elementu, kas paredzēts vienas elementāras funkcijas veikšanai. Tad, transportlīdzeklim attīstoties, elements tiek diferencēts, tas ir, elements tiek sadalīts zonās ar dažādām īpašībām. No elementa monostruktūras (akmens, nūja) sāk izcelties citi elementi. Piemēram, pārvēršot akmens kaltu par nazi, tika atdalīta darba zona un roktura zona, un pēc tam katras zonas specifisko īpašību uzlabošanai bija nepieciešams izmantot dažādus materiālus (kompozītmateriālus). Transmisija parādījās no darba korpusa un attīstījās.

Komunikācija ir attiecības starp sistēmas elementiem, tas ir reāls fizisks (materiāls vai lauka) kanāls enerģijas, matērijas vai informācijas signālu pārnešanai; Turklāt nav netveramu signālu; tā vienmēr ir enerģija vai matērija. Galvenais komunikācijas darbības nosacījums ir “potenciālā atšķirība” starp elementiem, tas ir, lauka vai vielas gradients (novirze no termodinamiskā līdzsvara - Onsagera princips). Kad ir gradients dzinējspēks izraisot enerģijas vai matērijas plūsmu. Galvenās komunikācijas īpašības: fiziskā realizācija un jauda. Fiziskā realizācija ir tāda veida viela vai lauks, ko izmanto komunikācijā. Jauda ir vielas vai enerģijas plūsmas intensitāte. Komunikācijas jaudai jābūt lielākai par ārējo sistēmas savienojumu jaudu, augstākam par ārējās vides trokšņa līmeni.

Struktūras organizācijas hierarhiskais princips ir iespējams tikai daudzlīmeņu sistēmās (šī ir liela mūsdienu tehnisko sistēmu klase) un sastāv no līmeņu mijiedarbības sakārtošanas secībā no augstāka uz zemāku. Katrs līmenis darbojas kā vadītājs attiecībā pret visiem pamatā esošajiem un kā kontrolēts, pakārtots līmenis attiecībā pret augstāko. Katrs līmenis specializējas arī noteiktas funkcijas veikšanā (GPF līmenis). Nav absolūti stingru hierarhiju; dažām sistēmām zemākos līmeņos ir mazāka vai lielāka autonomija attiecībā pret augstākajiem līmeņiem. Līmenī elementu attiecības savstarpēji papildina viena otru, tām ir raksturīgas pašorganizācijas pazīmes (tas tiek noteikts struktūras veidošanās laikā). Hierarhisku struktūru rašanās un attīstība nav nejauša, jo tas ir vienīgais veids, kā palielināt efektivitāti, uzticamību un stabilitāti vidējas un augstas sarežģītības sistēmās. IN vienkāršas sistēmas Ah hierarhija nav nepieciešama, jo mijiedarbība tiek veikta, izmantojot tiešus savienojumus starp elementiem. IN sarežģītas sistēmas nav iespējama tieša mijiedarbība starp visiem elementiem (nepieciešams pārāk daudz savienojumu), tāpēc tiešie kontakti tiek uzturēti tikai starp viena līmeņa elementiem, un savienojumi starp līmeņiem tiek krasi samazināti.

Dabā un sabiedrībā svars ir sistēmisks. Jebkura mašīna, dzīvs organisms, sabiedrība kopumā vai tās atsevišķa daļa ir uzņēmums. uzņēmums, birojs, iestāde - pārstāv dažādas sistēmas: tehniskās, bioloģiskās, sociālās, tai skaitā sociāli ekonomiskās. Ar sistēmu parasti saprot savstarpēji saistītu elementu kompleksu, kas veido noteiktu integritāti. Šis komplekss veido īpašu vienotību ar vidi un ir augstākas kārtas sistēmas elements. Jebkuras sistēmas elementi savukārt darbojas kā zemākas kārtas sistēmas. Elementi reālajās sistēmās ir faktiski objekti, daļas, elementi un komponenti.

Tehnisko, bioloģisko, sociālo, tostarp sociālekonomisko sistēmu dažādību var pasūtīt, ja tās ir klasificētas, tas ir, sadalītas un pēc tam apvienotas pēc noteiktām pazīmēm. No daudzajām klasifikācijas metodēm visizplatītākā ir attēlā parādītā klasifikācija. 1.1.

Pēc izcelsmes izšķir sistēmas: a) dabiskās (dabiskās), piemēram: zvaigžņu veidojumi, Saules sistēma, planētas, kontinenti, okeāni; b) mākslīgs, t.i., cilvēka darba radīts (uzņēmumi, firmas, pilsētas, mašīnas).

Mākslīgās sistēmas savukārt var iedalīt sistēmās pēc konkrētā satura: tehniskajā, tehnoloģiskajā, informatīvajā, sociālajā, ekonomiskajā un citās. Starp pēdējiem izceļas tādas sistēmas kā nozare, reģions, uzņēmums un darbnīca. sižets utt.

Atbilstoši eksistences objektivitātei sistēmas var būt: a) materiālas (pastāv objektīvi, t.i., neatkarīgas no cilvēka apziņas): b) ideālas (cilvēka prātā “konstruētas” hipotēžu, tēlu, ideju veidā).

Atbilstoši saiknes pakāpei ar vidi sistēmas var būt: a) atvērtas: b) relatīvi izolētas: c) slēgtas: d) izolētas.

Atkarībā no laika izšķir sistēmas: a) statistiskās, kuru parametri nav atkarīgi no laika; b) dinamisks, kura parametri ir laika funkcija.

Atbilstoši darbības nosacītībai sistēmas ir: a) deterministiskas; b) varbūtības. Pirmajās sistēmās viens un tas pats cēlonis vienmēr atbilst skaidram, stingram, nepārprotamam rezultātam. Varbūtības sistēmās viens un tas pats cēlonis vienādos apstākļos var atbilst vienam no vairākiem iespējamos rezultātus. Varbūtības sistēmas piemērs ir veikala darbinieki, kuri katru reizi ierodas darbā citā sastāvā.

Pēc vietas sistēmas hierarhijā Ir pieņemts atšķirt: a) virssistēmas; b) lielas sistēmas; c) apakšsistēmas; d) elementi.

Starp dabas radītajām sistēmām izšķir arī: a) nedzīvās; b) dzīvo, ieskaitot cilvēkus. Cilvēka radītās (antropogēnās) sistēmas var iedalīt tehniskajās. cilvēks-mašīna, sociāli ekonomiskais.

Tehniskās sistēmas ietver sistēmas, kuras ir radījis cilvēks un kuras ir apveltītas ar noteiktu funkciju vai mērķi (piemēram, ēkas, mašīnas); cilvēks-mašīna - sistēmas, kurās viens no elementiem ir cilvēks, bet mērķis ir cilvēks)” nosaka tehniskā sistēma. Persona tehniskajās sistēmās tiek saukta par operatoru, jo viņš veic darbības, kurām nepieciešama mašīnas apkope. Pilots lidmašīnā, operators pie datora pults. vadītājs automašīnā - svars ir cilvēka-mašīnas sistēmas. Par sociāli ekonomiskajām sistēmām tiek uzskatītas sistēmas, kurās cilvēks izvirza uzdevumus (izvirza mērķus) ne tikai tehniskajām sistēmām, bet arī cilvēkiem, kas šajās sistēmās iekļauti kā elementi. Ņemiet vērā, ka sociāli ekonomiskās sistēmas var saturēt gan tehniskos, gan cilvēka-mašīnas elementus.

No vadības zinātnes viedokļa sociāli ekonomiskās sistēmas (SES) ir vissarežģītākie objekti. Neskatoties uz bagātīgo praktisko pieredzi šādu sistēmu pārvaldībā, to teorētiskais aparāts ir sākuma stadijā un bieži vien ir vienkārši aizgūts no tehnisko sistēmu vadības teorijas.

Formu daudzveidība neliedz tehniskajām, bioloģiskajām un sociālekonomiskajām sistēmām būt vairākām kopīgām iezīmēm un modeļiem: tās ir dinamiskas, ko raksturo atsevišķu elementu cēloņsakarības, kontroles un kontrolētu apakšsistēmu klātbūtne un kontroles parametrs, pastiprinoša spēja (spēja būtiski mainīties mazāko ietekmju ietekmē), spēja uzglabāt, pārraidīt un pārveidot informāciju, elementu atgriezeniskā saite, kopējā sistēma vadības procesi utt.

Visām sistēmu klasēm ir raksturīgas vairākas kopīgas īpašības, starp kurām ir lietderīgi izcelt sekojošo.

Integritātes īpašums. Visas sistēmas, būdamas atsevišķs veselums, ir sadalītas elementos, kas pastāv tikai veseluma pastāvēšanas dēļ. Holistiskā sistēmā elementi funkcionē kopā, kolektīvi nodrošinot visas sistēmas funkcionēšanas procesu kopumā. Kopuma prioritāte ir galvenais sistēmu teorijas postulāts.

Nepievienojamības īpašība. Tas nozīmē sistēmas īpašību fundamentālu nereducējamību uz to veidojošo elementu īpašību summu un veseluma īpašību neatvasināmību no komponentu īpašībām. Neviendabīgu savstarpēji saistītu elementu kombinēta funkcionēšana rada kvalitatīvi jaunas veseluma funkcionālās īpašības, kurām nav analogu tā elementu īpašībās.

Sinerģijas īpašība. Tas pieņem, ka elementu darbības vienvirziena paaugstina sistēmas efektivitāti un otrādi. Citiem vārdiem sakot, jebkurai sistēmai ir elementu kopums, kurā tās potenciāls vienmēr būs ievērojami lielāks par to veidojošo elementu (cilvēki, aprīkojums, tehnoloģija, struktūra utt.) potenciālu vienkāršo summu. vai ievērojami mazāk. Sinerģijas efekts starp elementiem tiek iegūts, vienmērīgi mijiedarbojoties sistēmai ar ārējo vidi un elementiem sistēmā.

Parādīšanās īpašums. Nozīmē, ka sistēmas elementu mērķi ne vienmēr sakrīt ar sistēmas mērķiem. Piemēram, ir atšķirīga uzņēmuma inovatīvo pakalpojumu darbinieku un mārketinga speciālistu darbības orientācija.

Sistēmas un ārējās vides savstarpējās atkarības un mijiedarbības īpašība. Sistēma reaģē uz pēdējo ietekmi, attīstās šīs ietekmes ietekmē, saglabājot kvalitatīvu noteiktību un īpašības, kas nodrošina tās relatīvo stabilitāti un funkcionēšanas pielāgošanās spēju.

Funkcionēšanas un evolūcijas nepārtrauktības īpašības. Sistēma pastāv tik ilgi, kamēr darbojas visi procesi. Elementu mijiedarbība nosaka visas sistēmas funkcionēšanas raksturu un otrādi. Tajā pašā laikā sistēmai ir iespēja attīstīties (pašattīstība).

Augstāka līmeņa sistēmas interešu prioritāte pār tās elementu interesēm. Atsevišķs darbinieks sociāli ekonomiskajā sistēmā nevar izvirzīt savas intereses augstāk par šīs sistēmas interesēm.

3.1. Transportlīdzekļa vispārīgā definīcija

Sistēmiskās pieejas nozīme, pētot attīstības procesus tehnoloģijā, ir uzskatīt jebkuru tehnisko objektu par savstarpēji saistītu elementu sistēmu, kas veido vienotu veselumu. Attīstības līnija ir vairāku mezglu punktu kombinācija - tehniskās sistēmas, kas krasi atšķiras viena no otras (ja tās salīdzina tikai savā starpā); Starp mezglpunktiem ir daudz starpposma tehnisko risinājumu - tehniskās sistēmas ar nelielām izmaiņām salīdzinājumā ar iepriekšējo izstrādes soli. Šķiet, ka sistēmas “plūst” viena otrā, lēnām attīstoties, virzoties arvien tālāk no sākotnējās sistēmas, dažkārt transformējoties līdz nepazīšanai. Mazas izmaiņas uzkrājas un kļūst par cēloni lielām kvalitatīvām pārvērtībām. Lai izprastu šos modeļus, ir jānosaka, kas ir tehniskā sistēma, no kādiem elementiem tā sastāv, kā veidojas un funkcionē savienojumi starp daļām, kādas ir ārējo un iekšējie faktori utt. Neskatoties uz milzīgo daudzveidību, tehniskajām sistēmām ir vairākas kopīgas īpašības, pazīmes un struktūras īpatnības, kas ļauj tās uzskatīt par vienu objektu grupu.

Kādas ir tehnisko sistēmu galvenās iezīmes? Tie ietver:

• sistēmas sastāv no daļām, elementi, tas ir, tiem ir struktūra,
• sistēmas tiek radītas noteiktiem mērķiem, tas ir, viņi veic noderīgas funkcijas;
• sistēmas elementiem (detaļām) ir savienojumi savā starpā, savienoti noteiktā veidā, organizēti telpā un laikā;
• katrai sistēmai kopumā ir kāda īpaša kvalitāte, kas nav vienāds ar to veidojošo elementu īpašību vienkāršo summu, pretējā gadījumā nav jēgas izveidot sistēmu (cietu, funkcionējošu, organizētu).

Paskaidrosim to ar vienkāršu piemēru. Pieņemsim, ka jums ir jāizveido noziedznieka skice. Lieciniekam tiek dots skaidrs mērķis: izveidot sistēmu (fotoportretu) no atsevišķām daļām (elementiem), sistēmai ir paredzēts veikt ļoti noderīgu funkciju. Dabiski, ka topošās sistēmas daļas nav nejauši savienotas, tām vienai otru ir jāpapildina. Tāpēc notiek ilgstošs elementu atlases process tā, lai katrs sistēmā iekļautais elements papildinātu iepriekšējo, un kopā tie palielinātu sistēmas lietderīgo funkciju, tas ir, palielinātu portreta līdzību ar attēlu. oriģināls. Un pēkšņi kādā brīdī notiek brīnums – kvalitatīvs lēciens! - identitātes sakritība ar noziedznieka izskatu. Šeit elementi ir sakārtoti telpā stingri noteiktā veidā (to nav iespējams pārkārtot), ir savstarpēji saistīti un kopā dod jaunu kvalitāti. Pat tad, ja liecinieks absolūti precīzi identificē acis, degunu utt. ar fotomodeļiem, tad šī “sejas gabalu” summa (katrs ir pareizs!) neko nedod - tā būs vienkārša elementu īpašību summa. Tikai funkcionāli precīzi savienoti elementi nodrošina sistēmas galveno kvalitāti (un attaisno tās esamību). Tādā pašā veidā burtu kopa (piemēram, A, L, K, E), kombinējot tikai noteiktā veidā, dod jaunu kvalitāti (piemēram, FIR-koks).

TEHNISKĀ SISTĒMA ir sakārtoti mijiedarbojošu elementu kopums, kam ir īpašības, kuras nav reducējamas uz atsevišķu elementu īpašībām un kas paredzētas noteiktu noderīgu funkciju veikšanai.

Tādējādi tehniskajai sistēmai ir 4 galvenās (pamatās) īpašības:

• funkcionalitāte,
• integritāte (struktūra),
• organizācija,
• sistēmas kvalitāte.

Tas, ka nav vismaz vienas pazīmes, neļauj objektu uzskatīt par tehnisko sistēmu. Paskaidrosim šīs pazīmes sīkāk.

3.2. Funkcionalitāte

3.2.1. Mērķis - funkcija

Jebkura darba procesa, tostarp izgudrojuma, pamatā ir mērķa jēdziens. Nav tādas lietas kā bezmērķīgs izgudrojums. Tehniskajās sistēmās mērķi nosaka cilvēks un tās ir paredzētas noderīgas funkcijas veikšanai. Jau senās Romas inženieris Vitruvijs teica: ”Mašīna ir koka ierīce, kas sniedz lielu palīdzību smagumu celšanā.” Mērķis ir iedomāts rezultāts, uz kuru tiecas, apmierinot vajadzību. Tādējādi TS sintēze ir mērķtiecīgs process. Jebkurš pašreizējais stāvoklis nākotnē var radīt daudzas sekas, no kurām lielākā daļa ir saistīta ar entropiskiem procesiem. Cilvēks izvēlas mērķi un tādējādi dramatiski palielina viņam nepieciešamo notikumu iespējamību. Mērķtiecība ir evolūcijas ceļā iegūta (vai dota?...) prasme cīnīties ar entropiskiem procesiem.

3.2.2. Nepieciešamība - funkcija

Mērķa rašanās ir nepieciešamības apzināšanās rezultāts. Cilvēks no citām dzīvajām būtnēm atšķiras ar to, ka viņam ir raksturīgas paaugstinātas pretenzijas – daudz augstākas par dabisko orgānu iespējām. Vajadzība (problēmas paziņojums) ir tas, kas ir jāizdara (izdara), un funkcija ir transportlīdzekļa nepieciešamības īstenošana.

Vajadzību var apmierināt ar vairākām funkcijām; piemēram, nepieciešamība pēc darba produktu apmaiņas - apmaiņa natūrā, pēc ekvivalentiem, monetārā sistēma. Tāpat izvēlētā funkcija var tikt iemiesota vairākos reālos objektos; piemēram, nauda - varš, zelts, papīrs, haizivs zobi utt. Un visbeidzot, jebkuru reālu objektu var iegūt (sintezēt) vairākos veidos vai tā darbību var balstīt uz dažādiem fizikāliem principiem; piemēram, papīru par naudu var dabūt Dažādi ceļi, uzklāj zīmējumu ar krāsu, hologrammas veidā utt. Tādējādi tehniskajām sistēmām principā ir vairāki ceļi attīstību. Cilvēks joprojām kaut kādā veidā izvēlas vienu ceļu, lai apmierinātu vajadzības. Vienīgais kritērijs šeit ir minimālais MGE (svars, izmēri, enerģijas intensitāte); Citādi nav iespējams – cilvēcei vienmēr ir bijuši ierobežoti pieejamie resursi. Lai gan šis ceļš bieži ir līkumains, tajā ir daudz strupceļu zaru un pat cilpas...

3.2.3. Funkciju nesējs

Vajadzību rašanās, mērķu apzināšanās un funkciju formulēšana ir procesi, kas notiek cilvēkā. Bet faktiskā funkcija ir ietekme uz darba objektu (produktu) vai pakalpojumu personai. Tas ir, trūkst starpposma - darba ķermeņa. Tas ir funkcijas nesējs tīrā veidā. RO ir vienīgā tehniskās sistēmas daļa, kas ir funkcionāli noderīga cilvēkiem. Visas pārējās daļas ir palīgierīces. TS un radās pirmajos posmos kā darba orgāni (ķermeņa orgānu vietā un papildus tiem). Un tikai tad, lai palielinātu noderīgo funkciju. citas daļas, apakšsistēmas un palīgsistēmas tika “piestiprinātas” darba korpusam. Šo procesu var attēlot šādi:

Iedomāsimies (pagaidām spekulatīvi), ka arī tas ir iespējams apgrieztais gājiens- kā turpinājums tam.

Procesa pirmā puse ir aprīkojuma izvietošana, otrā ir sabrukums. Tas ir, cilvēkam kopumā ir vajadzīga funkcija, nevis tās nesējs...

Lai atvieglotu pāreju no funkcijas uz tās nesēju - topošā transportlīdzekļa darba korpusu -, ir nepieciešama precizitāte funkcijas aprakstā. Jo konkrētāk ir aprakstīta funkcija, jo vairāk papildu nosacījumi, jo šaurāks ir tā īstenošanas līdzekļu klāsts, jo definētāka ir TS un tās struktūra. Spēcīgs variāciju ierobežotājs ir identificētie darba ķermeņu attīstības modeļi transportlīdzeklī.

3.2.4. Funkcijas definīcija

Funkcionēšana ir sistēmas īpašību, raksturlielumu un kvalitātes izmaiņas telpā un laikā. Funkcija ir transportlīdzekļa spēja noteiktos apstākļos izpaust savu īpašību (kvalitāti, lietderību) un pārveidot darba priekšmetu (produktu) vajadzīgajā formā vai izmērā. . Lai noteiktu funkciju, ir jāatbild uz jautājumu: ko dara šis transportlīdzeklis? (esošajiem transportlīdzekļiem), vai: kas transportlīdzeklim jādara? (sintezētiem transportlīdzekļiem).

3.2.5. Funkciju hierarhija

Katrs transportlīdzeklis var veikt vairākas funkcijas, no kurām darbojas tikai viena, kurai tā pastāv, pārējās ir palīgfunkcijas, pavadošās, veicinot galvenās funkcijas. Definīcija galvenā noderīga funkcija (GPF) dažreiz tas rada grūtības. Tas ir izskaidrojams ar prasību daudzveidību, kas noteiktai sistēmai tiek izvirzītas no augšas un apakšas, kā arī blakus esošajām, ārējām un citām sistēmām. Līdz ar to šķietamā GPF definīciju bezgalība (būtisks visu īpašību un savienojumu pārklājuma trūkums).

Piemērs: ķieģeļu funkciju hierarhija.

• GPF-1 viens ķieģelis: saglabā formu, nesadalās, ir noteikts svars, struktūra, cietība. Prasība no blakus sistēmām (citi ķieģeļi un java topošajā sienā): jābūt taisnstūrveida malām, pielīp pie javas.
• GPF-2 sienas: nest sevi, būt vertikāli, nedeformēties, mainoties temperatūrai, mitrumam, slodzei, kaut ko pasargāt, no kaut kā nest slodzi. Ķieģelim jāatbilst daļai no GPF 2 prasībām.
• GPF-3 mājās: jārada noteikti nosacījumi, lai iekšējā vide, aizsardzība pret laikapstākļiem, ir noteikta izskats. Ķieģelim jāatbilst dažām no šīm prasībām.
• GPF-4 pilsētas: noteiktu arhitektonisko izskatu, klimatisko un nacionālās īpatnības utt.

Turklāt prasības pašam ķieģelim pastāvīgi pieaug: tas nedrīkst absorbēt zemes mitrumu, tam jābūt labām siltumizolācijas īpašībām, skaņu absorbējošām īpašībām, jābūt radio caurspīdīgam utt.

Tātad, Šīs sistēmas GPF ir pirmās augstākā līmeņa sistēmas prasību izpilde. Visas pārējās prasības, attālinoties hierarhijas līmenim, no kura tās rodas, arvien mazāk ietekmē šo sistēmu. Šīs iepriekš minētās un apakšsistēmas prasības var izpildīt citas vielas un sistēmas, ne vienmēr šī sistēma. Piemēram, ķieģeļa stiprības īpašību var panākt ar dažādām piedevām oriģinālajai masai, bet estētisko īpašību pie gatavās sienas līmējot dekoratīvās flīzes; ķieģeļa GPF (lai izpildītu sienas "prasības") nav nekādas nozīmes.

Tas ir, Elementa GPF nosaka sistēma, kurā tas ir iekļauts. To pašu ķieģeli var iekļaut daudzās citās sistēmās, kur tā GPF būs pilnīgi atšķirīgs (vai pat pretējs) iepriekš norādītajam.

Piemērs. Nosakiet sildītāja GPF.

• Kam paredzēts sildītājs? - silda gaisu mājā.
• Kāpēc jums ir nepieciešams sildīt gaisu? - lai tā temperatūra nenokristu zem pieļaujamās vērtības.
• Kāpēc temperatūras pazemināšanās nav vēlama? - nodrošināt komfortablus apstākļus cilvēkiem.
• Kāpēc cilvēkiem ir vajadzīgi ērti apstākļi? - lai samazinātu saslimšanas risku u.c.

Tas ir ceļš augšup pa mērķu hierarhiju — virssistēmā. Katrā stāvā izsaukto funkciju (mērķi) var veikt cits transportlīdzeklis. Sildītājs ir daļa no sistēmas “māja-gaiss-cilvēks-sildītājs” un izpilda savas “prasības”.

Varat iet uz leju pa hierarhiju:

• kas silda gaisu? - termiskais lauks;
• Ko rada termiskais lauks? - apkures spole;
• Kas iedarbojas uz spoli, radot siltumu? - elektrība;
• kas nodrošina elektrisko strāvu spolei? - vadi utt.

Tātad NS “prasība” gaisa sildītājam ir gaisa sildīšana. Ko dara sildītājs (tā darba daļa ir spirāle)? - ražo siltumu, termisko lauku. Tas ir sildītāja GPF - siltuma ražošana kā “atbilde” uz supersistēmas “prasību”. Šeit termiskais lauks ir produkts, ko “ražo” tehniskās sistēmas “sildītājs”. GPF supersistēmas - nodrošina komfortablus apstākļus cilvēkiem.

3.3. Struktūra

3.3.1. Struktūras definīcija

Elementu un īpašību kopums (integritāte) ir sistēmas neatņemama iezīme. Elementu apvienošana vienotā veselumā ir nepieciešama, lai iegūtu (veidotu, sintēzi) noderīgu funkciju, t.i. lai sasniegtu izvirzīto mērķi.

Ja sistēmas funkcijas (mērķa) definīcija zināmā mērā ir atkarīga no cilvēka, tad struktūra ir visobjektīvākā sistēmas pazīme, kas ir atkarīga tikai no transportlīdzeklī izmantoto elementu veida un materiāla sastāva, jo kā arī par vispārējiem pasaules likumiem, kas nosaka noteiktas savienojuma metodes, veidu savienojumus un elementu darbības veidus struktūrā. Šajā ziņā struktūra ir veids, kā savstarpēji savienot sistēmas elementus. Struktūras sastādīšana ir sistēmas programmēšana, transportlīdzekļa uzvedības precizēšana, lai rezultātā iegūtu noderīgu funkciju. Nepieciešamā funkcija un izvēlētais tās realizācijas fiziskais princips nepārprotami nosaka struktūru.

Struktūra ir elementu un savienojumu kopums starp tiem, ko nosaka vajadzīgās lietderīgās funkcijas īstenošanas fiziskais princips.

Struktūra paliek nemainīga darbības laikā, tas ir, mainot stāvokli, uzvedību, darbības un citas darbības.

Galvenais ir struktūra: elementi, savienojumi, nemainīgums laika gaitā.

3.3.2. Struktūras elements

Elements, sistēma - relatīvie jēdzieni, jebkura sistēma var kļūt par augstāka ranga sistēmas elementu, un jebkurš elements var tikt attēlots arī kā zemāka ranga elementu sistēma. Piemēram, skrūve (skrūve + uzgrieznis) ir motora elements, kas savukārt ir struktūrvienība(elements) automašīnas sistēmā utt. Skrūve sastāv no zonām (ģeometriskiem korpusiem), piemēram, galvas, cilindra, vītnes, slīpuma; skrūves materiāls ir tērauds (sistēma), kas sastāv no dzelzs elementiem, oglekļa, leģējošām piedevām, kas savukārt sastāv no molekulāriem veidojumiem (graudi, kristāli), un vēl zemāk - atomi, elementārdaļiņas.

Elements ir relatīvi vesela sistēmas daļa, kurai ir dažas īpašības, kas nepazūd, atdalot no sistēmas . Tomēr sistēmā elementa īpašības nav vienādas ar viena elementa īpašībām.

Sistēmas elementa īpašību summa var būt lielāka vai mazāka par tā īpašību summu ārpus sistēmas. Citiem vārdiem sakot, dažas no sistēmā iekļautā elementa īpašībām tiek dzēstas vai elementam tiek pievienotas jaunas īpašības. Lielākajā daļā gadījumu dažas elementa īpašības sistēmā tiek neitralizētas, it kā pazūdot; atkarībā no šīs daļas lieluma viņi runā par sistēmā iekļautā elementa individualitātes zaudēšanas pakāpi.
Sistēmai ir dažas tās sastāvdaļu elementu īpašības, bet ne viens elements bijusī sistēma nav visas sistēmas īpašību (sistēmas efekts, kvalitāte). Kad smiltis pārstāj būt smiltis? - tuvākajā augšējā vai apakšējā "grīdā": smiltis - putekļi - molekulas - atomi -...; smiltis - akmens - akmens...; šeit “smilšainās” īpašības daļēji saglabājas, virzoties uz augšu, un uzreiz pazūd, virzoties lejup pa “grīdām”.

Elements - sistēmas minimālā vienība, kas spēj veikt kādu elementāru funkciju. Visas tehniskās sistēmas sākās ar vienu elementu, kas paredzēts vienas elementāras funkcijas veikšanai. Palielinoties GPP, sākas dažu elementa īpašību palielināšanās (nostiprināšanās). Tad seko elementa diferenciācija, tas ir, elementa sadalīšana zonās ar dažādām īpašībām. No elementa monostruktūras (akmens, nūja) sāk izcelties citi elementi. Piemēram, pārvēršot akmens kaltu par nazi, tika atdalīta darba zona un roktura zona, un pēc tam katras zonas specifisko īpašību uzlabošanai bija nepieciešams izmantot dažādus materiālus (kompozītmateriālus). Transmisija parādījās no darba korpusa un attīstījās. Pēc tam dzinējs, vadība un enerģijas avots tiek pievienoti PO un Tr. Sistēma aug tās elementu sarežģītības dēļ, tiek pievienotas palīgapakšsistēmas... Sistēma kļūst ļoti specializēta. Bet pienāk attīstības punkts, kad sistēma sāk uzņemties blakus esošo sistēmu funkcijas, nepalielinot savu elementu skaitu. Sistēma kļūst arvien universālāka ar nemainīgu un pēc tam sarūkošu elementu skaitu.

3.3.3. Konstrukciju veidi

Izcelsim vairākas tehnoloģijām raksturīgākās struktūras:

1. Korpuskulārs.
   Sastāv no identiskiem elementiem, kas ir brīvi savienoti viens ar otru; dažu elementu izzušana gandrīz neietekmē sistēmas darbību. Piemēri: kuģu eskadra, smilšu filtrs.
2. "Ķieģelis".
   Sastāv no identiskiem elementiem, kas ir stingri savienoti viens ar otru. Piemēri: siena, arka, tilts.
3. Ķēde.
   Sastāv no tāda paša veida eņģu elementiem. Piemēri: kāpurs, vilciens.
4. Tīkls.
   Tas sastāv no dažāda veida elementiem, kas savienoti viens ar otru tieši vai tranzītā caur citiem, vai caur centrālu (mezgla) elementu (zvaigžņu struktūru). Piemēri: telefonu tīkls, televīzija, bibliotēka, apkures sistēma.
5. Pavairot savienots.
   Ietver daudzus šķērssavienojumus tīkla modelī.
6. Hierarhisks.

Tas sastāv no neviendabīgiem elementiem, no kuriem katrs ir augstāka ranga sistēmas neatņemams elements un tam ir savienojumi “horizontāli” (ar viena līmeņa elementiem) un “vertikāli” (ar dažāda līmeņa elementiem). Piemēri: darbgalds, automašīna, šautene.

Atkarībā no attīstības veida laika gaitā struktūras ir:

1. Atvēršanās. Laika gaitā, palielinoties GPF, elementu skaits palielinās.
2. Ripo. laika gaitā, palielinoties vai nemainot GPF vērtību, elementu skaits samazinās.
3. Samazināšana. kādā brīdī elementu skaits sāk samazināties, vienlaikus samazinoties GPF.
4. Pazemojoši. GPF samazināšanās līdz ar savienojumu, jaudas un efektivitātes samazināšanos.

3.3.4. Struktūras uzbūves principi

Galvenā vadlīnija sistēmas sintēzes procesā ir nākotnes sistēmas īpašību (efekta, kvalitātes) iegūšana.. Svarīgu vietu šajā procesā ieņem struktūras izvēles (celtniecības) posms.

Sistēmas “formula”: Vienai un tai pašai sistēmai var izvēlēties vairākas dažādas struktūras atkarībā no izvēlētā GPF ieviešanas fiziskā principa. Fizikālā principa izvēlei jābūt balstītai uz M, G, E (masa, izmēri, enerģijas intensitāte) samazināšanu, vienlaikus saglabājot efektivitāti.

Struktūras veidošanās ir sistēmas sintēzes pamatā.

Daži struktūras veidošanas principi:

• funkcionalitātes princips,
• cēloņsakarības princips
• detaļu pilnīguma princips,
• komplementaritātes principu.

Funkcionalitātes princips atspoguļo funkcijas prioritāti pār struktūru. Struktūru nosaka iepriekšējā izvēle: Darbības principa izvēle unikāli nosaka struktūru, tāpēc tās ir jāskata kopā. Darbības princips (struktūra) ir mērķa-funkcijas atspoguļojums. Atbilstoši izvēlētajam darbības principam jāsastāda funkcionālā diagramma (iespējams, su-lauka formā).

Funkcionālā shēma ir veidota saskaņā ar cēloņsakarības princips, jo jebkurš transportlīdzeklis ievēro šo principu. Transportlīdzekļa darbība ir darbību-notikumu ķēde.

Katram notikumam transportlīdzeklī ir viens (vai vairāki) cēloņi, un tas pats par sevi ir cēlonis turpmākiem notikumiem. Viss sākas ar iemeslu, tāpēc svarīgs punkts- cēloņa “palaišanas” (ieslēgšanās) nodrošināšana. Lai to izdarītu, ir jāievēro šādi nosacījumi:

• nodrošināt ārējiem apstākļiem kas netraucē darbības izpausmēm,
• nodrošināt iekšējos apstākļus, kādos notiek pasākums (darbība),
• sniegt no ārpuses iemeslu, grūdienu, "dzirksti", lai "uzsāktu" darbību.

Galvenais rīcības principa izvēlē ir vislabākā cēloņsakarības principa īstenošana.

Uzticams veids, kā izveidot darbību ķēdi - no gala notikuma līdz sākotnējam; gala notikums ir darbība, kas saņemta uz darba ķermeni, tas ir, transportlīdzekļa funkcijas īstenošana.

Galvenā prasība konstrukcijai ir minimāls enerģijas zudums un nepārprotama darbība (kļūdu novēršana), tas ir, laba enerģijas vadītspēja un cēloņu-seku ķēdes uzticamība.

Risinot izgudrojuma uzdevumus, pēc FP formulēšanas (fiziskā pretruna) rodas grūtības pārejā uz fizisko principu. Varbūt šeit palīdzēs cēloņsakarības princips. Fiziskais vingrinājums ir pavēle, pēdējā darbība; tai ir nepieciešams izveidot cēloņu un seku ķēdi, kas noved pie fiziskas ietekmes.

Daļu pilnīguma princips (sistēmas daļu pilnīguma likums) var ņemt par pamatu pirmajai konstrukcijai funkcionālā diagramma. Ir iespējama šāda darbību secība:

1. GPF ir formulēts.
2. Tiek noteikts darba ķermeņa fiziskais darbības princips uz izstrādājumu.
3. PO ir atlasīts vai sintezēts.
4. Darba elementam ir “piestiprināta” transmisija, dzinējs, enerģijas avots un vadības elements.
5. Funkcionālā diagramma tiek veidota pēc pirmā tuvinājuma: tiek identificēti trūkumi un iespējamās kļūmes diagrammā. Detalizētākas diagrammas tiek izstrādātas, ņemot vērā apakšsistēmu hierarhiju. Apakšsistēmas, kas slikti pilda funkcijas, tiek papildinātas ar jauniem elementiem.

Piemēram:

Tas ir parastais transportlīdzekļa izvietošanas veids, palielinot GPF, pievienojot jaunas noderīgas funkcionālās apakšsistēmas.

Zināms GPF palielinājums ir iespējams, samazinot kaitīgos savienojumus un efektus apakšsistēmās (neapgrūtinot tos).

Radikālākais veids ir TS idealizācija.

Komplementaritātes princips sastāv no īpaša elementu savienošanas veida, kad tie ir iekļauti sistēmā. Elementiem jābūt ne tikai konsekventiem pēc formas un īpašībām (lai būtu fundamentāla savstarpējas saiknes iespēja), bet arī jāpapildina viens otru, jāpastiprina, jāpievieno labvēlīgās īpašības un savstarpēji neitralizē kaitīgās. Tas ir galvenais sistēmiskā efekta (kvalitātes) rašanās mehānisms.

3.3.5. Veidlapa

Forma ir transportlīdzekļa struktūras ārējā izpausme, un struktūra ir formas iekšējais saturs. Šie divi jēdzieni ir cieši saistīti. Tehniskajā sistēmā viens no tiem var dominēt un diktēt nosacījumus otra īstenošanai (piemēram, lidmašīnas spārna forma nosaka tā uzbūvi). Struktūras konstruēšanas loģiku galvenokārt nosaka sistēmas iekšējie principi un funkcijas. Forma vairumā gadījumu ir atkarīga no supersistēmas prasībām.

Veidlapas pamatprasības:

• funkcionāls (vītnes forma utt.),
• ergonomisks (instrumenta rokturis, vadītāja sēdeklis utt.),
• tehnoloģiskā (ražošanas, apstrādes, transportēšanas vienkāršība un ērtība),
• ekspluatācijas (kalpošanas laiks, izturība, izturība, remonta vienkāršība),

estētiskā (dizains, skaistums, “patīkamība”, “siltums”...).

3.3.6. Sistēmu hierarhiskā struktūra

Organizācijas hierarhiskais princips struktūra ir iespējama tikai daudzlīmeņu sistēmās (šī ir liela mūsdienu tehnisko sistēmu klase), un tā sastāv no līmeņu mijiedarbības sakārtošanas secībā no augstāka uz zemāku. Katrs līmenis darbojas kā vadītājs attiecībā pret visiem pamatā esošajiem un kā kontrolēts, pakārtots līmenis attiecībā pret augstāko. Katrs līmenis specializējas arī noteiktas funkcijas veikšanā (GPF līmenis). Nav absolūti stingru hierarhiju; dažām sistēmām zemākos līmeņos ir mazāka vai lielāka autonomija attiecībā pret augstākajiem līmeņiem. Līmenī elementu attiecības ir līdzvērtīgas viena otrai, savstarpēji papildina viena otru, tām piemīt pašorganizācijas pazīmes (tās tiek noteiktas struktūras veidošanās laikā).

Hierarhisku struktūru rašanās un attīstība nav nejauša, jo tas ir vienīgais veids, kā palielināt efektivitāti, uzticamību un ilgtspējību. vidējas un augstas sarežģītības sistēmās.

Vienkāršās sistēmās hierarhija nav nepieciešama, jo mijiedarbība tiek veikta, izmantojot tiešus savienojumus starp elementiem. Sarežģītās sistēmās nav iespējama tieša mijiedarbība starp visiem elementiem (nepieciešams pārāk daudz savienojumu), tāpēc tiešie kontakti tiek uzturēti tikai starp viena līmeņa elementiem, un savienojumi starp līmeņiem tiek krasi samazināti.

Tipisks hierarhiskas sistēmas skats: tabulā. 1 parādīti hierarhisko līmeņu nosaukumi tehnoloģijā (Altshuller G.S. grāmatā: Daring formulas of creativity. Petrozavodsk, "Karelia", 1987, 17.-18. lpp.).

1. tabula

Līmenis (transportlīdzekļa rangs)	Sistēmas nosaukums	Piemērs	Analogs dabā
	Tehnosfēra	Tehnoloģijas + cilvēki + resursi + patēriņa sistēma	Biosfēra
		Visas iekārtas (visas nozares)
	Tehnoloģiju nozare	Transports (visi veidi)
	Asociācija	Aeroflot, autotransports, dzelzceļa transports
	Uzņēmums	Rūpnīca, metro, lidosta	Organisms
		Lokomotīve, vagoni, sliežu ceļi	Ķermeņa orgāni: sirds, plaušas utt.
		Lokomotīve, mašīna, lidmašīna
	Heterogēns mehānisms (mezglu kopums, kas ļauj pārnest enerģiju un vielu no viena veida uz otru)	Elektrostatiskais ģenerators, iekšdedzes dzinējs	DNS, RNS, AFT molekulas
	Homogēns mehānisms (mezglu kopums, kas nodrošina enerģiju un vielu, nemainot to izskatu)	Skrūvējamais domkrats, ratiņi, burāšanas aprīkojums, pulkstenis, transformators, binoklis	Hemoglobīna molekula, kas spēj transportēt skābekli
		Ass un divi riteņi (parādās jauns īpašums - rites spēja)	Sarežģītas molekulas, polimēri
	Pāris detaļas	Skrūve un uzgrieznis, ass un ritenis	Molekula, ko veido dažādi radikāļi, piemēram: C2H5-C=O | VIŅŠ
	Neviendabīga daļa (atdalot, veido atšķirīgas daļas)	Skrūve, nagla	Asimetriskā oglekļa ķēde: S-S-S-S-S-S- | AR
	Homogēna daļa (atdalot, veido identiskas daļas)	Stieps, ass, sija	Oglekļa ķēde: S-S-S-S-S-S-
	Heterogēna viela		Maisījumi, šķīdumi ( jūras ūdens, gaiss)
	Homogēna viela	Ķīmiski tīra dzelzs	Vienkārša viela (skābeklis, slāpeklis)

Hierarhisko sistēmu pamatīpašības

1. Sistēmas elementu īpašību dualitāte- elementam vienlaikus ir individuālas un sistēmiskas īpašības.
   Ieejot sistēmā, elements zaudē savu sākotnējo kvalitāti. Šķiet, ka sistēmiskā kvalitāte bloķē pašu elementu īpašību izpausmi. Bet tas nekad nenotiek pilnībā. Ķīmiskajiem savienojumiem ir sistēmiskas fizikāli ķīmiskās īpašības, bet tie arī saglabā to sastāvā esošo elementu īpašības. Uz to balstās visas savienojumu sastāva analīzes metodes (spektrālā, kodolmagnētiskā rezonanse, rentgenstaru utt.). Jo sarežģītāka ir sistēmas hierarhiskā struktūra (organizācija), jo augstākas ir tās individuālās īpašības, jo skaidrāk tās parādās virssistēmā, jo mazāk tā ir saistīta ar citiem virssistēmas elementiem (sistēmām). Zemākajos līmeņos elementi tiek vienkāršoti (sistēmām nav vajadzīgas “sarežģītas” lietas, tām ir nepieciešama vienkārša noderīga funkcija). Tā rezultātā lietas zaudē savu oriģinalitāti, specifisko individualitāti un kļūst vienaldzīgas pret savu materiālo individuālo formu.
   Individualitātes zaudēšana ir cena, ko elementi “maksā” par iegūto spēju hierarhijā paust atsevišķus sistēmisko savienojumu aspektus. (Kā sabiedrībā: cilvēks ražošanā nav subjekts, nav unikāls indivīds, nav savu apstākļu radītājs, viņš funkcija, objekts, lieta).
   Šī hierarhisko sistēmu īpašība ir iemesls izplatītam izgudrotāja psihinerces veidam: viņš redz vienu (galveno, sistēmisko) elementa īpašību un neredz daudzas no tā iepriekšējām individuālajām īpašībām.
2. Diktat augšējos līmeņus pāri zemākajiem- hierarhijas pamatkārtība (analogs sabiedrībā: pavēles vienotība, autoritāra vadība).
   Hierarhijas zemākais līmenis ir darba ķermenis vai tā darba daļa, zona, virsma (katrai apakšsistēmai ir savs darba korpuss). Tāpēc visas kontroles ietekmes (signāli) un enerģija obligāti sasniedz darba ķermeni, liekot tam darboties stingri noteiktā veidā. Šajā ziņā RO ir vispakārtotākais sistēmas elements. Atcerēsimies, ka tā loma TS sintēzē ir tieši pretēja: tā nosaka GPP īstenošanas struktūru.
   Bieži vien augšējo līmeņu diktāts sniedzas pat zem darba ķermeņa; kas ir zem RO? - produkts. Tehniskās sistēmas (“to ērtībai”) nosaka, kādiem produktiem jābūt. Tā ir tehnoloģiju "vēlme" mainīties vidi“Patbilst sev” ir nepareizi, tas raksturīgs tikai modernām, lielā mērā neveiklām un rupjām tehnoloģijām. Īpaši labi redzama tehnisko sistēmu ("pareiza", "standarta") neatbilstība (neatbilstība) ar dabas objektiem ("nepareizi"), ar cilvēku amatniecības un mākslas izstrādājumiem.
   Piemēri.
   Dzelzceļa transporta galvenā lietderīgā funkcija ir satiksmes apjoms. Tāpēc daudzās valstīs tiek veikti pētījumi par kvadrātveida tomātu (Bulgārija), arbūzu (Japāna), kartupeļu, burkānu, biešu, gurķu un ananāsu audzēšanu ("Zināšanas ir spēks", 1983, Nr. 12, 32. lpp. ). Cube dārzeņus un augļus ir vieglāk iepakot un transportēt.
   Olu "desa" tiek ražota ASV. Olas salauž, centrifugējot atdala baltumus no dzeltenuma un sasaldējot veido “desu” (dzeltenums centrā), ja nepieciešams olu kultenis, nogriež šķēli. No GPF (olu transportēšanas) palielināšanas viedokļa problēma ir atrisināta.
   A.s. 1 132 905: (BI, 1985, Nr. 1). Kartupeļu, dārzeņu un augļu sagatavošanas paņēmiens termiskai apstrādei: kartupeļus sagriež, pārvieto un no apakšas nogriež mizu; tad pagriezt par 180 grādiem, izlīdzināt un nogriezt no apakšas utt. līdz visi kartupeļi ir nomizoti.
   No franču humora (“Izgudrotājs un novators”, 1984, Nr. 8, vāka 3 lpp.): “Vēlos piedāvāt jūsu uzņēmumam savu jaunāko izgudrojumu. Tā ir skūšanās mašīna. Klients ieliek dažas monētas, pielīmē savu galvu iedur caurumā, un divi skuvekļi automātiski sāk skūt viņa skuvekli.
   – Bet katram cilvēkam ir individuāla sejas uzbūve... – Pirmo reizi – jā!
3. Augšējo stāvu nejutīgums pret izmaiņām apakšējos un otrādi, apakšējo stāvu jutīgums pret izmaiņām augšējos.
   Izmaiņas zemākas pakāpes vielu un apakšsistēmu līmeņos neietekmē augstākas pakāpes TS-NS sistēmisko īpašību (kvalitāti).
   Piemērs.
   Televīzijas princips tika iemiesots jau pirmajās mehāniskajās sistēmās. Pārejot uz lampas, tranzistoru un mikromoduļu elementiem, jaunā sistēmas īpašība (attēla pārraide no attāluma) būtiski nemainījās. GPF palielinājās, bet sistēmiskais īpašums būtiski nemainījās. Virssistēmai galvenais ir tas, ka apakšsistēmas pilda savas funkcijas, un uz kādiem materiāliem un fizikāliem principiem tas ir vienaldzīgs. Šis noteikums būtiski ietekmē izgudrojumu. Teiksim, radās problēma nodrošināt efektīvu siltuma noņemšanu no strādājoša transformatora lampu televizorā (elektroenerģijas patēriņš 400 W). Izgudrotājs var ilgi un dažādos veidos meklēt siltuma noņemšanas metodi, nākt klajā ar jaunām apakšsistēmām, palielināt transformatora uzstādīto jaudu, lai samazinātu apkures temperatūru utt. Tomēr, ja jūs uzkāpjat uz augšējo stāvu (barošanas avots), tad problēmu var atrisināt pavisam citādi (piemēram, pārslēdzot barošanas režīmu), un mainot augšējā stāvā (piemēram, nomainot lampas ķēdi). ar tranzistoru), šo problēmu var novērst pavisam - in Tas vienkārši nebūs vajadzīgs (jauda samazināsies, teiksim, līdz 100 W).
4. Noderīgu funkciju filtrēšana (izcelšana) hierarhijas līmeņos. Pareizi organizēta hierarhiska struktūra izceļ noderīgu funkciju katrā stāvā, šīs funkcijas summējas (savstarpēji pastiprina) nākamajā stāvā; kurā kaitīgās funkcijas katrā stāvā tiek apspiesti, vai vismaz tiem netiek pievienoti jauni.

Galvenais ieguldījums GPF veidojas apakšējos stāvos, sākot ar darba korpusu. Nākamajos līmeņos notiek vairāk vai mazāk nozīmīgs lietderīgās funkcijas papildinājums (stiprinājums). Palielinoties stāvu skaitam, GPF pieaugums palēninās, tāpēc sistēmas ar lielu skaitu hierarhisku līmeņu ir neefektīvas (MGE izmaksas sāk pārsniegt GPF pieaugumu). Hierarhijas augstākais līmenis parasti veic tikai koordinācijas funkcijas; šāda līmeņa nedrīkst būt vairāk par vienu.

Jo augstāks hierarhijas līmenis, jo mīkstāka ir struktūra, jo mazāk stingri savienojumi starp elementiem, un jo vieglāk tos pārkārtot un nomainīt. Zemākajos līmeņos ir stingrāka hierarhija un savienojumi; struktūru stingri nosaka prasība izpildīt GPF. Nav iespējams, piemēram, ievietot dakts siltuma caurulē ārpus korpusa, ir stingri noteikti dakts darbības parametri un tā struktūra; augšējos stāvos, kur funkcija ir siltuma pārdale, recirkulācija, regulēšana utt., iespējami radikālākie pārkārtojumi.

3.4. Organizācija

3.4.1. Vispārējs jēdziens

TRTS uzdevums ir atklāt tehnisko sistēmu sintēzes, funkcionēšanas un attīstības modeļus. Organizācija ir vissvarīgākais elements visos trīs sistēmas pastāvēšanas periodos. Organizācija rodas vienlaikus ar struktūru. Patiesībā, organizācija ir algoritms sistēmas elementu kopīgai funkcionēšanai telpā un laikā.

18. gadsimta franču biologs. Bonnets rakstīja: “Visas ķermeņa daļas ir tik tieši un daudzveidīgi saistītas viena ar otru savu funkciju jomā, ka tās nav atdalāmas viena no otras, ka viņu attiecības ir ārkārtīgi ciešas un tām bija jāparādās vienlaicīgi. paredz vēnu klātbūtni; abas funkcijas paredz nervu klātbūtni; tie savukārt paredz smadzeņu klātbūtni, bet pēdējās - sirds; katrs atsevišķs stāvoklis ir vesela apstākļu virkne" (Gnedenko B.V. etal. al. Padomam dabā M.: Znanie , 1977, 45. lpp.).

Organizācija rodas, ja starp elementiem rodas objektīvi dabiskas, konsekventas, laikā stabilas saiknes (attiecības); šajā gadījumā dažas elementa īpašības (kvalitātes) tiek izvirzītas priekšplānā (tās darbojas, tiek realizētas, nostiprinātas), bet citas ir ierobežotas, dzēstas, maskētas. Noderīgas īpašības tiek pārveidotas darba procesā funkcijās - darbībās, uzvedībā .

Galvenais organizācijas rašanās nosacījums ir tas, ka savienojumiem starp elementiem un/vai to īpašībām ir jāpārsniedz jaudas (spēka) savienojumi ar nesistēmas elementiem.

Līdz ar organizācijas parādīšanos entropija topošajā sistēmā samazinās, salīdzinot ar ārējo vidi. Transportlīdzekļa ārējā vide visbiežāk ir citas tehniskās sistēmas. Tātad entropija ir organizācija, kas konkrētai GPF (vajadzībai) (“svešā” organizācija) ir nevajadzīga.

Organizācijas pakāpe atspoguļo sistēmas uzvedības paredzamības pakāpi GPF ieviešanas laikā. Absolūta paredzamība nav iespējama vai iespējama tikai nestrādājošām (“mirušajām”) sistēmām. Pilnīga neprognozējamība – kad nav sistēmas, ir neorganizētība. Organizācijas sarežģītību raksturo elementu skaits un daudzveidība, savienojumu skaits un daudzveidība, kā arī hierarhijas līmeņu skaits.

Organizācijas sarežģītība palielinās līdz ar transportlīdzekļa izvietošanu un samazinās līdz ar sabrukumu; organizācija it kā tiek “iedzīta” būtībā. Izvietojot uz noderīgām funkcionālām apakšsistēmām, tiek izstrādāti organizācijas principi (mijiedarbības nosacījumi, savienojumi un funkcijas), pēc tam organizācija pāriet uz mikrolīmeni (apakšsistēmas funkciju veic viela).

3.4.2. Savienojumi

Komunikācija ir attiecības starp sistēmas elementiem.

Komunikācija ir reāls fizisks (materiāls vai lauka) kanāls E (enerģijas), B (matērijas), I (informācijas) nodošanai; Turklāt nav nemateriālas informācijas, tā vienmēr ir E vai V.

Galvenais komunikācijas darbības nosacījums ir “potenciālā atšķirība” starp elementiem, tas ir, lauka vai vielas gradients (novirze no termodinamiskā līdzsvara - Onsagera princips). Ar gradientu rodas dzinējspēks, kas izraisa E vai B plūsmu:

• temperatūras gradients - siltuma plūsma (siltuma vadītspēja),
• koncentrācijas gradients - vielas plūsma (difūzija),
• ātruma gradients - impulsa plūsma,
• gradients elektriskais lauks- elektrība,

kā arī spiediena gradienti, magnētiskais lauks, blīvums utt.

Bieži izgudrojuma problēmās ir nepieciešams organizēt plūsmu ar “ne-es” lauka gradientu. Piemēram, vielas (nitinola dobu lodīšu) plūsma ar temperatūras gradientu - temperatūras izlīdzināšanas uzdevumā baseina dziļumā. Galvenās komunikācijas īpašības: fiziskais saturs un jauda. Fiziskais saturs ir saziņā izmantotās vielas vai lauka veids. Jauda - B vai E plūsmas intensitāte. Sakaru jaudai jābūt lielākai par ārpussistēmas savienojumu jaudu, virs sliekšņa - ārējās vides trokšņu līmenim.

Savienojumi sistēmā var būt:

• funkcionāli nepieciešams - veikt GPF,
• palīgierīce - palielinot uzticamību,
• kaitīgs, nevajadzīgs, lieks.

Atkarībā no savienojuma veida ir: lineāra, gredzena, zvaigzne, tranzīta, sazarota un jaukta.

Galvenie savienojumu veidi tehniskajās sistēmās:

	1. Elementāri
	A) vienpusējs(pusvadītājs),
	b) atstarojošs(kas rodas reibumā ārējs cēlonis),
	V) selektīvs(nevajadzīgo plūsmu izsijāšana),
	G) atpaliek(ar laika nobīdi),
	d) pozitīvs(palielinot jaudu, palielinoties "potenciālajai atšķirībai"),
	e) negatīvs(samazinās jauda, ​​palielinoties “potenciālajai starpībai”),
	un) neitrāla(vienaldzīgs pret virzienu),
	h) nulle,
	Un) prognozēts(vēlams).
	2. Kombinēts.
	l) divpusējs(pilnībā vadošs)
	m) pretsaziņa(proporcionāli atkarīgs no to elementu stāvokļa, starp kuriem ir izveidots savienojums; piemēram, magnēta stabi vai strāvas avota potenciāli),
	m) pozitīvi apgriezti savienojums. (palielinoties viena savienojuma jaudai, palielinās otra jauda), funkciju savstarpējās stimulēšanas mehānisms noved pie procesu palielināšanās;
	O) negatīvs inverss savienojums. (viena savienojuma jaudai pieaugot, otra jauda samazinās), stabilizējošais mehānisms noved pie stabila līdzsvara vai svārstībām ap līdzsvara punktu,
	P) dubultā negatīvā inversā komunikācija jeb savstarpējās apspiešanas veida atgriezeniskā saite (samazinoties viena savienojuma spēkam, samazinās arī otra spēks) noved pie nestabila līdzsvara, kas beidzas ar vienas puses nostiprināšanos un otras apspiešanu.

Izmantojot kombinētos savienojumus, sistēma iegūst jaunas īpašības. Apsveriet, piemēram, divu elementu sistēmu ar negatīvām atsauksmēm:

Palielinoties potenciālam A, palielinās pozitīvā savienojuma 1 jauda, ​​kas noved pie potenciāla B pieauguma. negatīvs savienojums 2 nomāc potenciālu A. Sistēma ātri sasniedz stabila līdzsvara stāvokli. Kad savienojums 1 tiek pārtraukts, potenciāls A palielinās bez slāpēšanas no B. Kad savienojums 2 tiek pārtraukts, palielinās potenciāls A un tajā pašā laikā palielinās potenciāls B (pozitīvs savienojums).

Trīs elementu sistēmā parādās vēl spēcīgāka kvalitāte.

Palielinoties potenciālam A, B palielinās, bet saite 4 nomāc A; pa savienojumu 2 B palielinās, bet caur savienojumu 5 B samazinās, un caur savienojumu 6 B samazinās utt. Tas ir, jebkura elementa izņemšana no līdzsvara stāvokļa tiek ātri savstarpēji apspiesta.

Ja kāds savienojums tiek pārtraukts, savstarpēja apspiešana ātri notiek arī citos savienojumos. Tas pats notiek, ja tiek pārtraukti divi savienojumi.

Sistēmā tiek izveidots stabils līdzsvars, kurā elementa stāvokli var tikai nedaudz novirzīt no līdzsvara.

Šeit ir piemērs ar tādu pašu kombinēto attiecību (negatīvu). Citi, vēl neparastāki efekti rodas sistēmās ar neviendabīgiem savienojumiem, ar lielu elementu skaitu, ar šķērssavienojumu parādīšanos (sākot no diagonāles kvadrātā). Ir nepieciešama attīstība, lai "uzspiestu" šāda veida savienojumus venoanalīzē.

Sistēmas organizācijas pakāpes pieaugums tieši ir atkarīgs no savienojumu skaita starp elementiem. Sakaru attīstība ir su-lauku atvēršana (su-lauka pakāpes paaugstināšana). Kā palielināt savienojumu skaitu apakšlaukā? Divi veidi:

1. sistēmas elementu iekļaušana saistībā ar supersistēmām,
2. iesaistot vairāk zems līmenis apakšsistēmas vai vielas organizācija.

Palielinoties savienojumu skaitam uz vienu elementu, palielinās elementu noderīgo īpašību skaits.

3.4.3. Kontrole

Viens no svarīgas īpašības organizācija - spēja pārvaldīt, tas ir, mainīt vai uzturēt elementu stāvokli sistēmas darbības laikā. Kontrole notiek, izmantojot īpašus savienojumus, un tā ir komandu secība laikā. Kontrole pēc vērtības novirzes ir visizplatītākā un uzticamākā metode.

3.4.4. Faktori, kas iznīcina organizāciju.

Šie faktori ietver trīs kaitīgo seku grupas:

• ārējā (virssistēma, daba, cilvēks),
• iekšēja (piespiedu vai nejauša kaitīgo īpašību savstarpēja pastiprināšanās),
• entropisks (elementu pašiznīcināšanās ierobežotā dzīves ilguma dēļ).

Ārējie faktori iznīcina savienojumus, ja to jauda pārsniedz iekšējo sistēmas savienojumu jaudu.

Sistēmā sākotnēji ir iekšējie faktori, taču laika gaitā struktūras traucējumu dēļ to skaits palielinās.

Entropijas faktoru piemēri: detaļu nodilums (vielas daļas izņemšana no sistēmas), savienojumu deģenerācija (atsperu nogurums, rūsa).

3.4.5. Eksperimentu nozīme organizācijas pilnveidošanas procesā

Eksperiments ir zinātniski veikts eksperiments ar mērķi noteikt “sāpīgo” vietu transportlīdzeklī, mēģinot palielināt GPF. Eksperimenta jēga: aktīva iejaukšanās transportlīdzekļa darbībā, īpašu apstākļu, vides (vides faktoru izmaiņas) radīšana un uzvedības (rezultāta) novērošana, izmantojot īpašas metodes un līdzekļi.

Visproduktīvākais pilna mēroga eksperiments ir piemērots lielākajai daļai transportlīdzekļu (izņemot lielas un bīstamas atomelektrostacijas utt.).

Modeļa eksperiments ir pieņemams un uzticams tikai vienkāršām sistēmām ar labi paredzētu uzvedību.

Tikai pilna mēroga eksperiments var radīt vissvarīgāko blakusproduktu - negaidītus rezultātus, kas bieži sniedz jaunas zināšanas.

Piemēram, viena bezpilota satelīta testa lidojuma laikā, pārbaudot palīgdzinējus bremzēšanai, satelīts negaidīti pārgāja uz citu orbītu un vairs netika atgriezts uz Zemes. "Atceros, ka speciālisti bija ļoti sarūgtināti. Un S. P. Koroļovs tad ieraudzīja neplānotā kuģa pārejā no vienas orbītas uz otru pirmo manevrēšanas pieredzi kosmosā.
"Un, lai dotos uz Zemi," galvenais dizaineris sacīja saviem palīgiem, "mums būs kuģi, kad tas būs vajadzīgs un kur tas būs nepieciešams." Cik mīļi viņi būs! Nākamreiz noteikti stādīsim.
Kopš tā laika "kā mazie" uz Zemes ir atgriezušies daudzi dažādu zinātnisku un ekonomisku mērķu kosmosa kuģi” (Pokrovsky B. Towards the Dawn. Pravda, 1980, 12. jūnijs).

3.5. Sistēmiskais efekts (kvalitāte)

3.5.1. Rekvizīti sistēmā

Visiem sistēmas elementiem un pašai sistēmai kopumā ir vairākas īpašības:

1. Strukturāls-materiāls: vielas īpašības, ko nosaka tās sastāvs, komponentu veids, fizikālās īpašības (ūdens, gaiss, tērauds, betons).
2. Strukturālais lauks: piemēram, svars ir jebkura elementa neatņemama īpašība, magnētiskās īpašības, krāsa.
3. Funkcionāls: specializētas īpašības, kuras var iegūt no dažādām matērijas un lauka kombinācijām, ja vien tām ir nepieciešamā funkcija; piemēram, siltumizolācijas paklājiņi.
4. Sistēma: kumulatīvās (integrālās) īpašības; atšķirībā no īpašībām 1-3, tie nav vienādi ar sistēmā iekļauto elementu īpašībām; šīs īpašības “pēkšņi” rodas sistēmas veidošanās laikā; šāds negaidīts pieaugums ir galvenais ieguvums jauna transportlīdzekļa sintēzē.

Pareizāk ir atšķirt divu veidu sistēmas palielinājumus:

• sistēmas efekts- nesamērīgi liels elementu īpašību pieaugums (samazinājums),
• sistēmas kvalitāte- jauna īpašuma rašanās (superīpašums - esošo īpašību vektors), kura nevienam no elementiem nebija pirms to iekļaušanas sistēmā.

Šo iezīmi objektīvās realitātes attīstībā pamanīja senie domātāji. Piemēram, Aristotelis apgalvoja, ka veselums vienmēr ir lielāks par tā daļu summu. Bogdanovs A.A. formulēja šo tēzi sistēmām: sistēma atklāj zināmu īpašību pieaugumu, salīdzinot ar sākotnējām, dod zināmu superkvalitāti (1912).

Lai precīzāk noteiktu konkrētā transportlīdzekļa sistēmisko efektu (kvalitāti), varat izmantot vienkāršu paņēmienu: jums ir jāsadala sistēma tās komponentos un jāskatās, kāda kvalitāte (kāds efekts) ir pazudis. Piemēram, neviena no gaisa kuģa daļām nevar lidot atsevišķi, tāpat kā “nošķelta” gaisa kuģa sistēma bez spārna, spārna vai vadības nespēj pildīt savu funkciju. Tas, starp citu, ir pārliecinošs veids, kā pierādīt, ka visi pasaules objekti ir sistēmas: sadaliet ogles, cukuru, adatu - kurā sadalīšanās stadijā tie pārstāj būt paši un zaudē savas galvenās īpašības? Tās visas atšķiras viena no otras tikai dalīšanās procesa ilgumā – adata pārstāj būt par adatu, ja sadalās divās daļās, oglēs un cukurā – sadaloties atomā. Acīmredzot tā sauktais dialektiskais likums par kvantitatīvo izmaiņu pāreju uz kvalitatīvām atspoguļo tikai vispārīgāka likuma materiālo pusi - Sistēmas efekta (kvalitātes) veidošanās likums.

Sistēmiskā efekta rašanās piemērs.

Hidrolīzes iekārtu notekūdeņu pēcattīrīšanai tika pārbaudītas divas metodes - ozonēšana un adsorbcija; Neviena no metodēm nedeva vēlamo rezultātu. Kombinētā metode deva pārsteidzošu efektu. Nepieciešamie rādītāji tika sasniegti, samazinot ozona un aktīvās ogles patēriņu 2-5 reizes, salīdzinot ar sorbciju atsevišķi vai tikai ozonēšanu (E.I. VNIIIS Gosstroy USSR, 8. sērija, 1987, 8. izdevums, 11.-15. lpp.).

Fizikā ( fiziski efekti un parādības) satur daudzus sistēmas īpašību parādīšanās piemērus. Piemēram, elektromagnētiskajam laukam piemīt īpašība izplatīties telpā neierobežotā attālumā un pašsaglabāšanās īpašība – elektriskajam un magnētiskajam laukam šīs īpašības nav atsevišķi.

Stingri sakot, visas dabaszinātnes nodarbojas tikai ar sistēmisko likumu izpēti par daļu savienošanu veselumā un šī veseluma pastāvēšanas un attīstības likumus. Ir uzkrātas milzīgas zināšanas, kas atklāj konkrētus superīpašību (sistēmas efektu) parādīšanās mehānismus dzīvajā un nedzīvajā dabā - ķīmijā, fizikā, bioloģijā, ģeoloģijā, astronomijā u.c. Bet joprojām nav vispārinājumu - sistēmas mēroga likumi.

3.5.2. Sistēmas īpašību veidošanās mehānisms

Šeit ir vienkāršs sistēmas rekvizīta izskata "mehānisks" piemērs: pieņemsim, ka jums ātri jāšķērso apgabals, kas piepildīts ar cilvēku pūli; Ir skaidrs, ka jūs tērēsit daudz enerģijas un laika, lai pārvarētu “berzi ar pūli”. Tagad iedomājieties, ka pūlis pēc komandas ir izveidojis kaut kādu sakārtotu struktūru (piemēram, sarindots rindās), tad pretestība starp rindām skrienošajam cilvēkam praktiski izzudīs.

A. Bogdanovs pamato šādi: "Tipiskākais piemērs ir viļņu interference: ja viļņi sakrīt, tad abas vibrācijas dod četrkāršu spēku, ja nesakrīt, tad gaisma + gaisma dod siltumu. Vidējais gadījums: pieaugums viens vilnis uz pusi sakritīs ar kāpumu un pusi ar samazināšanos - rezultātā vienkārša saskaitīšana, terminu summa: gaismas intensitāte ir dubultā Sistēmas īpašību summas palielināšanās vai samazināšanās ir atkarīga no metodes kombinācijas (savienojuma, savienojuma)" (Vispārējā organizācijas zinātne. (Tektoloģija), 2. sēj. Diverģences un dezorganizācijas mehānisms. Partnerība "Rakstnieku grāmatu izdošana Maskavā", M., Ya.G. Sazonov tipogrāfija, 1917 , 11. lpp.).

Cits piemērs: skaņas ātrums šķidrumā, piemēram, ūdenī, ir aptuveni 1500 m/sek, gāzē (gaisā) 340 m/sek; un gāzes-ūdens maisījumā (5% tilpuma gāzes burbuļi) ātrums samazinās līdz 30-100 m/sek.

Jebkuram elementam ir daudz īpašību. Dažas no šīm īpašībām tiek nomāktas savienojumu veidošanās laikā, citas, gluži pretēji, iegūst skaidru izteiksmi; vai: dažas īpašības summējas, citas tiek neitralizētas. Ir trīs iespējami sistēmiskas ietekmes (kvalitātes) gadījumi:

• pozitīvās īpašības summējas un savstarpēji pastiprina viena otru, negatīvās īpašības paliek nemainīgas (ķēde, atspere);
• pozitīvās īpašības summējas, un negatīvās tiek savstarpēji iznīcinātas (divi karavīri, atspiežot muguru, veido apļveida aizsardzību, ir zudušas kaitīgās “muguras” īpašības);

Apgrieztās negatīvās īpašības (kaitējums pārvērsts ieguvumā) tiek pieskaitītas pozitīvo īpašību summai.

Tehniskais objekts ir patiesi eksistējoša ierīce, metode vai materiāls, ko radījis cilvēks un kas paredzēts noteiktu vajadzību apmierināšanai.

Visi tehniskie objekti sastāv no elementiem, kas ir veseluma nedalāmas daļas. Ja viena tehniskā objekta elementa funkcionēšana ietekmē cita elementa darbību, tad šādus tehniskos objektus (atšķirībā no vienībām) parasti sauc par tehniskajām sistēmām (TS).

Tehniskā sistēma ir tehniska objekta savstarpēji saistītu elementu kopums, kas apvienots, lai veiktu noteiktu funkciju, vienlaikus kam piemīt īpašības, kuras nevar reducēt uz atsevišķu elementu īpašību summu.

Tehnisko sistēmu veidi.

Elementi, kas veido tehnisko sistēmu, ir tikai relatīvi nedalāmas kopuma daļas. Piemēram, kokapstrādes mašīna ietver daudzas sarežģītas daļas Kabīne: rāmis, galvenā kustība, padeve, pamatne, regulēšana, regulēšana, vadības un piedziņas mehānismi. Tajā pašā laikā “kokapstrādes ceha” sistēmā ar lielu skaitu dažādu mašīnu atsevišķu iekārtu var uzskatīt par elementu, tas ir, par nedalāmu veselumu. Šajā sakarā saistībā ar “mašīnu” sistēmu sauc par “kokapstrādes cehu”. virssistēma, un iepriekš uzskaitītās iekārtas daļas ir apakšsistēmām. Jebkurai sistēmai var atšķirt apakšsistēmu un virssistēmu. Sistēmai “mašīnas galvenās kustības mehānisms” gultņa korpusa, vārpstas un griezējinstrumenta daļas būs apakšsistēmas, un mašīna būs virssistēma. Dažas sistēmas veic pretējas funkcijas attiecībā uz konkrēto sistēmu. Tos sauc par antisistēmām. Piemēram, virszemes kuģis un zemūdene, dzinējs un bremzes ir objekti, kas darbojas atpakaļgaitā.

Tehnisko sistēmu ideāls.

Tehniskās sistēmas attīstās saskaņā ar progresīvās evolūcijas likumu. Tas nozīmē, ka katras paaudzes sistēmā attīstības kritēriji tiek pilnveidoti, līdz tie tuvojas globālajam galējībai. Katra tehniskā sistēma tiecas pēc sava ideāla, ja tās parametri ir svars, tilpums, platība utt. tuvojas galējībām. Ideāla tehniskā sistēma ir tāda, kuras it kā neeksistē, un tās funkcijas pilnībā pilda pašas. Idealitātes likums ir vērtīgs, jo tas norāda, kādā virzienā jāattīstās efektīvai tehniskai sistēmai. Sistēma tiek uzskatīta par ideālu, ja tai ir viena vai vairākas no šīm īpašībām:

1. Sistēmas izmēri tuvojas apstrādājamā vai transportējamā objekta izmēriem vai sakrīt ar tiem, un sistēmas masa ir daudz mazāka par objekta masu. Piemēram, senatnē beramos materiālus uzglabāja un transportēja māla traukos, tagad maisos.

2. Tehniskās sistēmas vai tās galveno funkcionālo elementu masai un izmēriem jātuvojas nullei, un galējā gadījumā tie ir vienādi ar nulli, ja ierīces nav, un nepieciešamo funkciju veikta. Piemēram, koksnes sadalīšana daļās tiek veikta ar zāģi. Bet tagad šiem nolūkiem ir parādījušās lāzersistēmas. Šķiet, ka nav griezējinstrumenta, bet tā funkcijas tiek veiktas.

3. Objekta apstrādes laiks tiecas uz nulli vai vienāds ar nulli (rezultāts tiek iegūts uzreiz vai momentāni). Galvenais veids, kā realizēt šo īpašību, ir procesu intensificēšana, operāciju skaita samazināšana un to apvienošana telpā un laikā.

4. Ideālas sistēmas efektivitātei ir tendence uz vienotību, un enerģijas patēriņam ir tendence uz nulli.

5. Visas ideālās sistēmas daļas veic noderīgu darbu bez dīkstāves, pilnībā izmantojot savas konstrukcijas iespējas.

6. Sistēma darbojas bezgalīgi ilgu laiku bez dīkstāves vai remonta.

7. Sistēma darbojas bez cilvēka iejaukšanās.

8. Ideāla sistēma nenodrošina kaitīga ietekme uz cilvēkiem un vidi