Fonksiyonel yapı. Teknik sistemlerin tanımı

3.1. Aracın genel tanımı 3.2. İşlevsellik

3.2.1. Amaç-işlev_ 3.2.2. İhtiyaç fonksiyonu_ 3.2.3. Fonksiyon taşıyıcısı 3.2.4. Fonksiyon Tanımı 3.2.5. İşlev hiyerarşisi

3.3. Yapı

3.3.1. yapının tanımı 3.3.2. Yapı elemanı 3.3.3. Yapı türleri 3.3.4. Yapı inşaatının ilkeleri 3.3.5. Biçim 3.3.6. Sistemlerin hiyerarşik yapısı

3.4. Kuruluş_

3.4.1. Genel kavram 3.4.2. Bağlantılar 3.4.3. Kontrol 3.4.4. Bir organizasyonu yok eden faktörler 3.4.5. Bir organizasyonu iyileştirme sürecinde denemenin önemi

3.5. Sistemik etki (kalite)

3.5.1. Sistemdeki özellikler 3.5.2. Sistem özelliklerinin oluşum mekanizması

3.1. Aracın genel tanımı

Teknolojideki geliştirme süreçlerini incelerken sistem yaklaşımının anlamı, herhangi bir teknik nesneyi tek bir bütün oluşturan birbirine bağlı öğelerden oluşan bir sistem olarak düşünmektir. Geliştirme çizgisi, birkaç düğüm noktasının birleşimidir - birbirinden keskin biçimde farklı olan teknik sistemler (yalnızca birbirleriyle karşılaştırıldığında); Düğüm noktaları arasında birçok ara teknik çözüm vardır; önceki geliştirme adımına kıyasla küçük değişiklikler içeren teknik sistemler. Sistemler birbirine "akışıyor" gibi görünüyor, yavaş yavaş gelişiyor, orijinal sistemden giderek uzaklaşıyor, bazen tanınamayacak kadar dönüşüyor. Küçük değişiklikler birikir ve büyük niteliksel dönüşümlerin nedeni haline gelir. Bu kalıpları anlamak için teknik sistemin ne olduğunu, hangi unsurlardan oluştuğunu, parçalar arasındaki bağlantıların nasıl ortaya çıktığını ve çalıştığını, dış ve iç faktörlerin eyleminin sonuçlarının neler olduğunu vb. belirlemek gerekir. Muazzam çeşitliliğe rağmen, teknik sistemlerin bir takım ortak özellikleri, karakteristikleri ve özellikleri vardır. yapısal özellikler bu da onları tek bir nesne grubu olarak görmemizi sağlar.

Teknik sistemlerin temel özellikleri nelerdir? Bunlar aşağıdakileri içerir:

Sistemler parçalardan oluşur, elementler yani bir yapıya sahipler,

Sistemler belirli amaçlar için yaratılmıştır yani yararlı işlevler yerine getirirler;

sistemin elemanlarının (bölümlerinin) birbirleriyle bağlantıları vardır belirli bir şekilde bağlantılı, uzay ve zamanda organize edilmiş;

bir bütün olarak her sistemin bazı özel kalitesi vardır, kendisini oluşturan unsurların özelliklerinin basit toplamına eşit değildir, aksi takdirde bir sistem (sağlam, işleyen, organize) yaratmanın bir anlamı yoktur.

Bunu açıklığa kavuşturalım basit örnek. Diyelim ki bir suçlunun taslağını oluşturmanız gerekiyor. Tanığa net bir hedef verilir: Bireysel parçalardan (öğelerden) bir sistem (fotoğraf portresi) oluşturmak için sistemin çok faydalı bir işlevi yerine getirmesi amaçlanır. Doğal olarak geleceğin sisteminin parçaları gelişigüzel birbirine bağlı değil, birbirini tamamlaması gerekiyor. Bu nedenle, sisteme dahil olan her bir öğe bir öncekini tamamlayacak ve birlikte sistemin kullanışlı işlevini artıracak, yani portrenin portreye benzerliğini artıracak şekilde öğelerin seçilmesi konusunda uzun bir süreç vardır. orijinal. Ve bir noktada aniden bir mucize olur - niteliksel bir sıçrama! - suçlunun ortaya çıkışıyla özdeşliğin tesadüfü. Burada öğeler uzayda kesin olarak tanımlanmış bir şekilde düzenlenir (onları yeniden düzenlemek imkansızdır), birbirine bağlanır ve birlikte yeni bir kalite verir. Tanık gözleri, burnu vb. ayrı ayrı kesinlikle doğru bir şekilde tanımlasa bile. fotoğraf modellerinde, o zaman bu "yüz parçalarının" toplamı (her biri doğrudur!) hiçbir şey vermez - bu, elemanların özelliklerinin basit bir toplamı olacaktır. Yalnızca işlevsel olarak tam olarak bağlanan öğeler sistemin ana kalitesini sağlar (ve varlığını haklı çıkarır). Aynı şekilde, bir dizi harf (örneğin A, L, K, E) yalnızca belirli bir şekilde birleştirildiğinde yeni bir nitelik verir (örneğin FIR ağacı).

TEKNİK SİSTEM, tek tek öğelerin özelliklerine indirgenemeyen özelliklere sahip olan ve belirli yararlı işlevleri yerine getirmek üzere tasarlanmış, düzenli olarak etkileşimde bulunan bir dizi öğedir.

Dolayısıyla teknik sistemin 4 ana (temel) özelliği vardır:

işlevsellik,

bütünlük (yapı),

organizasyon,

sistem kalitesi.

En az bir özelliğin bulunmaması, nesnenin teknik bir sistem olarak değerlendirilmesine izin vermez. Bu işaretleri daha ayrıntılı olarak açıklayalım.

Teknik sistem (TS), belirli yararlı işlevleri yerine getirmek üzere tasarlanmış, birbirine bağlı öğelerden oluşan bir yapıdır. İşlev, bir aracın belirli koşullar altında özelliğini (kalite, kullanışlılık) ortaya koyma ve emek nesnesini (ürün) istenilen biçime veya boyuta dönüştürme yeteneğidir.Bir amacın ortaya çıkması, bir ihtiyacın farkındalığının sonucudur. İhtiyaç (sorunun ifadesi), yapılması (yapılması) gereken şeydir ve işlev, araca olan ihtiyacın uygulanmasıdır. İhtiyaçların ortaya çıkması, hedeflerin farkındalığı ve işlevlerin formüle edilmesi, kişinin içinde meydana gelen süreçlerdir. Ancak asıl işlev, emeğin (ürün) veya hizmetin bir kişiye nesnesi üzerindeki etkidir. Yani, bir ara bağlantının - çalışan bir organın - eksikliği var. Bu, fonksiyonun saf formundaki taşıyıcısıdır. Çalışma gövdesi (RO) tek işlevsel gövdedir bir kişiye faydalı teknik sistemin bir parçasıdır. Diğer tüm parçalar yardımcıdır. TS ve ilk aşamalarda çalışan organlar olarak (vücut organları yerine ve bunlara ek olarak) ortaya çıktı. Ve ancak o zaman yararlı işlevi artırmak için. diğer parçalar, alt sistemler ve yardımcı sistemler çalışan gövdeye "bağlanmıştır".

Şekil 1. Çalışan bir aracın tam şematik diyagramı.
Noktalı çizgi, yaşayabilirliğini sağlayan minimum verimli aracın bileşimini özetlemektedir.

Yararlı bir işlev elde etmek (oluşum, sentez) için öğelerin tek bir bütün halinde birleşimi gereklidir, yani. belirlenen hedefe ulaşmak için. Bir yapı çizmek, sistemin programlanması, sonuç olarak faydalı bir fonksiyon elde etmek amacıyla aracın davranışının belirlenmesidir. Gerekli fonksiyon ve uygulanması için seçilen fiziksel prensip yapıyı belirler. Yapı, gerekli yararlı işlevin uygulanmasının fiziksel prensibi ile belirlenen bir dizi öğe ve bunlar arasındaki bağlantılardır. Yapı, kural olarak, çalışma sırasında, yani durumu, davranışı, işlemleri ve diğer eylemleri değiştirirken değişmeden kalır. Elemanların bir yapıda birleştirilmesiyle elde edilen iki tür sistem artışı arasında ayrım yapmak gerekir:
- sistemik etki - elementlerin özelliklerinde orantısız derecede büyük bir artış (azalış),
- sistem kalitesi - sisteme dahil edilmeden önce hiçbir unsurun sahip olmadığı yeni bir özelliğin ortaya çıkışı.

Her araç, yalnızca birinin çalıştığı, var olduğu, geri kalanı yardımcı, eşlik eden, ana aracın performansını kolaylaştıran çeşitli işlevleri yerine getirebilir. Ana fayda fonksiyonunu (MPF) belirlemek bazen zordur. Bu, belirli bir sisteme yukarıdan ve aşağıdan gelen sistemlerin yanı sıra komşu, harici ve diğer sistemlerden gelen gereksinimlerin çokluğu ile açıklanmaktadır. GPF'nin tanımlarının bariz sonsuzluğunun nedeni budur (tüm özelliklerin ve bağlantıların kapsanmasındaki temel eksiklik). İşlevler hiyerarşisi dikkate alındığında bu sistemin GPF'si, ilk üst düzey sistemin gereksinimlerinin karşılanmasıdır. Diğer tüm gereksinimler, kaynaklandıkları hiyerarşik düzeyden uzaklaştıkça bu sistem üzerindeki etkileri giderek azalır. Yukarıdaki ve alt sistem gereksinimleri bu sistem tarafından karşılanabileceği gibi diğer madde ve sistemler tarafından da karşılanabilir. Yani bir elementin GPF'si, onun dahil olduğu sistem tarafından belirlenir.

Belirli bir aracın sistemik etkisini (sistemik kalite) daha doğru bir şekilde belirlemek için kullanabilirsiniz. basit numara: Sistemi bileşenlerine ayırmamız ve hangi niteliğin (hangi etkinin) kaybolduğunu görmemiz gerekiyor. Örneğin, kanadı, kuyruğu veya kontrolü olmayan “kesilmiş” bir uçak sisteminin işlevini yerine getiremeyeceği gibi, uçağın hiçbir parçası ayrı ayrı uçamaz. Bu arada, dünyadaki tüm nesnelerin sistem olduğunu kanıtlamanın ikna edici bir yolu: kömürü, şekeri, iğneyi bölmek - bölünmenin hangi aşamasında kendileri olmaktan çıkıyorlar ve ana özelliklerini kaybediyorlar? Hepsi birbirinden yalnızca bölünme işlemi sırasında farklılık gösterir - iğne, kömür ve şeker olmak üzere iki parçaya bölündüğünde - atoma bölündüğünde iğne olmaktan çıkar. Görünüşe göre, niceliksel değişikliklerin niteliksel olanlara geçişine ilişkin sözde diyalektik yasa, daha genel bir yasanın yalnızca maddi yönünü yansıtıyor - sistemik bir etkinin oluşma yasasını (sistemik kalite).

Öğe - göreceli Bütün parça sistemden ayrıldığında kaybolmayan belirli özelliklere sahip bir sistem. Ancak sistemde bir elementin özellikleri tek bir elementin özelliklerine eşit değildir. Sistemdeki bir elemanın özelliklerinin toplamı, sistem dışındaki özelliklerinin toplamından daha büyük veya daha az olabilir. Yani sisteme dahil olan bir elementin bazı özellikleri ortadan kalkar veya elemente yeni özellikler eklenir. Vakaların ezici çoğunluğunda, bir elemanın özelliklerinin bir kısmı sistemde nötralize edilir, bu parçanın boyutuna bağlı olarak, sisteme dahil olan elemanın bireysellik kaybının derecesi hakkında konuşurlar. Öğe - minimum birim bazı işlemleri gerçekleştirebilecek sistem temel fonksiyon. Tüm teknik sistemler, tek bir temel işlevi yerine getirmek üzere tasarlanmış tek bir öğeyle başladı. Daha sonra araç geliştikçe eleman farklılaştırılır, yani eleman farklı özelliklere sahip bölgelere ayrılır. Bir elementin (taş, sopa) tek yapısından diğer elementler öne çıkmaya başlar. Örneğin, bir taş keskiyi bıçağa dönüştürürken, bir çalışma bölgesi ile bir sap bölgesi ayrılmıştı ve daha sonra her bir bölgenin spesifik özelliklerinin geliştirilmesi, farklı malzemelerin (kompozit aletler) kullanılmasını gerektiriyordu. Şanzıman çalışan gövdeden ortaya çıktı ve gelişti.

İletişim, sistemin elemanları arasındaki ilişkidir; enerji, madde veya bilgi sinyallerinin aktarımı için gerçek bir fiziksel (madde veya alan) kanaldır; Üstelik soyut sinyaller de yoktur; bunlar her zaman enerji veya maddedir. İletişimin işleyişinin ana koşulu, elementler arasındaki "potansiyel fark", yani alanın veya maddenin gradyanıdır (termodinamik dengeden sapma - Onsager ilkesi). Bir degrade olduğunda itici güç enerji veya madde akışına neden olur. İletişimin temel özellikleri: fiziksel uygulama ve güç. Fiziksel bir uygulama, iletişimde kullanılan madde veya alandır. Güç, madde veya enerji akışının yoğunluğudur. İletişim gücü, sistem dışı bağlantıların gücünden, dış ortamın gürültü seviyesinden daha yüksek olmalıdır.

Yapı organizasyonunun hiyerarşik ilkesi yalnızca çok seviyeli sistemlerde mümkündür (bu, modern teknik sistemlerin geniş bir sınıfıdır) ve seviyeler arasındaki etkileşimlerin yukarıdan aşağıya doğru sıralanmasından oluşur. Her seviye, altta yatanlarla ilişkili olarak bir yönetici, bir üst düzeyle ilişkili olarak ise kontrollü, alt düzey olarak hareket eder. Her seviye ayrıca belirli bir işlevin (GPF seviyesi) yerine getirilmesinde uzmanlaşır. Kesinlikle katı hiyerarşiler yoktur; daha düşük seviyelerdeki bazı sistemler, daha yüksek seviyelere göre daha az veya daha fazla özerkliğe sahiptir. Düzeyde, elemanların ilişkileri karşılıklı olarak birbirini tamamlar, kendi kendini organize etme özellikleriyle karakterize edilirler (bu, yapının oluşumu sırasında ortaya konur). Orta ve yüksek karmaşıklıktaki sistemlerde verimliliği, güvenilirliği ve istikrarı artırmanın tek yolu olduğundan hiyerarşik yapıların ortaya çıkması ve gelişmesi tesadüf değildir. İÇİNDE basit sistemler Etkileşim, öğeler arasındaki doğrudan bağlantılarla gerçekleştirildiğinden hiyerarşiye gerek yoktur. İÇİNDE karmaşık sistemler tüm unsurlar arasında doğrudan etkileşimler imkansızdır (çok fazla bağlantı gereklidir), bu nedenle doğrudan temaslar yalnızca aynı seviyedeki unsurlar arasında korunur ve seviyeler arasındaki bağlantılar keskin bir şekilde azalır.

Doğada ve toplumda ağırlık sistemiktir. Herhangi bir makine, canlı organizma, bir bütün olarak toplum veya onun bireysel kısmı bir girişimdir. bir şirket, bir ofis, bir kurum - çeşitli sistemleri temsil eder: teknik, biyolojik, sosyal, sosyo-ekonomik dahil. Bir sistem genellikle belirli bir bütünlük oluşturan birbirine bağlı öğelerin bir kompleksi olarak anlaşılır. Bu kompleks çevreyle özel bir birlik oluşturur ve daha üst düzey bir sistemin unsurudur. Herhangi bir sistemin elemanları daha düşük düzeydeki sistemler olarak hareket eder. Gerçek sistemlerdeki öğeler gerçek nesneler, parçalar, öğeler ve bileşenlerdir.

Sosyo-ekonomik de dahil olmak üzere çeşitli teknik, biyolojik, sosyal sistemler, eğer sınıflandırılırlarsa, yani bölünürler ve daha sonra belirli özelliklere göre birleştirilirlerse sıralanabilir. Birçok sınıflandırma yönteminden en yaygın olanı, Şekil 2'de gösterilen sınıflandırmadır. 1.1.

Kökene göre sistemler ayırt edilir: a) doğal (doğal), örneğin: yıldız oluşumları, güneş sistemi, gezegenler, kıtalar, okyanuslar; b) yapay, yani insan emeği tarafından yaratılmıştır (işletmeler, firmalar, şehirler, makineler).

Yapay sistemler de belirli içeriğe göre sistemlere ayrılabilir: teknik, teknolojik, bilgilendirici, sosyal, ekonomik ve diğerleri. Bunlardan sanayi, bölge, işletme, atölye gibi sistemler öne çıkıyor. arsa vb.

Varoluşun nesnelliğine göre sistemler şunlar olabilir: a) maddi (nesnel olarak var olur, yani insan bilincinden bağımsızdır): b) ideal (insan zihninde hipotezler, görüntüler, fikirler biçiminde "inşa edilmiş").

Çevreyle bağlantı derecesine göre sistemler şu şekilde olabilir: a) açık: b) nispeten yalıtılmış: c) kapalı: d) yalıtılmış.

zamana bağlı olarak sistemler ayırt edilir: a) parametreleri zamana bağlı olmayan istatistiksel; b) dinamik, parametreleri zamanın bir fonksiyonudur.

Eylemin koşulluluğuna göre sistemler: a) deterministiktir; b) olasılıksal. İlk sistemlerde aynı neden her zaman açık, kesin, kesin bir sonuca karşılık gelir. Olasılıksal sistemlerde, aynı koşullar altında bir ve aynı neden, birden fazla nedenden birine karşılık gelebilir. olası sonuçlar. Olasılıksal sisteme bir örnek, her seferinde farklı bir kompozisyonla çalışmaya gelen mağaza personelidir.

Sistem hiyerarşisindeki yere göreŞunlar arasında ayrım yapmak gelenekseldir: a) üst sistemler; B) büyük sistemler; c) alt sistemler; d) elemanlar.

Doğanın yarattığı sistemler arasında aşağıdakiler de ayırt edilir: a) cansız; b) insanlar da dahil olmak üzere yaşamak. İnsan tarafından yaratılan sistemler (antropojenik) teknik sistemlere ayrılabilir. insan-makine, sosyo-ekonomik.

Teknik sistemler, insan tarafından oluşturulan ve belirli bir işlev veya amaç ile donatılan sistemleri (örneğin binalar, makineler); insan-makineye (öğelerinden birinin kişi olduğu ve amacın kişi olduğu sistemlere)' teknik bir sistem tarafından belirlenir. Teknik sistemlerde bir kişiye, makineye bakım yapmasını gerektiren işlemleri gerçekleştirdiği için operatör denir. Uçaktaki bir pilot, bilgisayar konsolundaki bir operatör. arabadaki sürücü - ağırlık insan-makine sistemleridir. Sosyo-ekonomik sistemler, kişinin sadece teknik sistemler için değil aynı zamanda bu sistemlere unsur olarak dahil olan kişiler için de görevler belirlediği (hedefler ortaya koyduğu) sistemler olarak kabul edilir. Sosyo-ekonomik sistemlerin hem teknik hem de insan-makine unsurlarını içerebileceğini unutmayın.

Yönetim bilimi açısından sosyo-ekonomik sistemler (SES) en karmaşık nesnelerdir. Bu tür sistemlerin yönetilmesindeki zengin pratik deneyime rağmen, bunların teorik aygıtları henüz emekleme aşamasındadır ve genellikle teknik sistemlerin kontrolü teorisinden ödünç alınmıştır.

Formların çeşitliliği, teknik, biyolojik ve sosyo-ekonomik sistemlerin bir dizi ortak özellik ve modele sahip olmasını engellemez: dinamiktirler, bireysel unsurların nedensel ilişkisi, kontrol ve kontrollü alt sistemlerin varlığı ve bir kontrol parametresi ile karakterize edilirler, güçlendirme yeteneği (en küçük etkilerin etkisi altında önemli ölçüde değişme yeteneği), bilgiyi saklama, iletme ve dönüştürme yeteneği, elemanların geri bildirimi, ortak sistem yönetim süreçleri vb.

Tüm sistem sınıfları, aralarında aşağıdakilerin vurgulanmasının uygun olduğu bir dizi ortak özelliğin varlığıyla karakterize edilir.

Bütünlük özelliği. Ayrı bir bütün olan tüm sistemler, ancak bütünün varlığından dolayı var olan unsurlara bölünmüştür. Bütünsel bir sistemde unsurlar bir arada çalışarak sistemin bir bütün olarak işleyiş sürecini topluca sağlarlar. Bütünün önceliği sistem teorisinin temel önermesidir.

Toplanabilirlik özelliği. Bu, bir sistemin özelliklerinin, onu oluşturan öğelerin özelliklerinin toplamına temel olarak indirgenemezliği ve bütünün özelliklerinin, bileşenlerin özelliklerinden türetilemezliği anlamına gelir. Heterojen birbirine bağlı elemanların birleşik işleyişi, bütünün, elemanlarının özelliklerinde hiçbir benzerliği olmayan niteliksel olarak yeni işlevsel özelliklerine yol açar.

Sinerjinin özelliği. Elemanların eylemlerinin tek yönlülüğünün sistemin verimliliğini arttırdığı ve bunun tersinin de geçerli olduğu varsayılmaktadır. Başka bir deyişle, herhangi bir sistem için, potansiyelinin her zaman kendisini oluşturan unsurların (insan, ekipman, teknoloji, yapı vb.) potansiyellerinin basit toplamından önemli ölçüde daha büyük olacağı bir dizi unsur vardır. veya önemli ölçüde daha az. Öğeler arasındaki sinerjinin etkisi, sistemin dış çevre ve sistem içindeki öğelerle düzgün etkileşimi yoluyla elde edilir.

Ortaya çıkma özelliği. Sistem elemanlarının hedeflerinin her zaman sistemin hedefleriyle örtüşmediği anlamına gelir. Örneğin, işletmenin yenilikçi hizmet çalışanlarının ve pazarlama uzmanlarının faaliyetlerinin farklı bir yönelimi vardır.

Sistem ile dış çevre arasındaki karşılıklı bağımlılık ve etkileşimin özelliği. Sistem, ikincisinin etkisine tepki verir, bu etki altında gelişir, niteliksel kesinliği ve göreceli istikrarını ve işleyişinin uyarlanabilirliğini sağlayan özellikleri korur.

İşleyiş ve evrimin sürekliliğinin özellikleri. Sistem, tüm süreçler işlediği sürece var olur. Öğelerin etkileşimi, sistemin bir bütün olarak işleyişinin doğasını belirler ve bunun tersi de geçerlidir. Aynı zamanda sistem gelişme (kendini geliştirme) yeteneğine de sahiptir.

Üst düzey bir sistemin çıkarlarının, unsurlarının çıkarlarına göre öncelikli olma özelliği. Sosyo-ekonomik sistemdeki bireysel bir işçi, kendi çıkarlarını bu sistemin çıkarlarının üstüne koyamaz.

3.1. Aracın genel tanımı

Teknolojideki geliştirme süreçlerini incelerken sistem yaklaşımının anlamı, herhangi bir teknik nesneyi tek bir bütün oluşturan birbirine bağlı öğelerden oluşan bir sistem olarak düşünmektir. Geliştirme çizgisi, birkaç düğüm noktasının birleşimidir - birbirinden keskin biçimde farklı olan teknik sistemler (yalnızca birbirleriyle karşılaştırıldığında); Düğüm noktaları arasında birçok ara teknik çözüm vardır; önceki geliştirme adımına kıyasla küçük değişiklikler içeren teknik sistemler. Sistemler birbirine "akışıyor" gibi görünüyor, yavaş yavaş gelişiyor, orijinal sistemden giderek uzaklaşıyor, bazen tanınamayacak kadar dönüşüyor. Küçük değişiklikler birikir ve büyük niteliksel dönüşümlerin nedeni haline gelir. Bu kalıpları anlamak için teknik sistemin ne olduğunu, hangi unsurlardan oluştuğunu, parçalar arasındaki bağlantıların nasıl ortaya çıktığını ve işlediğini, dış ve dış etkenlerin eyleminin sonuçlarının neler olduğunu belirlemek gerekir. iç faktörler, vesaire. Muazzam çeşitliliğe rağmen, teknik sistemler, tek bir nesne grubu olarak kabul edilmelerine olanak tanıyan bir takım ortak özelliklere, özelliklere ve yapısal özelliklere sahiptir.

Teknik sistemlerin temel özellikleri nelerdir? Bunlar aşağıdakileri içerir:

• Sistemler parçalardan oluşur, elementler yani bir yapıya sahipler,
• Sistemler belirli amaçlar için yaratılmıştır yani yararlı işlevler yerine getirirler;
• sistemin elemanlarının (bölümlerinin) birbirleriyle bağlantıları vardır belirli bir şekilde bağlantılı, uzay ve zamanda organize edilmiş;
• bir bütün olarak her sistemin bazı özel kalitesi vardır, kendisini oluşturan unsurların özelliklerinin basit toplamına eşit değildir, aksi takdirde bir sistem (sağlam, işleyen, organize) yaratmanın bir anlamı yoktur.

Bunu basit bir örnekle açıklayalım. Diyelim ki bir suçlunun taslağını oluşturmanız gerekiyor. Tanığa net bir hedef verilir: Bireysel parçalardan (öğelerden) bir sistem (fotoğraf portresi) oluşturmak için sistemin çok faydalı bir işlevi yerine getirmesi amaçlanır. Doğal olarak geleceğin sisteminin parçaları gelişigüzel birbirine bağlı değil, birbirini tamamlaması gerekiyor. Bu nedenle, sisteme dahil olan her bir öğe bir öncekini tamamlayacak ve birlikte sistemin kullanışlı işlevini artıracak, yani portrenin portreye benzerliğini artıracak şekilde öğelerin seçilmesi konusunda uzun bir süreç vardır. orijinal. Ve bir noktada aniden bir mucize olur - niteliksel bir sıçrama! - suçlunun ortaya çıkışıyla özdeşliğin tesadüfü. Burada öğeler uzayda kesin olarak tanımlanmış bir şekilde düzenlenir (onları yeniden düzenlemek imkansızdır), birbirine bağlanır ve birlikte yeni bir kalite verir. Tanık gözleri, burnu vb. ayrı ayrı kesinlikle doğru bir şekilde tanımlasa bile. fotoğraf modellerinde, o zaman bu "yüz parçalarının" toplamı (her biri doğrudur!) hiçbir şey vermez - bu, elemanların özelliklerinin basit bir toplamı olacaktır. Yalnızca işlevsel olarak tam olarak bağlanan öğeler sistemin ana kalitesini sağlar (ve varlığını haklı çıkarır). Aynı şekilde, bir dizi harf (örneğin A, L, K, E) yalnızca belirli bir şekilde birleştirildiğinde yeni bir nitelik verir (örneğin FIR ağacı).

TEKNİK SİSTEM, tek tek öğelerin özelliklerine indirgenemeyen özelliklere sahip olan ve belirli yararlı işlevleri yerine getirmek üzere tasarlanmış, düzenli olarak etkileşimde bulunan bir dizi öğedir.

Dolayısıyla teknik sistemin 4 ana (temel) özelliği vardır:

• işlevsellik,
• bütünlük (yapı),
• organizasyon,
• sistem kalitesi.

En az bir özelliğin bulunmaması, nesnenin teknik bir sistem olarak değerlendirilmesine izin vermez. Bu işaretleri daha ayrıntılı olarak açıklayalım.

3.2. İşlevsellik

3.2.1. Amaç - işlev

Yaratıcı çalışma da dahil olmak üzere her türlü emek sürecinin merkezinde amaç kavramı bulunur. Amaçsız buluş diye bir şey yoktur. Teknik sistemlerde amaç kişi tarafından belirlenir ve faydalı bir işlevi yerine getirmek üzere tasarlanır. Zaten antik Roma'nın mühendisi Vitruvius şunu belirtmişti: "Makine, ağırlık kaldırmada büyük yardım sağlayan ahşap bir cihazdır." Hedef, kişinin bir ihtiyacı tatmin ederek ulaşmaya çalıştığı hayali bir sonuçtur. Dolayısıyla TS'nin sentezi amaçlı bir süreçtir. Herhangi bir mevcut durumun gelecekte, mutlak çoğunluğu entropik süreçlerle aynı doğrultuda olan birçok sonucu olabilir. Kişi bir hedef seçer ve böylece ihtiyaç duyduğu olayların olasılığını önemli ölçüde artırır. Amaçlılık, entropik süreçlerle mücadelede evrimsel olarak edinilen (ya da verilen?...) bir beceridir.

3.2.2. İhtiyaç - işlev

Bir amacın ortaya çıkması bir ihtiyacın farkındalığının sonucudur. İnsan, doğal organların yeteneklerinden çok daha yüksek olan artan taleplerle karakterize edilmesiyle diğer canlılardan farklıdır. İhtiyaç (sorunun ifadesi), yapılması (yapılması) gereken şeydir ve işlev, araca olan ihtiyacın uygulanmasıdır.

İhtiyaç çeşitli işlevlerle karşılanabilir; örneğin emek ürünlerinin değişimi ihtiyacı - ayni takas eşdeğerleriyle para sistemi. Benzer şekilde, seçilen işlev birçok gerçek nesnede somutlaştırılabilir; örneğin para - bakır, altın, kağıt, köpekbalığı dişleri vb. Ve son olarak, herhangi bir gerçek nesne çeşitli yollarla elde edilebilir (sentezlenebilir) veya işleyişi farklı fiziksel prensiplere dayandırılabilir; örneğin para karşılığında kağıt alınabilir Farklı yollar, çizimi hologram vb. şeklinde boyayla uygulayın. Bu nedenle, teknik sistemler prensipte birden fazla yol gelişim. Bir kişi hala bir şekilde bir ihtiyacı karşılamak için bir yol seçiyor. Burada tek kriter minimum MGE (ağırlık, boyutlar, enerji yoğunluğu); Aksi mümkün değildir; insanlık her zaman mevcut kaynaklarla sınırlı olmuştur. Her ne kadar bu yol çoğu zaman dolambaçlı olsa da, pek çok çıkmaz dala ve hatta döngüye sahip...

3.2.3. Fonksiyon taşıyıcısı

İhtiyaçların ortaya çıkması, hedeflerin farkındalığı ve işlevlerin formüle edilmesi, kişinin içinde meydana gelen süreçlerdir. Ancak asıl işlev, emeğin (ürün) veya hizmetin bir kişiye nesnesi üzerindeki etkidir. Yani, bir ara bağlantının - çalışan bir organın - eksikliği var. Bu, fonksiyonun saf formundaki taşıyıcısıdır. RO teknik sistemin insanlar için işlevsel olarak yararlı olan tek parçasıdır. Diğer tüm parçalar yardımcıdır. TS ve ilk aşamalarda çalışan organlar olarak (vücut organları yerine ve bunlara ek olarak) ortaya çıktı. Ve ancak o zaman yararlı işlevi artırmak için. diğer parçalar, alt sistemler ve yardımcı sistemler çalışan gövdeye "bağlanmıştır". Bu süreç şu şekilde tasvir edilebilir:

Bunun da mümkün olduğunu hayal edelim (şimdilik spekülatif olarak) ters vuruş- bunun devamı olarak.

Sürecin ilk yarısı ekipmanın konuşlandırılması, ikincisi ise çöküştür. Yani insanın genel olarak taşıyıcıya değil, bir fonksiyona ihtiyacı vardır...

Bir fonksiyondan taşıyıcısına (gelecekteki aracın çalışma gövdesi) geçişi kolaylaştırmak için fonksiyonun tanımında doğruluk gereklidir. Bir fonksiyon ne kadar spesifik tanımlanırsa, o kadar ek koşullar uygulanmasına yönelik araçların kapsamı ne kadar dar olursa, TS ve yapısı o kadar tanımlanır. Güçlü bir varyasyon sınırlayıcısı, araç içindeki çalışan gövdelerin belirlenmiş gelişim kalıplarıdır.

3.2.4. Fonksiyon Tanımı

İşleyiş, bir sistemin özelliklerinde, niteliklerinde ve niteliklerinde uzay ve zaman içinde meydana gelen bir değişikliktir. Fonksiyon, bir aracın belirli koşullar altında özelliğini (kalite, kullanışlılık) ortaya koyabilmesi ve bir emek nesnesini (ürünü) istenilen biçime veya boyuta dönüştürebilme yeteneğidir. . İşlevi belirlemek için şu soruyu yanıtlamak gerekir: Bu araç ne yapıyor? (mevcut araçlar için) veya: Araç ne yapmalı? (sentezlenmiş araçlar için).

3.2.5. İşlev hiyerarşisi

Her araç, yalnızca birinin çalıştığı, var olduğu, geri kalanı yardımcı, eşlik eden, ana aracın performansını kolaylaştıran çeşitli işlevleri yerine getirebilir. Tanım ana yararlı işlev (GPF) bazen zorluk yaratır. Bu, belirli bir sisteme yukarıdan ve aşağıdan gelen sistemlerin yanı sıra komşu, harici ve diğer sistemlerden gelen gereksinimlerin çokluğu ile açıklanmaktadır. GPF'nin tanımlarının bariz sonsuzluğunun nedeni budur (tüm özelliklerin ve bağlantıların kapsanmasındaki temel eksiklik).

Örnek: Tuğla fonksiyonlarının hiyerarşisi.

• GPF-1 tek tuğla: Şeklini koruyan, dağılmayan, belli bir ağırlığa, yapıya, sertliğe sahip olan. Komşu sistemlerden istenen gereksinim (gelecekteki duvardaki diğer tuğlalar ve harç): dikdörtgen kenarlara sahip olması, harca yapışması.
• GPF-2 duvarları: Kendini taşımak, dik olmak, sıcaklık, nem, yük değiştiğinde deforme olmamak, bir şeyi korumak, bir şeyin yükünü taşımak. Tuğla, GPF 2 gerekliliklerinin bir kısmına uygun olmalıdır.
• Evde GPF-3: için belirli koşullar yaratmalı İç ortam, hava koşullarına karşı koruma, belirli bir dış görünüş. Tuğla bu gereksinimlerin bazılarını karşılamalıdır.
• GPF-4 şehirleri: Belli bir mimari görünüm, iklimsel ve ulusal özellikler vesaire.

Ek olarak, tuğlanın kendisi için gereksinimler sürekli artmaktadır: zemin nemini emmemeli, iyi ısı yalıtım özelliklerine sahip olmalı, ses emici özelliklere sahip olmalı, radyo-şeffaf olmalı, vb.

Bu yüzden, Bu sistemin GPF'si, ilk üst düzey sistemin gereksinimlerinin karşılanmasıdır.. Diğer tüm gereksinimler, kaynaklandıkları hiyerarşik düzey uzaklaştıkça bu sistem üzerinde giderek daha az etkiye sahip olurlar. Yukarıdaki ve alt sistem gereksinimleri bu sistem tarafından karşılanabileceği gibi diğer madde ve sistemler tarafından da karşılanabilir. Örneğin, bir tuğlanın mukavemet özelliği, orijinal kütleye çeşitli katkı maddeleri uygulanarak ve estetik özellik, dekoratif fayansların bitmiş duvara yapıştırılmasıyla elde edilebilir; tuğlanın GPF'si (duvarın "gereksinimlerini" karşılamak için) açısından hiçbir fark yaratmaz.

Yani, Bir öğenin GPF'si, onun dahil edildiği sistem tarafından belirlenir. Aynı tuğla, GPF'sinin yukarıda verilenden tamamen farklı (veya hatta zıt) olacağı birçok başka sisteme dahil edilebilir.

Örnek. Isıtıcının GPF'sini belirleyin.

• Isıtıcı ne için? - evdeki havayı ısıtın.
• Neden havayı ısıtmanız gerekiyor? - sıcaklığı izin verilen değerin altına düşmeyecek şekilde.
• Sıcaklıkta bir düşüş neden istenmiyor? - insanlara konforlu koşullar sağlamak.
• İnsanlar neden rahat koşullara ihtiyaç duyuyor? - hastalanma vb. riskini azaltmak için.

Bu, hedefler hiyerarşisinde üst sisteme giden yoldur. Her katta çağrılan fonksiyon (amaç) başka bir araç tarafından gerçekleştirilebilir. Isıtıcı “ev-hava-kişi-ısıtıcı” sisteminin bir parçasıdır ve onun “gereksinimlerini” yerine getirir.

Hiyerarşide aşağıya inebilirsiniz:

• havayı ne ısıtır? - termal alan;
• Termal alan ne üretir? - ısıtma bobini;
• Isı üretmek için bobine ne etki eder? - elektrik;
• Bobine elektrik akımını ne sağlar? - teller vb.

Dolayısıyla NS'nin hava ısıtıcısına yönelik "gerekliliği" havayı ısıtmaktır. Isıtıcı ne işe yarar (çalışma kısmı spiraldir)? - ısı üretir, termal bir alan. Bu, ısıtıcının GPF'sidir - süper sistemin "ihtiyacına" bir "cevap" olarak ısı üretimi. Burada termal alan, “ısıtıcı” teknik sistemi tarafından “üretilen” bir üründür. GPF süper sistemleri - insanlar için konforlu koşullar sağlar.

3.3. Yapı

3.3.1. yapının tanımı

Elemanların ve özelliklerin bütünlüğü (bütünlüğü) sistemin ayrılmaz bir özelliğidir. Yararlı bir işlev elde etmek (oluşum, sentez) için öğelerin tek bir bütün halinde birleşimi gereklidir, yani. belirlenen hedefe ulaşmak için.

Sistemin işlevinin (amacının) tanımı bir dereceye kadar kişiye bağlıysa, o zaman yapı sistemin en nesnel işaretidir; yalnızca araçta kullanılan elemanların türüne ve malzeme bileşimine bağlıdır, çünkü ayrıca belirli bağlantı yöntemlerini, bağlantı türlerini ve yapıdaki elemanların işleyiş biçimlerini belirleyen dünyanın genel yasaları hakkında. Bu anlamda yapı, bir sistemdeki öğeleri birbirine bağlamanın bir yoludur. Bir yapı çizmek, sistemin programlanması, sonuç olarak faydalı bir fonksiyon elde etmek amacıyla aracın davranışının belirlenmesidir. Gerekli işlev ve uygulanmasının seçilen fiziksel ilkesi, yapıyı açık bir şekilde tanımlar.

Yapı, gerekli yararlı işlevin uygulanmasının fiziksel prensibi ile belirlenen bir dizi öğe ve bunlar arasındaki bağlantılardır.

Yapı, çalışma sırasında, yani durumu, davranışı, işlemleri ve diğer eylemleri değiştirirken değişmeden kalır.

Önemli olan yapıdır: öğeler, bağlantılar, zaman içinde değişmezlik.

3.3.2. Yapı elemanı

Öğe, sistem - göreceli kavramlar, herhangi bir sistem daha yüksek dereceli bir sistemin elemanı olabilir ve herhangi bir eleman aynı zamanda daha düşük dereceli elemanlardan oluşan bir sistem olarak da temsil edilebilir. Örneğin, bir cıvata (vida + somun) bir motor elemanıdır ve bu da yapısal birim(eleman) araba sistemindeki vb. Vida, kafa, silindir, diş, pah gibi bölgelerden (geometrik gövdeler) oluşur; Cıvatanın malzemesi, demir, karbon, alaşım katkı maddeleri elementlerinden oluşan çeliktir (sistem), bunlar da moleküler oluşumlardan (taneler, kristaller) ve hatta daha düşük atomlardan, temel parçacıklardan oluşur.

Bir öğe, sistemden ayrıldığında kaybolmayan bazı özelliklere sahip olan, sistemin nispeten bütün bir parçasıdır. . Ancak sistemde bir elementin özellikleri tek bir elementin özelliklerine eşit değildir.

Sistemdeki bir elemanın özelliklerinin toplamı, sistem dışındaki özelliklerinin toplamından daha büyük veya daha az olabilir.. Yani sisteme dahil olan bir elementin bazı özellikleri ortadan kalkar veya elemente yeni özellikler eklenir. Vakaların büyük çoğunluğunda, elementin bazı özellikleri sistemde yok oluyormuşçasına nötralize edilir; bu parçanın boyutuna bağlı olarak sisteme dahil olan unsurun bireysellik kaybının derecesi hakkında konuşurlar.
Sistem, bileşenlerindeki elementlerin bazı özelliklerine sahiptir, ancak tek bir elementi yoktur. eski sistem sistemin tamamına (sistem etkisi, kalitesi) sahip değildir. Kum ne zaman kum olmaktan çıkar? - en yakın üst veya alt “katta”: kum - toz - moleküller - atomlar -...; kum - taş - kaya...; burada "kumlu" özellikler yukarı hareket ederken kısmen korunur ve "zeminlerden" aşağı inerken hemen kaybolur.

Eleman - bazı temel işlevleri yerine getirebilen bir sistemin minimum birimi. Tüm teknik sistemler, tek bir temel işlevi yerine getirmek üzere tasarlanmış tek bir öğeyle başladı. GPP'nin artmasıyla birlikte elementin bazı özelliklerinde bir artış (güçlenme) başlar. Daha sonra elementin farklılaşması yani elementin farklı özelliklere sahip bölgelere bölünmesi gelir. Bir elementin (taş, sopa) tek yapısından diğer elementler öne çıkmaya başlar. Örneğin, bir taş keskiyi bıçağa dönüştürürken, bir çalışma bölgesi ile bir sap bölgesi ayrılmıştı ve daha sonra her bir bölgenin spesifik özelliklerinin geliştirilmesi, farklı malzemelerin (kompozit aletler) kullanılmasını gerektiriyordu. Şanzıman çalışan gövdeden ortaya çıktı ve gelişti. Daha sonra PO ve Tr'ye Motor, Kontrol ve Enerji Kaynağı eklenir. Sistem, elemanlarının karmaşıklığı nedeniyle büyüyor, yardımcı alt sistemler ekleniyor... Sistem son derece uzmanlaşmış hale geliyor. Ancak sistem, eleman sayısını arttırmadan komşu sistemlerin işlevlerini üstlenmeye başladığında bir gelişme noktası gelir. Sistem, önce sabit, sonra azalan eleman sayısıyla giderek daha evrensel hale geliyor.

3.3.3. Yapı türleri

Teknolojinin en karakteristik özelliği olan birkaç yapıyı vurgulayalım:

1. Corpuscular.
   Birbirine gevşek bir şekilde bağlı olan aynı unsurlardan oluşur; bazı unsurların ortadan kalkmasının sistemin işleyişi üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur. Örnekler: gemi filosu, kum filtresi.
2. "Tuğla".
   Birbirine sıkı bir şekilde bağlı aynı elemanlardan oluşur. Örnekler: duvar, kemer, köprü.
3. Zincir.
   Aynı tip menteşeli elemanlardan oluşur. Örnekler: tırtıl, tren.
4. Ağ.
   Birbirine doğrudan veya başkaları aracılığıyla geçiş halinde veya merkezi (düğüm) bir öğe (yıldız yapısı) aracılığıyla bağlanan farklı türdeki öğelerden oluşur. Örnekler: telefon şebekesi, televizyon, kütüphane, ısıtma sistemi.
5. Bağlantıyı çoğaltın.
   Ağ modelinde birçok çapraz bağlantı bulunur.
6. Hiyerarşik.

Her biri daha yüksek dereceli bir sistemin ayrılmaz bir unsuru olan ve "yatay" (aynı seviyedeki unsurlarla) ve "dikey" (farklı seviyelerdeki unsurlarla) bağlantıları olan heterojen unsurlardan oluşur. Örnekler: takım tezgahı, araba, tüfek.

Zaman içindeki gelişim türüne göre yapılar şunlardır:

1. Açılıyor. Zamanla GPF arttıkça elementlerin sayısı da artar.
2. Yuvarlamak. zamanla GPF değerinin artmasıyla veya değişmemesiyle öğe sayısı azalır.
3. Azaltma. Zamanın bir noktasında GPF'deki azalmayla eş zamanlı olarak elementlerin sayısı da azalmaya başlar.
4. Aşağılayıcı. Bağlantılarda, güçte ve verimlilikte azalmayla birlikte GPF'de azalma.

3.3.4. Yapı inşaatının ilkeleri

Sistem sentezi sürecindeki ana kılavuz, gelecekteki bir sistem özelliğinin (etki, kalite) elde edilmesidir.. Bu süreçte önemli bir yer yapının seçilmesi (inşa edilmesi) aşamasıdır.

Sistemin "Formülü": Aynı sistem için, GPF'nin uygulanmasının seçilen fiziksel prensibine bağlı olarak birkaç farklı yapı seçilebilir. Fiziksel prensip seçimi, verimliliği korurken M, G, E'nin (kütle, boyutlar, enerji yoğunluğu) en aza indirilmesine dayanmalıdır.

Yapının oluşumu sistem sentezinin temelidir.

Yapı oluşumunun bazı ilkeleri:

• işlevsellik ilkesi,
• nedensellik ilkesi
• Parçaların tamlığı ilkesi,
• tamamlayıcılık ilkesi

İşlevsellik ilkesi işlevin yapıya göre önceliğini yansıtır. Yapı önceki seçime göre belirlenir: Çalışma prensibinin seçimi yapıyı benzersiz bir şekilde belirler, dolayısıyla bunların birlikte değerlendirilmesi gerekir. Çalışma prensibi (yapı), amaç fonksiyonunun bir yansımasıdır. Seçilen çalışma prensibine göre fonksiyonel bir diyagram hazırlanmalıdır (muhtemelen alt alan formunda).

Fonksiyonel diyagram aşağıdakilere göre oluşturulmuştur: nedensellik ilkesi, çünkü her araç bu prensibe uyar. Bir aracın işleyişi bir eylem-olay zinciridir.

Araçtaki her olayın bir (veya daha fazla) nedeni vardır ve kendisi de sonraki olayların nedenidir. Her şey bir sebeple başlar, yani önemli nokta- nedenin “başlatılmasını” (açılmasını) sağlamak. Bunu yapmak için aşağıdaki koşulların mevcut olması gerekir:

• sağlamak dış koşullar eylemin tezahürünü engellemeyen,
• Olayın (eylem) gerçekleştiği iç koşulları sağlamak,
• Bir eylemi “başlatmak” için dışarıdan bir neden, bir itme, bir “kıvılcım” sağlayın.

Eylem ilkesinin seçilmesindeki temel nokta, nedensellik ilkesinin en iyi şekilde uygulanmasıdır.

Son olaydan ilk olaya kadar bir eylem zinciri oluşturmanın güvenilir bir yolu; nihai olay, çalışan gövde üzerinde alınan eylemdir, yani araç fonksiyonunun uygulanmasıdır.

Yapının temel gereksinimi, minimum enerji kaybı ve net eylem (hataların ortadan kaldırılması), yani iyi enerji iletkenliği ve neden-sonuç zincirinin güvenilirliğidir.

Buluş problemlerini çözerken, FP (fiziksel çelişki) formüle edildikten sonra, fiziksel prensibe geçişte zorluklar ortaya çıkar. Belki nedensellik ilkesi burada yardımcı olacaktır. Fiziksel egzersiz bir emirdir, nihai bir eylemdir; fiziksel bir etkiye yol açan bir nedenler ve sonuçlar zinciri oluşturmak gerekir.

Parçaların tamlığı ilkesi (bir sistemin parçalarının tamlığı yasası) ilk inşaat için temel alınabilir fonksiyonel diyagram. Aşağıdaki adım sırası mümkündür:

1. GPF formüle edilmiştir.
2. Çalışma gövdesinin ürün üzerindeki fiziksel etki prensibi belirlenir.
3. PO seçilir veya sentezlenir.
4. Çalışma elemanına bir şanzıman, motor, enerji kaynağı ve kontrol elemanı "bağlanmıştır".
5. İlk yaklaşıma göre bir fonksiyonel diyagram oluşturulur: diyagramdaki eksiklikler ve olası hatalar tanımlanır. Alt sistemlerin hiyerarşisi dikkate alınarak daha ayrıntılı diyagramlar geliştirilmektedir. İşlevlerini iyi yerine getiremeyen alt sistemlere yeni unsurlar eklenir.

Örneğin:

Bu, bir aracı konuşlandırmanın, yeni kullanışlı işlevsel alt sistemler ekleyerek GPF'yi artırmanın olağan yoludur.

Alt sistemlerdeki zararlı bağlantıları ve etkileri (bunları karmaşıklaştırmadan) azaltarak GPF'de bir miktar artış mümkündür.

En radikal yol TS'nin idealleştirilmesidir.

Tamamlayıcılık ilkesi Sisteme dahil edildiklerinde elemanların özel bir şekilde bağlanmasından oluşur. Öğelerin yalnızca biçim ve özellikler bakımından tutarlı olması değil (temel karşılıklı bağlantı olanağına sahip olması için), aynı zamanda birbirini tamamlaması, karşılıklı olarak güçlendirilmesi, yararlı özellikler eklemesi ve zararlı olanları karşılıklı olarak etkisiz hale getirmesi gerekir. Bu, sistemik etkinin (kalite) ortaya çıkmasının ana mekanizmasıdır.

3.3.5. Biçim

Form, aracın yapısının dışsal tezahürüdür ve yapı, formun iç içeriğidir. Bu iki kavram birbiriyle yakından ilişkilidir. Teknik bir sistemde bunlardan biri diğerine baskın gelebilir ve uygulanmasına ilişkin koşulları belirleyebilir (örneğin, bir uçağın kanadının şekli onun yapısını belirler). Yapının inşa edilme mantığı esas olarak sistemin iç ilkeleri ve işlevleri tarafından belirlenir. Çoğu durumda form, üst sistemin gereksinimlerine bağlıdır.

Formun temel gereksinimleri:

• işlevsel (iplik şekli vb.),
• ergonomik (alet sapı, sürücü koltuğu vb.),
• teknolojik (imalat, işleme, taşımanın basitliği ve rahatlığı),
• operasyonel (hizmet ömrü, dayanıklılık, dayanıklılık, onarım kolaylığı),

estetik (tasarım, güzellik, “hoşluk”, “sıcaklık”...).

3.3.6. Sistemlerin hiyerarşik yapısı

Hiyerarşik organizasyon ilkesi yapı yalnızca çok seviyeli sistemlerde mümkündür (bu, modern teknik sistemlerin geniş bir sınıfıdır) ve seviyeler arasındaki etkileşimlerin yukarıdan aşağıya doğru sıralanmasından oluşur. Her seviye, altta yatanlarla ilişkili olarak bir yönetici, bir üst düzeyle ilişkili olarak ise kontrollü, alt düzey olarak hareket eder. Her seviye ayrıca belirli bir işlevin (GPF seviyesi) yerine getirilmesinde uzmanlaşır. Kesinlikle katı hiyerarşiler yoktur; daha düşük seviyelerdeki bazı sistemler, daha yüksek seviyelere göre daha az veya daha fazla özerkliğe sahiptir. Düzey içerisinde elemanların ilişkileri birbirine eşittir, birbirini karşılıklı olarak tamamlar, kendi kendini organize etme özelliklerine sahiptir (yapının oluşumu sırasında ortaya çıkarlar).

Hiyerarşik yapıların ortaya çıkması ve gelişmesi tesadüf değildir; çünkü verimliliği, güvenilirliği ve sürdürülebilirliği artırmanın tek yolu budur. Orta ve yüksek karmaşıklıktaki sistemlerde.

Basit sistemlerde etkileşim, öğeler arasındaki doğrudan bağlantılar yoluyla gerçekleştirildiğinden hiyerarşiye gerek yoktur. Karmaşık sistemlerde, tüm elemanlar arasında doğrudan etkileşimler imkansızdır (çok fazla bağlantı gereklidir), bu nedenle doğrudan temaslar yalnızca aynı seviyedeki elemanlar arasında korunur ve seviyeler arasındaki bağlantılar keskin bir şekilde azalır.

Hiyerarşik bir sistemin tipik görünümü: Tabloda. Şekil 1, teknolojideki hiyerarşik seviyelerin adlarını göstermektedir (Altshuller G.S. kitapta: Yaratıcılığın cesur formülleri. Petrozavodsk, "Karelia", 1987, s. 17-18).

tablo 1

Seviye (araç sıralaması)	Sistem adı	Örnek	Doğada analog
	Teknosfer	Teknoloji + insan + kaynaklar + tüketim sistemi	Biyosfer
		Tüm ekipmanlar (tüm endüstriler)
	Teknoloji dalı	Taşıma (her türlü)
	Bir dernek	Aeroflot, motorlu taşıtlar, demiryolu taşımacılığı
	Şirket	Fabrika, metro, havaalanı	Organizma
		Lokomotif, vagonlar, demiryolu hattı	Vücut organları: kalp, akciğerler vb.
		Lokomotif, araba, uçak
	Heterojen mekanizma (enerjinin ve maddenin bir türden diğerine aktarılmasına izin veren bir dizi düğüm)	Elektrostatik jeneratör, içten yanmalı motor	DNA, RNA, AFT molekülleri
	Homojen mekanizma (görünümlerini değiştirmeden enerji ve maddeye izin veren bir dizi düğüm)	Vidalı kriko, araba, yelken ekipmanı, saat, transformatör, dürbün	Oksijen taşıyabilen hemoglobin molekülü
		Aks ve iki tekerlek (yeni bir özellik ortaya çıkıyor - yuvarlanma yeteneği)	Karmaşık moleküller, polimerler
	Birkaç detay	Vida ve somun, aks ve tekerlek	Farklı radikallerin oluşturduğu bir molekül, örneğin: C2H5-C=O | O
	Homojen olmayan kısım (ayrıldığında farklı parçalar oluşturur)	Vida, çivi	Asimetrik karbon zinciri: S-S-S-S-S-S-S- | İLE
	Homojen parça (ayrıldığında özdeş parçalar oluşturur)	Tel, aks, kiriş	Karbon zinciri: S-S-S-S-S-S-
	Heterojen madde		Karışımlar, çözeltiler ( deniz suyu, hava)
	Homojen madde	Kimyasal olarak saf demir	Basit madde (oksijen, nitrojen)

Hiyerarşik sistemlerin temel özellikleri

1. Sistemdeki elemanların niteliklerinin ikiliği- öğe aynı anda hem bireysel hem de sistemik niteliklere sahiptir.
   Sisteme giren bir eleman orijinal niteliğini kaybeder. Sistemik kalite, elementlerin kendi niteliklerinin ortaya çıkmasını engelliyor gibi görünüyor. Ancak bu hiçbir zaman tamamen gerçekleşmez. Kimyasal bileşikler sistemik fizikokimyasal özelliklere sahiptir, fakat aynı zamanda kendilerini oluşturan elementlerin özelliklerini de korurlar. Bileşiklerin bileşimini analiz etmeye yönelik tüm yöntemler (spektral, nükleer manyetik rezonans, x-ışını vb.) buna dayanmaktadır. Bir sistemin hiyerarşik yapısı (organizasyonu) ne kadar karmaşık olursa, bireysel nitelikleri o kadar yüksek olur, üst sistemde o kadar net görünürler, üst sistemin diğer unsurları (sistemleri) ile o kadar az bağlantılıdır. Daha düşük seviyelerde öğeler basitleştirilmiştir (sistemlerin “karmaşık” şeylere ihtiyacı yoktur, basit ve kullanışlı bir işleve ihtiyaçları vardır). Bunun sonucunda eşya özgünlüğünü, kendine özgü bireyselliğini kaybeder, maddi bireysel formuna kayıtsız kalır.
   Bireyselliğin kaybı, hiyerarşideki sistemik bağlantıların bireysel yönlerini ifade etme konusunda edindikleri yeteneklerin, unsurlar tarafından "ödenen" bedelidir. (Toplumda olduğu gibi: Üretimdeki kişi bir özne değildir, benzersiz bir birey değildir, koşullarının yaratıcısı değildir, işlev, nesne, şey).
   Hiyerarşik sistemlerin bu özelliği, mucidin yaygın bir psikiyatrik tipinin nedenidir: Bir elementin bir (ana, sistemik) özelliğini görür ve önceki bireysel özelliklerinin çoğunu görmez.
2. Üst seviyelerin alt seviyelere diktası- hiyerarşinin temel düzeni (toplumdaki analog: komuta birliği, otoriter liderlik).
   Hiyerarşinin en alt seviyesi çalışan gövde veya onun çalışan kısmı, bölgesi, yüzeyidir (her alt sistemin kendi çalışma gövdesi vardır). Bu nedenle, tüm kontrol etkileri (sinyaller) ve enerji mutlaka çalışan bedene ulaşır ve onu kesin olarak tanımlanmış bir şekilde çalışmaya zorlar. Bu anlamda RO sistemin en alt öğesidir. TS'nin sentezindeki rolünün tam tersi olduğunu hatırlayalım: GPP'nin uygulanmasına yönelik yapıyı belirler.
   Çoğunlukla üst seviyelerin emirleri çalışan bedenin altına bile uzanır; RO'nun altında ne var? - ürün. Teknik sistemler (“kolaylık sağlamak için”) ürünlerin ne olması gerektiğini belirler. Bu teknolojinin değişme "arzusudur" çevre"Kendine göre davranmak" yanlıştır; bu yalnızca modern, büyük ölçüde hantal ve kaba teknolojinin karakteristiğidir. Teknik sistemlerin ("doğru", "standart") doğal nesnelerle ("yanlış"), insan el sanatları ve sanatsal ürünlerle tutarsızlığı (tutarsızlığı) özellikle açıkça görülmektedir.
   Örnekler.
   Demiryolu taşımacılığının temel yararlı işlevi trafik hacmidir. Bu nedenle birçok ülkede kare domates (Bulgaristan), karpuz (Japonya), patates, havuç, pancar, salatalık ve ananas yetiştiriciliği üzerine araştırmalar yapılmaktadır ("Bilgi güçtür", 1983, Sayı 12, s. 32). ). Küp sebze ve meyvelerin paketlenmesi ve taşınması daha kolaydır.
   Yumurta "sosis" ABD'de üretilmektedir. Yumurtalar kırılır, santrifüj ile beyazları sarısından ayrılır ve dondurulduğunda “sosis” (sarısı ortada) haline getirilir; çırpılmış yumurtaya ihtiyacınız varsa bir dilim kesin. GPF'nin (yumurtaların taşınması) arttırılması açısından sorun çözüldü.
   Gibi. 1 132 905: (BI, 1985, No. 1). Patatesleri, sebzeleri ve meyveleri ısıl işleme tabi tutma yöntemi: patatesler kesilir, hareket ettirilir ve kabuğu alttan kesilir; daha sonra 180 derece çevirin, düzleştirin ve alttan kesin, vb. tüm patatesler soyuluncaya kadar.
   Fransız mizahından ("Mucit ve Yenilikçi", 1984, Sayı 8, 3 sayfa kapak): "Şirketinize son icadımı sunmak istiyorum. Bu bir tıraş makinesi. Müşteri içeriye birkaç bozuk para koyar, parasını yapıştırır." deliğe girer ve iki ustura otomatik olarak onunkini tıraş etmeye başlar.
   - Ama her insanın kendine has bir yüz yapısı vardır... - İlk defa - evet!”
3. Üst katların alt katlardaki değişikliklere duyarsızlığı, alt katların ise üst katlardaki değişikliklere karşı duyarlılığı.
   Daha düşük sıralardaki maddelerin ve alt sistemlerin seviyelerindeki değişiklikler, daha yüksek sıralardaki TS-NS'nin sistemik özelliğini (kalitesini) etkilemez.
   Örnek.
   Televizyonun ilkesi ilk mekanik sistemlerde zaten somutlaşmıştı. Yeni sistem özelliği (uzaktan görüntü aktarımı), lamba, transistör ve mikro modül elemanlarına geçişte temel olarak değişmedi. GPF arttı ancak sistemik özellik temelde değişmedi. Süper sistem için asıl önemli olan, alt sistemlerin işlevlerini yerine getirmesidir ve hangi malzeme ve fiziksel prensiplere göre kayıtsızdır. Bu hükmün buluş açısından önemli sonuçları bulunmaktadır. Diyelim ki sorun, bir tüp TV'de (güç tüketimi 400 W) çalışan bir transformatörden etkili ısı uzaklaştırılmasının sağlanmasında ortaya çıktı. Mucit, uzun bir süre boyunca ve çeşitli yollarla ısıyı uzaklaştırmak için bir yöntem arayabilir, yeni alt sistemler geliştirebilir, ısıtma sıcaklığını düşürmek için transformatörün kurulu gücünü artırabilir, vb. Bununla birlikte, yukarıdaki kata (güç kaynağı) çıkarsanız, sorun tamamen farklı bir şekilde (örneğin, güç modunu değiştirerek) ve üst katta değişiklik yaparken (örneğin bir lamba devresini değiştirerek) çözülebilir. bir transistörle), bu sorun tamamen ortadan kaldırılabilir - buna gerek kalmayacak (güç, örneğin 100 W'a düşecek).
4. Hiyerarşi düzeylerinde faydalı işlevlerin filtrelenmesi (vurgulanması). Düzgün organize edilmiş hiyerarşik yapı, her katta faydalı bir işlevi öne çıkarır; bu işlevler bir sonraki katta toplanır (karşılıklı olarak pekiştirilir); burada zararlı işlevler her katta bastırılıyor veya en azından yenileri eklenmiyor.

GPF'ye ana katkı, çalışma gövdesinden başlayarak alt katlarda oluşturulur. Sonraki seviyelerde, yararlı fonksiyonda az çok önemli bir artış (güçlenme) meydana gelir. Kat sayısı arttıkça GPF'nin büyümesi yavaşlar, dolayısıyla çok sayıda hiyerarşik seviyeye sahip sistemler etkisiz kalır (MGE'nin maliyetleri GPF'deki kazancı aşmaya başlar). Hiyerarşinin en üst düzeyi genellikle yalnızca koordinasyon işlevlerini yerine getirir; böyle bir düzeyin birden fazlası olmamalıdır.

Hiyerarşinin düzeyi ne kadar yüksek olursa yapı o kadar yumuşak olur, öğeler arasındaki bağlantılar o kadar az katı olur ve bunların yeniden düzenlenmesi ve değiştirilmesi o kadar kolay olur. Daha alt düzeylerde daha katı bir hiyerarşi ve bağlantılar vardır; yapı kesinlikle GPF'yi yerine getirme gerekliliğine göre belirlenir. Örneğin, mahfazanın dışındaki bir ısı borusuna bir fitil yerleştirmek imkansızdır, fitilin çalışma parametreleri ve yapısı katı bir şekilde belirtilmiştir; Fonksiyonun ısının yeniden dağıtımı, yeniden sirkülasyon, düzenleme vb. olduğu üst katlarda en radikal yeniden düzenlemeler mümkündür.

3.4. Organizasyon

3.4.1. Genel kavram

TRTS'nin görevi teknik sistemlerin sentez, işleyiş ve gelişim kalıplarını ortaya çıkarmaktır.. Organizasyon, sistemin varlığının her üç döneminde de en önemli unsurdur. Organizasyon yapıyla eş zamanlı olarak ortaya çıkar. Aslında, organizasyon, sistem elemanlarının uzay ve zamanda ortak işleyişi için bir algoritmadır.

18. yüzyılın Fransız biyoloğu. Bonnet şunları yazdı: “Vücudu oluşturan tüm parçalar, görev alanında birbirleriyle o kadar doğrudan ve çeşitli şekilde bağlantılıdır ki, birbirlerinden ayrılamazlar, ilişkileri son derece yakındır ve aynı anda ortaya çıkmaları gerekirdi. damarların varlığını varsayar; her iki işlev de sinirlerin varlığını gerektirir; bunlar sırasıyla bir beynin varlığını gerektirir ve ikincisi bir kalbin varlığını gerektirir; her bireysel durum bir dizi koşuldan oluşur" (Gnedenko B.V. et) al. Doğada tavsiye için. M.: Znanie, 1977, s. 45).

Organizasyon, öğeler arasında nesnel olarak doğal, tutarlı, zamana bağlı bağlantılar (ilişkiler) ortaya çıktığında ortaya çıkar; bu durumda elementin bazı özellikleri (nitelikleri) ön plana çıkarılır (çalışırlar, fark edilirler, güçlenirler), bazıları ise sınırlanır, söndürülür, maskelenir. Faydalı özelliklerçalışma sürecinde işlevlere - eylemlere, davranışlara dönüştürülür .

Bir organizasyonun ortaya çıkmasının temel koşulu, unsurlar arasındaki bağlantıların ve/veya bunların özelliklerinin, sistem dışı unsurlarla olan güç (kuvvet) bağlantılarını aşmasıdır.

Bir örgütün ortaya çıkmasıyla birlikte, ortaya çıkan sistemdeki entropi dış çevreye göre azalır. Aracın dış ortamı çoğunlukla diğer teknik sistemlerdir. Yani entropi, belirli bir GPF (ihtiyaç) (“yabancı” organizasyon) için gereksiz bir organizasyondur.

Organizasyon derecesi, GPF'nin uygulanması sırasında sistem davranışının öngörülebilirlik derecesini yansıtır. Mutlak öngörülebilirlik imkansızdır veya yalnızca çalışmayan (“ölü”) sistemler için mümkündür. Tamamen öngörülemezlik; sistem olmadığında düzensizlik olur. Bir organizasyonun karmaşıklığı, elemanların sayısı ve çeşitliliği, bağlantıların sayısı ve çeşitliliği ve hiyerarşi seviyelerinin sayısı ile karakterize edilir.

Organizasyonun karmaşıklığı, aracın konuşlandırılmasıyla artar ve çöküşle birlikte azalır; organizasyon adeta özüne “sürülür”.. Yararlı fonksiyonel alt sistemlere dağıtıldığında, organizasyon ilkeleri (etkileşim koşulları, bağlantılar ve işlevler) üzerinde çalışılır, ardından organizasyon mikro düzeye taşınır (alt sistemin işlevi madde tarafından gerçekleştirilir).

3.4.2. Bağlantılar

İletişim, bir sistemin öğeleri arasındaki ilişkidir.

İletişim, E (enerji), B (madde), I (bilgi) aktarımı için gerçek bir fiziksel (madde veya alan) kanaldır; Üstelik maddi olmayan bir bilgi yoktur, her zaman E veya V'dir.

İletişimin işleyişinin ana koşulu, elementler arasındaki "potansiyel fark", yani alanın veya maddenin gradyanıdır (termodinamik dengeden sapma - Onsager ilkesi). Bir eğimle, E veya B'nin akışına neden olan bir itici güç ortaya çıkar:

• sıcaklık gradyanı - ısı akışı (ısı iletkenliği),
• konsantrasyon gradyanı - maddenin akışı (difüzyon),
• hız gradyanı - momentum akışı,
• degrade Elektrik alanı- elektrik,

basınç, manyetik alan, yoğunluk vb. gradyanlarının yanı sıra.

Çoğu zaman yaratıcı problemlerde "kendinden olmayan" bir alanın eğimine sahip bir akışın düzenlenmesi gerekir. Örneğin, bir havuzun derinliği boyunca sıcaklığın eşitlenmesi probleminde sıcaklık gradyanlı bir maddenin (nitinol içi boş toplar) akışı. Ana iletişim özellikleri: fiziksel içerik ve güç. Fiziksel içerik, iletişimde kullanılan maddenin veya alanın türüdür. Güç - B veya E akışının yoğunluğu. İletişim gücü, dış ortamın gürültü seviyesi eşiğinin üzerinde, ekstra sistem bağlantılarının gücünden daha büyük olmalıdır.

Sistemdeki bağlantılar şunlar olabilir:

• işlevsel olarak gerekli - GPF'yi gerçekleştirmek için,
• yardımcı - güvenilirliği arttırmak,
• zararlı, gereksiz, gereksiz.

Bağlantı türüne göre: doğrusal, halka, yıldız, geçiş, dallanmış ve karışık.

Teknik sistemlerdeki ana bağlantı türleri:

	1. İlköğretim
	A) tek taraflı(yarı iletken),
	B) yansıtıcı(etki altında ortaya çıkan dış neden),
	V) seçici(gereksiz akışların elenmesi),
	G) gecikme(zaman gecikmeli),
	D) pozitif("potansiyel fark" arttıkça güç artar),
	e) olumsuz(“potansiyel fark” arttıkça güç azalır),
	Ve) doğal(yönüne kayıtsız),
	H) sıfır,
	Ve) öngörülen(İstenen).
	2. Kombine.
	k) iki taraflı(tamamen iletken)
	M) karşı iletişim(aralarında bağlantı yapılan elemanların durumuna orantılı olarak bağlıdır; örneğin bir mıknatısın kutupları veya bir akım kaynağının potansiyelleri),
	M) pozitif ters bağlantı. (bir bağlantının gücü arttıkça diğerinin gücü de artar), işlevlerin karşılıklı uyarılma mekanizması süreçlerde artışa yol açar;
	Ö) negatif ters bağlantı. (bir bağlantının gücü arttıkça diğerinin gücü azalır), dengeleyici bir mekanizma kararlı dengeye veya denge noktası etrafında salınımlara yol açar,
	P) çift ​​negatif ters karşılıklı baskı türündeki iletişim veya geri bildirim (bir bağlantının gücü azaldıkça diğerinin gücü de azalır) istikrarsız bir dengeye yol açarak taraflardan birinin güçlenmesine ve diğerinin bastırılmasına yol açar.

Kombine bağlantılar kullanıldığında sistem yeni özellikler kazanır. Örneğin, olumsuz geri beslemeli iki öğeden oluşan bir sistemi düşünün:

A potansiyeli arttıkça pozitif bağlantı 1'in gücü artar, bu da B potansiyelinin artmasına neden olur. Ancak negatif bağlantı 2, potansiyel A'yı bastırır. Sistem hızla kararlı bir denge durumuna ulaşır. 1. bağlantı kesildiğinde A potansiyeli B'den baskılanmadan artar. 2. bağlantı koptuğunda A potansiyeli artar ve aynı zamanda B potansiyeli de artar (pozitif bağlantı).

Üç elementten oluşan bir sistemde daha da güçlü bir kalite ortaya çıkar.

A potansiyeli arttıkça B artar, ancak 4. bağ A'yı bastırır; 2 B bağlantısı boyunca artar, ancak 5 B bağlantısı boyunca azalır ve 6 B bağlantısı boyunca azalır, vb. Yani herhangi bir unsurun denge durumundan çekilmesi karşılıklı olarak hızla bastırılır.

Herhangi bir bağlantı koptuğunda, diğer bağlantılarda da hızlı bir şekilde karşılıklı bastırma meydana gelir. Aynı şey iki bağlantı koptuğunda da olur.

Sistemde, elemanın durumunun dengeden yalnızca hafifçe kaydırılabildiği istikrarlı bir denge yaratılır.

İşte aynı birleşik ilişkiye (negatif) sahip bir örnek. Diğer, daha da sıra dışı etkiler, çok sayıda öğeye sahip, heterojen bağlantılara sahip sistemlerde çapraz bağlantıların ortaya çıkmasıyla (karedeki köşegenden başlayarak) ortaya çıkar. Bu tür bağlantıları venoanalizde "empoze etmek" için geliştirme yapılması gerekmektedir.

Bir sistemin organizasyon derecesindeki artış doğrudan elemanlar arasındaki bağlantıların sayısına bağlıdır. Bağlantıların gelişmesi alt alanların açılmasıdır (su alan derecesinin arttırılması). Bir alt alandaki bağlantı sayısı nasıl artırılır? İki yol:

1. sistem elemanlarının üst sistemlerle bağlantılı olarak dahil edilmesi,
2. daha fazlasını içeren alt seviyeler Bir alt sistemin veya maddenin organizasyonu.

Eleman başına bağlantı sayısı arttıkça elemanların kullanışlı özelliklerinin sayısı da artar.

3.4.3. Kontrol

Biri önemli özellikler organizasyon - sistemin çalışması sırasında elemanların durumunu yönetme, yani değiştirme veya sürdürme yeteneği. Kontrol, özel bağlantılar yoluyla gerçekleşir ve zaman içinde bir dizi komuttan oluşur. Değer sapmasına göre kontrol en yaygın ve güvenilir yöntemdir.

3.4.4. Bir örgütü yok eden faktörler.

Bu faktörler üç grup zararlı etkiyi içerir:

• dışsal (süpersistem, doğa, insan),
• dahili (zararlı özelliklerin zorlanması veya kazara karşılıklı olarak güçlendirilmesi),
• entropik (sonlu yaşam süresi nedeniyle elementlerin kendi kendini yok etmesi).

Dış faktörler, güçleri sistem içi bağlantıların gücünü aşarsa bağlantıları yok eder.

Sistemde başlangıçta iç faktörler bulunur, ancak zamanla yapıdaki bozukluklar nedeniyle sayıları artar.

Entropi faktörlerine örnekler: parçaların aşınması (maddenin bir kısmının sistemden çıkarılması), bağlantıların dejenerasyonu (yayların yorulması, pas).

3.4.5. Bir organizasyonu iyileştirme sürecinde denemenin önemi

Deney, GPF'yi artırmaya çalışırken araçtaki "acıyan" yeri belirlemek amacıyla bilimsel olarak yürütülen bir deneydir. Deneyin anlamı: Aracın işleyişine aktif müdahale, özel koşulların yaratılması, ortam (çevresel faktörlerdeki değişiklikler) ve davranışın (sonucun) gözlemlenmesi özel yöntemler ve fonlar.

En verimli tam ölçekli deney, araçların büyük çoğunluğu için uygundur (büyük ve tehlikeli nükleer santraller vb. hariç).

Model deneyi yalnızca davranışı iyi tahmin edilen basit sistemler için kabul edilebilir ve güvenilirdir.

Yalnızca tam ölçekli bir deney en önemli yan ürünü, genellikle yeni bilgiler getiren beklenmedik sonuçları üretebilir.

Örneğin insansız uydulardan birinin test uçuşu sırasında, yardımcı motorların frenlemesi test edilirken, uydu beklenmedik bir şekilde başka bir yörüngeye geçti ve bir daha Dünya'ya geri dönmedi. "Uzmanların çok üzüldüğünü hatırlıyorum. Ve S.P. Korolev daha sonra geminin bir yörüngeden diğerine plansız geçişinde uzayda ilk manevra deneyimini gördü.
Baş tasarımcı asistanlarına "Ve Dünya'ya inmek için ihtiyaç duyulduğunda ve ihtiyaç duyulduğunda gemilerimiz olacak" dedi. Ne kadar sevimli olacaklar! Bir dahaki sefere kesinlikle ekeceğiz.
O zamandan beri, çeşitli bilimsel ve ekonomik amaçlara sahip birçok uzay aracı “küçükler gibi” Dünya'ya geri döndü” (Pokrovsky B. Şafağa Doğru. Pravda, 1980, 12 Haziran).

3.5. Sistemik etki (kalite)

3.5.1. Sistemdeki özellikler

Sistemdeki tüm öğelerin ve bir bütün olarak sistemin kendisinin bir takım özellikleri vardır:

1. Yapısal malzeme: Bir maddenin bileşimi, bileşen türü, fiziksel özellikleri (su, hava, çelik, beton) ile belirlenen özellikleri.
2. Yapısal alan: örneğin ağırlık, herhangi bir elementin, manyetik özelliklerin, rengin ayrılmaz bir özelliğidir.
3. Fonksiyonel: gerekli fonksiyona sahip oldukları sürece farklı madde-alan kombinasyonlarından elde edilebilecek özel özellikler; örneğin ısı yalıtım matları.
4. Sistem: kümülatif (integral) özellikler; 1-3 arası özelliklerden farklı olarak sistemde yer alan elemanların özelliklerine eşit değildirler; bu özellikler sistemin oluşumu sırasında “birdenbire” ortaya çıkıyor; böyle beklenmedik bir artış, yeni bir aracın sentezindeki asıl kazançtır.

İki tür sistem artışını birbirinden ayırmak daha doğrudur:

• sistem etkisi- Elementlerin özelliklerinde orantısız derecede büyük artış (azalış),
• sistem kalitesi- öğelerin hiçbirinin sisteme dahil edilmeden önce sahip olmadığı yeni bir mülkün (süper mülk - mevcut özelliklerin bir vektörü) ortaya çıkışı.

Nesnel gerçekliğin gelişimindeki bu özellik eski düşünürler tarafından fark edildi. Örneğin Aristoteles bütünün her zaman parçaların toplamından daha büyük olduğunu savundu. Bogdanov A.A. Bu tezi sistemler için formüle ettik: sistem, başlangıçtaki kaliteye kıyasla belirli bir kalite artışı ortaya koyuyor ve belirli bir süper kalite veriyor (1912).

Belirli bir aracın sistemik etkisini (kalitesini) daha doğru bir şekilde belirlemek için basit bir teknik kullanabilirsiniz: sistemi bileşen öğelerine ayırmanız ve hangi kalitenin (hangi etkinin) kaybolduğunu görmeniz gerekir. Örneğin, kanadı, kuyruğu veya kontrolü olmayan “kesilmiş” bir uçak sisteminin işlevini yerine getiremeyeceği gibi, uçağın hiçbir parçası ayrı ayrı uçamaz. Bu arada, dünyadaki tüm nesnelerin sistem olduğunu kanıtlamanın ikna edici bir yolu: kömürü, şekeri, iğneyi bölmek - bölünmenin hangi aşamasında kendileri olmaktan çıkıyorlar ve ana özelliklerini kaybediyorlar? Hepsi birbirinden yalnızca bölünme işlemi sırasında farklılık gösterir - iğne, kömür ve şeker olmak üzere iki parçaya bölündüğünde - atoma bölündüğünde iğne olmaktan çıkar. Görünüşe göre, niceliksel değişikliklerin niteliksel olanlara geçişine ilişkin sözde diyalektik yasa, daha genel bir yasanın yalnızca maddi yönünü yansıtıyor - sistem etkisinin oluşumu yasası (kalite).

Sistemik bir etkinin ortaya çıkmasına bir örnek.

Hidroliz tesisi atık suyunun sonradan arıtılması için iki yöntem test edildi: ozonlama ve adsorpsiyon; Yöntemlerin hiçbiri istenen sonucu vermedi. Kombine yöntem inanılmaz bir etki yarattı. Ozon ve aktif karbon tüketimini, tek başına sorpsiyon veya tek başına ozonlamaya kıyasla 2-5 kat azaltarak gerekli göstergelere ulaşıldı (E.I. VNIIIS Gosstroy SSCB, seri 8, 1987, sayı 8, s. 11-15).

Fizikte ( fiziksel etkiler ve fenomenler) sistem özelliklerinin görünümüne ilişkin birçok örnek içerir. Örneğin, bir elektromanyetik alan, uzayda sınırsız bir mesafeye yayılma özelliğine ve kendini koruma özelliğine sahiptir - elektrik ve manyetik alanlar bu özelliklere ayrı ayrı sahip değildir.

Kesin olarak konuşursak, tüm doğa bilimleri, parçaları bir bütün halinde birleştirmenin sistemik yasalarını ve bu bütünün varoluş ve gelişme yasalarını incelemekten başka bir şeyle ilgilenmez. Canlı ve cansız doğada - kimya, fizik, biyoloji, jeoloji, astronomi vb. - süper niteliklerin (sistem etkileri) ortaya çıkmasına yönelik belirli mekanizmaları ortaya çıkaran muazzam bilgi birikmiştir. Ancak hala genellemeler yok; sistem çapında yasalar.

3.5.2. Sistem özelliklerinin oluşum mekanizması

İşte bir sistem özelliğinin görünümünün basit bir "mekanik" örneği: Diyelim ki insan kalabalığıyla dolu bir alanı hızlı bir şekilde geçmeniz gerekiyor; “Kalabalıkla sürtüşmeyi” aşmak için çok fazla enerji ve zaman harcayacağınız açık. Şimdi kalabalığın komuta üzerine bir tür düzenli yapı oluşturduğunu (örneğin sıralar halinde dizilmiş) hayal edin, o zaman sıralar arasında koşan kişiye karşı direnç pratik olarak ortadan kalkacaktır.

A. Bogdanov şöyle bir mantık yürütüyor: "En tipik örnek dalgaların girişimidir: Eğer dalgalar çakışırsa iki titreşim dört kat kuvvet verir, çakışmazlarsa ışık + ışık ısı verir. Ortalama durum: bir dalganın yarısı yükselişle yarısı da azalmayla çakışacaktır - sonuç olarak basit bir ekleme, terimlerin toplamı: ışık yoğunluğu iki katıdır. Sistemin özelliklerinin toplamındaki artış veya azalma yönteme bağlıdır kombinasyonu (bağlantı, bağlantı)" (Genel organizasyon bilimi. (Tektology), cilt 2. Ayrışma ve düzensizlik mekanizması. Ortaklık " Moskova'da yazarların kitap yayıncılığı", M., Ya.G. Sazonov'un tipografisi, 1917 , s.11).

Başka bir örnek: sesin bir sıvıdaki, örneğin sudaki hızı yaklaşık 1500 m/sn, gazda (havada) 340 m/sn'dir; ve bir gaz-su karışımında (%5 hacimsel gaz kabarcıkları) hız 30-100 m/sn'ye düşer.

Herhangi bir elementin birçok özelliği vardır. Bu özelliklerin bazıları bağlantıların oluşumu sırasında bastırılır, diğerleri ise tam tersine açık bir ifade kazanır; veya: bazı özellikler toplanır, diğerleri nötrleştirilir. Sistemik etkinin (kalite) üç olası durumu vardır:

• olumlu özellikler birbirini tamamlar ve karşılıklı olarak güçlendirir, olumsuz özellikler değişmeden kalır (zincir, yay);
• olumlu özellikler toplanır ve olumsuz olanlar karşılıklı olarak yok edilir (sırtlarına baskı yapan iki asker dairesel bir savunma oluşturur, zararlı "arka" özellikler ortadan kaybolmuştur);

Ters çevrilmiş negatif özellikler (zararın faydaya dönüştürülmesi) pozitif özelliklerin toplamına eklenir.

Teknik bir nesne, insan tarafından yaratılan ve belirli ihtiyaçları karşılamak üzere tasarlanmış, gerçekten var olan bir cihaz, yöntem veya malzemedir.

Tüm teknik nesneler bütünün bölünmez parçaları olan unsurlardan oluşur. Teknik bir nesnenin bir öğesinin işleyişi başka bir öğenin işleyişini etkiliyorsa, bu tür teknik nesnelere (birimlerin aksine) genellikle teknik sistemler (TS) adı verilir.

Teknik sistem, belirli bir işlevi gerçekleştirmek için bir araya getirilen, ancak tek tek öğelerin özelliklerinin toplamına indirgenemeyen özelliklere sahip olan, teknik bir nesnenin birbirine bağlı öğeleri kümesidir.

Teknik sistem türleri.

Teknik bir sistemi oluşturan unsurlar, bütünün yalnızca göreceli olarak bölünemez parçalarıdır. Örneğin, bir ağaç işleme makinesi birçok parçayı içerir. karmaşık parçalar: Çerçeve, ana hareket, besleme, kaide, ayar, ayar, kontrol ve tahrik mekanizmaları. Aynı zamanda çok sayıda farklı makinenin bulunduğu bir “ahşap işleme atölyesi” sisteminde ayrı bir makine bir unsur, yani bölünmez bir bütün olarak düşünülebilir. Bu bakımdan “makine” sistemi ile ilgili olarak “ağaç işleme atölyesi” olarak adlandırılmaktadır. üst sistem ve makinenin yukarıda listelenen parçaları alt sistemler. Herhangi bir sistem için bir alt sistem ve bir üst sistem ayırt edilebilir. “Makinenin ana hareket mekanizması” sistemi için rulman yatağı, mil ve kesici takım parçaları alt sistem, makine ise süper sistem olacaktır. Bazı sistemler belirli bir sisteme göre zıt işlevleri yerine getirir. Bunlara antisistem denir. Örneğin bir su üstü gemisi ile bir denizaltı, bir motor ve bir fren ters çalışan nesnelerdir.

Teknik sistemlerin ideali.

Teknik sistemler ilerici evrim yasasına göre gelişir. Bu, her neslin sisteminde, gelişme kriterlerinin küresel uç noktaya yaklaşana kadar iyileştirilmesi anlamına gelir. Her teknik sistem, ağırlık, hacim, alan vb. parametreleri dikkate alındığında idealine ulaşmaya çalışır. aşırılıklara yaklaşıyor. İdeal bir teknik sistem, var gibi görünmeyen ve işlevleri tamamen kendi kendine gerçekleştirilen sistemdir. İdeallik yasası değerlidir çünkü etkili bir teknik sistemin hangi yönde gelişmesi gerektiğini önerir. Bir sistem aşağıdaki özelliklerden bir veya daha fazlasına sahipse ideal kabul edilir:

1. Sistemin boyutları, işlenen veya taşınan nesnenin boyutlarına yaklaşır veya bunlarla örtüşür ve sistemin kütlesi, nesnenin kütlesinden çok daha azdır. Örneğin, eski zamanlarda dökme malzemeler kil kaplarda, şimdi ise torbalarda depolanıyor ve taşınıyordu.

2. Teknik sistemin veya ana işlevsel unsurlarının kütlesi ve boyutları sıfıra yaklaşmalı ve en uç durumda, hiçbir cihaz olmadığında sıfıra eşit olmalıdır ve gerekli fonksiyon gerçekleştirildi. Örneğin ahşabın parçalara ayrılması testere ile yapılır. Ancak artık bu amaçlar için lazer sistemleri ortaya çıktı. Kesici alet yok gibi görünüyor, ancak işlevleri yerine getiriliyor.

3. Bir nesnenin işlem süresi sıfıra yakın veya sıfıra eşittir (sonuç anında veya anında elde edilir). Bu özelliği gerçekleştirmenin ana yolu süreçleri yoğunlaştırmak, işlem sayısını azaltmak ve bunları zaman ve mekanda birleştirmektir.

4. İdeal bir sistemin verimliliği birliğe, enerji tüketimi ise sıfıra doğru yönelir.

5. İdeal bir sistemin tüm parçaları, tasarım yeteneklerinin tamamıyla, kesinti olmaksızın faydalı işler yapar.

6. Sistem süresiz olarak çalışmaktadır uzun zaman kesinti veya onarım olmadan.

7. Sistem insan müdahalesi olmadan çalışmaktadır.

8. İdeal bir sistem şunları sağlamaz zararlı etki insanlar ve çevre hakkında