- •1. Введение
- •2. Возникновение и развитие техники
- •2.1. Неизбежность возникновения техники
- •2.2. Схема развития орудий производства
- •2.3. Примеры из истории техники
- •2.3.1. Мельница
- •2.3.2. Изготовление волокнистых веществ.
- •2.3.3. Карандаш (и другие средства для рисования, письма).
- •2.3.4. Изобретение книгопечатания.
- •2.3.5. Зарождение системы связи (приема-передачи информации).
- •2.3.6. Возникновение и развитие паровой машины.
- •2.3.7. Колесо телеги
- •2.3.8. Поморский коч
- •3. Техническая система: понятие, определение, свойства
- •3.1. Общее определение тс
- •3.2. Функциональность
- •3.2.1. Цель - функция.
- •3.2.2. Потребность - функция.
- •3.2.3. Носитель функции.
- •3.2.4. Определение функции.
- •3.2.5. Иерархия функций.
- •3.3. Структура
- •3.3.1. Определение структуры.
- •3.3.2. Элемент структуры.
- •3.3.3. Типы структур.
- •3.3.4. Принципы построения структуры.
- •3.3.5. Форма.
- •3.3.6. Иерархическая структура систем.
- •Основные свойства иерархических систем.
- •3). Нечувствительность верхних этажей к изменениям на нижних и наоборот, чувствительность нижних к изменениям на верхних.
- •3.4. Организация
- •3.4.1. Общее понятие.
- •3.4.2. Связи.
- •3.4.3. Управление.
- •3.4.4. Факторы разрушающие организацию.
- •3.4.5. Значение эксперимента в процессе улучшения организации.
- •3.5. Системный эффект (качество)
- •3.5.1. Свойства в системе.
- •3.5.2. Механизм образования системных свойств.
- •4. Законы развития технических систем
- •4.1. Общая часть
- •4.2. Законы как основа тртс
- •4.3. Закон полноты частей системы
- •4.3.1. Формулировка и основные понятия.
- •4.3.2. Критерий определения технических систем среди других технических объектов.
- •4.3.3. Примеры правильного определения частей системы.
- •4.4. Закон "энергетической проводимости" системы
- •4.4.1. Формулировка и основные правила применения при развитии тс.
- •4.4.2. Особенности использования закона при решении изобретательских задач.
- •4.5. Закон согласования ритмики частей системы
- •4.5.1. Формулировка и общие понятия.
- •4.5.2. Использование резонанса - согласование частоты внешнего действия (поля) с собственной частотой системы или ее элемента.
- •4.5.3. Согласование (рассогласование) ритмики работы частей системы.
- •4.5.4. Предотвращение или нейтрализация резонанса - рассогласование собственной частоты системы с частотой внешнего действия или организация противодействия.
- •4.5.5. Явление самосинхронизации вращающихся тел: вред и польза.
- •4.5.6. Согласование (рассогласование) частоты используемых полей.
- •4.5.7. Действие в паузах.
- •4.5.8. Использование колебаний и резонанса в задачах на измерение (обнаружение).
- •4.6. Закон динамизации технических систем
- •4.6.1. Формулировка закона и основные правила его применения.
- •1) Динамизация вещества системы.
- •2) Динамизация поля
- •4.6.2. Использование закона в изобретательской практике.
- •4.7. Закон увеличения степени вепольности системы
- •4.7.1. Формулировка закона и основные направления усложнения систем.
- •4.7.2. Образование цепного веполя.
- •4.7.3. Образование двойного веполя.
- •4.8. Закон неравномерности развития систем
3.4.3. Управление.
Одно из важных свойств организации - возможность управления, то есть изменения или поддержания состояния элементов в процессе функционирования системы. Управление идет по специальным связям и представляет собой последовательность команд во времени. Управление по отклонению величины является наиболее распространенным и достоверным способом.
3.4.4. Факторы разрушающие организацию.
К таким факторам относятся три группы вредных воздействий:
внешние (надсистема, природа, человек),
внутренние (форсирование или случайное взаимоусиление вредных свойств),
энтропийные (саморазрушение элементов из-за конечности срока жизни).
Внешние факторы разрушают связи, если их мощность превышает мощность внутрисистемных связей.
Внутренние факторы изначально есть в системе, но с течением времени из-за нарушений в структуре их количество увеличивается.
Примеры энтропийных факторов: износ частей (вынос из системы части вещества), перерождение связей (усталость пружин, ржавчина).
3.4.5. Значение эксперимента в процессе улучшения организации.
Эксперимент - это научно поставленный опыт с целью определения "больного" места в ТС при попытке увеличения ГПФ. Смысл эксперимента: активное вмешательство в функционирование ТС, создание специальных условий, обстановки (изменение факторов внешней среды) и наблюдение за поведением (результатом) с помощью специальных методов и средств.
Наиболее продуктивен натурный эксперимент, он подходит для подавляющего большинства ТС (кроме крупных и опасных АЭС и т.д.).
Модельный эксперимент приемлем и достоверен лишь для простых систем с хорошо прогнозируемым поведением.
Только натурный эксперимент может дать важнейший побочный продукт неожиданные результаты, часто приносящие новые знания.
Например, в испытательном полете одного из беспилотных спутников, при отработке вспомогательных двигателей для торможения, спутник неожиданно перешел на другую орбиту и его так и не удалось вернуть на Землю. "Помнится, специалисты были очень огорчены. А С.П. Королев увидел тогда в незапланированном переходе корабля с одной орбиты на другую первый опыт маневрирования в космосе. - А спускаться на Землю, - сказал помошникам главный конструктор, - корабли когда надо и куда надо, у нас будут. Как миленькие будут! В следующий раз посадим обязательно. С того времени "как миленькие" возвратились на Землю многие космические аппараты самого различного научного и народнохозяйственного назначения" (Покровский Б. Заре навстречу. Правда, 1980, 12 июня).
3.5. Системный эффект (качество)
3.5.1. Свойства в системе.
Все элементы в системе и сама система в целом обладают рядом свойств:
Структурно-вещественные: свойства вещества, определяемые его составом, видом компонентов, физическими особенностями (вода, воздух, сталь, бетон).
Структурно-полевые: например, вес является неотъемлемым свойством любого элемента, магнитные свойства, цвет.
Функциональные: специализированные свойства, которые могут быть получены из разных вещественно-полевых сочетаний, лишь бы они обладали требуемой функцией; например, теплоизоляционные маты.
Системные: совокупные (интегральные) свойства; в отличие от свойств 1-3 они не равны свойствам элементов, входящих в систему; эти свойства "вдруг" возникают при образовании системы; такая неожиданная прибавка - главный выигрыш при синтезе новой ТС.
Правильнее различать два вида системных прибавок:
системный эффект- непропорционально большое усиление (уменьшение) свойств, имеющихся у элементов,
системное качество- появление нового свойства (надсвойства - вектора имеющихся свойств), которого не было ни у одного из элементов до включения их в систему.
Эту особенность в развитии объективной реальности заметили еще древние мыслители. Например, Аристотель утверждал, что целое всегда больше суммы входящих в него частей. Богданов А.А. сформулировал этот тезис для систем: система обнаруживает некий прирост качеств, по сравнению с исходными дает некое сверхкачество (1912г.).
Чтобы точнее определить системный эффект (качество) данной ТС можно воспользоваться простым приемом: надо разделить систему на составные элементы и посмотреть, какое качество (какой эффект) исчезло. Например, отдельно ни одна из самолетных частей летать не может, как не может выполнить свою функцию и "усеченная" система самолет без крыла, оперения или управления. Это, кстати, убедительный способ доказательства, что все объекты в мире - системы: разделите уголь, сахар, иголку, - на каком этапе деления они перестают быть самими собой, теряют главные признаки? Все они отличаются друг от друга лишь продолжительностью процесса деления - иголка перестает быть иголкой при делении на две части, уголь и сахар - при делении до атома. По-видимому, так называемый диалектический закон перехода количественных изменений в качественные отражает лишь содержательную сторону более общего закона - закона образования системного эффекта (качества).
Пример появления системного эффекта.
Для доочистки сточных вод гидролизного завода испытывались два способа - озонирование и адсорбция; ни один из способов не давал нужного результата. Комбинированный способ дал поразительный эффект. Были достигнуты требуемые показатели при снижении в 2-5 раз расхода озона и активного угля по сравнению только с сорбцией или только с озонированием (Э.И. ВНИИИС Госстроя СССР, серия 8, 1987, вып. 8, с.11-15).
В физике (физических эффектах и явлениях) содержится множество примеров появления системных свойств. Например, электромагнитное поле обладает свойством распространения в пространстве на неограниченное расстояние и свойством самосохранения - этими свойствами не обладают электрическое и магнитное поля по отдельности.
Собственно говоря, все естественные науки занимаются ничем иным, как изучением системных законов соединения частей в целое и законов существования и развития этого целого. Накоплены огромные знания, раскрывающие конкретные механизмы появления сверхкачеств (системных эффектов) в живой и неживой природе - в химии, физике, биологии, геологии, астрономии и т.д. Но до сих пор нет обобщений - общесистемных законов.