выявления нежелательных и вредных воздействий в системе.
Внешние связи это связи с надсистемой, включая объект, для которого предназначена система, и связи с внешней средой. Связь с объектом должна обеспечивать выполнения главной функции системы.
Внешние связи системы определяют работоспособность системы при взаимодействии с надсистемой и внешней средой и отсутствие отрицательных внешних воздействий на окружение. Система должна оставаться работоспособной при воздействии расчетных (заранее заданных) внешний воздействий.
Вещественные связи это контактные связи, чаще всего механические, например, соединение деталей в корпусе, соединение проводов, труб, трансмиссии и т. д.
К энергетическим связям могут быть отнесены, например, электрические провода и кабели, топливные трубопроводы и т. д.
К информационным связям могут быть отнесены, например, провода, по которым осуществляется передача информации, контроль и управление, все виды беспроводной связи и т. д., и т. п.
Полезные связи обеспечивают выполнение полезных функций.
Бесполезные связи это, как правило, лишние связи, не создающие полезной работы и не выполняющие полезных функций. Это избыточные связи, которые желательно устранить.
Вредные связи это связи, создающие вредные действия (вредные функции). Этот вид связей необходимо устранять в первую очередь.
Отсутствующая связь возникает в случаях, когда при проектировании не учли какую-то полезную связь или после проектирования, возникла необходимость в новой связи, а она не предусмотрена. Такую связь мы называет отсутствующей.
Постоянная связь это связь, которая не меняется в процессе работы системы, например, связь элементов в корпусе.
Временная связь это связь, которая со временем исчезает, например, стрела имеет связь с луком только во время прицеливания.
Динамическая связь это связь, изменяющаяся во времени, например, в телефоне имеется связь с абонентом только во время разговора, потом она отключается. При необходимости эта связь может быть восстановлена. Практически в любом электронном приборе, транзистор подключает и отключает сигнал.
Контактные связи осуществляются с помощью Контактные связи вещественные связи (механические соединения, трубопроводы, провода и т. п.).
Бесконтактные связи осуществляются с помощью Бесконтактные связи (весь диапазон электромагнитных излучений: радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновские и гамма-излучения; электрическое и магнитное поля; звуковые поля и т. д.).
Связи
Пример 13.9. Телефон
К вещественным связям относятся, например, различные механические соединения частей телефона, АТС и на линиях передачи.
К энергетическим связям относятся, например, провода и кабели.
К информационным связям могут быть отнесены, например, провода, по которым осуществляется передача голоса и управление, все виды беспроводной связи и т. д.
Внутренние связи все виды связей внутри телефона: механические крепления, провода и т. д.
Внешние связи провода, соединяющие телефон и розетку, розетку и распределительный щит, кабели, связывающие распределительный щит и АТС, беспроводная связь и т. д.
Пример 13.10. Автомобиль
К вещественным связям относятся, например, различные виды механических соединений, креплений, трансмиссии и т. д.
К энергетическим связям могут быть отнесены, например, электрические провода и кабели, топливные трубопроводы и т. д.
К информационным связям могут быть отнесены, например, провода, по которым осуществляется передача информации, контроль и управление, все виды беспроводной связи и т. д.
Внутренние связи все механические крепления и передачи, электрические провода и т. д.
Внешние связи связь колеса с дорогой, воздействие окружающей среды на автомобиль, воздействие автомобиля на окружающие системы и внешнюю среду и т. д.
Система управления
Система управления обеспечивает функции контроля и управления объектом.
Система управления
Пример 13.11. Телефон
Современный телефон имеет достаточно сложную систему управления, состоящую из клавишей ввода информации, процессора, памяти и т. п. Имеется отдельная система управления встроенными камерами.
Пример 13.12. Автомобиль
В систему управления автомобилем входят помимо рулевого управления и педалей бортовой компьютер, осуществляющий управление всеми элементами автомобиля.
К основным частям системы можно отнести и корпус. Он не являетсяминимально необходимым. Отдельные системы могут обходиться и без него, но большинство систем имеют корпус.
Приведем пример системы без корпуса.
Пример 13.13. Лампочка
При разработке необитаемой космической станции возникла проблема размещения лампы недостаточно места для ее размещения.
Затем вспомнили, что лампа будет работать в космосе. Следовательно, колба лампы не нужна, и лампа без корпуса свободно размещалась.
13.3.3. Закон избыточности
Необходимым условием принципиальной работоспособности
системы является наличие избыточности системы.
Избыточность это закономерность, по которой приблизительно 20% функций, элементов и связей системы выполняют около 80% работы.
При создании работоспособной системы нужно учитывать, что для выполнения какой-либо работы, кроме основных элементов и связей (выполняющих главную функцию), необходимо еще приблизительно 80% вспомогательных, причем они, как правило, выполняют только 20% основной работы. Учитывая это, следует предусмотреть лишний расход вещества, энергии и информации (приблизительно 20% на обеспечение главной функции и 80% основных и вспомогательных).
В общем виде закономерность избыточности формулируется как «20% усилий дают 80% результата, а остальные 80% усилий лишь 20% результата»5.
Эта закономерность была открыт итальянским экономистом и социологом Вильфредо Парето (Vilfredo Federico Damaso Pareto) в 1897 году. Она получила название «Закон Парето» или «Принцип Парето».
Избыточность может быть:
функциональной;
структурной.
Функциональная избыточность определяется тем, что для обеспечения работоспособности системы, помимо главной функции, необходимо выполнять еще основные, вспомогательные и дополнительные функции.
Функциональная избыточность
Главная функция
Пример 13.14. Телефон
Главная функция телефона передавать звук, в частности голос. Необходимо подобрать вспомогательные функции, обеспечивающие передачу звука, это принятие и передача звука. Эти функции выполняются микрофоном и наушником.
Пример 13.15. Автомобиль
Главная функция транспортных систем перемещение объекта на определенное расстояние. Эту функцию выполняет рабочий орган. В зависимости от среды перемещения меняется его структура. У автомобиля это колесо.
Основные функции
Пример 13.16. Телефон
Помимо главной функции (передача звука) телефон для обеспечения работоспособности выполняет основные функции, обеспечивающие передачу звука: например, набор номера (наборное поле), обеспечение энергией (источник энергии) и т. д. Кроме того, у современного телефона (смартфона) много других, дополнительных функций и телефон имеет функций больше чем компьютер.