Точность адаптации может быть увеличена, если в законе управления системой учитывается интеграл от всех изменений или ведется учет предыдущих изменений.
Динамическая статичность
Статические системы достаточно устойчивы, но не мобильны. Мобильные системы часто не устойчивы. Для придания системе максимальной мобильности и устойчивости ее выполняют динамически статичной.
Динамическая статичность системы осуществляется за счет постоянного управления максимально мобильной системой. Такие системы называют с динамической устойчивостью.
5.3.8. Тенденция уменьшения динамичности
В отдельных случаях можно говорить о тенденции уменьшения динамичности повышения статичности. Система стремится сохранять, не изменять, стабилизировать свои параметры, структуру (в частности форму), алгоритм и принцип действия, функции, чтобы наиболее эффективно достичь поставленной цели и удовлетворить потребности. Кроме того, статичная система стремится сохранить так же цели и потребности.
Стабилизация должна происходить во времени и/или в пространстве и/или по условию.
Название тенденции «уменьшение динамичности» условное. По существу, эта тенденция частный случай динамических системы, обеспечивающих постоянство параметра, структуры, функции, потребности, цели и т. д.
Динамическую статичность можно тоже рассматривать как частный случай тенденции уменьшения динамичности.
Существует много разновидностей систем, где необходимо поддерживать параметры стабильными (постоянными) определенной величины. В качестве параметров можно указать, например, частоту, температуру, давление, натяжение, прочность и т. д.
Тенденция уменьшения степени динамичности (увеличения статичности) используется для развития систем, в которых необходимо стабилизировать определенные параметры или всю систему в целом.
Для динамизации системы используется закон увеличения степени динамичности.
5.4. Закономерность согласования рассогласования
5.4.1. Общие представления
Закономерность согласованиярассогласования является основной из закономерностей эволюции систем. Структура этих закономерностей показана на рис. 5.56.
Рис. 5.56. Структура закономерности эволюции систем
Закономерность согласованиярассогласования включает две закономерности (рис. 5.57).
1. Закономерность согласования.
2. Закономерность рассогласования.
Рис. 5.57. Закономерность согласования рассогласования
5.4.2. Структура закономерности согласованиярассогласования
Согласованиерассогласование проводится для недопущения вредных явлений или усиления полезных.
Закономерность согласования, которая будет изложена ниже, была сформулирована В. Петровым в 19751978. Закономерность рассогласования был предложена Э. Злотиной, а развита Б. Злотиным.
Опишем структуру закономерности согласованиярассогласования (рис. 5.58).
1. Объекты согласованиярассогласования.
1.1. Потребности.
1.2. Функции.
1.3. Принцип действия.
1.4. Система.
1.4.1. Структура:
элементы;
связи;
форма;
вещество.
1.4.2. Параметры.
1.4.3. Потоки.
1.5. Надсистема.
1.6. Окружающая среда.
1.7. Поля.
1.7.1. Энергия.
1.7.2. Информация.
данные;
знания.
2. Способы согласованиярассогласования.
2.1. Во времени.
2.2. В пространстве.
2.3. По условию.
2.4. Статическое (постоянное).
2.5. Динамическое (переменное).
Рис. 5.58. Структура закономерности согласования рассогласования
Закономерность согласованиярассогласования является общей из закономерностей эволюции систем.
Принцип действия должен согласовываться с главной функцией, внешней средой, надсистемой и системой.
Процесс согласования принципа действия с главной функцией системы это обеспечение этой функции, т. е. это выбор принципа действия рабочего органа.
5.5. Закономерность перехода в надсистему или подсистему
5.5.1. Общие представления
Закономерность перехода системы в надсистему и/или подсистему является основной из закономерностей эволюции систем. Структура этих законов показана на рис. 5.59.
Рис. 5.59. Структура закономерностей эволюции систем
Закономерность перехода в надсистему или подсистему включает две закономерности (рис. 5.60).
1. Закономерность перехода в надсистему.
2. Закономерность перехода в подсистему.
Рис. 5.60 Закономерность перехода в надсистему или подсистему
5.5.2. Закономерность перехода системы в надсистему
Закономерность перехода системы в надсистему разработан Г. Альтшуллером57. Он ее сформулировал следующим образом:
«Исчерпав ресурсы развития, система объединяется с другой системой, образуя новую, более сложную систему».
Системы объединяются в надсистему не только, когда исчерпали ресурсы своего развития, поэтому мы переформулировали эту закономерность.
Системы объединяются в надсистему, образуя новую более сложную систему.
Объединение систем в надсистему может проходить двумя путями (рис. 5.61):
Объединение в новую более сложную систему, имеющую одну функцию (монофункциональная система);
· Переход системы от монофункцинальной к полифункцинальной.
Рис. 5.61. Закономерность перехода в надсистему
Переход системы от монофункционаьной к полифункционаьной первоначально осуществляется выявлением более общей функции, а затем придания дополнительных функций, при этом часто использует новые технологии.
Тенденция объединения элементов
Системы объединяются по определенной тенденции. Опишем ее (рис. 5.62).
Первоначально имеется одна моносистема. Далее объединяют две исходные системы, при этом получатся бисистема. На следующем этапа объединяют три и более систем, образуется полисистема. Следующий этап развития, когда би- и/или полисистемы образуют новую единую систему (моносистему), которая выполняет все функции, входящих в нее систем. Эта операция называется свертыванием.
Рис. 5.62. Тенденция объединения систем
Переход «моно-би-поли» неизбежный этап в развитии всех систем.
После объединения систем в би- или полисистему происходит некоторое изменение новой системы, требующие согласования составных частей и параметров системы. При этом сокращаются вспомогательные элементы, и устанавливается более тесная связь между отдельными системами. Такие системы называются частично свернутыми. Дальнейшее развитие приводит к полностью свернутым системам, в которых один объект выполняет несколько функций.
Полностью свернутую систему можно представить, как новую моносистему. Ее дальнейшее развитие связано с движение по новому витку спирали. Иногда в качестве новой моносистемы может выступать частично свернутая система.
Механизмы объединения элементов
Создание надсистемы путем объединения в би- и полисистему может включать следующие виды элементов (рис. 5.63).
1. Однородные
1.1. Одинаковые.
1.2. Однородные элементы со сдвинутыми характеристиками.
2. Неоднородные
2.1. Альтернативные (конкурирующие).
2.2. Антагонистические инверсные (элементы с противоположными свойствами или функциями).
2.3. Дополнительные.
Рис. 5.63. Схема механизма тенденции перехода МОНО-БИ-ПОЛИ
Полностью схема закономерности перехода системы в надсистему представлена на рис. 5.64.
Рис. 5.64. Общая схема объединения систем
Объединение производится таким образом, что полезные (необходимые) качества отдельных элементов складываются, усиливаются, а вредные взаимно компенсируются или остаются на прежнем уровне. Объединение такого типа возможно, как для достаточно высокоразвитых систем, как и для простых элементов.
Дальнейшее развитие новых систем идет путем повышения их эффективностив двух направлениях.
1. Увеличение различия между элементами системы.
2. Развитие связей между элементами.
2.1. Система из практически самостоятельных, не связанных между собой элементов, не изменяющихся при объединении.
2.2. Система из частично измененных, согласованных между собой элементов, которые функционируют только вместе и только в данной системе. Это частично свернутая система.
2.3. Система полностью измененных элементов, которые работают только в данной моносистеме и отдельно применяться не могут.
5.5.3. Закономерность перехода системы в подсистему
Тенденция перехода системы в подсистему разработана В. Петровым58.
Эта тенденция является противоположной закономерности перехода в надсистему.
Система в своем развитии может сворачиваться до уровня подсистемы и даже вещества или вещества, выделяющего поле.
Переход осуществляется от надсистемы к системе, от системы к подсистеме, от подсистемы к веществу (рис. 5.65).
Рис. 5.65. Укрупненная схема тенденции перехода к веществу
В сложных системах переход от подсистемы к веществу осуществляется сначала к подподсистемам и т. д. вплоть до вещества или вещества, выделяющего поле.
Даная тенденция может использовать механизм свертывания и при переходе к веществу могут использоваться «умные» вещества.
5.5.4. Общая схема закономерности перехода системы в над- или подсистему
Представим полную схему закономерности перехода в надсистему или подсистему (рис. 5.66).
Рис. 5.66. Переход в надсистему или подсистему
5.6. Закономерность перехода на микроуровень и
на макроуровень
Закономерность перехода системы на микро- и макроуровень является основной из закономерностей эволюции систем (рис. 5.67).
Рис. 5.67. Структура закономерностей эволюции систем
5.6.1. Переход на микроуровень
Закономерность перехода системы на микроуровень заключается в том, что техника в своем развитии стремится перейти на микроуровень.
Чаще всего это относится к рабочему органу.
Микроуровень условное понятие. В работе участвуют все более глубинные структуры вещества, например, использование нанотехнологий. При этом используются физические, химические, биологические и математические эффекты.
5.6.2. Переход на макроуровень
Закономерность перехода системы на макроуровень это тенденция увеличения параметров системы.
Многие системы переходит не на микро-, а на макроуровень. В процессе эволюции многие системы постоянно увеличивают определенные параметры.
Среди этих параметров можно назвать:
размер;
мощность;
скорость;
емкость или объем;
плотность;
прочность;
электропроводность и электроизоляцию;
теплопроводность и теплоизоляцию;
удельные параметры и т. д.
5.7. Закономерность свертывания развертывания систем
5.7.1. Общие представления
Закономерность свертыванияразвертывания является основной из закономерностей эволюции систем (рис. 5.68).
Рис. 5.68. Структура закономерностей эволюции систем
Закономерность свертывания развертывания включает два закона (рис. 5.69).
1. Закономерность свертывания.
2. Закономерность развертывания.
Рис. 5.69. Закономерность свертывания развертывания
5.7.2. Формулировка закономерности
Закономерность свертыванияразвертывания заключается в том, что любая система в своем развитии сворачивает или разворачивает функции и элементы систем59.
5.7.3. Закономерность свертывания
Закономерность свертывания увеличивает степень идеальности за счет сокращения числа элементов системы без ухудшения (или при улучшении) функционирования.
Достичь этого можно, перераспределив полезные функции свернутых элементов между оставшимися элементами, а также их передачей элементам надсистемы или подсистемы.
Правила свертывания.
Прежде всего, свертываются элементы или операции, выполняющие вредные функции.
Затем свертывают маловажные элементы или операции особенно с большой относительной стоимостью.
Можно свернуть дополнительные элементы или операции, если какой-то элемент или операция выполняют эту функцию самостоятельно.
Функции устраненных элементов или операций должны быть переданы другим элементам или операциям системы (подсистемам) или надсистеме. Функции свернутых операций могут быть осуществлены на: предыдущих, последующие или параллельные операциях.
Свернуть можно и некоторые функции системы, например, неважные. Это позволит снизить себестоимость системы, за счет отсутствия затрат времени и средств на их выполнение.
При свертывании широко используются все виды ресурсов.
Рассмотрим некоторые пути свертывания систем.
1. Передача функций, свернутых частей системы другим элементам системы или операциям процесса.
2. Вытеснение части системы или операции в надсистему.
3. Миниатюризация.
4. Переход в подсистему.
Вытеснение части системы в надсистему
Подсистема или ее часть вытесняются в надсистему, превращаясь в специализированные системы в составе надсистемы.
Этот осуществляется следующим образом:
Уменьшается количество элементов в системе;
Уменьшается масса, габариты и энергопотребление;
Увеличивается работоспособность:
система становится проще;
функция устраненной подсистемы выполняется надсистемой на более качественном уровне, так как осуществляется специализированной системой.
Миниатюризация
Миниатюризация всех подсистем в составе данной системы, без вытеснения подсистем в надсистему.
Нанотехнология позволяет не только осуществить миниатюризацию, он и получить качественно новые материалы, системы, процессы и эффекты.
Переход в подсистему
Тенденцию свертывание технической системы в подсистему мы частично рассмотрели в закономерности перехода в подсистему.
Здесь мы рассмотрим объединение подсистем в единый элемент. Подсистема выполняет функции других подсистем. Система превращается в рабочий орган, в вещество в материальных системах и данные в информационных системах. При этом часто используются «умные» вещества, выполняющие всю работу других подсистем.
5.7.4. Закономерность развертывания
Закономерность развертывания увеличивает степень идеальности за счет увеличения числа функций, выполняемых системой без ее усложнения, т. е. система становится полифункциональной.
Данная закономерность один из способов увеличения степени идеальности, путем увеличения функциональности.
Для осуществления этой закономерности может быть использования закономерность «моно-би-полисвертывание» и механизм ее осуществления (см. закономерность перехода в надсистему):
одинаковые системы;
системы со сдвинутыми характеристиками;
альтернативные системы;
дополнительные системы;
инверсные системы.
При развертывании можно использовать любые комбинации перечисленных видов систем.
Последовательность развертывания систем.
1. Выявление функций, которые мы хотим добавить к имеющейся системе.
2. Выявление альтернативных систем, выполняющих данные функции.
3. Выбор наилучших систем. Чаще всего выбирают систему, которая работает в самых тяжелых условиях и выпускается массовым производством.
4. Присоединение выбранных систем к имеющейся системе.
5. Определение достоинств и недостатков полученной системы.
6. Определение и разрешение противоречий.
7. Свертывание «лишних» элементов.
8. Максимальное использование ресурсов для развертывания системы.