Всего за 4000 руб. Купить полную версию
Развитие любого вида систем может быть примером, подтверждающим эту закономерность.
Детально всеобщие законы и закономерности развития систем будут изложены в томе 2.
Глава 4. Законы построения систем
4.1. Структура законов построения систем
Законы построения предназначены для создания новой работоспособной системы.
Работоспособная система:
отвечает ее предназначению (т. е. выполняет главную функцию системы);
имеет определенную структуру;
структура обеспечивает свободное прохождение необходимых потоков;
система минимально согласована.
Необходимым условием принципиальной работоспособности системы является обеспечение ее предназначения и наличие основных работоспособных частей и связей системы.
В связи с этим группа законов построения систем включает (рис. 4.1):
закон соответствия;
закон полноты и избыточности системы;
закон проводимости потоков;
закон минимального согласования.
Рис. 4.1. Структура законов построения систем
4.2. Закон соответствия
Закон соответствия обеспечивает системное требование предназначение. Этот закон говорит о необходимости соблюдения соответствия структуры главной функции системы.
Структура системы должна обеспечивать выполнение главной функции системы, удовлетворяя определенную потребность. Для обеспечения работоспособности структура системы должна так же выполнять все основные и вспомогательные функции. Структура обеспечивает необходимый набор элементов, связей и взаимодействий между ними. Связи обеспечивают единство системы и возможность прохода потоков.
4.3. Закон полноты и избыточности
4.3.1. Общая информация
Разработка новой системы должна начинаться с определения всех системных свойств. Прежде всего, начинают с функциональности системы.
Полнота и избыточность могут быть функциональными и структурными.
4.3.2. Закономерность полноты
Полнота может быть функциональной и структурной.
Функциональная полнота
Функциональная полнота должна обеспечивать генеральную цель и главную функцию системы, и выполнять все основные и вспомогательные функции, т. е. выполнять одно из требований системности предназначение.
Функциональную полноту можно рассматривать и как закон функциональной полноты.
Структурная полнота
Структурная полнота должна обеспечить другое требование системности работоспособность (часть жизнеспособности). Это обеспечивается наличием необходимых элементов (частей) и связей системы, т. е. обеспечение состава и структуры системы.
Структурную полноту можно рассматривать и как закон структурной полноты системы
Элементы могут быть:
вещественные;
энергетические;
информационные.
Они должны содержаться в необходимом количестве и обеспечивать определенное качество.
К вещественным элементам относятся, например, все механические части, в частности корпус.
К энергетическим элементам относятся топливо, источники и преобразователи различных видов энергии.
К информационным элементам могут, например, относиться элементы системы управления, обработки, хранения и передачи информации.
К основным частям (элементам) системы относятся (рис. 4.2):
рабочий орган;
источник и преобразователь вещества, энергии и информации;
связи;
система управления.
Рис. 4.2. Основные элементы системы
К основным частям системы можно отнести и корпус. Он не является минимально необходимым. Отдельные системы могут обходиться и без него, но большинство систем имеют корпус.
Существуют виды технических систем, где корпус является минимально необходимым, например, судно. В водоизмещающих суднах корпус выполнят функцию удержания на плаву.
Набор всех основных частей системы представлен на рис. 4.3.
Рис. 4.3. Основные элементы технической системы
Это минимально необходимый набор частей системы, который обеспечивает ее работоспособность.
Рабочий орган
Рабочий орган (иногда его называют «исполнительный элемент» или «инструмент») выполняет главную функцию системы. Именно рабочий орган непосредственно взаимодействует с изделием, для которого предназначена данная система.
Остальные части системы предназначены для обеспечения работоспособности рабочего органа.
Источник и преобразователь
Существуют разнообразные источники вещества, энергии и информации.
Имеются природные и искусственные источники вещества. К природным источникам вещества можно отнести, например, полезные ископаемые, древесину и т. д., а к искусственным полученные в результате направленной деятельности человечества.
Среди источников энергии можно назвать, например, солнце, ветер, электричество, топливо и т. д.
Источники энергии могут быть внешние, внутренние и смешанные.
Источники информации могут быть:
по виду поля: звуковые (акустические); электромагнитные, включающее электрическое и магнитное поля и весть спектр электромагнитных излучений (радиоволны, терагерцовые, инфракрасные включая тепловые, видимый свет, ультразвуковые, рентгеновские и жесткие); вкусовые; запаховые; тактильные и т. д.;
по виду хранения: наскальные, письменные (книги, журналы, газеты и т. д.), электронные (все виды запоминающих устройств, Интернет и т. д.), произведения искусств и т. п.
Известны различные преобразователи вещества, энергии и информации.
К преобразователям вещества можно отнести химические реакции, электричество (например, электролиз, гальванопластика и т. д.), нанотехнологии
и т. д.
Среди преобразователей энергии можно назвать двигатели, генераторы, трансформаторы, выпрямители, преобразователи частоты, химические реакции и т. д.
Преобразователи информации существуют для каждого из видов информации, их источников и хранения. В информационных системах используют компьютерные способы преобразования информации.
Связи
Связи должны обеспечивать:
подвод необходимых и достаточных:
веществ;
энергии;
информации;
организацию потоков (вещества, энергии и информации);
обеспечение системных свойств;
отсутствие вредных воздействий (вредных потоков):
внутренние не должны осуществлять вредных воздействий между элементами системы (вредные потоки);
внешние связи не должны осуществлять вредных воздействий системы на надсистему, окружающую среду и противостоять вредным воздействиям окружающей среды и надсистемы на систему (вредные потоки).
Связи можно разделить по признакам.
1. Уровень взаимодействия:
внутренние связи;
внешние связи.
2. Вид связей:
вещественные;
энергетические;
информационные.
3. Полезность:
полезные связи;
бесполезные связи;
вредные связи.
4. Наличие:
присутствующая связь;
отсутствующая связь.
5. Временные характеристики:
постоянная связь;
временная связь;
динамическая связь.
6. Вид контакта:
контактные;
бесконтактные.
Внутренние связи это связи внутри системы. Один из видов внутренних связей это сборка элементов системы в корпусе.
Внутренние связи в системе необходимы для:
построения структуры системы;
определения внутренней функциональности системы;
выявления нежелательных и вредных воздействий в системе.
Внешние связи это связи с надсистемой, включая изделие, для которого предназначена система, и связи с внешней средой (включая все окружающие системы). 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 них. Система должна оставаться работоспособной при воздействии расчетных (заранее заданных) внешний воздействий.