Пример 1.5. Антропогенные системы
Это широкий класс систем, созданных человеком: язык, понятия, мысли, знания, наука, литература и искусство, социальные группы (племена, сообщества, государства и т. д.), сельскохозяйственные системы, искусственно созданные объекты фауны и флоры (генная инженерия, биотехнологии и т. п.), технические системы и т. д.
Основное внимание будет уделено рассмотрению одного класса антропогенных систем технических систем.
Техническая система (ТС) это система, создающаяся с конкретной целью для удовлетворения определенной потребности. Она выполняет функцию, осуществляя процесс, основанный на определенном принципе действия.
ТС имеет определенную структуру и потоки.
Примечание. Техническая система может включать, как искусственные, так и природные элементы.
В качестве примеров технических систем можно назвать: самолет, автомобиль, кондиционер, телефон, телевизор, компьютер, Интернет и т. д.
Пример 1.6. Самолет
Самолет состоит из крыльев, фюзеляжа, двигателя, шасси и т. д.
Ни один из этих элементов не обладает свойством летать. Соединенные в единую систему самолет приобрел новое свойство летать системный эффект.
Пример 1.7. Телефон
Телефон состоит из микрофона, наушника, клавиатуры, дисплея, памяти и т. п.
Ни один из этих элементов не обладает свойством передавать звук на расстояние. Соединенные в единую систему телефон приобрел новое свойство передавать звук на расстояние системный эффект.
Пример 1.8. Алгоритм
Алгоритм это определенный порядок выполнения различных операций, приводящий к конкретному результату.
Алгоритм состоит из отдельных операций, выполняемых в определенном порядке.
Каждая из операций и порядок их выполнения в отдельности не приведут к необходимому результату. Соединенные в единую систему алгоритм приобрел новое свойство конкретный результат системный эффект.
1.3. Потребность
Потребность нужда в чем-либо, необходимом для поддержания жизнедеятельности индивида, социальной группы, общества, внутренний побудитель активности30.
1.4. Принцип действия
Принцип действия это способ выполнения главной функции системы.
1.5. Функция
1.5.1. Определение
Функция (от лат. functio совершение, исполнение) процесс воздействия субъекта на объект, имеющий определенный результат.
Кроме того, функцию определяют и как «внешнее проявление свойств какого-либо объекта в данной системе отношений»31.
В дальнейшем будем использовать более краткую формулировку функции.
Функция это действие субъекта на объект, приводящее к определенному результату (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Функция
Результатом действия может быть изменение параметра объекта или его сохранение.
Функция записывается в виде глагола.
Пример 1.9. Самолет
Самолет перевозит (перемещает) пассажиров. Самолет субъект, перевозит функция, пассажиры объект. Перевозить это значит изменять объект.
Пример 1.10. Кофе
Чашка удерживает кофе. Чашка субъект, удерживает функция, кофе объект. Удерживать это значит сохранять объект.
Пример 1.11. Компьютер
Компьютер обрабатывает информацию. Компьютер субъект, обрабатывает функция, информация объект. Обрабатывать это значит изменять объект (информацию).
Пример 1.12. Компьютерная память
Память запоминает информацию. Память субъект, запоминает функция, информация объект. Запоминать это значит сохранять объект (информацию).
1.5.2. Классификация функций
Функции можно классифицировать по:
полезности,
степени их выполнения:
Опишем классификацию функций по:
1. Полезности:
полезные;
бесполезные;
вредные.
2. Степени выполнения полезных функций:
достаточные;
избыточные;
недостаточные.
Полезная функция функция, обеспечивающая работоспособность системы.
Бесполезная функция функция, не создающая работоспособность системы. Иногда такие функции называют лишними.
Вредная функция функция, создающая нежелательный эффект.
Достаточная функция функция, создающая необходимое (достаточное) действие.
Избыточная функция функция, создающая избыточное действие.
Недостаточная функция функция, создающая недостаточное действие.
Пример 1.13. Холодильник
Функция холодильника охлаждать продукт, например, мясо.
Бесполезная функция для потребителя нагрев задней части холодильника, но она необходима для принципа действия холодильника. Потребителю этот нагрев не нужен.
Вредная функция холодильника шум компрессора.
Достаточная функция холодильника нормальное охлаждение до заданной температуры.
Избыточная функция холодильника это избыточное охлаждение (переохлаждение) ниже требуемой температуры.
Недостаточная функция холодильника недостаточное охлаждение выше требуемой температуры.
Пример 1.14. Газовая плита
Функция газовой плиты греть объект, например, воду или мясо.
Бесполезная функция газовой плиты нагрев окружающей среды (лишний расход тепла).
Вредная функция газовой плиты утечка газа.
Достаточная функция газовой плиты нормальный нагрев объекта до заданной температуры.
Избыточная функция газовой плиты избыточный нагрев объекта, например, вода выкипела, мясо сгорело.
Недостаточная функция газовой плиты слабый огонь, например, недостаточный для закипания воды.
Пример 1.15. Компьютер
Функция компьютера обрабатывать информацию.
Бесполезная функция затраты энергии, когда на компьютере не работают, а он включен. Компьютер должен работать только тогда, когда вводится, обрабатывается и выводится информация. Во все остальное время компьютер впустую расходует энергию.
Вредные функции компьютера электромагнитное излучение от компьютера и Wi-Fi, шум от вентилятора.
Достаточная функция компьютера его нормальная работа.
Недостаточная функция компьютера когда происходит долгая обработка информации, например, при скачивании информации из Интернета.
Пример 1.16. Телефон
Функция телефона передавать звуковой сигнал, например, речь.
Бесполезная функция. Если телефон включен, а по нему не говорят бесполезная функция. Телефон должен работать только тогда, когда передается сигнал. Во все остальное время телефон впустую расходует энергию. В любые перерывы сигнала телефон должен отключаться и включаться с появлением сигнала.
Вредная функция. Электромагнитное излучение, возникающее при разговоре по мобильному телефону, вредно воздействует на окружающую аппаратуру, поэтому в самолетах и в больницах не разрешается разговаривать по мобильному телефону. Антенны ретрансляторов мобильной связи вредно воздействуют на окружающих.
Достаточная функция телефона когда телефон работает нормально.
Избыточная функция телефона когда звук передается слишком сильно, и он искажается.
Недостаточная функция телефона когда сигнал плохо слышен.
Пример 1.17. Автомобиль
Функция автомобиля перемещать людей.
Бесполезная функция автомобиля затраты энергии, когда автомобиль стоит, а двигатель работает, например, на светофоре.
Вредные функции автомобиля выбрасывание в атмосферу выхлопных газов, загрязняя окружающую среду.
Достаточная функция нормальная работа автомобиля.
Избыточная функция. Автомобиль рассчитан на скорость движения, значительно превышающую допустимую скорость.
Недостаточная функция это, когда автомобиль не можем выбраться из заноса снега, грязи или преодолеть очень крутой подъем.
1.5.3. Иерархия функций
Иерархия функций:
главная функция;
основная функция;
вспомогательная функция.