И управляемости технической системы

Динамизм - богатство движением или насыщенность действием. В процессе развития ТС возрастает ее динамичность, что дает возможность системе приближаться к идеалу[1-4]. Например, первые ДВС имели частоту (п) вращения вала 60 об/мин, затем 90,300. У спортивных автомобилей в начале века были двигатели с п = 900 об/мин; сейчас до 10000 об/мин и более.

Не следует понимать динамизм только как повышение скорости вращения, резания, сварки, сверления, штампования и т. п. Динамизм имеет место и при:

1) переходе к системе со сменными элементами (револьверные станки, дрель со сверлами и т.п.);

2) переходе к системам с изменяющимися элементами (самолет с измеряемой геометрией крыла);

3) переходе к системам, в которых изменяется, перемещается не вещество, а поле (электродвигатель).

Одновременно с динамизацией происходит повышение управляемости ТС, которое идет различными путями:

1. Принудительное управление (судно - руль, паруса) - это управляющие устройства, могут быть управляющие вещества, поля, например, запорная и регулирующая арматура систем ТГВ, катализаторы-ингибиторы.

2. Переход к самоуправлению (регулятор числа оборотов, поплавок-клапан, регуляторы температуры).

3.Использование явления самоорганизации (синергетизм) в ТС. Например, конвективный теплообмен, кристаллизация и т. п.

 

 

3.6. Закон S -образного развития технических систем

Закон S-образного (этапного) развития ТС гласит, что любая ТС проходит три этапа развития [1-4]:

1 этап - "рождение" и "детство" ТС;

2 этап - период интенсивного развития ТС;

3 этап - "старость" и "смерть" ТС.

Яркий пример ТС, прошедшей все три этапа развития, паровой двигатель. Если изобразить этапы развития ТС графически в координатах "время" и показатель "П", отражающий эффективность системы, то получаем S -образную (логистическую) кривую, которая изображена на рис. 1.1.

 

П 3

 

 

 

Время

Рис. 2.1. Этапы развития ТС

 

Из рис. 2.1 видно, что, возникнув, ТС не сразу находит массовое применение. Вначале идет период обрастания ТС вспомогательными изобретениями, делающими физический принцип действия системы практически осуществимым. Быстрый рост начинается только с точки 1. Далее ТС энергично развивается и получает широкое практическое применение. С какого-то момента (точка 2) темпы развития замедляются, так как обостряются противоречия между данной ТС и другими системами или внешней средой. Некоторое время ТС продолжает развиваться, но темпы развития падают, ТС приближается к точке 3, за которой ТС исчерпывает физический принцип, положенный в ее основу

Таким образом, ТС, как и любые другие системы, не вечны. Они возникают, переживают периоды становления, расцвета, упадка и, наконец, сменяются другими системами. Например, газовое освещение было вытеснено электрическим освещением. Отопление жилища посредством открытого очага было вытеснено печным отоплением, которое затем вытеснили системы центрального отопления. Новая ТС не сразу заменяет старую. Некоторое время они существуют вместе, но затем в результате бурного развития новая ТС обеспечивает параметры гораздо более высокие, чем старая ТС. Вследствие чего старая ТС вытесняется новой. Графически процесс смены одной ТС другой изображен на рис. 2.2, где 1, 2, 3 - этапы жизни систем, поочередно сменяющих друг друга.

П

3

Время

Рис. 2.2. График смены технических систем

 

Следует отметить, что развивается не только сама ТС, но и ее подсистемы и надсистемы. Например, развитие паровой машины сопровождалось созданием различных регулирующих устройств, а также созданием и становлением машиностроения, на основе которого и стало возможно создание других видов двигателей: паровой турбины, газовой турбины, двигателя внутреннего сгорания, электродвигателя.

Таким образом, решая изобретательную задачу, следует четко определить, на каком этапе жизни находится ТС, а также ее подсистемы и надсистемы, проследить (изучить) их историю развития и предположить будущее. По мнению Альтшуллера, "сильное мышление - когда одновременно работают минимум девять мысленных экранов: человек видит ТС, данную в задаче, надсистему, подсистему - три разных этапа и на каждом этапе - прошлое, настоящее, будущее, т.е. надо видеть не только дерево, но и лес, и клеточку дерева и все это в развитии: прошлое, настоящее, будущее (табл. 2.1) [1].

Таблица 2.1

Девять мысленных экранов

 

Прошлое надсистемы	Настоящее надсистемы	Будущее надсистемы
Прошлое системы	Настоящее системы	Будущее системы
Прошлое подсистемы	Настоящее подсистемы	Будущее подсистемы

Таким образом, можно сделать следующие выводы о развитии ТС:

1. Возникнув и совершенствуясь ТС проходят три этапа развития.

2. Новая техническая система жизнеспособна, если обеспечивает более высокие параметры (характеристики), чем старая система.

3.Творческое мышление человека должно включать в себя как минимум девять экранов - систему, надсистему и подсистему в настоящем, прошлом и будущем.

Рассмотренные законы построения, действия и развития ТС, взятые в отдельности, являются грубым упрощением. На самом деле законы действуют в совокупности, образуют единую систему со сложными внутренними связями. Следствия одного закона переплетаются со следствиями другого. Очень часто при этом речь идет об одной закономерности, но рассмотренной с разных точек зрения.

Опираясь на законы развития, можно делать прогноз развития ТС. Однако следует учитывать, что хотя законы развития ТС являются объективными, но имеют статистический, то есть вероятностный характер.