Владимир Петров - Законы развития систем

Современные средства управления обладают динамизацией функций. Приведем примеры на динамизацию функций и динамическое согласование.

Пример 5.6. Динамизация в компьютере.

Компьютер — многофункциональное устройство. Сегодня трудно описать все функции, которые он может выполнять. Но при конкретной работе он часто выполняет только одну функцию. Все остальные функции в это время не используются. При выполнении нескольких функций они обязательно согласуются по времени и структуре одна с другой (динамическое согласование).

Пример 5.7. Аварийные ситуации на дорогах.

При некоторых обстоятельствах водитель создает аварийные ситуации на дорогах.

Опишем три из них.

— Водитель одновременно говорит по телефону и ведет автомобиль.

— Водитель отвлекся.

— Водитель засыпает за рулем.

Мы будем рассматривать случаи, когда человек, сидящей в машине, водитель, а не пассажир и, когда в машине не установлен автопилот.

Первая проблема уже частично решена — используется аппарат для громкой связи (спикер). Обе руки водителя свободны и он может точно так же вести автомобиль. Можно управлять автомобилем и свободно говорить. Это не опаснее, чем разговор с попутчиком. Даже с попутчиком еще более опасно, так как водитель может повернуть голову к нему, положить на него свободную руку и т. д. Все зависит от мастерства водителя. Но, тем не менее, проблема все равно остается.

Разработана система интеллектуального предотвращения аварии «Мобилай» ( Mobileye ). Это система безопасности для предотвращения столкновений и сведения к минимуму их отрицательных последствий. Система определяет транспортные средства, полосы и разметки, пешеходов, постоянно измеряя и рассчитывая расстояния между автомобилем и другими пользователями дороги, и подавая предупредительные сигналы (рис. 5.4). Система работает и в ночное время.

Рис. 5.4. Система предотвращения столкновения Mobileye

Посмотрим на эту проблему как на появление новой потребности. Опишем один из возможных способов ее удовлетворения.

Автомобиль оборудован приборами, определяющими состояние водителя. У водителя постоянно снимают сигналы работы мозга, следят за положением его зрачков и снимают другие показатели. Когда интегральная картина, показывает, что человек отвлекается от вождения автомобиля, телефон отключается. И подается сигнал, заставляющий водителя усилить внимание. Такие датчики можно будет поместить, например, в специальных очках или на лобовом стекле, ремне безопасности, сидении, руле и т. д. Подбор подаваемых водителю сигналов будет строго индивидуален. Для каждого человека будут подбираться свои, наиболее эффективно на него воздействующие сигналы.

Перейдем к проблеме засыпания за рулем. На автострадах существуют специальные съезды с дороги. Дорога построена таким образом, что машину сносит на обочину. Поэтому, когда водитель не спит, то он управляет автомобилем и остается в том ряду, в котором он ехал. Если водитель заснул, то его сносит на обочину. На обочине покрытие сделано такое, что создается повышенное трение (ребристая дорога). Это трение приводит к «визгу» шин. Звук тем сильнее и тем противнее, чем больше скорость движения автомобиля. Чаще всего этого звука достаточно, чтобы водитель проснулся. Предусмотрена и следующая полоса ближе к обочине. Она сделана волнистой. Машина подскакивает на возвышенностях и появляется вибрация у водителя ослабляется давление на педаль газа и, кроме того, от вибрации водитель просыпается. Эта система хороша, когда на полосе, ближней к обочине нет машин. Кроме того, это реакция на уже заснувшего водителя, а желательно поймать момент, когда он только начинает терять внимание. Для этого нужно следить за состоянием водителя. В этом случае можно использовать систему, описанную выше.

Согласование функцийможет осуществляться:

— во времени;

— в пространстве;

— по условиям.

В частности, может быть динамическое согласование.

Пример 5.8. Посудомоечная машина.

В современных посудомоечных машинах необходимо согласовывать во времени операции замачивания, мойки и сушки. Аналогичны и в стиральных машинах операции замачивания, стирки, отжима и сушки (согласование во времени).

Пример 5.9. Жилое помещение.

Как правило, функция потребления пищи осуществляется в столовой комнате, функция сна — в спальне, а функция работы — в кабинете (согласование в пространстве).

Согласование по условиюдолжно обязательно проводиться для операций, которые могут быть выполнены только тогда, когда выполнена предыдущая операция.

Пример 5.10. Аппарат по заполнению тары.

Аппарат по заполнению тары каким-то содержимым, например, жидкостью, должен до момента заполнения проверить имеется ли на этом месте эта тара, и только при ее наличии заполнять ее содержимым.

Согласование функций путем их объединения будет рассмотрено ниже.

Закон перехода к моно- или полифункциональностиосуществляется механизмами свертыванияили развертывания функций.

Схематически это изображено на рис. 5.5.

Рис. 5.5. Схема закона перехода к моно- или полифункциональности

Ниже опишем закономерности свертывания и развертывания функций.

5.5.1. Закономерности свертывания функций

Развитие систем идет путем объединения (свертывания)функций.

Свертываниефункций осуществляется:

— устранением лишних и вредных функций;

— передачей функции другому элементу системы или надсистеме;

— выполнением только нужной функции;

— когда функция становится ненужной.

Приведем примеры на свертывание функций.

Пример 5.11. Перевозка шлака.

Расплавленный шлак (температура около 1000 оС), образуемый при выплавке чугуна, переливают в ковши на железнодорожной платформе и увозят на переработку. Следует иметь в виду, что переработка жидкого шлака экономически выгодна, переработка твердого шлака нерентабельна. Во время перевозки шлак охлаждается, и на поверхности расплава образуется твердая корка. Чтобы вылить шлак из ковша, в корке специальным копровым устройством пробивают два отверстия. При таком способе вылива 1/3 шлака остается в ковше. Затвердевший шлак выбивают из ковша с помощью отбойных молотков и отправляют в отвалы.

Вредная функция в данной задаче — застывание шлака. Ликвидировать эту вредную функцию было предложено двумя способами: или с помощью обогрева шлака, для чего предлагалась специальная система, или с помощью теплоизолятора в виде крышки.