Владимир Петров - Законы развития систем

Определение недостатков при формулировке главной функции проводится для того, чтобы устранить их свертыванием вредных функций.

5.5.2. Закономерности развертывания функций

Развертывание функций, т. е. переход к поли-функциональности , осуществляется приданием системе необходимых или желательных функций, а, кроме того, выявлением и использованием новых функций в имеющихся системах.

Увеличение (расширение) функций может осуществлять на качественном и количественном уровнях. Под качественным уровнем понимается появление новых функций, а под количественным — дублирование имеющихся.

Расширениеможет проводиться соединением-разъединением,например, использованием следующих операций:

— динамизация-стабилизация;

— ускорение-замедление;

— увеличение-уменьшение.

Эти операции можно осуществлять для вещества, энергии, информации, которые могут рассматриваться в пространстве, во времени, по условию , по любым параметрам системы, подсистемы, надсистемы, окружающей среды и связей между ними .

Частично эта система представлена в табл. 5.1. Полная картина представляет собой морфологическую матрицу с двумя дополнительными осями: параметров (физических, экономических, эстетических и т. п.) и структуры (подсистемы, системы, надсистемы, окружающей среды).

Развертывание функций начинают с построения дерева функций.

Вершиной этого дерева служит генеральная цельили главная функция(функция нулевого ранга). Кроме главной функции система может иметь и второстепенные. Для обеспечения главной (или второстепенной) функции необходимы одна или несколько основных функций(функций 1-го ранга), а они осуществляются вспомогательными функциями(функциями 2-го ранга).

Таблица 5.1. Развертывание функций

Вид дерева функций показан на рис. 5.10. Аналогичное дерево может быть построено и для второстепенной функции, если ее принять за главную.

Рис. 5.10. Дерево функций

Развертывание функций осуществляется путем выявления и использования новых функций в имеющихся системах 282.

Первоначально выявляются свойства этих систем.

Выявление свойств системможет быть выполнено в следующей последовательности.

1. Определение свойств системы в целом.

1.1. Описание известных свойств системы, взятых из справочников и документации, в том числе главной, основных и вспомогательных функций.

1.2. Описание явных свойств системы, не описанных в справочной литературе, например, особенностей формы, чистоты поверхности, цвета, объема и т. п.

1.3. Описание нежелательных, вредных, бесполезных и вспомогательных свойств, выявленных, например, в процессе эксплуатации.

2. Расчленение системы на подсистемы и выявление их свойств аналогичным образом. Только на этом этапе дополнительно выявляются вспомогательные функции.

3. Выявление свойств веществ, из которых состоят подсистемы, аналогично п. 1. Выявление свойств полей, которыми обладает данная система и подсистема.

4. Выявление системных свойств, не описанных ранее, полученных в результате соединения подсистем известными и новыми способами.

Кроме того, свойства системы меняются в зависимости от надсистемы, в которую ее поместили, и от среды, в которой находятся (работают, функционируют) система и надсистема. На этом этапе составляются морфологические матрицы взаимодействия подсистем в системе, системы с различными надсистемами, системы с различными средами и надсистемы с различными средами. По этим матрицам получаются новые системные свойства (см. табл. 5.2).

Таблица 5.2. Выявление системных свойств.

Используя выявленные таким образом свойства, можно расширить функциональные возможности имеющихся систем, т. е. применять их по новому назначению.

Последовательность применения выявленных свойств по новому назначению системыможет быть следующая:

1. Применение системы в целом.

1.1.Применение вспомогательных свойств, функций, действий в целом.

1.2. Применение вспомогательных функций в качестве основных.

1.3. Применение ненужных или вредных функций в качестве полезных.

1.4. Применение свойств, функций и действий, обратных выявленным.

2. Применение подсистем аналогично п. 1.

3. Применение веществ и полей подсистем.

3.1. Применение основных для системы и подсистемы свойств веществ и полей.

3.2. Применение вспомогательных для данной системы свойств веществ и полей в качестве основных.

3.3. Применение ненужных для данной системы веществ и полей в качестве полезных.

3.4. Применение вредных для данной системы веществ и полей в качестве полезных.

4. Применение микроструктуры веществ подсистемы.

4.1. Применение основных свойств микроструктуры — молекул, атомов, элементарных частиц и т. п.

4.2. Применение вспомогательных для данной системы свойств микроструктуры.

4.3. Применение ненужных для данной системы свойств микроструктуры в качестве нужных.

4.4. Применение вредных для данной системы свойств микроструктуры в качестве полезных.

Развертывание функций может осуществляться и приданием системе более общей функции, включая, в частности, и первоначальную функцию.

Например, функция сверление может быть заменена более общей — делание отверстий или еще более общей — обрабатывание материала или вообще — обработкой , которая подразумевает обработку или преобразование не только вещества, но и энергии и информации.

Приведем примеры развертывания функций.

Пример 5.16. Дуговая сварка.

Фрагментарно опишем процесс развертывания функций. Определим свойства системы.

Определим главную функцию дуговой сварки. Дуговая сварка необходима для неразъемного соединения преимущественно стальных металлов (сталей). Следовательно, более общий термин — «сварка». Функция — создание неразъемных соединений, более общая —создание соединений.

Основной характеристикой дуговой сварки является ток. В различных аппаратах дуговой сварки величины тока могут достигать сотен и даже нескольких тысяч ампер.

Вредными свойствами дуговой сварки являются образование брызг, сильный разогрев и, вследствие этого, деформация деталей, выделение вредных газов, озона и ультрафиолетового излучения.