Владимир Петров - Законы развития систем

Содержание раздела 7.4

7.4.1. Общие понятия

7.4.2. Закон изменения степени управляемости

7.4.3. Закон изменения степени динамичности

7.4.4. Направления изменения степени управляемости и динамичности

7.4.5. Тенденция уменьшения степени динамичности

7.4.1.Общие понятия

Закон изменения степени управляемости и динамичностиявляется основным из законов эволюции технических систем

(рис. 7.54) .

Рис. 7.54. Структура законов эволюции технических систем

Он содержит две тенденции: увеличения и уменьшения управляемости и динамичности.

Основная из этих тенденций — это увеличение управляемости и динамичности. Вторая тенденция — вспомогательная . Особенности их применения будут изложены ниже.

Увеличение управляемости и динамичности — две взаимосвязанные тенденции , позволяющие увеличить степень идеальности системы.

— Более идеальная системадолжна быть более управляемойи более динамичной.

— Более управляемая системадолжна быть более динамичной.

— Динамичная системаможет приспосабливаться к внешним и внутренним изменениям, меняя свои параметры , структуру и функции :

— в пространстве;

— во времени;

— по условию.

Закон увеличения степени управляемости и динамичностизаключается в том, что любая система в своем развитии стремится стать более управляемой и боле динамичной , т. е. система должна повышать свою степень управляемости и динамичности .

7.4.2. Закон увеличения степени управляемости

7.4.2.1. Определения

Развитие системы идет в направлении увеличения степени управляемости.

Система может быть управляемой тогда и только тогда, когда она содержит в себе элементы способные воспринимать управляющие сигналы, преобразовыватьих в управляющие воздействия и адекватно воспринимать информацию о внутренних изменениях в системе и внешних воздействиях на нее. Это свойство часто называют отзывчивостью.

Управление системой может осуществляться:

— не автоматически(вручную )и автоматически;

— непосредственнои дистанционно;

— по проводами с помощью беспроводнойсвязи.

Общая тенденция увеличения степени управляемости (рис. 7.55) — переход:

— от неуправляемойк управляемой системе;

— неавтоматического(ручного) управленияк автоматическому;

— проводного управленияк беспроводному;

— непосредственного управленияк дистанционному.

Рис. 7.55. Общая тенденция увеличения степени управляемости

Закон увеличения степени управляемоститакже называют законом увеличения информационной насыщенности или законом вытеснения человека из технической системы , так как увеличение управляемости системы уменьшает степень участия человека в работе технической системы.

Мы рассматривали следствия этого закона при рассмотрении степеней идеализации (п. 7.2.2):

— система появляется в нужный момент в нужном месте ;

— система все делает сама — самоисполнение(рис. 7.56):

— механизация;

— автоматизация;

— кибернетизация (интеллектуализация) .

Рис. 7.56. Уменьшение участия человека в работе технической системы

Пример 7.85. Обработка земли.

Сначала первобытный человек копал землю ногтями, затем взял заостренный камень — это замена человека в виде рабочего органа . Ногти заменили камнем.

В дальнейшем камень привязали к палке. Замена на уровне связей ( трансмиссии ). Инструмент копания усовершенствовался.

Далее человек стал использовать животных, как источник и преобразователь энергии . Источник и преобразователь энергии совершенствовался — стали использовать трактор. Управление трактором выполнял человек.

Имеются попытки создать автоматизированный трактор. Он передвигается по программе и использует GPS. Это период автоматизации. Замена человека на уровне системы управления . Программу пишет и вводит в машину человек.

Следующим этапом — программа создается и изменяется программой. Трактор будет самостоятельно знать, когда и что необходимо сеять, и собирать плоды. Все процессы будут происходить без участия человека. Это этап кибернетизации(интеллектуализации).

7.4.2.2. Неуправляемая система

Пример 7.85. Зонтик.

Родиной зонтика исторически считают Китай, Египет или Индию, где он, являлся привилегией царей и вельмож. Изобретение датируется XI в. до н. э. Первоначально он применялся исключительно в качестве защиты от солнца. И весил более 2 кг, а длина ручки была около 1,5 м.

Первые зонты имели один недостаток — они не были складными, т. е. имели только одно устойчивое состояние — открытое. Соответственно, это была неуправляемая система — независимо от наличия дождя или прямых солнечных лучей зонтик сохранял свои внушительные размеры.

7.4.2.3. Управляемая система

Автоматическое управление 322 в технике — совокупность действий, направленных на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта без непосредственного участия человека в соответствии с заданной целью управления.

Цель управления — это изменение выходной величины управляемого объекта.

Тенденция перехода от неуправляемой к управляемой системе показана на рис. 7.57. Она представляет собой:

Переход от неуправляемой системы к управлению по разомкнутому контуру , затем к переходу к системе с обратной связью , к адаптивной (самонастраивающейся) системе , к самообучаемой и самоорганизующейся системе и, наконец, к саморазвивающейсяи самовоспроизводящей системе .