Владимир Петров - Законы развития систем

Рис. 7.196. Самый большой грузовик Liebherr T 282B

Пример 7.232. Танкер.

Самый большой танкер в мире Jahre Viking (рис. 7.197) имеет длину — 458,45 метра, ширину — 68,86 м, осадку под грузом — 24,61 м, перевозит более 500 тыс. т нефти (564 763 т). Полное водоизмещение танкера — 825 614 т.

Рис. 7.197. Самый большой танкер Jahre Viking

В последних двух примерах в качестве параметра рассматривается и мощность .

Это примеры тенденции увеличения удельных параметров . У танкера — соотношение мощности двигателей к объему перевозимой нефти, у грузовика — мощность двигателя к весу перевозимого груза.

Постоянно увеличиваются мощности двигателей, генераторов, турбин, освещения, компьютеров и т. д.

Создаются новые материалы с лучшими электро - и теплоизоляционными и проводящими свойствами .

Пример 7.233. Аэрогель.

Аэрогели 385(от лат. aer — воздух и gelatus — замороженный) — класс материалов, представляющих собой гель, в котором жидкая фаза полностью замещена газообразной. Такие материалы обладают рекордно низкой плотностью и демонстрируют ряд уникальных свойств: твердость (рис. 7.198а), жаропрочность (рис. 7.198б), прозрачность (рис. 7.198в) и т. д.

В аэрогелях полости занимают 90—99,8% объема, а плотность составляет от 1 до 150 кг/м³.

По структуре аэрогели представляют собой древовидную сеть из объединенных в кластеры наночастиц размером 2—5 нм и пор размерами до 100 нм.

Аэрогели хорошие теплоизоляторы (рис. 7.198б), в 39 раз лучше стекловолокна.

Рис. 7.198. Аэрогели

В данном примере сочетается переход на макро- и микроуровень. Увеличение теплоизоляционных свойств мы относим к переходу на макроуровень, а внутренняя структура материала — микроуровень (наночастицы).

Тенденция увеличения удельных параметров характерна практически для любой области техники. Увеличивается количество транзисторов на единицу площади в микросхемах, на одном транзисторе уже можно хранить 4 бита информации (вместо одного), увеличивается емкость электрических конденсаторов в одном и том же объеме, увеличивается удельная мощность двигателей и т. д.

7.8.4. Выводы

Закон перехода на макроуровень используется для повышения эффективности массовых мероприятий (больших экранов), массовых перевозок (транспорт), наблюдением за большими и/или отдаленными объектами и т. д. Это с одной стороны и увеличения удельных параметров, с другой стороны.

Часто физический принцип этих систем или структура материала осуществляется в соответствии с законом перехода на микроуровень .

Содержание

7.9.1. Общие представления

7.9.2. Закон перехода системы в надсистему

7.9.3. Закон перехода системы в подсистему

7.9.3. Выводы

Рис. 7.199. Структура законов эволюции технических систем

7.9.1. Общие представления

Закон перехода системы в надсистему и/или подсистемуявляется основным из законов эволюции технических систем. Структура этих законов показана на рис. 7.199.

Закон перехода в надсистему и/или подсистему включает два закона (рис. 7.200).

— Закон перехода в надсистему.

— Закон перехода в подсистему.

Рис. 7.200. Структура закона перехода системы в надсистему и/или подсистему

7.9.2. Закон перехода системы в надсистему

Закон перехода системы в надсистемуразработан

Г. Альтшуллером 387. Он его сформулировал следующим образом:

«Исчерпав ресурсы развития, система объединяется с другой системой, образуя новую, более сложную систему» .

Системы объединяются в надсистему не только, когда исчерпали ресурсы своего развития, поэтому мы переформулировали закон.

Системы объединяются в надсистему, образуя новую, более сложную систему.

Пример 7.234. Самолет.

Были объединены двигатель, крылья, система управления, корпус (фюзеляж) и шасси. Появилась новая система — самолет. Каждая из указанных частей в отдельности летать не могла. Новая система — самолет получила системное свойство — возможность летать.

Это одна из возможностей перехода системы в надсистему. Другая возможность:

переход системы от монофункцинальной к полифункцинальной.

В главе 5 (закономерность развития функций) мы приводили пример многофункциональной системы: смартфон.

Такой вид перехода в надсистему первоначально осуществляется выявлением более общей функции, а затем придания дополнительных функций, при этом часто использует новые технологии.

Пример 7.235. Классная доска.

Существует классная доска, на которой пишут мелом.

Основная ее функция — оставлять на доске изображения мелом.

Более общая функция — оставлять на доске изображения чем угодно.

Существуют классные доски, на которых пишут фломастерами.

Можно писать на больших листах бумаги, например, фломастером.

Затем появились доски, которые печатают на бумагу, все, что изображено на доске.

Можно проектировать изображение на экран с помощью проектора, соединенного с компьютером.

Сегодня существуют электронные классные доски, представляющие собой сенсорный экран со встроенным компьютером, динамиками, веб-камерой, встроенной библиотекой, Интернетом. На них можно писать пальцем и передавать это изображение на другие компьютеры, кроме того можно видеть и человека, пишущего на этой доске.

Опишем тенденцию объединения систем (рис. 7.201).

Первоначально имеется одна — моносистема.Далее объединяют две исходные системы, при этом получатся бисистема.На следующем этапа объединяют три и более систем, образуется полисистема. Следующий этап развития, когда би- и/или полисистемы образуют новую единую систему (моносистему), которая выполняет все функции, входящих в нее систем. Эта операция называется свертыванием.

Рис. 7.201. Тенденция объединения систем

Переход «моно-би-поли» — неизбежный этап в развитии всех технических систем.

После объединения систем в би- или полисистему происходит некоторое изменение новой системы, требующие согласования

(п. 7.10) составных частей и параметров системы. При этом сокращаются вспомогательные элементы, и устанавливается более тесная связь между отдельными системами. Такие системы называются частично свернутыми. Дальнейшее развитие приводит к полностью свернутым системам, в которых один объект выполняет несколько функций.