СТРУКТУРА ЗАКОНОВ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ

В. Петров

Аннотация

ТРИЗ, по мнению автора, имеет все составляющие науки – главная из них – это законы развития систем. В связи с этим, наши исследования были посвящены разработке более точной системы законов, охватывающей как можно более широкий круг систем. Основное внимание было уделено на законы развития антропогенных (искусственных) систем и особенно технических.

В данной работе автор представляет расширенную систему законов. Эта система содержит всеобщие, общие и специальные законы развития.

К всеобщим законам автор относит закон S-образного развития и законы диалектики, к общим законам – законы развития потребностей и законы изменения функций, а к специальным законам – законы развития антропогенных систем, в частности, технических систем.

Основное внимание в работе отводится законам развития технических систем.

Ключевые слова:

ТРИЗ, законы развития систем – фундамент ТРИЗ, как науки.

Abstract

Vladimir Petrov. The Structure of System Development Laws

This paper treats TRIZ as a science with laws, definitions etc. The most important law among the TRIZ laws is the law of system development.

Our research focused on the development of a more accurate system of laws, covering the widest possible range of systems. Emphasis was placed on the laws of anthropogenic (artificial) systems and particularly technical.

This paper presents an extended system of laws containing universal, general and special laws of development. The universal laws include the S-curve system development law and the dialectical laws. The general laws are the development needs and function change laws. Included in the general laws are the laws of anthropogenic systems development, in particular, laws of technical systems development.

The paper main focus rests on the laws regarding technical systems development laws.

1. Введение

Наука – (греч. episteme, лат. scientia) – сфера человеческой деятельности, функцией которой является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний, закономерностей развития или открытия законов.

ТРИЗ является наукой, так как систематизировал знания различных наук для процесса решения изобретательских задач, выявил закономерности развития техники и открыл законы развития технических систем. Впервые такая работа была проделана Г.С. Альтшуллером [1], [2].

Законы в ТРИЗ носят объективный характер. В связи с бурным развитием техники и появлением новых отраслей законы требуют уточнения и выявления новых закономерностей. Такой работой занимались Б. Злотин [3], [6], [7]; Ю. Саламатов [4], [5]; С. Литвин и А. Любомирский [8] и В. Петров [9-14].

Данная работа посвящена модификации системы законов, предложенной автором.

2. Структура законов развития систем

Законы могут быть:

• Всеобщие законы развития систем – это универсальные законы, справедливые для любой системы независимо от ее природы, вследствие единства материального мира. Самые общие из них – законы диалектики и закон S-образного развития.
• Общие законы развития систем присущие для достаточно широкого класса систем, например, искусственных систем,
• Специальные законы развития систем характерные для конкретного класса систем, например, технических систем.

Структура законов развития представлена на рис. 1.

Рис. 1. Структура законов развития

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наиболее общие из законов диалектики следующие:

• Закон перехода количественных изменений в качественные.
• Закон единства и борьбы противоречий.
• Закон отрицания отрицания.

Законы развития потребностей определяют тенденции их изменения. Это необходимо для определения функций и систем, с помощью которых можно удовлетворить возрастающие потребности. Эти законы могут использоваться для прогнозирования новых потребностей.

Законы развития потребностей включают:

• Закон идеализации потребностей.
• Закон динамизации потребностей.
• Закон согласования потребностей.
• Закон объединения потребностей.
• Закон специализации потребностей.

Идеализация потребностей проводится путем их динамизации, объединения или специализации и последующего согласования.

Законы изменения функций описывают тенденции их изменения. Они связаны с закономерностями развития потребностей, но имеют и свою специфику, например, переход систем к поли-функциональности (много-функциональности – универсальности) или, наоборот, к моно-функциональности (одно-функциональности – специализации).

Законы изменения функций включат:

• Закон идеализации функций.
• Закон динамизации функций.
• Закон согласования функций.
• Закон перехода к МОНО- или ПОЛИ-функциональности.

Идеализация функций осуществляется их динамизацией и переходом к МОНО- или ПОЛИ-функциональности и последующим согласованием.

Техника развивается в тесном взаимодействии с общественным развитием и экосферой, вследствие чего наблюдаются значительное проникновение и обогащение законов развития общества, природы и техники. Например, развитие техники во многом зависит от потребностей общества и влияет на развитие природы.

В общем виде законы развития искусственных систем должны иметь уровни потребностей, функций и систем. В качестве систем мы будем рассматривать технические системы, поэтому будем говорить о законах развития технических систем.

Законы развития технических систем определяют критерии построения и развития технических систем.

Общее направление развития технических систем идет в направлении увеличения степени системности

3. Системность

Понятие системности вытекает из системного подхода.

Системность – это свойство, заключающееся в согласовании всех взаимодействующих объектов, включая окружающую среду.

Такое взаимодействие должно быть полностью сбалансировано.

Объект будет выполнен системным тогда и только тогда, когда он отвечает своему предназначению, жизнеспособен и отрицательно не влияет на расположенные рядом объекты и окружающую среду.

Таким образом, чтобы объект был выполненным системно он должен отвечать определенным требованиям.

Системные требования

1. Система должна отвечать своему предназначению.
2. Система должна быть жизнеспособной.
3. Система не должна отрицательно влиять на расположенные рядом объекты и окружающую среду.
4. При построении системы необходимо учитывать закономерности ее развития.

Системные требования представляют собой составляющие закона увеличения степени системности.

Предназначение системы описывается главной функцией системы, выполняя главную цель системы, удовлетворяя определенную потребность.

Жизнеспособность технической системы определяется ее работоспособностью и конкурентоспособностью.

Система будут жизнеспособна, если она работоспособна и конкурентоспособна.

Работоспособность – это способность выполнять заданную функцию с параметрами, установленными техническими требованиями, в течение расчетного срока службы.

Другими словами работоспособность – это качественное функционирование системы, т.е. качественное выполнение главной функции системы.

К параметрам работоспособности помимо качественного функционирования системы (в том числе надежности и долговечности) можно также отнести эргономические параметры (характеризуют соответствие товара свойствам человеческого организма).

Работоспособность определяется наличием необходимых элементов с требуемым качеством, наличием и качеством необходимых связей между элементами, организацией необходимых потоков с требуемым качеством.

Конкурентоспособность товара – способность продукции быть привлекательной по сравнению с другими изделиями аналогичного вида и назначения, благодаря лучшему соответствию своих качественных и стоимостных характеристик к требованиям данного рынка и потребительским оценкам.

Конкурентоспособность конкретной системы определяется по сравнению с конкурирующей системой. Конкуренция зависит от:

• количества и качества выполняемых функций,
• стоимости данной системы,
• своевременности ее появления на рынке.

Помимо технических функций следует учитывать также эстетические и психологические.

Один из основных эстетических параметров и упаковки, включая и цветовую гамму.

К психологическим параметрам следует отнести престижность привлекательность и т. п.

Теперь можно представить более детальную схему структуры системности (рис. 2.6), которая является структурой закона увеличения степени системности.

Рис. 2.6. Структура закона повышения степени системности

 

Система работоспособна, когда она выполняет главную функцию системы.

Работоспособная система отвечает ее предназначению и имеет определенную структуру.

Структура системы должна выполнять главную, все основные и вспомогательные функции, представляя собой совокупность взаимосвязанных элементов и связей.

Работоспособность зависит не только от структуры системы, но и от свободного прохода необходимых внутренних и внешних потоков.

Потоки могут быть:

• вещественные,
• полевые,
• информационные.

К вещественным потокам относятся все виды транспортных систем, потоки сыпучих, жидких и газообразных веществ, в частности использующих, трубопроводы, например, пневматическая почта и т.д.

К полевым потокам можно отнести потоки электричества, например, проходящие по проводам, световые потоки, например, по оптоволоконным кабелям, магнитные потоки, различные излучения и т.д.

Информационные потоки могут распространяться различными путями: через печатные материалы, Интернет, радио и телевидение и т.д. Носителями информации является вещество и/или поле (энергия).

Кроме того, потоки могут быть внутренние и внешние.

Потоки осуществляют взаимодействия и выполняют работу.

Внутренние потоки осуществляют воздействия одного элемента системы на другой или их взаимодействие по организованным связям между ними.

Внешние потоки осуществляют взаимодействие системы с надсистемой, окружающей средой и обратное влияние надсистемы и окружающей среды на систему.

Отсутствие учета таких влияний может не только отрицательно сказаться на работоспособности системы, но и вредно влиять на внешнюю среду.

Системность так же учитывает и закономерности исторического развития исследуемого объекта. Это последнее требование системности. Оно учитывается при прогнозировании развития объекта исследования путем учета выявленных тенденций исторического и логического развития данного объекта, и учета общих законов развития систем. В результате получают общую тенденцию развития исследуемого объекта и концептуальное представление его следующих поколений.

3. Структура законов развития технических систем

Законы развития технических систем можно разделить на две группы:

• законы организации систем (определяющие работоспособность системы),
• законы эволюции систем (определяющие развитие технических систем).

Законы организации предназначены для построения новой работоспособной системы.

Группа законов организации технических систем включает:

• Закон полноты и избыточности частей системы.
• Закон проводимости потоков.
• Закон минимального согласования.

Законы эволюции технических систем предназначены для улучшения, совершенствования существующих систем. Они показывают общее направление развития систем и тенденции их изменения.

Законы эволюции технических систем имеют определенную структуру.

Каждый из законов эволюции технических систем осуществляется определенными тенденциями (трендами), которые имеют противоположные тенденции – анти-тенденции (анти-тренды). Кроме того, имеются механизмы, осуществляющие закономерности.

В связи с этим практически каждый из законов имеет свою противоположную тенденцию. Особенности применения закона и его противоположности будут описаны ниже при рассмотрении конкретного закона.

Большая часть систем развивается по основным законам (по основным трендам).

Основные из законов эволюции технических систем следующие
(рис. 2.10):

• Закон увеличения степени идеальности.
• Закон увеличения степени управляемости и динамичности.
• Закон перехода в надсистему.
• Закон перехода на микроуровень.
• Закон свертывания.
• Закон согласования.
• Закон сбалансированного развития системы.

Закон увеличения степени управляемости и динамичности систем имеют подзаконы:

• Увеличение степени вепольности,
• Увеличение управляемости веществом, энергией и информацией.

Рис. 2.10. Структура законов эволюции технических систем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С учетом анти-тенденций группа законов эволюции технических систем имеет вид (рис. 2.11):

• Закон изменения степени идеальности.
• Закон изменения степени управляемости и динамичности.
• Закон перехода в над- и подсистему.
• Закон перехода на микро- и макроуровень.
• Закон свертывания – развертывания.
• Закон согласования – рассогласования.
• Закон сбалансированного развития системы.

Закон сбалансированного развития имеет анти тенденции: неравномерность и равномерность развития.

Закон изменения степени управляемости и динамичности систем имеют подзаконы:

• Изменение степени вепольности.
• Изменение управляемости веществом, энергией и информацией.

Рис. 2.11. Структура законов эволюции технических систем

На рис. 2.12 представлена общая схема законов развития технических систем с некоторыми из механизмов исполнения этих законов.

Общая схема законов развития систем представлена на рис. 2.13.

Подробно ознакомиться со всеми, изложенными законами, подзаконами, закономерностями, механизмами их исполнения и методикой прогнозирования можно в монографии [15].

.