– учитывать закономерности эволюции систем.
Почему для построения систем мы используем именно законы? Так как не выполнение этих требований (законов) приводит к неработоспособности системы. Т.е. не соблюдение законов построения систем приводит или к полной или частичной неработоспособности системы. Система может не работать с самого начала или перестанет функционировать через некоторое время, т.е. будет не надежной.
Структура законов построения систем будут изложены в п..4.4, а структура закономерностей эволюции в п..4.5.
В данной книге не будут рассматриваться законы диалектики. Полное описание системы законов и закономерностей можно посмотреть в [81].
4.2. Закон S—образного развития систем
4.2.1. Общие представления
Любая система (в том числе и техническая) проходит несколько этапов своего развития. Эти этапы графически можно представить в виде кривой (рис. 4.3).
Рис. 4.3. S -образная кривая ростаГде: P – параметр системы, t – время.
В качестве параметра «P» могут быть, прежде всего, главные характеристики системы, например, размеры, скорость, мощность, производительность, количество проданных товаров, продолжительность жизни, количество популяций и т. д.
Вначале система развивается медленно (этап I), при достижении некоторого уровня развитие ускоряется (этап II) и после достижения некоторого более высокого уровня скорость роста уменьшается и в конечном итоге рост параметра системы прекращается (этап III).
Это этап сатурации, который может продолжиться очень долго. Иногда параметры начинают уменьшаться (этап IV) – система «умирает» (на графике это изображено пунктирной линией).
Подобные кривые часто называют S – образными или логистическими (логиста).
Развитие по S-образной кривой первоначально было открыто для биологических систем.
Для технических систем:
– Этап I – «зарождение» системы (появление идеи вплоть до изготовления и испытания опытного образца).
– Этап II – промышленное изготовление системы и доработка системы в соответствии с требованиями рынка.
– Этап III – незначительное «дожимание» системы, как правило, основные параметры системы уже не изменяются, происходят «косметические» изменения, оптимизация параметров и доработка технологии изготовления, не существенные изменения внешнего вида или упаковки. На этом этапе происходит значительное расширение рынка сбыта и переход к массовому изготовлению.
– Этап IV – параметры системы могут не изменяться или ухудшаться. Ухудшения могут вызываться несколькими фактами:
– следование моде, влияние экономической, социальной или политической ситуации, религиозные ограничения и т. п.;
– физическое и/или моральное старение системы.
Часто, на участке IV система прекращает свое существование или утилизируется.
Иногда этапы жизненного цикла представляю в виде шляпо-образной кривой (рис. 4.4).
Рис. 4.4. Шляпо-образная кривая развития
Где P – параметр, t – время
В теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) развитие систем по S – образной кривой называют «Закон S – образного развития систем».
Для полноты картины рекомендуем самостоятельно рассмотреть и другие линии развития, связанные с S-образной кривой, которые были разработаны Г. С. Альтшуллером и рассмотрены в его работе: «Линии жизни» технических систем [19, С. 113—119].
4.2.2. Огибающие кривые
Прекращение роста данной системы не означает прекращение прогресса в этой области. Появляются новые более совершенные системы – происходит скачок в развитии. Это типичный пример проявления закона перехода количественных изменений в качественные. Такой процесс изображен на рис. 4.5.
Рис. 4.5. Скачкообразное развитие систем
На смену системе 1 приходит 2. Скачкообразное развитие продолжается – появляются системы 3, 4 и т. д. (рис. 4.6).
Рис. 4.6. Огибающая кривая
Общий прогресс в отрасли можно показать при помощи касательной к данным кривым (пунктирная линия) – так называемой огибающей кривой.
Развитие любого вида техники может быть примером, подтверждающим этот закон.
Пример 4.1. Развитие радиоэлектроники
Опишем качественные скачки в развитии радиоэлектроники:
1. радио (детекторный приемник).
2. лампа:
– диод;
– триод;
– тетрод;
– пентод и т. д.;
3. транзистор;
4. микросхема;
5. вакуумная наноэлектроника.
График развития радиоэлектроники показан на рис. 4.7.
Рис. 4.7. Развитие электроники
4.3. Структура законов и закономерностей развития систем
Напомним, что законы и закономерностей развития систем можно разделить на две группы (рис. 4.8):
1. Законы построениясистем (определяют работоспособность системы);
2. Закономерности эволюциисистем (определяют развитие систем).