ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАКОНОВ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Закон повышения идеальности
Формулировка закона
Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития ТС повышается ее идеальность за счет роста отношения функциональных возможностей системы к совокупности затрат на ее создание и эксплуатацию: V=ΣF/ΣC.
Характеристика закона
Внешняя, видимая сторона эволюции ТС описывается Законом развития по S-кривой, а Закон повышения идеальности является основной движущей силой эволюции ТС, "продвигающей" системы вверх по S-кривой и с одной кривой на другую. Поэтому Закон повышения идеальности является механизмом Закона развития по S-кривой. При этом все остальные законы являются механизмами Закона повышения идеальности.
Сразу следует обсудить вопрос, какая система "лучше" - более идеальная или менее идеальная? Ответ очевиден только в том случае, если указаны конкретные условия, в которых сравниваются системы. Например, что лучше - ручная дрель (Рисунок 152) или мощный сверлильный станок (Рисунок 153)?
Рисунок 152 Ручная дрель
Рисунок 153 Сверлильный станок
Рассуждая абстрактно, можно сказать, что станок лучше, т.к. несмотря на увеличившиеся затраты (стоимость, габариты, вес) его функциональные возможности (точность, производительность и т.п.) значительно выше, чем у дрели, и поэтому он "идеальнее". Однако в домашних условиях все почему-то применяют именно дрель. Дело в том, что в данных конкретных условиях далеко не все возможности станка оказываются востребованы, поэтому числитель в формуле V= F/ C оказывается значительно меньшим (ведь туда попадают не все функциональные возможности станка, а только реально необходимые), а знаменатель остается столь же высоким; в итоге именно дрель оказывается более идеальной, что и проявляется в распределении спроса - станки используются на заводах, а дрели - дома.
|
|
|
Особенности закона
Главная особенность состоит в том, что при совершенствовании системы обычно идеальность повышается в оперативной зоне; при этом за пределами ОЗ идеальность может даже уменьшится. Но, поскольку эффективность ТС в основном зависит от процессов, протекающих в ОЗ, суммарная идеальность также увеличивается.
Возьмем, например, лазерную сварку (Рисунок 154).
Рисунок 154 Лазерная сварка
В оперативной зоне эффект потрясающий - глубокий провар, отсутствие загрязнений, узкая зона термического влияния и т.д. Однако за пределами ОЗ вместо недорогого сварочного трансформатора, необходимого для обеспечения обычной дуговой сварки (Рисунок 155), мы обнаруживаем сложную и дорогую лазерную систему (Рисунок 156):
|
|
|
Рисунок 155 Сварочный трансформатор
Рисунок 156 Система лазерной сварки
Правда, здесь нас подстерегает одна типовая ошибка. Иногда, увеличивая идеальность в ОЗ, забывают о снижении идеальности за ее пределами. При неверном балансе суммарная идеальность может снизиться настолько, что напрочь обесценит идею.
Примером может служить одна из идей, полученная в процессе выполнения проекта "Valve". Объектом анализа являлся клапан в бытовом холодильнике, переключающий поток хладагента (изобутана) между морозильной и холодильной камерами (Рисунок 157):
Рисунок 157 Клапан для холодильника
Целью проекта являлось снижение стоимости клапана.
Так вот, с помощью свертывания и ЗРТС было получено, на первый взгляд, весьма привлекательное "полевое" решение: поскольку изобутан является диэлектриком, его можно удерживать электрическим полем (Рисунок 158):
Рисунок 158 Электростатический клапан
Достоинствами идеи являлись отсутствие подвижных частей, сниженные требования к точности, простота изготовления и, как следствие, низкая стоимость. Однако расчет показал, что при заданных давлении изобутана, диаметре трубок и других значимых параметрах, удерживающее напряжение на электродах должно составлять 4.5*1016 V, что, разумеется, сразу убило идею на корню. Ничего страшного не произошло - на то и существует этап обоснования концепций, чтобы отсеивать идеи, не соответствующие условиям проекта; но пример остался как хорошая иллюстрация к рекомендации следить за балансом идеальности в оперативной зоне и за ее пределами.
|
|
|
Механизмы закона
5.1.1.1.2 Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития ТС повышается ее идеальность за счет повышения функциональных возможностей без изменения (или при относительно небольшом увеличении) затрат:
ΣF↑; ΣC≈ const⇒V↑ или ΣF↑ ↑; ΣC↑ ⇒V↑
Этот путь совершенствования обычно характерен для систем, находящихся на 1-м и 2-м этапах S-образной кривой развития. Действительно, ресурсов развития по главной функции на этих этапах еще много, поэтому есть возможность увеличивать функциональные показатели. К тому же пределы развития еще далеки, поэтому рост этих показателей обычно не связан с резким ростом факторов расплаты. Ну, вырастут немного затраты, все равно найдется сектор рынка для новой системы - пусть более дорогой, но зато значительно более эффективной.
|
|
|
Вспомним, например, как развивались офисные копировальные машины - от первых примитивных моделей (Рисунок 159), неторопливо обрабатывающих один лист за раз, до современных скоростных монстров с цветной двусторонней печатью, масштабированием, автозагрузкой, автосшиванием, автосортировкой копий и прочими наворотами (Рисунок 160). Конечно, стоимость, размеры и прочие факторы расплаты выросли - но зато насколько увеличилась функциональность!
Рисунок 159 Старая копировальная машина Cannon
Рисунок 160 Современная копировальная машина Cannon
5.1.1.1.3 Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития ТС повышается ее идеальность за счет повышения функциональных возможностей при снижении затрат:
ΣF↑; ΣC↓ ⇒V
Это самый эффективный путь совершенствования системы. Он обычно характерен для перехода системы на новую S-образную кривую развития.
Наиболее яркий пример - переход от ламповой электроники (Рисунок 161) к полупроводниковой (Рисунок 162). Какой колоссальный рост функциональности при одновременном резком снижении габаритов, энергопотребления и т.п.!
Рисунок 161 Вычислительная ламповая машина
Рисунок 162 Полупроводниковый компьютер
5.1.1.1.4 Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития ТС повышается ее идеальность за счет снижения затрат без изменения (или при относительно небольшом снижении) функциональных возможностей:
ΣF≈const; ΣC↓ ⇒V↑ или ΣF↓ ΣC↓↓⇒V↑
Этот путь обычно характерен для систем, находящихся на 3-м этапе S-образной кривой развития. Это вполне логично - на 3-м этапе резервы улучшения по главной функции, как правило, близки к истощению, а совершенствовать систему все равно надо. Соответственно, один из стандартных путей - снижать затраты, пусть даже ценой некоторого снижения функциональности.
Вот, к примеру, столовая посуда. Как, спрашивается, улучшить функциональные показатели обыкновенной тарелки (Рисунок 163)? Если не считать такой палочки-выручалочки, как дизайн, то трудновато. А вот затраты снижать можно: раз, и изобретаем одноразовую посуду (Рисунок 164). Это, конечно, не китайский фарфор, но выглядит вполне прилично, легкая, удобная, очень дешевая, а главное, после вечеринки или пикника собираешь ее в кучу, и в мусор, даже мыть не надо.
Рисунок 163 Обычная тарелка
Рисунок 164 Бумажная тарелка
Есть еще один вариант, при котором функциональность и затраты уменьшаются радикально. Это происходит при переходе системы в разряд декоративных изделий, сувениров и игрушек, что, как уже говорилось, обычно случается на 4-м этапе развития.
Например, камин. Когда-то он был основным отопительным устройством (Рисунок 165), а сейчас превратился в элемент декора. В этом электрическом камине (Рисунок 166) пламя почти как настоящее, и даже тепло какое-никакое есть. Но главное - не нужно ни трубы с вьюшками-заслонками-трубочистами, ни дров, ни ведра для золы, ничего - перетащил его в любой угол да включил в розетку, вот и вся хитрость. Функциональности, конечно, кот наплакал (а она и не нужна почти), зато и затраты мизерные.
Рисунок 165 Камин
Рисунок 166 Электрический камин
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 125; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!