3.2. Системность
3.2.1. Общие понятия
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 (рис. 3.3).
Рис. 3.3. Структура 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 – это дизайн продукта и упаковки, включая и цветовую гамму. К психологическим параметрам следует отнести престижность, привлекательность, доступность и т. п.
Теперь можно представить более детальную схему структуры системности (рис. 3.4), которая является структурой закона увеличения степени системности.
Система работоспособна, когда она выполняет главную функцию системы. Работоспособная система отвечает ее предназначению и имеет определенную структуру.
Рис. 3.4. Структура закона повышения степени системности
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.
3.2.2. Отсутствие системности
Пример 3.31. Телефон
Электромагнитное излучение, возникающее при разговоре по мобильному телефону вредно воздействует на окружающую аппаратуру, поэтому в самолетах и в больницах не разрешается разговаривать по мобильному телефону.
Антенны ретрансляторов мобильной связи вредно воздействуют на окружающих.
Пример 3.32. Автомобиль
Машины выбрасывают в атмосферу выхлопные газы, загрязняя окружающую среду.
Дорога вредно воздействует на автопокрышки, истирая их.
Атмосфера вредно действует на кузов автомобиля – появляется коррозия.
3.2.3. Эволюционное развитие
Системность так же учитывает и закономерности исторического развития исследуемого объекта – эволюционное развитие. Это последнее требование системности. Оно учитывается при прогнозировании развития объекта исследования путем учета выявленных тенденций исторического и логического развития данного объекта, а также учета общих законов развития систем. В результате получают общую тенденцию развития исследуемого объекта и концептуальное представление его следующих поколений.
3.3. Системный оператор
Г. С. Альтшуллер разработал «Системный оператор».
Его структура представлена на рис. 3.5.
Рис. 3.5. Системный оператор
Человек с рутинным мышлением рассматривает только саму систему (рис. 3.6). Более углубленный подход – выявить и исследовать части, из которых состоит система – подсистемы. Опытные люди выявляют, куда входит система – определяют надсистему и окружающую среду. Это иерархическая структура.
Рис. 3.6. Системные уровни
Пример 3.33. Дерево
В качестве системы мы рассмотрим дерево, то его подсистемы: ствол, крона и корни. В свою очередь подсистемы могут иметь свои составляющие части – подподсистемы, например, крона имеет ветви. У ветвей имеются свои подсистемы: листья, плоды. У листьев имеются подсистемы: черешок, прожилки, ткани листа. Надсистемой дерева является лес.
В системном мышлении, прежде всего, мы должны выявлять все структурные составляющие (систему, надсистему и подсистемы), много уровней подсистем и надсистем. Необычайно важно знать соседние системы и окружающую среду. Таким образом, системное мышление должно рассматривать все иерархические системные уровни.
Но только знание этих уровней недостаточно. Необходимо учитывать влияние подсистем на систему, системы на надсистему и окружающую среду, и обратное воздействие надсистемы и окружающей среды на систему и подсистемы. Без учета этих влияний мы не только сделаем плохо работающую систему или вообще не работоспособную, но можем оказать отрицательное воздействие на подсистемы, соседние системы, надсистему или окружающую среду.
Покажем взаимовлияние подсистем на систему, системы на надсистему и окружающую среду на примере дерева.
Пример 3.34. Дерево (продолжение)
Вид дерева и его подсистем существенным образом зависит от окружающей среды. Так на севере и высокогорных районах растут, например, карликовые деревья; в пустыне – растения способные запасать влагу (суккуленты), например, кактусы, запасающие влагу в стеблях, алоэ в сочных листьях.
От условий внешней среды зависят и подсистемы растений. Суккуленты имеют мясисто-сочные стебли, листья, или корневища, луковицы, клубни, способные запасать и долгое время бережно использовать запасенную воду. Кожица стеблей и листьев суккулентов покрыта эластичной лакоподобной пленкой – кутикулой, хорошо отражающей солнечные лучи. Кактус собирает влагу и из воздуха, путем ее конденсации на волосках и колючках (ареолах), общая площадь, которых получается очень большой.
В свою очередь растения влияют и на окружающую среду, выделяя или поглощая из атмосферы кислород или углекислый газ в различное время суток.
Пример 3.35. Морская игуана
Морская игуана обитает исключительно на Галапагосских островах. Она питается морскими водорослями и имеет уникальную среди современных ящериц способность проводить под водой около часа. Игуаны научились задерживать дыхание на этот срок, замедлять под водой сердечный ритм и пускать отток крови только к жизненно важным органам. Это произошло в результате эволюции изменением способа питания – пища добывается в воде (морские водоросли), а не на суше. Это пример приспособления к внешней среде.
У морских игуан на суше и воде есть маленькие помощники – крабы и рыбы абудельдуф. Это чистильщики, питающиеся паразитами, доставляющими морским ящерицам немало проблем.
Это пример самоорганизующейся системы.
Третья составляющая системного оператора – это учет динамики развития системы, ее подсистем и надсистем. Необходимо рассмотреть историческое развитие системы, ее подсистем и надсистемы. Эту составляющую мы будем называть эволюционным или генетическим развитием. Для этого выявляют, какие системы, подсистемы и надсистема были в прошлом, и прогнозируют их развитие на будущее.
Последней составляющей системного оператора – выявление анти-систем на всех уровнях и их использование с учетом динамики развития.
Анти-система – это система, которая осуществляет противоположную, по сравнению с исследуемой, функцию. Такое рассмотрение позволяет расширить представление о системе.
Таким образом, системный оператор имеет следующие составляющие:
1. Структура системы и ее иерархические уровни (система, подсистемы, надсистема и окружающая среда);
2. Влияние и взаимовлияние структурных единиц;
3. Динамика развития систем на всех уровнях – эволюционное развитие;
4. Учет и использование анти-систем, анти-функций и анти-действий.
Приведем примеры использования системного оператора.
Пример 3.36. Дерево (продолжение)
Система – дерево. Подсистемы дерева мы рассматривали в примере 3.34. В этом примере выберем плод, например, фрукт. Надсистема – лес. Это мы рассмотрели иерархическую линию. Прошлое дерева – это семя. Прошлое плода – цветок и его ДНК. Прошлое леса – земля.
Рассмотрим будущее. Одно из будущих дерева – это древесина. Одно из будущих фрукта (плода) – может быть что-то из плода, например, пирог, но чтобы согласовать с древесиной лучше взять изделие из древесины, например, деревянное блюдо, на котором лежат плоды.. Одно из будущих леса – уголь (рис. 3.7).
Пример 3.37. Машина (автомобиль)
Система – машина (автомобиль). Надсистемой может быть: автострада, система дорожного движения, включающая систему управления дорожным движением (разметка на дороге, дорожные знаки, светофоры, дорожная полиция
и т. д.), автозаправочные станции, ремонтные мастерские, заводы изготовляющие машины и т. д.
Прошлое машины – это карета. Прошлое двигателя – лошадь. Прошлое автострады – поселочная дорога. Прошлое управления дорожным движением – его отсутствие. Каждый ездил как хотел и где хотел. Прошлое автозаправочных станций – почтовые станции, где менялись экипажи с лошадьми, где лошади отдыхали и их кормили овсом. Ремонтные мастерские в прошлом представляли собой кузнечную мастерскую, а заводы по изготовлению машин – каретные мастерские.
Каждый может себе представить свое будущее. Прежде всего будущее машины зависит от того, из каких подсистем она будет состоять и в какую надсистему она будет входить. Например, уже сегодня разработаны машины с электрическими двигателями, имеются двигатели, работающие на водороде и даже сжатом воздухе. Это все приведет к изменению надсистемы. В будущем будет отсутствовать дорожная полиция – все будет автоматизировано. Автомобили будут «общаться» друг с другом, не допуская дорожных происшествий. Дороги могут походить под землей или над землей, не занимая дорогого места на земле.
Рассмотрим АНТИ составляющую.
Функция машины – перемещать (двигать) пассажира. Анти-функция – сдерживать (оставлять на месте). В качестве такой системы может быть тюрьма, домашний арест.
У подсистемы двигателя функция – перемещение поршня. Анти-функция – стопорение (фиксирование). Этой системой может служит любой зажим, например, тиски; рыболовные снасти, например, невод; сачок и т. д.
Если в качестве подсистемы взять «газ», у которого функция увеличить обороты двигателя (ускорение движения), то анти-функцию – уменьшить обороты (замедление движения) – выполняет тормоз.
О проекте
О подписке