Сложные технические системы

Современные технические системы становятся настолько сложны, что как таковые уже не являются техническими объек­тами. Такие образования, как энергетические системы или за­воды-автоматы (иногда их называют большими техническими системами), представляют собой совокупности относительно са­мостоятельных искусственных образований, связанных естест­венными процессами. Определенная иерархия технических образований в таких системах позволяет эти образования соот­ветственно классифицировать, но возникает несколько осложне­ний. Во-первых, экстраполяция из области «чистой техники» в область так называемых больших систем научно некорректна, так как описываемое явление неоднородно и неоднородность обусловлена включением человека. Причем, с одной стороны, кроме естественных (механических, химических и физических) связей, появляются связи, детерминированные биологическими и социальными свойствами человека, с другой — человек, функ­ционирующий в подобной системе, может занимать подчиненное по отношению к машине положение, то есть его деятельность обусловлена внутренними процессами технического объекта. Че­ловек, таким образом, превращается во «вторичную систему» или «придаток машины». Во-вторых, «системообразующим фак­тором в системе технического объекта и критерием его обще­ственной ценности выступает социальная функция. Она опреде­ляет сущность технического объекта, выраженную в его способ­ности принимать на себя ту или иную функцию человека или существенно ее преобразовывать с целью облегчения и повышения эффективности деятельности человека. Поэтому понятие технического объекта (технического средства) нельзя распро­странять на составляющие его части (детали). К примеру, пор­шень, цилиндр или парораспределительный механизм паровой машины еще не являются техническими объектами, так как их назначение в виде социальной функции реализуется только в системе компонентов, составляющих паровую машину». По­добные составляющие части или детали, выступающие как под­системы технических объектов, иногда называют «вторичными системами».

Таким образом, критерий иерархичности, эффективный в конкретных технических областях, когда выстроенный ряд ока­зывается однородным (детали, механизмы, блоки, агрегаты, комплексы и так далее), сам по себе уже ничего не дает в типо­логии технических объектов.

Рассмотренные типологии, как правило, не обладают эвристичностью, то есть не в состоянии предсказывать появление новых систем или включать их в себя, не разрушая внутренней структуры; ограничены рамками специфических деятельностей, отдельными компонентами искусственной материальной среды.

Техника во всех значениях (кроме нематериальных средств деятельности) является результатом технической деятельности или труда как универсальной материальной деятельности (ис­кусственный обмен веществ). А. В. Дахин и В. А. Щуров считают, что основаниями типологии технических объектов следует выделить следующие компоненты: субъект деятельности, объект, средства, процесс и результат. Существенным элемен­том, по их мнению, является также среда, в которой деятельность протекает.

Последовательное рассмотрение отдельных компонентов, их различных сторон позволит сформулировать основания типоло­гии технических объектов.

Субъект деятельности. Биологическая организация человека выражается в биомеханической и психофизиологической фор­мах. Работа мышц, связанная с энергетическими затратами, направлена на преобразование вещества и энергии. В психофизиологии человека органы чувств выполняют коммуникативную функцию (зрение, слух, а деятельность мозга связана с анали­зом поступающих ощущений и выработкой соответствующих ре­акций. На этом биологическом субстрате основана деятельность человека как социального существа.

Объект. Объектом, на который направлена деятельность об­щества, является естественная и искусственная среда в ее на­туральном и знаковом воплощении. Следует отме­тить, что если объект деятельности — энергетическое состояние данного тела, то материальный носитель его играет вторичную роль.

Из совокупности ощущений человек формирует представле­ния, которые составляют основу образного мышления. Сформи­рованные представления — понятия — основа логического (аб­страктного) мышления. Если представления и абстрактные по­нятия воплощаются в те или иные материальные носители (зна­ки), тогда они становятся достоянием общества и выходят за пределы сознания одного человека.

Средства. Это все искусственные материальные системы, используемые в практической деятельности человека над матери­альными объектами во всех областях духовного и материально­го производства.

Технические объекты, которые непосредственно не являют­ся компенсаторами ограниченности человека, а выступают как подсистемы компенсатора, образуют вторичные комплексы

Процесс. Процесс — это совокупность операций воздействия субъекта на объект. Основу их составляют универсальные эле­ментарные функции, наиболее общие из которых — «сохране­ние» и «изменение». Сохранение имеет две составляющие — «трансляция» и «консервация». Для общей типологии такого уровня рассмотрения достаточно, так как эти функции универ­сальны для всех проявлений человеческой деятельности.

Результат. Результат деятельности субъекта над материаль­ным объектом выступает в виде суммы продукта и отхода. Про­дукт — это реализованная цель, отход — нереализованная, то есть результат со знаком минус.

Среда. Ее роль в структуре деятельности двояка: в среде деятельность протекает, и среда, ее преобразование, является результатом деятельности. Изменение среды не самоцель, оно выступает в дальнейшем как новое средство, используемое че­ловеком для своего всестороннего развития.

Параметры субъекта, объекта и процессов взаимодействия между ними являются наиболее общими основаниями для ти­пологии технических объектов. Рассматривая иерархию общих оснований типологии технических объектов можно выделить два первых уровня типологии: по параметрам субъекта и объекта; по характеру выполняемых процессов. Сопоставляя параметры субъекта и объекта (первый уровень), можно выделить четыре группы технических объектов (ТО).

1. ТО, компенсирующие ограниченность биомеханических ор­ганов человека, действие которых направлено на вещественные объекты (станки, здания).

2. ТО, компенсирующие ограниченность биомеханических ор­ганов, но действие их независимо от материального носителя направлено на операции с энергией (мотор, аккумулятор).

3. ТО, компенсирующие ограниченность органов чувств че­ловека (органы зрения, слуха). Эти ТО оперируют предметны­ми, целостными (в соответствии со своим диапазоном) пред­ставлениями по одному или нескольким человеческим каналам (прибор ночного видения, очки, усилители).

4. ТО, компенсирующие ограниченность способностей мозга. Независимо от материального воплощения такие системы опе­рируют абстрактными понятиями с формализованным содержа­нием (счеты, книги, ЭВМ).

По характеру выполняемых процессов (второй уровень) выделяют двенадцать основных типов технических объек­тов.

По процессу «консервация»:

1. Консервация вещества. Пример ТО: склад, холодильник.

2. Консервация энергии — аккумуляторы.

3. Консервация образов (представлений) — фотоаппарат, ПЗС

4. Консервация понятий (информация) — книга.

По процессу «трансляция»:

5. Трансляция вещества — транспортные системы.

6. Трансляция энергии — ЛЭП, рефлектор.

7. Трансляция представления — ТВ, радио.

8. Трансляция информации — телеграф.

По процессу «изменение»:

9. Изменение вещества — станки.

10.Изменение энергии — гидроэлектростанции, ДВС.

11.Изменение представлений — очки, мегафон.

12.Изменение информации — ЭВМ, арифмометр.

Каждый из двенадцати типов ТО использу­ется как средство во всех родах деятельности человека, причем универ­сальные системы используются во всех или нескольких родах. Это третий иерархический уровень типологии.

К приведенной классификации можно добавить, что вычислительная техника (аппаратно-программные средства вычислительных систем) можно отнести сразу к нескольким предложенным группам (например, консервация представлений и изменение информации).

Основания типологии технических объектов не регламенти­руют жестко реальное проектирование, а могут служить мето­дологической базой для проектировщиков при выявлении сфер использования проектируемых комплексов с учетом функциони­рования всей среды как целостности.

Список литературы

1. Гребеник В.М., Цапко В.К. Надежность металлургического оборудования: Справочник. ¾ M.: Металлургия, 1980. ¾ 344 с.

2. Солодовников В.В., Бирюков В.Ф., Тумаркин В.И. Принцип сложности в теории управления. – М.: Наука, 1977. – 344 с.

3. Солодовников В.В., Тумаркин В.И. Теория сложности и проектирование систем управления. – М.: Наука, 1980. – 162 с.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: