WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 22 |

Системный синтез – совокупность методов и средств объединения объектов в систему с целью формирования интегративного свойства, присущего всей системе. Имея различное назначение, системный синтез и системный анализ являются взаимодополняющими средствами исследования систем. Анализ «разделяет», синтез «воссоздает». Там, где анализ заканчивает свое дело, начинается синтез. Однако процесс такого встречного движения не более чем иллюстрация: для выделения частей их следует предварительно объединить (синтезировать), а для воссоздания частей следует предварительно отделить их из возможного множества (проанализировать). Поэтому анализ и синтез – единый инструмент познавательной деятельности.

Таким образом, на основе рассмотренных категорий можно сформулировать ряд практических рекомендаций общего характера:

1. Любые явление, проблему, задачу можно представить в виде системы, включающей в себя объекты с присущими им свойствами, разноаспектные связи, объединяющие объекты в определенную структуру, если при этом формируется новое качество (соответствующее достижению цели построения системы), не присущее отдельным элементам.

2. Для построения, объективного и всестороннего исследования системы следует:

– определить цель (и результат как показатель ее реализации), ради достижения которой строится система;

– определить совокупность основных составляющих систему объектов;

– выявить наличие, характер и природу связей системы со средой и связей внутри системы между объектами;

– оценить степень необходимости и достаточности совокупности связей с точки зрения полноты характеристики исследуемой системы;

– оценить выявленную таким образом структуру системы и ее возможные изменения;

– определить те свойства элементов системы, которые могут быть подвергнуты воздействию с целью изменения ее качества;

– определить возможные воздействия на систему с целью ее изменения в желаемом направлении.

Общность выделенных выше системных категорий обеспечивает возможность их применения в различных направлениях деятельности специалиста. Это позволяет использовать аппарат теории систем в качестве универсального инструментального средства для построения новых и исследования уже существующих систем любой физической природы.

Характер функционирования системы может иметь различное выражение: выполнение действия, поддержание определенного состояния (своего рода гомеостаз) под воздействием окружения системы, генерация новой информации и т.д. Совокупность свойств элементов системы и видов энергетического взаимодействия между ними является ее энергетическим ресурсом (ЭР). Построение системы (реального объекта или его модели) основано на практической реализации ЭР ОД в рамках исследуемых предметных областей знания. Анализ ЭР проводится исходя из целей построения системы по всем структурам и свойствам элементов, предполагаемых к использованию.

2.2 Полиструктурность и свойства объектов Взаимосвязь объектов в системе представляет собой ее структуру. Множество свойств объектов обусловливает и наличие множества структур связей системы. Поэтому благодаря многообразию структурных проявлений каждая совокупность объектов является полиструктурной. Принцип полиструктурности обеспечивает расширение поисковой базы при анализе и синтезе систем, раскрывая возможные направления их рассмотрения. Полиструктурность характерна для объектов любой физической природы.

Применительно к ТС выделяются следующие основные структуры:

– структура энергетической проводимости (ЭС) – структура связей между элементами системы, обеспечивающая сквозное прохождение энергии от источника (или от входного потребляющего элемента – входа) до инструмента, совершающего конечное действие в энергоцепи (выходного элемента – выхода). Данная структура определяет уровни и направления энергопотоков от входа к выходу. Может предусматривать трансформацию (уменьшение, увеличение) энергетических характеристик потока, многократное преобразование форм энергии;

– функциональная структура (ФС) – иерархия функций, обеспечивающая реализацию основной функции ТС. Формирование ФС осуществляется на основе системного анализа путем декомпозиции основной функции ТС. Формирование структуры принципов действия (СПД) осуществляется на основе системного синтеза совокупности физических эффектов и явлений (ФЭЯ) по принципу их совместимости и требуемой эффективности. Источник – банк известных ФЭЯ;

– структура множества элементов (СМЭ) – комплекс элементов, обеспечивающий реализацию выделенной иерархии подфункций на основе выявленной СПД. Источник формирования зависит от конкретной ситуации построения системы;

– пространственная структура – структура пространственных связей между элементами конструкции. Определяется комплексом требований и ограничений компоновочного характера;

– внешняя структура элементов – структура форм элементов ТС, обеспечивающая реализацию иерархии подфункций основной функции. Определяет формы элементов и их контактные поверхности;

– внутренняя структура элементов – совокупность структур элементов, определяющая распределение свойств наполнителя (материалов) по элементами внутри элементов конструкции. Соответственно этому можно последовательно рассматривать внутренние структуры первого (распределение по элементам) и второго порядка (распределение в элементах). Совместно с внешней структурой внутренняя определяет свойства устойчивости (прочности) конструкции ТС;

– структура состояний – структура режимов функционирования ТС, включающая состояния покоя, нагрузки, напряжения– деформации, смещения границ элементов системы при их совмещении и т.п.;

– временная структура – структура последовательности срабатывания элементов, последовательности реализации иерархии подфункций в различных режимах функционирования. Графическое отображение временной структуры – циклограмма срабатывания элементов ТС;

– обеспечивающая структура – структура множества обеспечивающих элементов. Например, для ТС это уплотнения, рабочие жидкости, представленные своими свойствами, дополнительные опоры, системы смазки, охлаждения, контроля, регулирования и так далее, а также связи между обеспечивающими элементами, между обеспечивающими и основными элементами.

Каждая из выделенных составляющих, в свою очередь, также является полиструктурной и требует для проведения анализа соответствующих системных инструментальных средств.

Очевидно, что специфика предметных областей может потребовать выделения иных структур. При этом, однако, основные изменения будут относиться не столько к их количеству и наименованию, сколько к содержательному наполнению.

Рассмотренная полиструктурность характеризует систему только как материальную среду. При необходимости же может рассматриваться совокупность «абстрактных» структур, таких как структуры восприятий, ощущений, эмоций и т.д. Подобная полиструктурность характеризует (и во многом определяет) процесс построения систем независимо от их природы. Выделение структур системы равнозначно категорированию свойств ее элементов по различным видам их проявления.

Формирование и структуризацию множества свойств системы проводят в зависимости от предметной области, степени обобщения, существа решаемой задачи. Например, для ТС группами свойств могут быть свойство принадлежности, свойства формы, фазовое состояние, свойства деформации, свойства крепления и т.д.

Данный перечень характеризует элементы системы как самодостаточные объекты. Наряду с этим можно выделить группы свойств, характеризующих внутреннее состояние исследуемых объектов (свойства замкнутости пространственного и временного поля объекта, характеристика движения, химическая активность, тепловая стойкость и т.д.). Полный перечень свойств, учитываемый при решении задачи, определяется ее спецификой.

Подобная классификация свойств позволяет составлять описательную характеристику любого объекта и исследовать его ЭР, т.е.

определять то (или те) свойство, изменение которого обеспечивает переход исследуемой системы в необходимое исследователю состояние.

2.3 Критерии целостности системы Завершение процесса построения системы осуществляется на основе удовлетворения требования целостности, характеризующегося рядом специфичных критериев. По образному выражению Мальбранша, «...все предположения в отсутствии критерия – неопровержимы». В теории систем критериями целостности принято считать симметрию, ритм, гармонию, стиль.

Применительно к ТС можно построить достаточно четкое и практическое инструментальное представление выделенных критериев на основе интерпретации их смыслового значения – семантики.

Симметрия (греч. simmetria) – одинаковое, соразмерное расположение чего-либо относительно центра, оси, плоскости.

Очевидно, что для ТС можно ввести понятие симметрии как полиструктурной (с учетом уровней структуры) идентичности всех или только определяющих свойств пары элементов на границе их взаимодействия (предшествующего в цепи реализации функции и последующего) (рис. 2.4).

Тогда становится возможным оценивать симметрию как полную (полная идентичность свойств), достаточную (симметрия определяющих свойств), недостаточную (наличная симметрия свойств не обеспечивает реализацию функции), избыточную (симметрия определяющих свойств и свойств, не определяющих процесс реализации функции парой элементов системы).

Рис. 2.4 Симметрия свойств двух объектов Рассматриваемое понятие допускает отличие характеристик симметричности пары элементов в разные моменты времени функционирования системы. В каждый момент наблюдается изменяющаяся симметрия. Если необходимая симметрия обеспечивается для всех пар элементов системы и в каждый момент ее функционирования, тогда можно считать, что система имеет ритм. Следовательно, ритм ТС можно интерпретировать как динамичную симметрию совокупности пар ее элементов. Введенная интерпретация соответствует семантике понятия ритма (греч. rhythmos), представляющего собой соразмерное чередование каких-либо элементов.

Гармония (греч. harmonia) определяется как связь, стройность, соразмерность, согласованность, стройное сочетание разных качеств, предметов, частей целого. Применительно к ТС понятие гармонии можно интерпретировать как диалектическое единство (симметрию) внутренних свойств системы по всем парам ее элементов и по всей временной структуре ее функционирования – пространственно-временную сбалансированность системы.

Определение указанных критериев становится возможным при наличии описаний свойств элементов системы и связей между ними.

По определению стиль (греч. stylos – палочка для письма) – приемы, способы, методы какой-либо работы, деятельности; манера поведения. Для ТС стиль проявляется в обеспечении режимов ее функционирования наиболее рациональным образом.

В практических приложениях наиболее инструментальными являются критерии симметрии, ритма и гармонии как определяющие предварительную завершенность построения системы. Они могут быть совершенно определенно оценены не только качественно, но в ряде случаев и количественно.

Рассмотренные категории целостности являются элементами развивающейся системной симметрии. Поэтому можно заключить, что построение ТС представляет собой процесс поэтапного введения развивающейся симметрии в определенные рамки, очерченные комплексом ограничений на построение системы. При этом на каждом этапе с помощью критериев целостности (симметрии – статической характеристики свойств системы; ритма – динамической характеристики проявления свойств системы в необходимых режимах ее функционирования, гармонии – характеристики полиструктурной динамической симметрии) имеется возможность проведения оценки направлений дальнейших исследований по уравновешиванию внутреннего потенциала ТС внешним. Проведение такого анализа обеспечивается использованием комплекса принципов построения информационных структур исследуемой системы. Комплекс таких принципов определяет, как и что искать в пространстве поиска. Однако предварительно следует иметь инструментальное представление о самом пространстве поиска.

2.4 Схемы изменения состояния системы Состояние среды описывается совокупностью конкретных значений ее качественных и количественных параметров и характеристик (ПХ), структурой объектов и их физическими свойствами – показателями состояния. Совокупность показателей сред представляет собой целостную характеристику состояния всей системы. Поэтому под изменением состояния системы понимаются качественные и/или количественные изменения ПХ составляющих ее элементов и связей.

Примерами таких изменений являются:

1. Изменение положения:

– линейное перемещение (сдвиг) – сообщение кинетической энергии;

– круговое перемещение (вращение, проворот) за счет изменения положения частей тела без изменения положения некоторой оси вращения – сообщение кинетической энергии;

– круговое перемещение (качение) за счет изменения положения частей тела с изменением положения некоторой оси вращения – сообщение кинетической энергии.

2. Перенос тела – перемещение по иному основанию или на ином основании. По отношению к элементарным изменениям положения перенос является многоэтапным перемещением.

3. Отделение (выделение) среды:

– целенаправленное воздействие между слоями среды (например, срезание) – изменение энергии внутренних связей;

– общее отделение (например, разрушение) – изменение энергии внутренних связей.

4. Изменение формы среды: линейной, плоскостной, объемной и т.д.

Все сложные изменения среды являются совокупностью элементарных изменений, структура членения которых определяется существом рассматриваемой задачи исходя из потребностей практики и уровня наличного информационного обеспечения.

Знание составляющих ПХ связей и основных свойств объектов ТС позволяет осуществить переход к целенаправленным изменениям ее состояния из исходного (наличного) в конечное (желаемое).

При этом изменениям могут подвергаться:

- отдельный объект;

- природа объектов (физическая, пространственная и временная);

- группа объектов;

- вся система в целом;

- отдельная связь;

- природа связей (физическая и временная);

- группа связей;

- структура связей (пространственная и временная).

Указанные изменения могут относиться как к отдельным надсистемам, системам, подсистемам, так и к комбинациям разноуровневых изменений в них. Непосредственные изменения систем являются внутренними (прямыми). Изменения систем за счет корректировки элементов надсистем и/или их связей с рассматриваемой системой являются косвенными – внешними по отношению к основной системе.

Обобщенная схема изменения состояния системы приведена на рис. 2.5. С информационной точки зрения имеются четыре возможных подхода к изменению системы:

1. Изменение внутренних информационных (энергетических) потоков системы – прямое воздействие.

2. Изменение внешних информационных потоков (формирующих, поддерживающих и контролирующих свойства системы) без изменения свойств источников надсистемы – преобразования в проводящей среде.

3. Изменение определяющих элементов информационного потока от надсистемы за счет изменения источников их формирования, поддержания и контроля – изменения в надсистеме.

4. Комбинации вариантов 1...3:

– изменение связей между системой и надсистемой в проводящей среде и изменения в самой системе;

– изменение в надсистеме и связей между системой и надсистемой в проводящей среде;

– изменение связей в системе и надсистеме;

– изменение связей в надсистеме, проводящей среде и изменения в системе.

Рис. 2.5 Общая схема изменения состояния системы:

А, В, С, Д – элементы системы (н – надсистема, с – система) Варианты схемы изменения состояния систем содержат следующие группы действий:

1. Изменение части свойств объектов и связей без подавления остальной части свойств и изменения их физической природы (прямое количественное усиление доминирующих свойств без ограничений изменений фоновых свойств). Такие изменения осуществляются исключительно внутренними ресурсами системы (имеющимися и потенциально возможными).

2. Изменение части свойств объектов и связей без изменения их физической природы за счет подавления остальной части свойств (выделение доминирующих свойств на подавленном фоне). Такие изменения возможны за счет использования внутренних и/или внешних ресурсов (имеющихся и потенциально возможных).

3. Изменение части свойств объектов и связей без подавления остальной части свойств и изменения их физической природы (количественные изменения на неизменном фоне).

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 22 |






















© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.