Эволюция функций и эволюция технологий

____________________________________________

Любая техническая функция, как правило, связана с реализацией определенной потребности. При этом содержание описаний функции и потребности совпадают. Различие между функцией и потребностью состоит в том, что понятие потребности всегда связано с человеком, поставившим задачу реализации потребности, а понятие функции – с техническим объектом, реализующим эту потребность.

Функция системы (fuhctio – лат. – исполнение, совершение) характеризует проявление ее свойств в данной совокупности отношений и представляет собой способ действия ТО или ТС при взаимодействии с внешней средой.

Эволюция функций ТО и ТС определяется прежде всего непрерывным расширением потребностей общества. Необходимость решения новых задач порождает новые функции, которые должны быть реализованы в материальных системах. Наряду с порождением новых функций усиливаются требования к количественным характеристикам ранее реализованных функций, что стимулирует в отдельных случаях создание систем принципиально нового класса.

Например [2] , в свое время перед обществом встала задача получения, преобразования и передачи на большие расстояния энергии в непрерывно возрастающих масштабах. Для решения этой задачи были разработаны и созданы мощные гидроэлектростанции, атомные электростанции, высоковольтные линии электропередач и т.д.

Выше отмечалось, что непрерывное расширение функций является одной из закономерностей развития сложных систем. Все функции можно условно разделить на три группы:

· целевая функция;

· основные (базовые) функции;

· дополнительные функции.

Целевая функция системы соответствует основному функциональному назначению системы. Основные функции отражают ориентацию системы и представляют совокупность макрофункций, реализуемых системой. Эти функции обусловливают существование систем определенного класса. Дополнительные сервисные функции расширяют функциональные возможности систем, сферу их применения и способствуют улучшению показателей качества систем. Обычно дополнительные функции могут рассматриваться как сервисные функции, повышающие эффективность и уровень эксплуатации систем. Так, например, основными функциями медицинского прибора тонометра являются измерение верхнего и нижнего уровней артериального давления. В настоящее время созданы приборы – полуавтоматы для измерения артериального давления, в которых реализуются следующие дополнительные функции: автоматическое закрепление манжеты, автоматическое формирование программы измерения верхнего и нижнего уровня давлений, цифровая индикация и регистрация измеряемых параметров, сравнение измеренных значений с нормой конкретного пациента, документирование результатов измерения [2].

Деление функций на дополнительные и основные является условным, и при определенных требованиях к проектируемой системе и экстремальных условиях ее эксплуатации дополнительные функции могут переходить в разряд основных. При проектировании систем учет дополнительных функций является желательным, но не обязательным для обеспечения функционирования системы. Следует отметить, что расширение набора основных функций определяет новый этап развития систем, соответствующий новым потребностям общества, новому уровню знаний и новым возможностям технологий. Дополнительные (сервисные) функции также непрерывно расширяются, т.е. эволюционируют качественно и количественно.

Для относительно простых, одноуровневых систем целевая и основная функции могут совпадать. Необходимо отметить, что некоторые желаемые (требуемые) дополнительные функции могут оказаться несовместимыми.

С целью детального исследования функциональных возможностей ТС и анализа совокупности функций формируют «дерево» функций ТС, т.е. иерархию функций.

Первый уровень – нулевой. Ему соответствует целевая функция системы.

Второй уровень – основные и дополнительные общие функции для ТС рассматриваемого класса. Этот уровень соответствует функциям отдельных подсистем.

Уровни третьей группы отражают функции, воспроизводимые элементами.

На базе «дерева» функций осуществляется формирование структуры системы на основе функциональных модулей. В дальнейшем структура на основе таких модулей покрывается конструктивными модулями. Таким образом, этап формирования дерева функций является одним из наиболее ответственных не только при анализе, но и при синтезе структуры ТС. Ошибки на этом этапе приводят к созданию «систем-инвалидов», неспособных к полной функциональной адаптации с другими системами, пользователем и окружающей средой. Исходными для формирования дерева функций являются основные и дополнительные функции. Техническое задание на систему должно подвергаться тщательному анализу. Часто заказчик ограничивается формулировкой только наиболее существенных функций ТО или ТС. В этом случае исполнитель должен тщательно проанализировать полную совокупность функций, которая должна быть реализована ТС. При этом необходимо учесть вопросы взаимодействия пользователя с ТС (психофизиологический и эргономический аспекты), а также проблемы, возникающие при взаимодействии ТС с окружающей средой.

Каждое новое поколение ТС определенного класса воспроизводит совокупность функций, реализуемых системами предшествующих поколений [2].

Стабильность состава основных функций обуславливает относительную устойчивость функций подсистем многоуровневой системы. Основные и дополнительные функции многоуровневой системы декомпозируются в дерево функций, реализуемых отдельными подсистемами и элементами, находящимися на различных уровнях системной иерархии. Потребности общества определяют целевую функцию. Координация и субординация как принципы организации взаимодействия элементов могут рассматриваться не только как средство согласования функционального взаимодействия отдельных элементов и уровней структурной организации, но и как средство согласования подцелей элементов и подсистем ТС.

Реальное число уровней декомпозиции целевой функции системы до уровня функций, реализуемых функциональными и конструктивными модулями системы, составляет не более 5-7 уровней. На последних уровнях декомпозиции реализуются элементарные функции (операторы) систем соответствующего класса. Расширение функциональных возможностей системы приводит к развитию дерева функций. Наиболее интенсивным изменениям подвергаются дополнительные функции. Эти изменения направлены на увеличение производительности системы и совершенствование взаимодействия пользователя с системой и т.д.

Т.е. большинство систем в своей функционально-структурной организации повторяет прототипы. Вновь созданные системы могут отличаться:

· набором дополнительных функций;

· усилением основных функций, улучшением количественных характеристик воспроизведения основных функций;

· технической реализацией;

· улучшением технико-экономических показателей.

Исключение составляют только «пионерские» изобретения, рождающие новые системы, машины, приборы и устройства, работающие на новых принципах и предназначенные для реализации новых базовых функций.

Следует отметить, что не только потребности общества являются причиной развития и совершенствования ТО и ТС. Непосредственно само развитие таких систем, научные открытия и изобретения, создание новых и совершенствование существующих технологий стимулируют развитие ТО и ТС и расширение реализуемых ими функций.

Совершенствуются старые, хорошо зарекомендовавшие себя технологические процессы добычи полезных ископаемых, обработки металлов и пр. Появляются новые технологии: информационные, лазерные и т.п.

И все же потребности общества в необходимости реализации новых функций опережают, как правило, возможности технологий. Это несоответствие и является основной движущей силой научно-технического прогресса.

Технология – совокупность приемов и способов выявления физических, химических, механических и других закономерностей с целью определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных процессов, требующих наименьших затрат. Такое определение термина носит ограниченный характер, поскольку технология ранее рассматривалась применительно к «получению, обработке и переработке сырья, материалов, полуфабрикатов или изделий» и лишь позднее в это понятие стали включать описание производственных процессов и технический контроль производства, информационные, творческие, экономические и другие технологии.

Таким образом, в ТС сосуществуют два параллельно идущих эволюционных процесса: эволюция функций и эволюция технологий. Анализ развития ТС показывает, что темпы эволюции функций опережают темпы эволюции технологий. Всегда потребности общества в реализации новых, возникающих в процессе развития человечества, функций опережают возможности их эффективной реализации.

Тем не менее, изменение технологий в глобальных направлениях, по основообразующим потребностям общества нельзя недооценивать.

Все многообразие технических достижений, которые реализовались в истории цивилизации, современный американский социолог Элвин Тоффлер [203, 220] представляет в виде трех технологических волн, которые радикально повлияли не только на облик экономики, но и на культуру общества, его ценности.

Первая волна, которую Э.Тоффлер называет сельскохозяйственной цивилизацией, связана с возникновением и освоением аграрной технологии. Она началась примерно 8 тыс.лет до н.э. и безраздельно господствовала по всей земле примерно до 1650-1750 г.г. н.э.

Аграрное общество, которое также называют традиционным обществом, использовало примитивные технологии, основанные на обыденном опыте. Доминировало применение ручного труда. Хозяйственная деятельность представляла собой земледелие, скотоводство, рыболовство, примитивные ремесла. Но удовлетворению каждой потребности соответствовали свои функции искусственно созданных образований, а их производство безраздельно связано с технологиями. Технологии искусственного возделывания земли ознаменовало переход к производящей экономике.

Традиционные общества характеризуются замедленными темпами изменений в технике, технологии, социальной сфере. Приоритет отдается традициям, образцам и нормам, канонизированным стилям мышления и возведенным в закон технологиям.

Вторая волна – индустриальная цивилизация (общество техногенной цивилизации). Э.Тоффлер определяет индустриальную цивилизацию как комплекс технологий, обеспечивающих массовое, стандартное производство. Для него характерны централизм, гигантизм, единообразие в труде и жизни, массовая культура, угнетение природы. Идея преобразования мира и подчинения его человеку была доминантной в культуре техногенной цивилизации на всех этапах ее развития вплоть до наших дней.

Измененные потребности общества, социально-политические сдвиги, изживающая себя сельскохозяйственная цивилизация, развитие науки и т.д. создавали факторы, которые привели к промышленной революции, смене технологий во всех сферах жизни.

Третья волна – информационное (или постиндустриальное) общество. Примерно с середины 50-х годов в сфере промышленного производства и в социальной жизни появляется ряд нововведений, противоречащих старой традиционной индустриальной цивилизации. С технологической точки зрения третья волна является одновременно и высокотехнологичной, и антииндустриальной: технологии возобновляемых источников энергии, методы производства, делающих ненужными большинство фабричных конвейеров и т.п. Изменяется и характер труда – труд становится более разнообразным, не фрагментарным, а с ясным крупным направлением, от физического в основном к умственному.

С теорией Э.Тоффлера можно соглашаться или не соглашаться. Есть положения, которые можно оспаривать и отрицать, но связь между освоением технологий и изменениями в экономической, хозяйственной и социальной жизни безусловно прослеживается на протяжении всей истории человечества. А изменения в технологиях и нововведения в рамках каждой технологической волны тоже были весьма значимыми для человечества. Изобретение огнестрельного оружия – пушек – и соответствующих технологий их производства положило конец крепостям и рыцарским замкам, расчистило дорогу национальному государству. Появление электродвигателя и производство электроэнергии коренным образом изменило структуру заводов и фабрик, все станкостроение.

Изучая эволюцию технологий можно проследить за тенденциями их изменения, направлениями научных изысканий, прогнозировать развитие технологий и последствий в биологической, экономической и социальной сферах.

Дата добавления: 2014-05-02; просмотров: 364; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!