ПРИНЦИПЫ ПРИОРИТЕТА В РАЗВИТИИ СИСТЕМ

Изложенные здесь принципы развития систем предлагаются как материал для обсуждения и являются переработанным вариантом созданных в рамках ТРИЗ "Законов развития технических систем" (ЗРТС). Дело в том, что ЗРТС в неполной мере отвечают основному требованию научности - они плохо обеспечивают предсказание хода развития системы. Они могут лишь объяснить это развитие post factum и используются преимущественно для диагностики существующего состояния системы, поиска потенциальных нежелательных эффектов в ней [1, 2]. При этом законы - по интуитивному восприятию этого термина - повсеместны и обязательны. В отличие от них "принципы" имеют менее обязательный характер своей реализации, они статистически менее однозначны, и не задают четкого обязательного направления развития системы, а указывают лишь на приоритетные направления этого развития, которое на практике может быть реализовано только при наличии соответствующих ресурсов. Ниже представлены именно "принципы приоритета" (ПП) в развитии систем.

С целью обеспечения большей предсказательности, ПП, в отличие от ЗРТС, должны опираться не только, и даже не столько на диалектику, сколько на ее "противоположность" - системный подход. При этом полезно ориентировать их на высокий уровень обобщения понятия "системы", не только как совокупности взаимодействующих объектов (порождающих новое свойство), но и как совокупности взаимодействующих свойств (рассматриваемых на "строгом" языке, как ресурсы).

Примечание. При этом законы диалектики (на каждом системной уровне) не перестают работать, хотя и остаются подчиненными законам системности. Иными словами, речь идет не об отрицании диалектики вообще, а всего лишь о расстановке приоритетов между этими двумя способами моделирования реальности: системностью - диалектичностью. На самом верхнем иерархическом уровне - уровне всей Вселенной - мы может остаться на уровне диалектики (признав тем самым и предел нашего познания), но затем правильно расставить используемые нами подходы: сначала системный, а потом - диалектический.

Данные ПП, кроме глубоко (точнее "высоко") системного похода (явно отраженного в первом из них) опираются также на "синергетическое" предположение о неустойчивости системы, как источнике возникновения у нее новых свойств. При этом в качестве основного периода неустойчивости рассматривается второй этап ее развития на прогнозной кривой Перла - период интенсивного изменения ее потребительских параметров (периоды возникновения-становления системы и замедления-остановки ее развития считались в данной работе достаточно устойчивыми во временном и функциональной плане).

Приведенные ниже ПП расположены в порядке подчинения более поздних (имеющих больший порядковый номер) принципов более ранним. Т.е. ограничение действия ПП более низкого уровня может быть вызвано сверху, со стороны невозможности действия ПП более высокого уровня. С другой стороны действие ПП более высокого уровня ограничено возможностью реализации подчиненных им ПП (принципы более высокого уровня выполняются при условии выполнения принципов более низкого уровня). Это связано с тем, что если смотреть снизу вверх, то каждый (кроме самого нижнего, 9-го) ПП вводит тенденцию влияния нового фактора, опирающегося на уже введенные факторы развития системы и вероятностно ограничивающего действие всех ПП более низкого системного уровня.

Примечание. Указанная система принципов не опирается на "картотеку", ибо трактовка примеров известных картотек настолько произвольна, что на самом деле они ничего не доказывают (кроме, разве что, гибкости мышления их составителя и его желания убедить читателя в своей правоте). Из истории науки известно, что никакой факт не может быть интерпретирован без наличия определенной теории, и всегда интерпретируется в пользу этой теории. Факты, которые не удается соответствующим образом интерпретировать, просто игнорируются. И значит, критерий использования ЗРТС или ПП может быть только один - удобство использования для предсказания поведения системы в будущем. Но это удобство может быть определено только будущим.

Большую детализацию ПП можно получить при их применении к системам определенного вида (узко "техническим", информационным, социальным и т.п.), что может явиться предметом последующего рассмотрения.

ПРИНЦИПЫ ПРИОРИТЕТА В РАЗВИТИИ СИСТЕМ.

1. ПП функции над ресурсами: функция - точнее, ее необходимость для надсистемы - первична: если есть нужная надсистеме функция (порой выраженная в форме потребности - нереализованного действия, быть может, нематериального), то всегда находятся необходимые для ее выполнения ресурсы, но из наличия ресурсов никак не вытекает появления функции. Иными словами, появление функции запускает поиск ресурсов.

Примечание. Этот ПП является ведущим среди всех ПП (ему подчинены все остальные ПП). Он может быть дан в других формулировках, например, как ПП внешней функции над внутренней, или в виде, предложенном А.В. Кисловым, как "Закон подавляющего действия надсистемы": надсистема оказывает определяющее действие на развитие системы, в частности потребности общества, ход его культурного развития определяют ход развития науки и техники, и системы, функции которых надсистема признает более важными могут быть "вытянуты" на 3 этап своего развития с любого предыдущего этапа за любое короткое время, тем самым, подавляя системы, выполняющие менее значимые функции. При этом качество выполнения внутренних функций систем уже не имеет решающего значения.

Механизмом действия данного ПП является:

2. ПП необходимости над свободой (повышения идеальности), отражает уменьшение со временем развития системы возможностей выбора (доступности) для нее внешних ресурсов. Графически характеризуется, прогнозной кривой (например, кривой Перла, наглядно показывающей, что эволюционное развитие системы характеризуется S-образной зависимостью параметров ее главной функции от времени и завершается революционным - скачкообразным - переходом к новой системе, выполняющий аналогичные функции на новом уровне - когда внешние ресурсы становятся недоступны, а внутренние резервы повышения "идеальности" исчерпаны).

Примечание 1. Этот ПП может быть дан в других формулировках, например, как закон повышения идеальности системы (осуществляемый за счет "свертывания" системы).

Примечание 2. Известны многочисленные примеры перехода "Моно - би - поли" - система сначала развивается "вширь" используя в первую очередь (пока нет ограничений со стороны надсистемы) внешние ресурсы. Но такой путь наиболее вероятен только на начальных стадиях развития системы. Наверно можно даже говорить об этом переходе, как одном из механизмов действия предыдущего ПП, ведь у каждого ПП может быть нескольких механизмов действия (т.е. данный перечень ПП может быть далеко не полным).

Примечание 3. Слова "механизмом действия данного ПП является", стоящие перед формулировкой данного ПП означают, что с наибольшей вероятностью потребность надсистемы будет обеспечиваться по данному ПП (соответствовать S-образной зависимости развития параметров). Однако, этот ПП может быть нарушен за счет действия ПП более высокого системного (иерархического) уровня - ПП функции над ресурсами. Проверить факт действия данного ПП (отсутствие ограничений на него со стороны первого ПП) можно по приведенному ниже алгоритму.

Механизмом действия данного ПП являются:

3. ПП развития системных свойств говорит не только о приоритетном развитии системных свойств системы обеспечивающих ее "выживаемость" в условиях ограниченных внешних ресурсов (даже в ущерб другим частям системы), но и об "инерции системных свойств", т.е. стремлении системы (при прочих равных, даже на последнем этапе развития) сохранить себя, как систему (именно за счет развитых внутренних связей).

Примечание 1. Этот ПП может быть дан в других формулировках, например, как закон неравномерности развития отдельных частей системы. При развитии системных свойств системы управления получают приоритет в развитии, а развитие рабочего органа обычно отстает.

Примечание 2. Этот ПП часто осуществляется переходом формы реализации элементов системы на микроуровень (если такой переход вообще имеет физический смысл, т.к. скажем, в случае информационных или социальных систем трудно говорить о микроуровне реализации элементов системы). Такой переход, на самом деле, является косвенным проявлением закона повышения идеальности системы, или в терминах настоящего приложения, предыдущего ПП необходимости над свободой.

Механизмом действия данного ПП являются:

4. ПП роста функциональной полноты системы (развития ее частей перед моносистемой) - накопление ресурсов для выполнения частями самой системы типовых дифференцированных функций не только рабочего органа, но также системы управления, трансмиссии, двигателя, источника энергии и т.п. (классификация К. Маркса, Ф. Энгельса).

Примечание. Осуществляется за счет развертывания системы.

Механизмом действия данного ПП являются:

5. ПП роста энергетической и информационной проводимости в системе - отражает улучшение прохождения материалов потоков (в т.ч. энергии) через элементы системы.

Примечание. Энергия - является параметром любого взаимодействия, отражая меру его интенсивности, в отличие от информации, описывающей меру результативности этого взаимодействия. Развитие энергетической проводимости является залогом (механизмом) возможности развития информационных связей между частями системы и наоборот (ведь в результате действия - характеризуемого энергией - происходят изменения). В зависимости от характера анализируемой системы и конкретного взаимодействия в ней, удобно говорить либо на языке энергии (например, при анализе конструкций), либо на языке информации (скажем, при анализе социальных, организационных структур).

Механизмом действия данного ПП являются:

6. ПП роста вепольности (перед материальностью) - по мере развития системы вероятность повышения полевых ресурсов больше, чем материальных (и пустотных).

Примечание. Введение полей предполагает наличие пустоты и согласованность ритмики частей системы, а согласованность ритмики и развитие пустоты очевидным образом сдерживается при отсутствии полей.

7. ПП роста согласованности ритмики частей системы утверждает, что по мере развития системы растет и согласование ритмов ее отдельных частей.

Примечание. Повышенная вероятность согласования ритмов частей системы может сдерживаться отсутствием энергетической проводимости. А механизмом согласования ритмов является рост динамичности (без нее не может быть ритмов).

Механизмом действия данного ПП являются:

8. ПП роста динамичности системы и ее элементов (перед статикой).

Примечание. Без пустотности нельзя говорить о какой бы то ни было динамичности (нет простора для изменений). Однако, если динамичность не развивается, то это сдерживает и рост пустотности.

Механизмом действия данного ПП являются:

9. ПП роста пустотности (перед материальностью) - по мере развития система стремиться минимизировать свою материальность, если этому не мешают другие ПП.

Примечание 1. Любая система всегда состоит из частей (иначе это не система, а элемент). ПП роста пустотности говорит о том, что по мере развития системы, части пространства начинают не просто разделять эти элементы, а играть существенную роль в выполнении функций этих частей и формировании таким образом параметров этих элементов, вплоть до выполнения этими "пустотами" самостоятельных "функций" (на макро или микроуровне).

Примечание 2. Пустотность понимается здесь достаточно широко, и как образование действительно пустых мест в системе (не заполненных веществом) и как уменьшение плотности самих веществ.

Примечание 3. ПП повышения пустотности находится на самом низком уровне иерархии ПП (природа ленива на создание тел и не делает этого без необходимости), т.е. его нарушение наиболее вероятно - может быть именно поэтому наука несовместима с экстрасенсорикой.

АЛГОРИТМ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ.

Прогноз развития системы по ПП ведется по вероятностной (недерменированной) логике на базе генетического анализа развития исследуемой системы - знания истории развития системы (прогноз не может быть построен на знании параметров одной точки в фазовом пространстве параметров этой системы).

При проведении анализа систем по ПП необходимо учитывать, что:

1). Приоритетное развитие на любом уровне идет не только в рамках действия ПП данного уровня, но подвержено влиянию надсистемых факторов, в частности ресурсной обстановки, т.е. действие надсистемных факторов всегда может оказаться сильнее, меняя характер развития данной системы (нарушая целостный характер действия ПП).

2). Любая система, как правило, развивается не с нуля, а на базе системы, уже существующей до этого, в которой действие ПП уже определенным образом проявило себя, но мера, в которой это проявление сохраняется в новой системе, может быть разной.

Указанные факторы делают анализ по ПП эвристическим приемом, позволяющим лучше понять динамику процессов в исследуемой системе и с некоторой (разной для разных систем) вероятностью предсказать путь их дальнейшего объективного развития. За неимением лучших способов такого предсказания может быть использован этот.

Анализ рекомендуется вести в два этапа в нижеследующей последовательности (в скобках указаны названия ПП, действие которых проверяется по ходу анализа).

ПЕРВЫЙ ЭТАП - проверка характера действия надсистемных факторов (определяющих потенциал и направление развития системы).

Анализ 1-го ПП "Функции над ресурсами":

Если исследуемая система используется людьми, сформулировать цель ее существования и удовлетворяемые ей потребности.

Провести анализ тенденции изменения этой потребности. ЕСЛИ она идет на убыль система не имеет шансов на развитие (например, русская печь) ИНАЧЕ можно продолжить анализ по следующему ПП.

Примечание. Любая искусственная система фактически всегда удовлетворяют некоторые из трех обобщенных видов потребностей: облегчение жизни, развлечение или информирование;

Анализ 2-го ПП необходимости над свободой (стремления к идеальности).

Анализ ведется на базе результатов, полученных при проверке действия первого ПП (функции над ресурсами) по следующему алгоритму:

- сформулировать главную и дополнительные функции системы;
- определить параметры этих функций;
- проверить, увеличивает ли простое удвоение системы (переход "Би - Поли") основные параметры системы (прежде всего ее производительность); ЕСЛИ "да", ТОГДА вероятнее всего система пойдет по этому пути (она находится на первом этапе развития и не будет увеличивать свою идеальность по S-образному закону) ПОКА возможности этого пути не будут исчерпаны (не ограничат возможности дальнейшего роста параметров) ИНАЧЕ перейти к следующему подпункту;
- выписать значения параметров по годам (характер их изменения во времени);
- построить график ее развития (в фазовом пространстве параметров данной системы);
- разместить точку (область) нахождения исследуемой системы на графике ее развития:

- ЕСЛИ система находится на втором этапе развития:
a) выделить в системе элементы, в наибольшей степени ответственные за жизнеспособность системы (обычно это "система управления", если она уже является частью системы, или ее "рабочий орган";
b) определить рабочие параметры этих элементов;
c) найти решения, обеспечивающие рост данных параметров - прогноз ее развития, перейдя ко второму этапу алгоритма.


- ЕСЛИ система с очевидностью находится на третьем этапе развития:
a) зная (см. п. 1) важность потребностей, удовлетворяемых данной системой для надсистемы или отдельных ее элементов, выполняющих в надсистеме системообразующую роль - определить время сохранения данной системы (с ее вероятным частичным свертыванием).
b) пора искать другие, альтернативные принципы действия (новые ресурсы) для выполнения главной функции данной системы и искать новые функции, ранее не выполняемые данной системой, но полезные для надсистемы - можно ожидать замены данной системы новой.

ВТОРОЙ ЭТАП - проверка характера развития системных параметров (определяющих ход развития системы на втором этапе).

Анализ ведется в двойном цикле по номеру ПП: сначала по увеличению этого номера, затем по его уменьшению.

Для систем, находящейся на втором этапе развития:

1). Решить задачи, поставленные в ходе ФСА данной системы;

2). Выписать ограничения, накладываемые надсистемой на дальнейшее развитие системы;

3). Для значения А=3 ПРОВЕРИТЬ не являются ли полученные решения отражением развития данной системы согласно ПП с номером А. ЕСЛИ это не так (данный ПП не ограничивает действие ПП № А+1), продолжить проверку для ПП № А+1 ПОКА не будет определено какой ПП ближе всего соответствует поставленным и решенным в ходе ФСА задачам. Иными словами, надо найти тот уровень системности, на котором в настоящее время осуществляется развитие системы, т.е. проверить: если ПП более высокого уровня еще не работают, то возможно ли развитие системы, описываемое ПП более низкого системного уровня (с большим номером) с выходом на полученные в ходе ФСА решения. При очевидности того, с действием какого ПП сопряжено решение полученных в ходе ФСА задач развития системы, перебор можно не проводить;

Примечание 1. Полученное решение может не использовать ни один из указанных ПП (например, оно может быть получено за счет привлечения внешних ресурсов). Тогда работу по следующему пункту алгоритма придется начинать с последнего, 9-го ПП.

Примечание 2. Если решение поставленной в ходе ФСА задачи еще не получено, можно попробовать осуществить поиск этого решения путем указанного последовательного перебора ПП.

4. Для значения А на единицу меньше того, для которого было найдено решение поставленной в ходе ФСА задачи (см. предыдущий пункт) ПРОВЕРИТЬ возможность (разумность) постановки задачи дальнейшего роста параметров системы в будущем (обеспечивающее повышение потребительских свойств данной системы по сравнению с существующими, с учетом ограничений, накладываемых надсистемой) по пути, предлагаемому данным ПП. При этот необходимо предложить конкретные пути развития системы согласно рассматриваемому ПП.

Если путь развития системы согласно данного ПП найден, продолжить проверку возможности дальнейшего развития системы (роста ее основных параметров) согласно ПП с № А-1, выполняя эти действия до тех пор, пока обеспечивается рост ее основных параметров (на втором этапе развития - с сохранением ее принципа действия). Последняя поставленная задача и есть прогноз развития данной системы по ПП.

Дальнейшее развитие системы - при условии отсутствия ограничений со стороны ПП функции над ресурсами - пойдет через постановку и решение задачи увеличения потребительских параметров всей системы через изменение ее принципа действия (с применением новых физических принципов - эффектов, переходом на микроуровень и т.п.) - см. приложение К.

ПРИМЕР. Прогноз развития точилок для заточки деревянных карандашей:

ПЕРВЫЙ ЭТАП:

- потребность надсистемы есть (пока есть подлежащие заточке деревянные карандаши),

- переход "БИ-Поли" не увеличивает производительность,

- система не вышла на третий этап (возможно значительное увеличение ее эффективности (для карандашей высокой твердости - ТМ и тверже - она не столько точилка, сколько "ломалка"),

ВТОРОЙ ЭТАП:

- развитие системных свойств не приводит к повышению производительности системы (нет системных свойств) и, значит, это не сдерживает развитие полноты частей системы,

- развитие полнота частей системы обеспечивается в настольных точилках (линия развития на автоматизацию), но сдерживается требованием надсистемы к простоте для данной системы, а значит не ограничивает и развитие энергетической проводимости,

- отсутствие энергетической проводимости не сдерживает развития вепольности,

- а отсутствие вепольности не ограничивает согласования ритмов,

- нет согласования ритмов - возможна динамизация,

- которая и обеспечивается введением пустотности (решение поставленной в ходе ФСА задачи обеспечивается как раз увеличением пустотности и динамизацией).

ОБРАТНЫЙ ПРОХОД ПО ПП:

- увеличение пустотности возможно (обычно, оно возможно почти всегда),

- это обеспечивает некоторую динамизацию системы (проворот корпуса в руках и обеспечение таким образом " шарнира снаружи", изменение угла расположения карандаша в точилке при заточке),

- следующий (прогнозный) шаг - рост согласованности ритмики - возможно должен опираться на дельнейшее повышение динамичности взаимодействия частей точилки с основным МП через нее (т.е. самого карандаша, например, управляющего плавающей или вибрирующей режущей кромкой).

Литература .

1. Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Зусман А.В., Филатов В.И. Поиск новых идей: от озарения к технологии (Теория решения изобретательских задач). - Кишинев, 1989.

2. http://www.trizminsk.org/e/23111.htm (В. Петров. История разработки законов развития технических систем).

Возврат к Доклады на конференции "MATRIZ Fest 2005"