Законы проектирования

15 марта 2016

от admin

Фрагмент статьи : Хорошев Александр Николаевич. Основы системного проектирования

Проектирование как деятельность, направленная на создание реальных предметов, основывается на объективных законах природы. И качество создаваемых объектов зависит от степени познания и следования этим законам. С другой стороны, участие в проектировании человека вызывает потребность в знании законов наук, изучающих мышление человека, принципы его деятельности.

Уже с давних времен обращали внимание на непредсказуемость и индивидуальность результатов творческого труда, возможность появления как выдающихся изделий, так и явных неудач. Это — следствие неспособности человека охватить всю решаемую задачу целиком, во всех ее подробностях, учесть все параметры, внутренние и внешние связи. Велика роль и субъективных факторов, таких как личный опыт, знания, настроение, особенности характера.

По этим причинам всегда представлял большой интерес поиск закономерностей, которые управляют процессом проектирования, и стремление максимально формализовать его (но, если задуматься, познание алгоритмов творческого труда превратит деятельность человека в нетворческую, что обеднит его как личность или, что опаснее, приведет к интеллектуальной деградации).

В работах Г.С.Альтшуллера и А.И.Половинкина приведены результаты исследований и поисков в этом направлении. Они представлены как законы, хотя в действительности указывают пути достижения наиболее эффективного результата, носят рекомендательный характер и, точнее говоря, пока являются лишь закономерностями. Это — следующие законы:

Закон «энергетической проводимости» системы: необходимым условием принципиальной жизнеспособности системы является сквозной проход энергии (и информации) по всем ее частям.
Следствие из закона. Чтобы часть системы была управляемой, необходимо обеспечить энергетическую проводимость между этой частью и органами управления.
Закон увеличения степени идеальности системы: развитие систем идет в направлении увеличения степени идеальности.

Идеальная система — такая, у которой вес, объем или размеры (или другие исследуемые характеристики) стремятся к нулю (наилучшему значению), а функция сохраняется и выполняется.

Закон стадийного развития: развитие технических систем идет в последовательности:

1. выполнение системой технологических функций, т.е. исходной и основной функцией системы является облегчение человеческого труда или выполнение чисто утилитарной, потребительской функции (количественное изменение характеристик);

2. дополнительное выполнение системой энергетической функции, т.е. не только передача энергии, но и изменение ее вида, введение в систему двигателя;

3. дополнительное выполнение системой функций управления, т.е. изменение режимов работы, саморегулирование в пределах, заданных программой;

4. дополнительное выполнение системой функций планирования, т.е. саморегулирование в непредвиденных условиях, анализ ситуации и способность выбора режима работы.

Последний закон указывает, что совершенствование технических систем идет в направлении их полной автоматизации и независимости от человека.

Закон соответствия функции и структуры: жизнеспособными оказываются те конструктивные решения, у которых форма объекта подчинена его внутреннему содержанию, содействует реализации предъявляемых к нему требований.

Предполагают, что в основе мотивов, заставляющих вести разработку и совершенствование технических систем, лежат еще и общечеловеческие законы:

Закон непрерывного возрастания потребностей людей и неугасимого любопытства.

После удовлетворения очередной потребности у каждого человека появляется новое желание, причем получить не только больше, но и лучше. Желание не дает довольствоваться уже достигнутым и заставляет совершенствовать окружающие нас предметы и, как следствие, совершенствоваться нам самим (больше трудиться, обучаться чему-то новому, задумываться). Стоит отметить, что тенденция в развитии потребностей указывает на переход от удовлетворения физиологических потребностей к эмоционально-психологическим, которым и следует уделять больше внимания при создании объектов с высокими потребительскими свойствами.

Закон действует в условиях, когда физические и иные возможности человека (но не интеллектуальные) ограничены, и чем сложнее обстоятельства, тем эффективнее результат;
Закон лености (минимизации усилий).

Человек всегда стремился к минимизации усилий на обслуживание своих потребностей (физических усилий, работы органов чувств, мыслительной деятельности и т.п.). Эта своеобразная «лень» так стимулирует человека, что заставляет его напрягать все свои усилия и, прежде всего, интеллектуальные для создания устройств, облегчающих, а в идеале и исключающих его собственный труд. Поэтому, как только у человека возникает какая-либо потребность, он будет искать пути ее удовлетворения наиболее простым способом, а связанные с этой потребностью устройства будут совершенствоваться до их полной автоматизации либо максимально простого обслуживания (обычно стадийно, в соответствии с законом стадийного развития).

Статья полностью: http://www.cfin.ru/management/controlling/sys_project.shtml