logo
СИСТЕМА ЗАКОНОВ РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ

3.3.6. Иерархическая структура систем.

Иерархический принцип организации структуры возможен только в многоуровневых системах (это большой класс современных технических систем) и заключается в упорядочении взаимодействий между уровнями в порядке от высшего к нижнему. Каждый уровень выступает как управляющий по отношению ко всем нижележащим и как управляемый, подчиненный, по отношению к вышележащему. Каждый уровень специализируется также на выполнении определенной функции (ГПФ уровня). Абсолютно жестких иерархий не бывает, часть систем нижних уровней обладает меньшей или большей автономией по отношению к вышележащим уровням. В пределах уровня отношения элементов равны между собой, взаимно дополняют друг друга, им присущи черты самоорганизации (закладываются при формировании структуры).

Возникновение и развитие иерархических структур не случайно, так как это единственный путь увеличения эффективности, надежности и устойчивости в системах средней и высокой сложности.

В простых системах иерархия не требуется, так как взаимодействие осуществляется по непосредственным связям между элементами. В сложных системах непосредственные взаимодействия между всеми элементами невозможны (требуется слишком много связей), поэтому непосредственные контакты сохраняются лишь между элементами одного уровня, а связи между уровнями резко сокращаются.

Типичный вид иерархической системы:

В табл. 1 приведены названия иерархических уровней в технике (Альтшуллер Г.С. в кн.: Дерзкие формулы творчества. Петрозаводск, "Карелия", 1987, с. 17-18).

Таблица 1

Уровень (ранг ТС)

 

Название системы

 

Пример

 

Аналог в природе

1

Техносфера

Техника + люди + ресурсы + система потребления

Биосфера

2

Техника

Вся техника (все отрасли)

Фауна

3

Отрасль техники

Транспорт (все виды)

Тип

4

Объединение

Аэрофлот, автотранспорт,

ж\д транспорт

Класс

5

Предприятие

Завод, метро, аэропорт

Организм

6

Агрегат

Локомотив, вагоны, рельсовый путь

Органы тела: сердце, легкие и т.д.

7

Машина

Локомотив, автомобиль, самолет

Клетка

8

Неоднородный механизм (совокупность узлов, позволяющая осуществлять перевод энергии и вещества из одного вида в другой)

Электростатический генератор, двигатель внутреннего сгорания

Молекулы ДНК, РНК, АФТ

9

Однородный механизм (совокупность узлов, позволяющая энергию и вещества не меняя их вида)

Винтовой домкрат, тележка, парусное оснащение, часы, трансформатор, бинокль

Молекула гемоглобина способная транспортировать кислород

10

Узел

Ось и два колеса (появляется новое свойство — способность качения)

Сложные молекулы, полимеры

11

Пара деталей

Винт и гайка, ось и колесо

Молекула, образованная разными радикалами, например:

С2Н5-С=О

|

О-Н

12

Неоднородная деталь (при разделении образует неодинаковые части)

Винт, гвоздь

Несимметричная углеродная цепь:

-С-С-С-С-С-С-

|

С

13

Однородная деталь (при разделении образует одинаковые части)

Проволока, ось, балка

Углеродная цепь:

-С-С-С-С-С-С-

14

Неоднородное вещество

Сталь

Смеси, растворы (морская вода, воздух)

15

Однородное вещество

Химически чистое железо

Простое вещество (кислород, азот)