IV. Закон расширения множества потребностей-функций
При наличии необходимого потенциала и социально-экономической целесообразности возникшая новая потребность удовлетворяется с помощью впервые созданных технических средств (объектов); при этом возникает новая функция, которая затем существует как угодно долго, пока ее реализация будет обеспечивать сохранение и улучшение жизни людей. Число таких качественно и количественно различающихся потребностей-функций, относящихся к техносфере, со временем монотонно и ускоренно возрастает по экспоненциальному закону
(1)
где Р0 – число потребностей-функций до момента t = 0; α – эмпирический коэффициент; t – время в годах.
Важной величиной, которая также сильно изменяется со временем, является эволюция спроса на техническую систему. Упрощенная сглаженная кривая увеличения и уменьшения спроса с течением времени показана на рис. 2. Спрос на техническую систему, даже после разработки новых более эффективных систем, не всегда падает до нуля. Морально устаревшее оборудование, машины будут использоваться некоторое время и в дальнейшем, хотя в сокращающемся масштабе.
Рис. 5.2. Кривая развития: эволюция спроса на техническую
систему
V. Закон прогрессивной эволюции техники
Действие закона прогрессивной эволюции в мире техники аналогично действию закона естественного отбора Дарвина в живой природе.
В техническом объекте с одинаковой функцией переход от поколения к поколению вызван устранением выявленного главного дефекта (дефектов), связанного, как правило, с улучшением критериев развития, и происходит при наличии необходимого научно-технического уровня и социально-экономической целесообразности следующими наиболее вероятными путями иерархического исчерпания возможностей конструкции:
а) при неизменном физическом принципе действия и техническом решении улучшаются параметры ТО до приближения к глобальному экстремуму по значениям параметров;
б) после исчерпания возможностей цикла а происходит переход к более рациональному техническому решению (структуре), после чего развитие опять идет по циклу а. Циклы а и б повторяются до приближения к глобальному экстремуму по структуре для данного принципа действия. При этом значения критериев развития K, как правило, изменяются в соответствии с функцией вида
K=L/(а+еbe-βt); (2)
в) после исчерпания возможностей циклов а и б происходит переход к более рациональному физическому принципу действия, после чего развитие опять идет по циклам а и б. Циклы а→в повторяются до приближения к глобальному экстремуму по принципу действия для множества известных физических эффектов.
В формуле (2) приняты следующие обозначения: L, а, b, β – коэффициенты, определяемые по статистическим данным; t –время. Вид функции (2), называемой S-функцией, показан на рис. 3.
|
|
Рис. 5.3. Закономерность изменения значений критерия развития К при неизменном принципе действия
|
Суть закона состоит в том, что в технических объектах с одинаковой функцией каждый переход от поколения к поколению вызван устранением возникшего главного дефекта (дефектов), связанного с улучшением какого-либо критерия (показателя) развития при наличии определенных технико-экономических условий. Если же рассматривать все переходы от поколения к поколению, т.е. всю историю конструктивной эволюции определенного класса техники, то можно наблюдать следующие закономерности иерархического исчерпания возможностей конструкторско-технологических решений на трех уровнях (рис.4).
Рис.4. Иерархическое исчерпание возможностей
конструкторско-технологических решений