Закон проводимости

Системно-морфологический подход
в технике, науке, социальной сфере.
Титов В.В.

5.2. Закон проводимости

Всякая искусственная система создается человеком либо для обработки каких-либо объектов (материальных, энергетических или информационных), либо для обслуживания объектов, остающихся в процессе функционирования системы внешними по отношению к ней. Однако в любом случае в процессе функционирования в системе имеют место потоки: либо потоки вещества (материальных тел), либо потоки энергии, либо потоки информации. И настоящий закон гласит, что

Система должна быть проводимой по всем имеющимся в ней потокам: вещественным, энергетическим (силовым) и информационным.

Полная цепь, по которой идет поток в системе, состоит из следующих качественно различных элементов, каждый из которых обеспечивает определенную функцию по отношению к потоку (см. Рис. 18).

Рис. 18.

Элемент	Функция	Примечание
Источник	Создание (генерация) переносимого агента	Может находиться вне системы, тогда для нее источником является соответствующий вход
Транспортное устройство	Перенос агента в другое место, или другое время, или другое окружение	Переносимый агент при этом остается качественно неизменным
Преобразователь	Изменение вида переносимого агента (без порождения принципиально иного продукта)	Например, преобразование электрической энергии в механическую или преобразование аналоговой информации в цифровую
Рабочая зона	Преобразование агента с порождением принципиально нового продукта	Происходит, как правило, не полностью (КПД<100%) и часто - во взаимодействии с другими агентами
Сток	Удаление неиспользованных остатков агента из системы	Как правило, находится вне системы, т.е. стоком является один из выходов системы.

Названные элементы могут иметься в системе не в единственном экземпляре, т.е. какая-либо из функций может быть реализована неоднократно. Кроме того, потоки в системе, как правило, часто ветвятся (разделяются), в то время как обратный процесс (слияние однородных потоков) встречается гораздо реже. Особенно это относится к энергетическим потокам, где закон возрастания энтропии (т.е. диссипация, рассеяние энергии) превалирует над кумулятивным ее сосредоточением.

Исследование потоков в реальной системе дает настолько глубокую и всестороннюю информацию, что после зарисовки схемы каждого из потоков практически высвечивается полный облик системы, ее элементный состав, структура и функционирование становятся совершенно прозрачными. Но этот факт имеет и оборотную сторону. А именно: все потоки в системе так или иначе связаны друг с другом, имеют точки соприкосновения и взаимодействия. В одних случаях это взаимодействие решающим образом влияет на функциональный облик системы, в других оно совершенно несущественно; конечно, есть и промежуточные ситуации, когда с ходу трудно определить степень важности данного взаимодействия потоков.

Задача “отделить суп от мух” вовсе не так проста, как кажется, и даже при максимуме внимания и осторожности не исключена вероятность, что ради упрощения схемы (ведь в этом суть системного подхода!) окажется устраненным из рассмотрения узел взаимодействия потоков, заметно влияющий на параметры всей системы. Поэтому в ответственных случаях для систем с большим разнообразием потоков часто формируют иерархию узлов взаимодействия, а затем анализируют вначале только узлы первого порядка; убедившись в работоспособности системы, начинают по очереди добавлять узлы взаимодействия второго порядка (в математике такой метод получил название “метод малых возмущений”), и т.д. Разумеется, все это проверяется либо теоретическими расчетами, либо машинным моделированием, либо моделированием реальным. Долго? Да, но поспешность хороша лишь там, где принципу “Время - деньги” не противоречит другая народная мудрость: “Поспешишь - людей насмешишь”, которая иногда трансформируется, например, в потерю внезапно “замолчавшего” космического аппарата и даже в такие чудовищные происшествия, как чернобыльская катастрофа.

Теперь обратимся к примерам, только на этот раз из-за громоздкости анализа потоков ограничимся не шестью, а двумя системами.