Кривые, построенные в системе координат, где по вертикали откладывают численные значения, а по горизонтали — «возраст» системы или затраты на ее развитие, получили название S-образных (по внешнему виду кривой, приведенной на рис. 4.1). Такие кривые — определенная идеализация. Реальные системы ведут себя гораздо сложнее. Как правило, выделяют три основных этапа развития системы.

Рис. 4.1. Этапы жизни технической системы

Ниже рассматриваются этапы развития на примере технических систем, хотя основные этапы развития впервые были обнаружены при исследовании биологических систем.

Этап 1. Рождение и детство технической системы. Новая техническая система рождается в тот момент, когда возникает возможность её технической реализации. Как правило, её рождение происходит в условиях, когда соответствующую полезную функцию выполняют старые системы, и совокупные параметры X (участок I на рис. 2.1), которыми характеризуется выполнение полезной функции новой системой, не слишком высоки. На этом этапе совершенствованием новой технической системы занимаются единицы учёных и изобретателей. Наиболее сильные технические решения, кардинально влияющие на жизнеспособность системы, возникают именно на этом этапе.

Обстоятельства рождения новой технической системы определяются уровнем ее новизны. Наибольшей новизной обладает пионерная система, не имеющая аналогов (самолет, телевизор, радио и т. д.), созданию кото­рой нередко предшествуют неодно

кратные неудачные попытки, связанные с тем, что развитие науки и техники еще не достигло требуемого для ее создания уровня.

Принципиально новые системы создаются также для выполнения функций, ранее выполнявшихся человеком (например, механический суппорт, заменивший руки человека, державшего резец), и для замены уже существующей системы (например, полупроводниковый транзистор, пришедший на смену ламповому триоду).

Новая система обычно весьма примитивна, обладает массой недостатков, поэтому тут же начинается работа по ее совершенствованию, поиску наилучшей конструктивной реализации.

Основная работа на первом этапе — снижение факторов расплаты: увеличивается надежность, безаварийность, удобство эксплуатации. Когда полезность системы осознаётся обществом, а уровень расплаты снижается до приемлемого, начинается новый этап в ее развитии (участок II на рис. 4.2).

Этап 2. Период интенсивного развития технической системы. Основным содержанием этого этапа является быстрое, лавинообразное, напоминающее цепную реакцию, развитие. Так, в 1914 г. конструкции самолетов стали более отработанными, существенно снизилось количество аварий. Начавшаяся мировая война повысила уровень допустимости факторов расплаты, риск аварии оказался сравнимым с риском гибели во время боевых действий. Одновременно резко поднялась потребность в самолете, появились новые функции, связанные с его военным применением. Все это вызвало настоящий самолетный бум: открываются многочисленные авиационные конструкторские бюро, выделяются большие средства, идет обучение летчиков. В результате за 4 года (с 1914 по 1918 гг.) самолет превратился в мощную, надежную, эффективную боевую машину. Его скорость увеличилась почти вдвое.

Резко увеличивается число людей, занимающихся совершенствова­нием системы, возрастает число соответствующих изобретений (не таких крупных, которые привели к рождению системы, но достаточно весомых, чтобы заметно повысить её совокупные полезные параметры). Внедрение системы приносит всё возрастающий доход, она успешно конкурирует со старыми системами, ориентированными на выполнение той же функции.

Главной движущей силой развития на втором этапе становится об­щественная потребность, которая проявляется в виде определенного рода требований или претензий к системе со стороны надсистемы, окружающей среды:

- претензии разрушающие, вызывающие необходимость защиты. К ним относятся воздействия внешней среды: коррозия, помехи в работе, воздействия других систем (на самолет, например, зенитного огня, истребителей противника);

- претензии вытесняющие со стороны конкурирующих систем, непосредственно не разрушающих данную, но стремящихся вытеснить ее из экологической ниши. Например, борьба однотипных самолетов за принятие на вооружение, соперничество транспортной авиации с железнодорожным и автомобильным транспортом;

- претензии стимулирующие со стороны систем, нуждающихся в развитии данной системы для своего функционирования. Например, использование для истребителей пуленепробиваемого стекла стимулирует развитие стекольного производства.

На втором этапе техническая система становится экономически выгодной, и эффект постоянно растет. Но к концу этапа, несмотря на все возрастающий вклад сил и средств в развитие системы, рост важнейших ее характеристик замедляется. Обычно это происходит из-за того, что резко, нелинейно начинает увеличиваться та или иная вредная функция, какой-то из факторов расплаты. Например, сопротивление воздуха для самолетов при скоростях от 100 до 300…400 км/ч увеличивается примерно пропор

ционально приросту скорости. Но по мере приближения к звуковому барьеру это сопротивление начинает возрастать пропорционально уже 3 — 5-й степени скорости самолета. И из-за этого даже значительное увеличение мощности мотора не приводит к существенному возрастанию скорости. В развитии системы наступает следующий этап (участок III на рис. 2.1).

Этап 3. «Старость» и «смерть» технической системы. Основным содержанием этого этапа является стабилизация параметров системы. Не­большой прирост их еще наблюдается в начале этапа, но в дальнейшем практически сходит на нет, несмотря на то, что вложение сил и средств растет. Резко увеличиваются сложность, наукоемкость системы; даже не­большие улучшения параметров требуют, как правило, очень серьезных исследований. Вместе с тем экономичность системы остается еще высо­кой, потому что даже небольшое усовершенствование, помноженное на массовый выпуск, оказывается эффективным.

Движущими силами развития на этом этапе остаются потребности общества. Вместе с тем по ряду систем оно может быть вполне удовлетворено достигнутым уровнем и не нуждаться в улучшении параметров системы. В этом случае затраты общества резко снижаются, так как они связаны именно с попытками совершенствования. А воспроизводство системы может быть достаточно дешевым, более того, затраты на него будут снижаться за счет повышения общего уровня технологии. К таким системам относятся простые инструменты типа нож, лопата, молоток, сверло и т. д. С 80-х годов прошлого столетия не менялась конструкция револьвера. Необходимо отметить, что отказ общества от направленного совершенствования подобных систем вовсе не означает полное прекращение их развития. Системы улучшаются как бы попутно с другими: за счет появления новых материалов, технологических возможностей, нового оборудования и т. п. В конце концов, старая, отжившая система «умирает», заменяется принципиально новой, более прогрессивной, обладающей новыми возможностями для дальнейшего развития (этап IV на рис. 4.1).