Тема №3: «Система перетворень»

Мета: ознайомлення з систематикою потреб людини, що є першопричиною створення нових технічних систем, моделлю і структурою системи перетворень.

План

3.1. Систематика потреб і їх ієрархія

3.2. Модель системи перетворень

3.3. Елементи системи перетворень

 

3.1. Систематика потреб і їх ієрархія

Першопричиною створення нових технічних систем і їх розвиток є людські потреби, точніше частина з них. Абсолютизуючи роль людських потреб як єдину і головну причину нових можна сказати: «ніякі дії людини руйнівні або творчі, фізичні або духовні, через які власне і реалізуються його здібності, неможливі без існування потреб, що обумовлюють ці дії. І це відноситься як до потреб, успадкованих людиною від природи і перетвореним (олюдненим) історією, так і до потреб, народженим суспільним розвитком. Потреби складають внутрішню природу людини, здібності споживчі і творчі - форму, в якій потребі себе знаходять» [6].

У основі класифікації потреб лежать початкові людські потреби [9].

Можна виділити сім груп потреб, поданих нижче.

1. Фізіологічні потреби (потреба в їжі, одягу, житлі, звільнення від болю та ін.).

2. Потреба в безпеці (надійний захист від передчасної смерті, отримання фізичного каліцтва, втрати засобів забезпечення фізіологічних потреб та ін.).

3. Потреба в любові і душевній прихильності до інших людей (друзі, кохана, дружина, діти).

4. Потреба у повазі з боку інших людей та самоповага.

5. Потреба в самовираженні і прояву своїх індивідуальних здібностей;

6. Бажання пізнати і зрозуміти навколишній світ, що сприяє задоволенню потреб 1– 5 груп.

7. Естетичні потреби у красот на роботі, у побуту, у час дозвілля.

Вельми важливим є те. що для більшості людей існує чіткий пріоритет потреб 1-7 труп. Тобто, якщо великою мірою або повністю не задоволена потреба 1, то вся поведінка людини і вся його діяльність підлеглі тільки реалізації цієї потреби. Якщо потреба 1 групи задоволена, а потреба 2 групи в більшій мірі або повністю незадоволена, (то людина в основному домагається задоволення потреби 2 групи, повністю забуваючи про потреби 3-7 груп. Аналогічна ієрархія має місце відповідно для потреб 3, 4 груп і т.д.

Зрозуміло, серед людей є виключення, 7-обто для окремих осіб пріоритетність указаних семи потреб може бути іншою і навіть іншим список основних потреб. Проте в цілому розвиток техніки залежить від «правил для більшості».

Із інших людських потреб 1-7 груп виділимо впорядкований за пріоритетами список основних потреб, які визначальним чином впливають на виникнення і розвиток техніки. Почнемо з першої групи потреб. Якщо розглядати вічні основні фізіологічні потреби, то до них можна віднести потреби в TS для забезпечення їжею, житлом, одягом і усунення (зниження) больових відчуттів. Фізіологічні потреби у воді, кисні, сні в минулі часи звичайно легко задовольнялися і не впливали на розвиток TS для їх реалізації.

Проте останнім часом і тим. більше у майбутньому (у зв’язку із зростаючою нестачею чистої прісної води, забрудненням навколишнього середовища і т.д.) задоволення цих потреб викликає все більші питання.

Тому зростає потреба в нових TS для забезпечення нормальних умов життя (чиста вода, свіже повітря, натуральна їжа та ін.)

Потреби 2 групи, можна сказати, також, вічно впливали на створення і розвиток 75 для ведення воєн, захисту від природних катастроф, диких звірів, злочинних нападів, хвороб, що приводять до смерті або каліцтва.

Разом з цим останнім часом зросли і продовжують рости чисельність і масштаби штучних катастроф (радіоактивне або хімічне зараження

місцевості, вибухи на підприємствах і т. п.), У зв’язку з цим зросла потреба у створенні і розвитку TS для захисту від штучних катастроф із широким розповсюдженням.

Окрім цього, в групі 2 виникла нова потреба, пов’язана з реальною можливістю глобального знищення людства в результаті використання ядерної, хімічної, бактеріологічної або іншої зброї масового ураження. У зв'язку з цим з’явилася, і продовжує бути актуальною потреба в TS для запобігання глобального знищення людства.

Потреби 3, 4 груп не викликають безпосередньо виникнення і розвитку спеціальних TS для їх задоволення, хоча часто виконують сильний позитивний вплив на прискорення і поліпшення реалізації інших потреб.

Потреба 5 групи часто співпадає або пов’язана з реалізацією потреб 1-4 груп і тому для її задоволення потрібні відповідні цим потребам TS. У разі відмінності потреби 5 групи від потреб 1-4 груп вона викликає виникнення і розвиток самих різних і незвичайних TS, оскільки у людей бувають самі різні захоплення і хобі. У зв’язку з безперервним скороченням часу зайнятості людей в основному виробництві (за останні сто років зайнятість скоротилася приблизно з 80 до 40 годин в тиждень) сильно зросла потреба в створенні і розвитку TS для змістовного і корисного (для індивідуума або суспільства) проведення вільного часу.

Потреба 6 групи впливає на створення J розвиток TS для збирання, зберігання, обробки і передачі інформації і проведення наукових досліджень. Актуальність цієї потреби сильно зросла в XX столітті і продовжує рости.

Потреба 7 групи також виконує вплив на створення і розвиток спеціальних TS, пов’язаних зі створенням і сприйняттям краси навколишнього середовища. Актуальність цієї потреби з ряду причин останнім часом зросла і продовжує рости. Приведемо впорядкований перелік (за важливістю) усіх основних людських потреб, що впливають на виникнення і розвиток техніки. Ці потреби можна розділити на три групи.

1. Вічні потреби, значущість яких завжди залишається незмінне високою:

- забезпечення їжею;

- забезпечення житлом;

- забезпечення одягом;

- забезпечення оборонною технікою;

- захист від злодійських нападів;

- захист від природних катастроф;

- захист від захворювань.

2. Вічні потреби, актуальність і значущість яких сильно зросла в XX столітті:

- захист від великих штучних катастроф і локальних аварій у промисловості, на транспорті і т. д.;

- отримання нової інформації, збирання, зберігання, обробка і передача інформації;

- краса навколишнього середовища;

- проведення вільного часу.

3. Нові потреби, що виникли в другій половині XX століття і за своєю значущістю близькі до вічних потреб:

- захист від глобального знищення людства;

- забезпечення нормальною прісною водою;

- забезпечення нормальним повітрям;

- забезпечення нормальних умов для сну.

Упорядкований список найважливіших сучасних потреб приведений у табл. 3.1. Цей список, зрозуміло, вимагає уточнення (особливо з порядку розташування потреб) на основі соціально-економічних досліджень. Проте при вивченні теорії технічних систем - для отримання уявлення про безліч потреб - неточності в цьому пріоритетному порядку потреб не мають принципового значення.

Приведені в табл. 3.1 потреби називають узагальненими первинними потребами людини, які мають багаторівневе ієрархічне розділення на більш приватні первинні потреби. Наприклад узагальнена первинна потреба «забезпечення їжею» розділяється на потреби: «забезпечення продуктами тваринництва», «забезпечення продуктами рослинництва», «забезпечення морепродуктами» і т.д.

Приватні первинні потреби, як правило, викликають вторинні потреби 1-го рівня у виробництві TS для реалізації приватних первинних потреб (для виробництва предметів особистого споживання). У свою чергу вторинні потреби 1-го рівня викликають потреби в 7S для виробництва засобів виробництва предметів особистого споживання. Ці потреби викликають вторинні потреби 2-го рівня, які, у свою чергу, можуть викликати вторинні потреби 3-го рівня і т.д. Приклад ієрархічної структури вторинних потреб, викликаних первинною потребою «забезпечення морепродуктами», показаний на рис. 3.1, де для кожної вторинної потреби в дужках приведені приклади засобів реалізації потреби.

Таким чином, для будь-якого моменту часу в історії техніки і для кожної узагальненої первинної потреби з табл. 3.1 можна побудувати  повну ієрархію приватних первинних потреб і відповідних їм вторинних потреб 1-го, 2-го і інших (до кінця) рівнів. При цьому з усіх потреб маються на увазі тільки реальні потреби, задоволення яких, за допомогою яких-небудь TS з науково-технічної і технологічної точок зору не викликає принципових утруднень, а з . соціально-економічної точки зору є доцільним.

 

3.2. Модель системи перетворень

Підвищені вимоги викликають проблеми їх задоволення, оскільки для цього недостатньо фізичних сил і можливостей органів чуття людини.

Тому людина шукає рішення, що дозволяють усунути ці проблеми. Для задоволення своїх потреб людина знаходить у природі лише деякі повноцінні засоби. У більшості ж випадків вона вимушена діяти на ці засоби незліченними способами: змінювати, нарощувати, комбінувати.

 

Таблиця 3.1.

Пріоритетний список основних потреб

 

Людина повинна різати, варити, солити, плавити, розкладати, транспортувати, зберігати, перетворювати і використовувати енергію, будувати, руйнувати, зважувати, рахувати і багато іншого.

У результаті здійснення цих процесів властивостям операнда додається додаткова цінність у міру того, як операнд трансформується і досягає стану, достатнього для задоволення потреби. Назвемо процеси такого роду перетвореннями і визначимо деякі поняття і ознаки. Основою для побудови цієї моделі є такі припущення, що витікають із досвіду людей [5]:

- бажані перетворення операнда (об’єкта перетворення) досягаються цілеспрямованими діями матеріального (S), енергетичного (Еn) бо інформаційного (І) типів;

- ці три типи дій при будь-якому перетворенні здійснюються людьми (Me), технічними системами (TS) і оточенням (Umg).

У рамках глобальної системи, що включає Землю, людське суспільство і, в перспективі, елементи Сонячної системи, може бути створено майже нескінченна безліч систем перетворень. Окремий елемент часто входить у декілька систем перетворень, наприклад, людина, яка їсть в авіалайнері, що перелітає океан, перегортає журнал і розмовляє зі своїм сусідом.

Така інтерпретація моделі перетворень дозволяє зробити такі висновки:

а) для задоволення потреби людей або вибирається необхідний об’єкт, або задається необхідний етан операнда. Цей стан (Od2) є метою перетворення;

б) операндами перетворень можуть бути живі істоти, зокрема люди, а також матеріальні, енергетичні і інформаційні об’єкти;

в) вибирають відповідний початковий стан, операнда Od1 вхідна величина (або воно задається). Стан Od2 може бути досягнутий із декількох початкових станів Od1;

г) змінна Od1 - Od2 називається перетворенням;

д) перетворення викликається або незадовільним станом Od1 або потребою в Od2;

е) перетворення виконується на основі деякої технології (Tg), є впорядкованою сукупністю цілеспрямованих часткових змін. Стан операнда Od2 може бути досягнутий різними способами (технологіями);

 

Рис. 3.1. Приклад ієрархічної структури вторинних потреб.

 

ж) перетворення {як загальне, так і часткове) здійснюється шляхом матеріальної, енергетичної або інформаційної дії на операнд;

з) дія здійснюється трьома системами-операторами: людьми (Me), технічними системами (TS) і реальним оточенням (Umg). Усі названі оператори мають зв’язки (матеріального (S), енергетичного (Еп) та/або інформаційного (І) типу) між собою.

При більш детальному аналізі «внутрішніх» операторів виявляються елементарні процеси (дії), які також можна назвати перетвореннями. Так, в технічних системах обертальний рух перетворюється в поступальний, нарощується сила і здійснюються інші зміни. Як видно з моделі, метою дій є певні зміни. Залежність характеру цих змін від мети стане яснішою при розгляданні процесів і ланцюжків дій.

Між процесом дії і процесом перетворення існує причинний зв’язок, а саме зміни операнда в процесі перетворення викликаються діями технічної системи як причини. З іншого боку, ця причина (дія системи) є слідством ланцюжка дій в системі, що ініціюються вхідними діями на систему.

 

3.3. Елементи системи перетворень

Елементи системи перетворень показані на рис. 3.2. Дамо ще декілька пояснень, що відносяться до окремих елементів [10].

Операнд – це пасивний елемент даної системи. Він може відноситися до будь-якої з чотирьох названих вище категорій (люди, матерія, енергія, інформація) або їх комбінації. Стан операнда може бути визначений як сукупність властивостей або як сукупність операндів – складових частин технічної системи. В останньому випадку йдеться про перетворення типу об’єднання або розділення.

Оскільки для фахівців в галузі техніки викликають інтерес перетворення, що називаються технічними процесами, у яких основна роль відводиться технічним системам, процеси такого роду будуть розглянуті далі більш детально.

Оператори. Люди як оператори системи перетворень можуть бути визначені як підмножина людей, що включає тільки тих, хто виконує якій-небудь ряд дій для певного перетворення.

Технічні системи як оператори системи перетворень - це підмножина технічних систем, що виконують яку-небудь дію для певного перетворення. Необхідно відзначити ті вражаючі масштаби технічних систем, які часто необхідні для виконання перетворень. Оператор реальне оточення охоплює всі джерела зовнішніх дій в найближчому оточенні процесу перетворення, які в більшості випадків неможливо вказати точно. Реальне оточення включає тільки ті елементи оточення, які мають зв’язки з елементами системи перетворень: геосферу (а саме, суходіл і воду), біосферу, техносферу, атмосферу і клімат (погоду).

Особливо важливим для технічних систем (а також для людей є відношення з системою геосфера, без якої вони не можуть функціонувати.

Сюди можна віднести оточуюче середовище - воду для корабля, повітря для літака. При переміщеннях у просторі має значення Сонячна система як частина реального оточення технічної системи. Біосфера включає всі організми (людей, тварин і рослин) і місця їх проживання. З гео-, біо- і атмосфери можуть бути побудовані різні екосистеми. У них, в рамках певних відносин, відбуваються необхідні для життя процеси перетворення матерії, енергії і інформації. При розробці і здійсненні будь-яких технічних рішень слід не порушувати рівноваги цих систем.

Техносфера включає всі технічні системи, створені людьми.

Висновки: Головною першопричиною створення нових технічних систем і їх розвитку є потреби людини, що постійно ростуть. Потреба формується як сукупність необхідних станів змінного об’єкта. Для досягнення необхідних станів змінного об’єкта його властивості змінюють в ході процесу перетворення.

 

Контрольні запитання.

1. Назвіть вторинні потреби 1-го рівня для первинної потреби «забезпечення переміщення в просторі».

2. Діями якого типу досягаються необхідні перетворення операнда?

3. Що є метою перетворень?

4. Об’єкти якого типу можуть бути операндами перетворень?

5. Що таке технологія в процесі перетворення?

6. Назвіть оператори, що здійснюють дію на операнд в ході процесу перетворення.

7. Що таке операнд?

8. Що називають реальним оточенням процесу перетворення?