Концепция функциональных систем Анохина. Закономерности развития технических систем (ТРИЗ)

Наиболее совершенная модель структуры поведения изложена в концепции функциональных систем Петра Кузьмича Анохина (1898-1974).
Изучая физиологическую структуру поведенческого акта, П.К. Анохин пришел к выводу о необходимости различать частные механизмы интеграции, когда эти частные механизмы вступают между собой в сложное координированное взаимодействие. Они объединяются, интегрируются в систему более высокого порядка, в целостную архитектуру приспособительного, поведенческого акта. Этот принцип интегрирования частных механизмов был им назван принципом «функциональной системы».
Определяя функциональную систему как динамическую, саморегулирующуюся организацию, избирательно объединяющую структуры и процессы на основе нервных и гуморальных механизмов регуляции для достижения полезных системе и организму в целом приспособительных результатов, П.К. Анохин распространил содержание этого понятия на структуру любого целенаправленного поведения (Анохин П.К., 1968). С этих позиций может быть рассмотрена и структура отдельного двигательного акта.
Функциональная система имеет разветвленный морфофизиологический аппарат, обеспечивающий за счет присущих ей закономерностей как эффект гомеостаза, так и саморегуляции.
Выделяют два типа функциональных систем.
1. Функциональные системы первого типа обеспечивают постоянство определенных констант внутренней среды за счет системы саморегуляции, звенья которой не выходят за пределы самого организма. Примером может служить функциональная система поддержания постоянства кровяного давления, температуры тела и т.п. Такая система с помощью разнообразных механизмов автоматически компенсирует возникающие сдвиги во внутренней среде.
2. Функциональные системы второго типа используют внешнее звено саморегуляции. Они обеспечивают приспособительный эффект благодаря выходу за пределы организма через связь с внешним миром, через изменения поведения. Именно функциональные системы второго типа лежат в основе различных поведенческих актов, различных типов поведения.

Центральная архитектоника функциональных систем, определяющих целенаправленные поведенческие акты различной степени сложности, складывается из следующих последовательно сменяющих друг друга стадий:

Поведенческий акт любой степени сложности начинается со стадии афферентного синтеза.
Возбуждение, вызванное внешним стимулом, действует не изолированно. Оно непременно вступает во взаимодействие с другими афферентными возбуждениями, имеющими иной функциональный смысл. Головной мозг непрерывно обрабатывает все сигналы, поступающие по многочисленным сенсорным каналам. И только в результате синтеза этих афферентных возбуждений создаются условия для реализации определенного целенаправленного поведения. Содержание афферентного синтеза определяется влиянием нескольких факторов: мотивационного возбуждения, памяти, обстановочной и пусковой афферентации

Завершение стадии афферентного синтеза сопровождается переходом в стадию принятия решения, которая и определяет тип и направленность поведения. Стадия принятия решения реализуется через специальную и очень важную стадию поведенческого акта – формирование аппарата акцептора результатов действия. Это аппарат, программирующий результаты будущих событий. В нем актуализирована врожденная и индивидуальная память животного и человека в отношении свойств внешних объектов, способных удовлетворить возникшую потребность, а также способов действия, направленных на достижение или избегание целевого объекта. Нередко в этом аппарате запрограммирован весь путь поиска во внешней среде соответствующих раздражителей

Следующая стадия – это само выполнение программы поведения. Эфферентное возбуждение достигает исполнительных механизмов, и действие осуществляется

Афферентный (от лат. afferens — приносящий), несущий к органу или в него (напр., афферентная артерия); передающий импульсы от рабочих органов (желез, мышц) к нервному центру (афферентные, или центростремительные, нервные волокна).
Эфферентный (от лат. efferens — выносящий), выносящий, выводящий, передающий импульсы от нервных центров к рабочим органам, напр. эфферентные, или центробежные, нервные волокна.

 

ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ЗРТС-96 (Система ЗРТС в рамках ТРИЗ-96)

Вступление

ЗРТС-96 (Система ЗРТС) была разработана в 1996 году в рамках ТРИЗ-96.

Главной целью разработки ЗРТС-96 являлось создание такой модели ЗРТС, которая позволяла бы делать сквозное описание-обоснование развития одной и той же ТС от ее зарождения-рождения до ее смерти-послесмертия с использованием всех без исключения ЗРТС, а также жестко привязать все без исключения ЗРТС к этапам-стадиям-шагам развития ТС.

Тезис 1. Развитие ТС

Развитие ТС можно охарактеризовать как количественно, так и качественно.

Количественная характеристика развития ТС отражает количество (величину) изменений ТС во времени (за один акт изменения). Качественная характеристика развития ТС отражает качество (степень) изменения ТС во времени (за один акт изменения).

С позиции количественной оценки развития ТС можно выделить, как минимум, медленное и быстрое развитие ТС. С позиции качественной оценки развития ТС можно выделить, как минимум, эволюционное и революционное развитие ТС. Эволюционное развитие ТС предполагает маленькие качественные скачки в развитии ТС, революционное развитие ТС - большие.

Траектория развития ТС определяется множеством факторов развития, в том числе сочетанием внутренних и внешних ЗРТС. При этом развитие ТС определяется не только развитием самой ТС, но и развитием технологической системы (надсистемы, в которую входит данная ТС), а также развитием подсистем ТС.

Тезис 2. Базовая кривая развития ТС

Базовая кривая развития ТС имеет Г-образную форму и отражает изменение технических характеристик ТС в приведенном историческом времени.

Приведенное историческое время – это время, учитывающее неравномерность научно-технического прогресса в области данной ТС и очищенное от соответствующей этому неравномерности течения реального исторического времени.

S-образная форма кривой развития ТС появляется только в периоды ускорения научно-технического прогресса и отражает изменение технических характеристик ТС в реальном историческом времени.

Тезис 3. Этапы развития ТС

Г-образная кривая предполагает, как минимум, наличие двух частей – двух этапов развития ТС.

1-й этап (структурирование) – это этап быстрого развития, 2-й этап (согласование) – этап медленного развития (этап приближения к техническим пределам развития данной ТС).

Структурирование

Это этап, отражающий рождение ТС и формирование ее облика.

Согласование

Это этап, отражающий доводку ТС и ее смерть и послесмертие.

Тезис 4. Стадии развития ТС

2 этапа развития ТС можно разбить на 5 стадий.

1-я стадия (синергия) отражает процесс рождения ТС, 2-я стадия (достройка) – процесс развертывания ТС, 3-я стадия (управляемость) – процесс повышения степени управляемости ТС, 4-я стадия (гармонизация) – процесс внутренней и внешней гармонизации различных сторон ТС и ее внешнего окружения, 5-я стадия (свертывание) – процесс смерти и послесмертия ТС.

Синергия

Объединение частей в целое, способное породить новое качество, реализовать новые возможности.

Достройка

Развертывание структуры ТС.

Управляемость

Повышение степени управляемости ТС.

Гармонизация

Установление внутренней и внешней координации, гармонии, баланса, согласованности между различными сторонами ТС и внешнего окружения ТС.

Свертывание

Преобразование целого, сопровождающееся существенным изменением его системного качества и позволяющее говорить о смерти этого целого и/или о переходе его в новую жизнь.

Тезис 5. Шаги развития ТС

Каждую из 5 стадий развития ТС можно разбить на 6 шагов.

1-й шаг (структура) отражает развитие структуры ТС и ее частей, 2-й шаг (процесс) – развитие процесса функционирования ТС и ее частей, 3-й шаг (состояние) – развитие состояния ТС и ее частей, 4-й шаг (форма) – развитие формы ТС и ее частей, 5-й шаг (параметр) – развитие параметров ТС и ее частей, 6-й шаг (функция) - развитие функций ТС и ее частей.

Структура (пространственно-временная организация элементов и связей)

Развитие пространственной структуры ТС и ее частей.

Процесс (порядок функционирования)

Развитие временной структуры ТС и ее частей (развитие порядка функционирования ТС и ее частей во времени).

Состояние (вещественно-полевая характеристика)

Развитие вещественно-полевых состояний ТС и ее частей.

Форма (геометрическая характеристика)

Развитие формы ТС и ее частей.

Параметр (количественная технико-экономическая характеристика)

Развитие параметров ТС и ее частей.

Функция (качественная отличительная характеристика)

Развитие функций ТС и ее частей.

Тезис 6. Этажи развития ТС

Г-образная кривая (этапы и стадии) отражает не только развитие ТС в целом, но и развитие ее подсистем, узлов и деталей в отдельности. Процесс развития ТС может идти различными путями, в том числе равномерно на всех этажах, неравномерно, только на отдельных этажах, мелкими шажками, большими скачками и т.д. Характер этого процесса определяется как внутренними, так и внешними факторами развития ТС.

Тезис 7. Механизм развития ТС

Базовым механизмом развития ТС является идеализация.

Идеализацию схематично можно представить в виде стремления к бескомпромиссному улучшению параметров.

Три варианта идеализации:

1-й вариант – когда рассматриваемый объект (ситуация) имеет только одно возможное состояние, при котором один параметр положителен, а другой параметр отрицателен.

2-й вариант – когда рассматриваемый объект (ситуация) имеет два возможных состояния с противоположными характеристиками параметров или две непересекающиеся области изменения параметров.

3-й вариант – когда рассматриваемый объект (ситуация) имеет непрерывную область изменения параметров, позволяющую оптимизировать их сочетание друг с другом, но не имеющую состояния, когда оба параметра максимально положительны.

В 1-м варианте возможен только один путь (направление) движения к идеальному конечному результату, во 2-м варианте – два пути, в 3-м варианте – три пути.

Тезис 8. Виды ЗРТС

ЗРТС представляют собой не простое, а " схематическое" множество закономерностей. Одни из этих закономерностей действуют всегда и везде, другие только здесь и сейчас.

ЗРТС подразделяются на внутренние и внешние по отношению к самой ТС. При этом внешние ЗРТС могут являться более значимыми для развития ТС чем внутренние.

Тезис 9. Закономерные ряды развития ТС

Закономерные ряды (ЗР) представляют собой наиболее вероятные направления развития ТС.

Этот ряд описывает закономерность иерархического восхождения, связанного не только с появлением подсистемных уровней ТС, но и с формированием надсистемных уровней ТС.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: