6.1. Линия жизни технических систем
Жизнь технических систем (как впрочем, и других систем, например биологических) может быть изображен в виде S-образной кривой, показывающей как меняется главные характеристики системы (мощность, производительность, скорость и т.д.).
Рис. 9. Рис. 10.
В "детстве" (участок 1 до точки ) техническая система развивается медленно.
Затем наступает пора "возмужания" и "зрелости" (участок 2 меду и ) – техническая система быстро совершенствуется, начинается ее массовое применение.
С какого-то момента темпы развития спадают (участок 3 между и ) – наступает "старость".
После точки возможно два варианта:
техническая система А либо деградирует, сменяясь принципиально другой системой Б (галеры);
на долгое время сохраняет достигнутые показатели (велосипед).
От чего зависит соотношение между участками?
Изучение кривых развития параметров различных технических систем (скорость движения самолетов и кораблей, скорость бурения, роста энергии ускорителей и т.д.) заставляет сразу обратить внимание на то, что реальные кривые заметно отличаются от ожидаемых теоретических кривых.
Рис. 11
– – – – – теоретическая кривая развития технической системы;
–––––– – реальная кривая развития технической системы.
Казалось бы, с
момента появления техническая система
должна неуклонно (хотя и не очень быстро)
развиваться до
,
то есть до момента к массовому потреблению.
На самом деле переход к массовому
применению (точка
)
начинается с опозданием и на более
низком техническом уровне.
Период быстрого
развития технической системы должен
был бы завершиться в точке
– там, где исчерпываются возможности
использованного в системе принципа и
обнаруживается экономическая
целесообразность дальнейшего развития
данной системы (уровень 1). Однако этого
не происходит; реальная точка
всегда намного выше теоретической
.
Когда кривая
доходит до уровня 1, в дальнейшем развитии
системы оказываются заинтересованными
многие люди. Возникает инерция интересов
– финансовых, научных (псевдонаучных),
карьеристических и просто человеческих
(боязнь оставить привычную и обжитую
систему). В результате, инерция интересов
оказывается сильнее экономических
факторов, но и сами они приспосабливаются
к инерции. Вплоть до уровня 2 система
продолжает оставаться экономически
выгодной за счет разрушения, загрязнения
и хищнической эксплуатации внешней
окружающей среды. Добыча нефти в СССР.
Типичным примером может служить идущее ныне интенсивное строительство больших танкеров.
В марте 1967 года произошла катастрофа с танкером "Торри Каньон", в результате которой 120 тысяч тонн нефти вылились в прибрежных районах Англии и Франции. Ущерб, нанесенный окружающей среде колоссален.
В 1968 году был построен первый танкер на 200 тысяч тонн; в 1975 вступили в строй три танкера вместимостью 484 тысячи тонн; в 1976 вступили в строй два танкера по 540 тысяч тонн. На сегодняшний день существуют танкеры вместимостью 800 тысяч тонн.
Стоимость транспортировки 1 тонны нефти на танкере водоизмещением в 540 тысяч тонн на 56% ниже, чем на танкере в 80 тысяч тонн. А безопасность – какое она имеет значение, если владельцы "Торри Каньон" через месяц после катастрофы получили полную страховую премию в 16,5 млн. долларов.
Кривая упрямо идет к уровню 2. Экономичность (прибыль для судовладельцев) обеспечена за счет ущерба внешней среде. Число больших танкеров растет, скорость передвижения также растет, хотя до сих пор нет эффективного решения проблемы торможения, то есть неуклонно растет опасность катастроф.
В 1976 году супертанкер "Олимпик брейверн" (емкость 250 тыс. тонн) врезался в скалы у побережья Бретании. В марте 1978 года – у тех же берегов погиб супертанкер "Амоко Кадис" и в море попало 280 тыс. тонн нефти. Через несколько месяцев аналогичная катастрофа у берегов Испании – в море попало 208 тыс. тонн нефти с супертанкера "Андрос Патрия". Январь 1979 года – у берегов Греции терпит аварию супертанкер "Мессиниаки Фронтис" (155 тыс. тонн нефти), у берегов Ирландии взрывается супертанкер "Бетельжез" (120 тыс. тонн нефти) и т.д.
"Сегодня мне это выгодно, а на остальное наплевать" – эта формула тянет кривую А вверх, к уровню 2, а потом все-таки достигает потолка-уровня 3, определяемого физическими пределами.
Нельзя, например, построить танкер грузоподъемностью 10 млн. Тонн. Такое судно просто не подойдет к берегу.
Теоретически,
пока кривая
поднималась вверх к уровню 1, кто-то
должен был развивать техническую систему
так, чтобы ее точка подъема
совпадала с точкой
кривой
и был бы обеспечен постоянный бесступенчатый
подъем. На самом деле реальная кривая
начинает ощутимо подниматься только
тогда, когда кривая
поднялась выше уровня 2 и приблизилась
к уровню 3.
Пример: работа над "чистым" автомобилем.
Быстрый подъем
кривой
происходит лишь после того, как кривая
миновала точку
и пошла на спад.
На рис. 12, а изображена уже знакомая "жизненная кривая" технической системы. Сопоставим эти графики с кривыми, характеризующими чисто изобретательские показатели.
На рис. 12, б показана типичная кривая изменения количества изобретений, относящихся к данной технической системе. Первый пик соответствует точке (на рисунке а): число изобретений увеличивается в период перехода к массовому применению системы. Второй пик обусловлен стремлением продлить жизнь системы.
Рис.12, в отражает изменение уровня изобретений. Первые изобретения, создающие основу технической системы всегда высокого уровня. Постепенно уровень изобретений снижается. Пик соответствует изобретениям, которые обеспечивают системе возможность массового использования. За этим пиком спад: уровень изобретений неуклонно снижается, приближаясь к нулю, а тем временем появляются новые изобретения высокого уровня, относящиеся к системе Б.
На рис. 12, г показано изменение средней эффективности (практической отдачи, экономии, "пользы") от одного изобретения в разные периоды развития технической системы.
Рис. 12.
Первые изобретения, не смотря на их высокий уровень, не дают прибыли: техническая система существует на бумаге или в единичных образцах, в ней много мелких недостатков и недоработок. Прибыль начинает появляться после перехода к массовому применению. В этот период даже небольшое усовершенствование дает большую экономию.
Пример: сотрудники института электросварки имени Патона заменили пайку бокового вывода к цоколю лампы автоматизированной сваркой. На одном только электроламповом заводе за год экономия припоя составила 20 тонн (точка Патона в танкостроении).