理论文摘
 
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进化法则之六——向超系统进化法则
发布时间:2015/2/12 16:28:57     点击: ( 1513 )

一、向超系统进化法则的内涵和意义

(一)内涵

向超系统进化法则是指:技术系统沿着单系统、双系统、多系统的方向发展;当技术系统的进化达到极限时,其实现某项功能的子系统会从系统中剥离,转移至超系统中成为超系统的一部分。

(二)意义

根据向超系统进化法则,技术系统可以在资源约束的条件下,通过系统合并增加功能或降低费用,从而提高整体价值。同时,部分子系统向超系统的融合并得到改进,并使得原技术系统得以简化,还可通过与超系统组件的合并获得大量资源。

 

二、向超系统进化的技术系统合并路径

(一)参数差异增加

参数差异增加是指:随着技术系统的进化,相互合并的系统在实现相同或相似功能的情况下,其系统参数差异不断增加,最终使整体系统存在实现相同功能的不同系统。其合并路径如图1所示。

 

1 向超系统进化的技术系统合并路径之一:参数差异增加

其中,相同表示参与合并的系统参数一致,同类差异表示参与合并的系统相似,但相互间至少有一个参数不一致;同类竞争表示参与合并的系统功能相似,但特征和性质完全不同。

(二)功能差异增加

功能差异增加是指:随着技术系统的进化,相互合并系统的功能差异不断增加,最终形成各系统功能互斥的整体系统。其合并路径如图2所示。

 

2 向超系统进化的技术系统合并路径之二:功能差异增加

其中,“竞争”表示参与合并系统的主要功能相同;关联表示参与合并的系统针对同一对象、位于同一操作过程,或处于相同条件;“不同表示参与合并系统的主要功能和特征互不相同;相反系统示参与合并的系统具备相反或者互斥的功能。

(三)集成深度增加

集成深度增加是指:随着技术系统的进化,相互合并的系统在维持和增强原有功能的基础上,其联系不断增加,结构不断精简。其合并路径如图3所示。

 

3 向超系统进化的技术系统合并路径之三:集成深度增加

其中,“无连接”表示参与合并的系统在整体系统中相互孤立,几乎不发生联系;有连接表示参与合并的系统在保持自身完整结构的基础上进行信息、能量等交互;“局部简化表示部分参与合并的系统在维持自身原有功能的前提下发生结构调整,从而共享资源,降低冗余;完全简化示整体系统已经完成所有的局部简化,达到最简结构。

 

三、相关案例:欧洲帆船的进化(参数差异增加)

欧洲人原来使用的一直都是“横帆”,即横向安置的方形帆,并通过增加桅杆数来增加航速。此时的欧洲帆船只能顺风前行。

到公元6世纪,受到阿拉伯人的影响,欧洲帆船部分桅杆上的帆由横帆替换成了比较容易操纵的三角帆。此时的欧洲帆船依然无法适应风向不定的海域。

到公元13世纪,欧洲人开始在船身上增加“纵帆,利用分力、合力原理,实现“船驶八面风”,提高了帆船的适应性。

随着工业革命的诞生,蒸汽机开始不断普及。由此,诞生了帆与蒸汽机结合的混合动力帆船,大大提高了帆船的航行能力。

欧洲帆船的进化如图4所示。

 

4 欧洲帆船的进化

 

(文章作者:知识产权部)