Главная• одни и те же элементы без взаимодействия в системах не образуют в них никаких различий (п. 1);
• то же имеет место при тождественных взаимосвязях внутри систем любой сложности (пп. 2, 3 и далее);
• одни и те же элементы, но в разном их количестве уже образуют некоторые различия в системах - по размерам в плане и по высоте (пп. 3, 5 и далее);
• «одни и те же» (по определению) сборные элементы представлены разными типами и типоразмерами, составляющими тождественные и различные множества систем из них (пп. 3, 4 и далее);
• «одни и те же» элементы в той или иной совокупности взаимодействуют между собой в системах разной сложности по составу, причем, чем больше номенклатура элементов, тем большее достигается разнообразие (пп. 3, 4 и далее);
• «одни и те же» элементы в различных номенклатурах заменяются не только на «такие же самые», но и на иные элементы (по типам, типоразмерам, по конструктивным особенностям, виду материалов).
Таким образом, модель отражает характерное в проектировании отсутствие дифференциации сложной природы технического свойства заменяемости. Она же позволяет и раскрыть ее.
Логическое основание взаимозаменяемости «замена одних элементов на другие такие же самые» в модели представлено одновременно и как одинаковыми, и как различными элементами в зависимости от характера оценки свойств элементов и систем из них. Действительно, на всех стадиях развития в системах имеется необходимое количество экземпляров элементов одного типа, например, А и одного типоразмера, например, А1 или нескольких типов А, В, С соответствующих типоразмеров А1, A2, А3; В1, B2, B3; C1, C2,C3.
В первом случае рассматриваемое основание действительно характеризует взаимозаменяемость элементов типа А и типоразмера А1 между его тождественными экземплярами. Во втором случае в каждом из возможных вариантов замены между множествами элементов основанию соответствовать будут лишь те, в которых сохраняются их тип и типоразмер, а именно: A1 на A1, B1 на B1, C1 на C1 и т.д. Остальные варианты замены, в которых не сохраняются тип и типоразмер элементов, например, A1 на A2 или A3; А1 на B1, B2 или B3 и т.д. не будут отвечать этому основанию согласно аксиоме тождества по выражению (2.2.3,а). Такие варианты соответствуют логическому основанию «одни элементы на другие не такие же самые», определяющие свойство разнозаменяемости согласно аксиоме различия по выражению (2.2.3,б).
Аналогично модель иллюстрирует несоответствие свойств сборных систем другому основанию определения взаимозаменяемости - «с сохранением заданных технических условий» (при замене, выборе).
Например, техническим условием множества элементов типа А является характеристика а; может быть задано несколько условий а1, а2, а3 одному элементу А или же несколько типов элементов А, В, С соответствуют условиям a1, а2, а3; в1, в2, в3; с1, с2, с3. Во всех вариантах замены одних элементов действительно взаимозаменяемыми, тождественно отвечающими другому основанию определения взаимозаменяемости, являются замены типа а1 на а1, в1 на в1, с1 на с1 и т.д., т.е. между экземплярами сборных изделий одной серийной партии, имеющими одинаковую марку изделий. Все остальные варианты, удовлетворяющие условия, например, а1 на а2 или а3; а2 на в1, в2 или в3 и т.д. не соответствуют рассматриваемому основанию, но адекватны логическому основанию «с изменением заданных технических условий», которое является другим основанием определения разнозаменяемости.
В модели развития сборных систем, образуемых элементарной диверсификацией, действительно соответствующими основаниям определения взаимозаменяемости является п.2 (рис. 2.4.1,а) и все последующие, но только в той их части, в которой соблюдаются признаки п.2, при этом разнотипоразмерные элементы представлены как их совокупностью (номенклатурой), так и в функциональной взаимосвязи.
На всех стадиях развития ИСС с таким ограничением представляются «закрытыми» множествами, тождественными самим себе, т.е. с однозначно характеризуемыми компоновочными и конструктивными схемами, габаритными параметрами, номенклатурой элементов, областью применения и проч.
При «открытии» систем возможностью замены элементов между тождественными внутри себя множествами, но имеющими какие-либо различия относительно друг друга, как видно на модели, они становятся подвижными в конструктивно-компоновочном и в иных отношениях системами, обладающими свойством различия (в том числе и при эквивалентных заменах) между собой. Сборные элементы, образующие различные системы, стереотипно называют также взаимозаменяемыми, что неадекватно логическим основаниям определения этого понятия. Такому случаю соответствуют все стадии развития модели кроме п.1 (номенклатуры элементов) и п.2 (единственной системы), когда сборка или замена каких-либо совокупностей элементов не сохраняет логического тождества систем.
Можно сделать вывод, что несоответствие практики общепринятому понятию взаимозаменяемости является следствием логической ошибки, называемой отсутствием тождества в основаниях. Введением контрарного понятия разнозаменяемости, адекватно отражающего по своему определению свойство различия элементов, ошибка устраняется.
Неадекватное применение понятия взаимозаменяемости - результатом несоответствия между значением и смыслом его в диалектической логике. Здесь принимаемое значение уже вкладываемого смысла. Данное расхождение небезразлично к методологии типового проектирования, поскольку оказывает сдерживающее гносеологическое влияние на ее развитие и, следовательно, на эффективность решения двуединой научно-технической проблемы «однообразия и многономенклатурности».
Технический эффект многообразия систем. В числе теоретических задач, решенных на модели развития сборных ИСС систем, имеет место выявление технического эффекта многообразия. Исследование модели приводит к заключению, что для объяснения и поиска новых путей и средств повышения разнообразия ИСС при уменьшении номенклатуры элементов наряду с формальным необходим диалектический анализ.
Действительно, уже на первой стадии развития системы (п.I), когда имеется множество из разноименных элементов по одному их типу и типоразмеру, оно лишь во взаимосвязи (проектной и т.п.) между элементами (т.е. «сами по себе») являются тождественными, удовлетворяя равенству {А,В,С} = {А,В,С}. При их взаимодействии (силовом и т.п.) такое множество является уже не той же самой совокупностью, а некоторой самостоятельной конструктивно-функциональной системой (в модели - УTC).
Данная система, следовательно, с предыдущим равенством одновременно удовлетворяет и неравенству {А,В,С} ≠ {А,В,С}, что формально можно объяснить изменением тождества в характеристике свойств этого множества элементов лишь в их взаимосвязи и дополнительно во взаимодействии между собой. В диалектическом аспекте здесь произошла метаморфоза (преобразование как «скачок») раздельной совокупности элементов в систему, нетождественную их первоначальной совокупности.
Метаморфоза последующих (более сложных) систем относительно предыдущих (более простых) имеет место на каждой следующей стадии (п.2 и далее) развития модели: несколько стеновых панелей или плит покрытия видоизменяются в стену или покрытие; они совместно преобразуются в ограждение секции; вместе с элементами каркаса - в секцию; несколько секций - в одноэтажное однопролетное здание, с добавлением средней колонны - в одноэтажное многопролетное здание, то же, многоэтажной колонны - в многоэтажное здание и т.д.
Таким образом, обнаруживается техническое явление - эффект многообразия как возникновение в ИСС нового, дополнительного или «сверхсуммарного» (т.е. качественно нового) результата в образовании каких-либо различий (нетождеств) вследствие процесса развития взаимосвязи, взаимодействия множеств сборных элементов, обладающих одновременно свойствами взаимо- и разнозаменяемости, т.е. амбизаменяемости.
В выражении (2.4.3) дискретные изменения, соответствующие стадиям развития обозначим индексом k, а происходящие при формосодержательных изменениях качественно-количественные «скачки» - приращением в функционировании системы ΔF. Тогда
где k ∈ N - множество всех неотрицательных чисел.
Если k = ko ± 1 ⇒ F ± ΔF при k > 1, где ko - соответствует начальной стадии развития системы, то
Здесь знак ± соответствует развитию системы в противоположных направлениях усложнения-упрощения. При k = 0 функционирования F не существует, и система представляется множеством элементов, т.е. номенклатурой по выражению (2.4.1).
Выражение (2.5.2) - запись технического эффекта многообразия ИСС в процессе их развития. Выявленный эффект позволяет получить определенные методические положения для решения проблемы «однообразия и многономенклатурности».
Кумулятивные изменения в системах, образующие последовательный ряд стадий их развития, по основаниям разных форм заменяемости характеризуют свойство взаимозаменяемости как начальную стадию или низший уровень развития свойства амбизаменяемости. На модели видно, что уже при количественном увеличении экземпляров тождественных элементов или структур из них, появляются основания разнозаменяемости, сопровождающиеся техническим эффектом многообразия.
Отсюда следует, что разнозаменяемость как свойство, реализуемое сборкой или заменой элементов, может быть и средством обеспечения различных технических условий. Понятие разнозаменяемости позволяет получить некоторое разнообразие систем даже посредством номенклатуры взаимозаменяемых элементов.
Метод элементарной диверсификации МЭД, кроме того, обеспечивает возможность получения новых положительных эффектов h в достижении разнообразия систем из взаимозаменяемых элементов:
где индексы В, P - соответственно взаимо-, разнозаменяемость; З - замены по Pn, Аnm, Сnm соответственно число перестановок из n элементов, размещений и сочетаний из n по m.
Аналогично выражению (2.5.3) описаны другие методы разнозаменяемости, обеспечивающие новые различия в системах; эти методы приведены и систематизированы далее.
При сравнении тождественных элементов (структурных частей), например, панелей (стен), сами элементы являются взаимозаменяемыми (равно, как и стены). С изменением в них какого-либо качества (размера, материала и др.) элементы в новой взаимосвязи становятся разнозаменяемыми относительно прежних. При сравнении новых структур с тождественными им структурами они и их элементы вновь становится взаимозаменяемыми. И так далее на любом уровне сложности систем.
Следовательно, взаимо- и разнозаменяемость сосуществуют совместно и одновременно как свойство амбизаменяемости (в единстве противоположностей), что отмечалось ранее в иных аспектах. При этом разнозаменяемость представляет более высокий уровень развития технического свойства заменяемости, обеспечивающий и более высокий уровень эффекта многообразия; взаимозаменяемость же - частный (предельно простой) случай разнозаменяемости.
Приемы, образующие многообразие систем методом элементарной диверсификации, характеризуются как «внешние» по отношению к образуемым системам, т.е. получаемые результаты и причины, их обуславливающие, являются экзогенными (по положению элементов в системе и относительно друг друга, количеству элементов, составу их типов и т.д.). Видоизменения систем и увеличение их многообразия достигаются, преимущественно, пополнением номенклатуры.
По противоположности следует, что возможны приемы (способы, методы и т.д.) видоизменений систем путем образования непостоянства, изменчивости свойств самих элементов в их собственном качественно-количественном составе и формо-содержательном выражении. В этом случае сборные элементы могут быть структурными, т.е. сами представляются подсистемами (это не относится к цельным сборным элементам, имеющим другие свойства по составу материала, из которого они изготовлены). Такое направление конструктивно-структурного преобразования, направленное «вовнутрь» сборных составных элементов, представляется как эндогенное и даст дополнительные возможности повышения эффекта многообразия систем различными приемами (способами, методами и т.п.).
Данное положение подводит к заключению, что сборные ИСС на любом «внешнем» уровне конструктивно-структурной сложности могут иметь разный «внутренний» уровень сложности составляющих его «элементов», поскольку имеют место два противоположных направления получения их различий — экзо- и эндогенный. Соответственно образуется и объединенный (комплексный) метод их реализации посредством сборки или замены элементов как агрегатирование-конгломерирование. Очевидны при этом относительность и возможный взаимопереход (сходимость) этих методов в зависимости от принимаемой «точки отсчета» в проектировании «внешних» и «внутренних» систем.
Так, в выражении (2.4.3), если
имеет место экзогенная («внешняя») диверсификация; если же
- эндогенная («внутренняя»), где у и д - индексы отличают соответственно укрупненные и дробные элементы, т.е. части агрегатируемых и конгломерируемых систем, подсистем, элементов.
Тогда метод агрегатирования-конгломерирования МАК, обеспечивающий многообразие ИСС в противоположных направлениях экзогенного-эндогенного (индексы - ЭК, ЭН) развития систем, имеет выражение
Метод элементарной диверсификации, использованный в модели, может быть применен для образования новых систем. Пополнение метода новыми приемами (способами и т.п.), расширят его возможности в повышении эффекта многообразия. Многообразие при этом будет большим, если метод «специализировать» в получении различий на принципе разнозаменяемости, поскольку последняя как составляющая амбизаменяемости по своему определению является основным детерминантом эффекта многообразия.
Совокупность методов разнозаменяемости в творческом (нетиповом, индивидуальном и т.п.) проектировании обеспечивает разработку виртуальных решений ИСС, комплексов из них (макросистем) или их структур (подсистем) и отдельных элементов. Выявлению таких методов способствуют экспликация теоретических основ типового проектирования, т.е. разрабатываемая здесь методология ИСС с применением диалектического квадрата заменяемости изделий промышленного производства.
В модели характерно также то, что в приемах образования различий в системах представлено однозначное конструктивно-функциональное использование элементов - по их прямому назначению. При ином, «нестандартном» применении типовых элементов возможно повышение эффекта многообразия систем с одновременным сокращением номенклатуры сборных изделий за счет изъятия в ней специальных типов и типоразмеров этих изделий.
В многообразии систем из номенклатуры элементов важно, как уже отмечалось, применение метода комбинаторики. Эффективность его возрастает в сочетании простейших приемов (перестановок, размещений, сочетаний) с другими АКТ-методами разнозаменяемости, в связи со сходностью в них характера и результатов получения различий в системах.
Анализ несоответствия признаков элементов основаниям определений разных форм заменяемости можно дополнить более сложными взаимосвязями. Например, при замене элемента типа А, отвечающего множеству технических условий а, в, с на элемент типа В, отвечающий условиям в, с, d, возможна замена по общим в них одинаковым признакам в, с. Тогда элементы А и В характеризуются (нестрого) как взаимозаменяемые, несмотря на несоответствие первому основанию взаимозаменяемости.
При замене тех же элементов А и В по условию а или d (неодинаковым в этих элементах) они - разнозаменяемые (также нестрого формально), несмотря на наличие «тех же самых» одинаковых для них условий в, с по второму основанию взаимозаменяемости. То есть, учитывая выражения аксиомы тождества (2.2.3,а) и аксиомы различия (2.2.3,б), а также определений взаимозаменяемости (2.3.1) и разнозаменяемости (2.3.2), если
при a = d = 0, т.е. признаки a, d - несущественны {А,В} → {ЭСnm}в ⇒ Зв;
т.е. признаки a, d - существенны {а,b} {ЭСnm}р ⇒ Зр. Однако
согласно выражениям (2.3.3) и (2.3.6).
Следовательно, возможна более развитая типология заменяемости во взаимосвязи оснований их определений с пересекающимися объемами и содержанием оснований, отражающими отход от формального к реальному удовлетворению практики проектирования.
Диалектический анализ форм заменяемости «размывает» формальные определения, обеспечивая разносторонние логико-понятийные описания и не только сборных, но и других ИСС (из мелко штучных, монолитных элементов и др.) в аспекте эффекта многообразия. Это придает разрабатываемой методологии возможность приближения проектных решений к реальному многообразию ИСС через адекватное отражение проблемы «однообразия и многономенклатурности».