Марат Телемтаев - Целостный метод - теория и практика
Наша цель – проект бесшумного теплоотводящего устройства для компьютера, недорогого и удобного. Для достижения цели использован метод системной технологии проектирования на основе рассмотренного нами Принципа целостности. Одна из аксиом данного Принципа целостности – аксиома общей модели объекта деятельности, гласит: Для формирования и реализации целостной деятельности формирование и реализацию объекта деятельности необходимо осуществлять в соответствии с общей моделью целого для подобных объектов в виде целостной и целой системы.
На этой основе можно сформулировать аксиому системности объекта проектирования в следующем упрощенном виде: для формирования и осуществления системного проектирования объект проектирования необходимо представить в виде общей модели целостной и целой системы.
В качестве объекта проектирования в данном случае рассматривается система охлаждения компьютера. Для реализации в практике данной аксиомы системности используем совокупность этапов и ключевую процедуру метода системной технологии.
Применение Принципа целостности основано на трехшаговой ключевой процедуре метода системной технологии «от исходной формулы через нахождение общей модели целостной и цельной системы к рабочей формуле», которую для данного случая можно структурировать следующим образом: вначале – разработка исходной формулы Принципа системности для проектирования бесшумной системы отвода тепла от компьютера; затем – постановка и решение задачи нахождения общей модели системы для применения Принципа системности для проектирования бесшумной системы отвода тепла от компьютера и, далее, – разработка и применение рабочей формулы Принципа системности для проектирования бесшумной системы отвода тепла от компьютера.
Исходная формула системности для данного случая уже сформулирована в виде аксиомы системности объекта проектирования. На данной предпроектной стадии работы нет необходимости в формулировке всей совокупности аксиом системности и центральной теоремы Принципа системности.
Решение задачи нахождения общей модели системы для применения Принципа системности для проектирования бесшумной системы отвода тепла от компьютера проведем следующим образом; вначале определим состав совокупности существующих теплоотводящих устройств и систем для компьютеров; затем определим состав множества всех элементов совокупности существующих теплоотводящих устройств и систем для компьютеров; далее определим перечень всех функций, выполняемых элементами совокупности существующих теплоотводящих устройств и систем для компьютеров; после этого определяем перечень общих элементов, обеспечивающих в совокупности выполнение всех функций теплоотвода для компьютеров; полученные общие элементы используем при разработке общей модели системы для разработки рабочей формулы Принципа системности для проектирования бесшумной системы отвода тепла от компьютера.
Итак, вначале для разработки необходимой модели общей системы для проектируемого объекта необходимо определить состав совокупности существующих теплоотводящих устройств и систем для компьютеров.
Для этого рассмотрим множество существующих теплоотводящих устройств для компьютеров. Их можно разделить на 6 видов: 1. Вентиляторные; 2. На тепловых трубках; 3.Термоэлектрические; 4. Жидкостные; 5. Криогенные; 6. Комбинированные.
Затем определим состав множества всех элементов. В перечисленных устройствах содержатся следующие основные элементы: радиаторы, вентиляторы (в вентиляторных устройствах); тепловые трубки, радиаторы, вентиляторы (в устройствах на тепловых трубках); элементы Пелтье, радиаторы, вентиляторы (в термоэлектрических устройствах); теплообменники, помпы, радиаторы, резервуары (в жидкостных системах); компрессоры, вентиляторы (в криогенных системах). Для построения комбинированных устройств используются различные комбинации большинства из перечисленных элементов.
Далее определим перечень всех функций, выполняемых элементами совокупности существующих теплоотводящих устройств и систем для компьютеров. Теплоотводящие устройства являются частями теплоотводящих систем. Элементы существующих теплоотводящих систем для компьютеров выполняют 4 основные функции. Первая функция – производство тепла. Эта функция осуществляется такими элементами теплоотводящих систем как процессор, винчестер, блоки питания и другими. Производство тепла не сопровождается производством звуковой энергии (шума). Другая функция – транспортировка тепла, осуществляется тепловыми трубками, вентиляторами, теплоносителями жидкостных систем и т.д. Производство транспортировки тепла сопровождается повышенным, в сравнении с осуществлением других основных функций, производством звуковой энергии (шума), так как связано с применением вентиляторов. Третья функция – рассеивание тепла, осуществляется пассивными радиаторами, вентиляторами и другими элементами. Производство рассеивания тепла сопровождается производством звуковой энергии (шума), только если производится попутно с транспортировкой тепла вентиляторами. Четвертая функция – поглощение тепла, осуществляется, в конечном счете, окружающей средой. Производство поглощения тепла не сопровождается производством звуковой энергии (шума).
После этого определяем перечень общих элементов, обеспечивающих в совокупности выполнение всех функций теплоотвода для компьютеров. Выделив и описав элементы всех видов теплоотводящих устройств для компьютеров, в результате получаем множество следующих общих элементов, из которых можно составить рабочую модель общей системы: 1. Источник тепла. Основными источниками тепла являются центральный процессор, графический процессор, системный блок компьютера, жесткие диски, модули памяти, микросхема чипсета, блок питания. 2. Транспортировщик тепла. Основными транспортировщиками тепла являются вентиляторы (кулеры). 3. Рассеиватель тепла. Основными рассеивателями тепла являются радиаторы, жидкости, воздух. 4. Поглотитель тепла. Основным поглотителем тепла является окружающая среда.
Полученные общие элементы используем при разработке общей модели системы для разработки рабочей формулы Принципа системности для проектирования бесшумной системы отвода тепла от компьютера. Общая модель системы включает четыре последовательно соединенных элемента – источник тепла, транспортировщик тепла, рассеиватель тепла, окружающая среда. На основе данной общей модели системы можно найти рабочую модель системы, которая наилучшим образом соответствует поставленной цели. В такой рабочей модели общей системы проектируемого устройства функции транспортировщика и рассеивателя объединены в одном элементе системы: источник тепла, транспортировщик тепла и рассеиватель тепла, окружающая среда.
Тогда рабочую формулу системности можно представить в следующем виде: для формирования и осуществления системного проектирования объект проектирования – систему охлаждения компьютера, необходимо представить в виде модели общей системы, в которой выполнение функций транспортировщика тепла и рассеивателя тепла обеспечивается одним элементом конструкции теплоотводящего устройства.
В результате данный элемент конструкции соответствует поставленным требованиям, так как не содержит производящие шум детали. Предложенная конструкция[90] решает поставленную проблему.
• Для эффективного формирования целостности и системности собственного мышления и практики профессиональной деятельности рекомендуется провести работу по следующим темам (консультации на сайте systemtechnology.ru):
1) разработка различных вариантов, схем, модификаций тепловой трубы и других составляющих конструкции с целью подбора универсального варианта под различные типы компьютерных сборок;
2) разработка варианта промышленного образца с оптимальным сочетанием «цена, качество»;
3) анализ возможностей применения в практике конструирования всех компонентов метода системной технологии;
4) разработка системной философии конструирования (проектирования).
• Положения системной философии могут быть применены для решения математических задач.
Рассмотрим пример системной технологии решения для широко известной «задачи о коммивояжере» (ЗОК)[91] . Этот пример выбран по той простой причине, что в нем сочетается простота и понятность постановки задачи со сложностью нахождения точного или приемлемого для практики решения. Постановка ЗОК выглядит следующим образом. Имеется n пунктов, в одном из которых находится коммивояжер. Все эти пункты коммивояжер должен посетить и вернуться для отчета в исходный пункт. Расстояния между ними известны. Требуется найти маршрут коммивояжера, при котором суммарное расстояние, которое он пройдет, будет наименьшим из всех возможных. Эту задачу постоянно решает любой путешественник, собирающийся посетить несколько городов. Вместо расстояний между городами можно взять стоимости проезда теми видами транспорта, которыми можно воспользоваться при переезде из одного города в другой. Вместо городов могут присутствовать операции технологического цикла, а вместо расстояний – время, необходимое для перехода от одной операции к другой. К задаче коммивояжера в формальном виде сводятся многие задачи управления, экономики, планирования и организации. Решить ЗОК простым перебором для больших n практически невозможно, так как число возможных решений равно (n-1)! или «(n-1) факториал».
