ЗАКОН ОПТИМАЛЬНОГО ПОСТРОЕНИЯ ТЕХНОЦЕНОЗОВ

 

Общая формулировка

Критериальная система

Краткое описание системы

Система, включающая четыре подсистемы, состоит из двадцати трех уравнений, записанных в четырнадцать строк. Первая строка с четырьмя уравнениями – главная. В ней кратко записаны, с одной стороны, первое и второе начала термодинамики в понятиях техноценологического подхода, а с другой – два условия оптимального состояния техноценоза. Следующие семь строк объединяют подсистему из двенадцати уравнений, которые отражают реализацию закона возрастания энтропии, неотвратимо ведущего развивающийся техноценоз к состоянию, в котором наличествующий совокупный параметрический ресурс распределяется равномерно по популяциям всех видов технических изделий-особей при условии максимизации количества видов в техноценозе. Кроме того, уравнения второй подсистемы показывают свертываемость континуума ранговых параметрических распределений к ранговому видовому (видовому). Третья подсистема включает три уравнения, записанные в три строки (с девятой по одиннадцатую). Они, по сути, прописывают для техноценоза закон сохранения энергии в параметрической форме, показывая, что любое изменение видообразующих параметров применяемых в техноценозе технических изделий неизбежно сопряжено с энергетически равнозначным изменением функциональных параметров, имеющих смысл затрат как на производство изделий, так и на их эксплуатацию в инфраструктуре, что математически иллюстрирует параметрическую связанность техноценоза. Четвертая подсистема состоит из трех строк (с двенадцатой по четырнадцатую), в которых записаны четыре уравнения, выступающие как следствие первых трех подсистем и показывающие фундаментальную связь между количественными (описывающими касты, виды и особи) и качественными (описывающими параметры объектов-кластеров и особей) соотношениями в техноценозе.

 

Подробная формулировка

В любом техноценозе неотвратимо действуют первое и второе начала термодинамики – законы сохранения энергии и возрастания энтропии замкнутых систем. Последние определяют условия, первое из которых констатирует неизменность совокупного параметрического ресурса техноценоза в данный фиксированный момент времени, а второе – принцип максимизации энтропии техноценоза, естественно развивающегося в направлении оптимального (гомеостатического, наиболее устойчивого, наилучшего) состояния. Закон сохранения энергии задает параметрическую связанность техноценоза, заключающуюся в том, что совокупный параметрический ресурс техноценоза исчерпывается только в том случае, если рассмотрен весь континуум как видообразующих, так и функциональных параметров, а любое изменение видообразующих параметров применяемых в техноценозе технических изделий неизбежно сопряжено с равнозначным изменением функциональных параметров, имеющих смысл затрат как на производство изделий, так и на их эксплуатацию в инфраструктуре. Закон возрастания энтропии определяет, что оптимальным является техноценоз, который, при наибольшем возможном разнообразии видов, характеризуется равномерным распределением совокупного параметрического ресурса по популяциям всех видов техники. При этом наращивание количества видов в техноценозе строго ограничено условием равенства совокупного параметрического ресурса, выделенного, с одной стороны, на первый, а с другой – на последний виды. Начала термодинамики задают в техноценозе свертываемость континуума ранговых параметрических распределений особей к ранговому видовому распределению техноценоза в целом, задающую механизм оптимизации (оптимального управления), включающий процедуры номенклатурной и параметрической оптимизации (при самодостаточности каждой из них, будучи реализованных по отдельности). Условия законов сохранения энергии и возрастания энтропии на практике создают ситуацию, когда максимальная дисимметрия распределения совокупного параметрического ресурса по особям сочетается с максимальной равномерностью его распределения по популяциям видов техники, что создает наиболее благоприятные (с точки зрения соотношения «полезный эффект – затраты») минимаксные условия функционирования техноценоза. Максимальная дисимметрия распределения видообразующих параметров между особями техноценоза за счет наибольшего возможного функционального разнообразия позволяет добиваться максимального положительного эффекта в процессе функционирования техноценоза (состояние «-макс»). В свою очередь максимальная равномерность распределения параметрических ресурсов между популяциями видов техники за счет допустимой унификации обеспечивает минимальные затраты на техническое обслуживание, ремонт, подготовку кадров, снабжение запасными частями (состояние «мини-»). Тем самым закон оптимального построения техноценозов задает органичное соотношение между количественными и качественными показателями технических изделий, составляющих номенклатуру техноценоза, между крупным и мелким, дорогостоящим и дешевым, уникальным и унифицированным. Условия теоретически оптимального состояния техноценоза в заданный момент времени представляют собой систему, описывающую первое и второе начала термодинамики в общих понятиях техноценологического подхода.

Подробное описание закона – см. статью по адресу: http://gnatukvi.ru/zip_files/article_60.zip