47,332
עריכות
שינויים
אין תקציר עריכה
'''עקרון אנה קרינינה''' הוא הרעיון לפיו מספר הדרכים להשגת מערכת מתפקדת, או לתוצאה רצויה הוא מצומצם, בעוד שהדרכים להכשל בהשגת המטרה הן רבות, מגוונות ותלויות בגורמים רבים. העקרון נוסח על ידי לב טולסטוי ברומן "אנא קרינינה" לפיו "כל המשפחות המאושרות דומות זו לזו, כל משפחה אומללה - אומללה בדרכה שלה".
'''עקרון אנה קרנינה''' הוא הרעיון לפיו יש מספר מצומצם של דרכים להשגת מערכת מתפקדת, או לתוצאה רצויה, בעוד שהדרכים להכשל בהשגת המטרה הן רבות, מגוונות ותלויות בגורמים רבים. העקרון נוסח על ידי לב טולסטוי ברומן "אנא קרנינה" לפיו "כל המשפחות המאושרות דומות זו לזו, כל משפחה אומללה - אומללה בדרכה שלה".
==תחומי יישום==
==תחומי יישום==
נישואים מוצלחים - כאמור היישום הראשון של העקרון הוא הרעיון לפיו משפחות מתפקדות עוקבות אחר דפוסים דומים של התנהגות, בעוד משפחות אומללות מגיעות למצב זה בגלל סיבות רבות - קשיים כלכליים, חוסר התאמה בין בני הזוג, מחלה, וכו'.
אפשר להרחיב את עקרון אנא קרינינה לתחומים נוספים:
ההיסטוריון ופיזיולוג [[ג'ארד דיימונד]] הרחיב את הרעיון וטבא את השם "עקרון אנא קרנינה" בספרו [[רובים חיידקים ופלדה]] בהקשר של ביות בעלי חיים, "כל בעלי החיים הנוחים לביות דומים זה לזה, כל בעל חיים קשה לביות - קשה בדרכו שלו". בעל החיים שניתן לביות צריך להיות בעל תכונות שונות כמו מזג נוח, בגרות מינית קצרה יחסית, תזונה צמחונית או גודל קטן (אחרת יקר להחזיקו) וכו', כשלון באחת מהתכונות האלה יגרום לכך שלא ניתן לביית את בעל החיים.
* כל צוות חללית ששורדים דומים זה לזה, וכל צוות חללית שנכשל עושה זאת בדרכו שלו. יש גורמים רבים שיכולים לגרום לאסון בחללית, ומספיק שאחד מהם מתרחש כדי לגרום לאובדן הצוות. דוגמה לכך היתה במהלך הנסיונות להחזיר את צוות אפולו 13 בחזרה לכדור הארץ בחיים. בתחילה היתה בעיה של אובדן חמצן בחללית, לאחר שמצאו דרך לבצע דבר זה, היה חשש שריכוז הפחמן הדו חמצני באוויר יעלה (בגלל תקלה במסננים) ויהפוך לקלטני. לאחר מכן היתה בעיה של תמרון כדי למצוא זווית כניסה מתאימה לכדור הארץ וכו'.
מאוחר יותר בספרו [[התמוטטות (ספר)|התמוטטות]] שב דיימונד והשתמש ברעיון זה כדי להסביר מדוע חברות לא מצליחות לזהות ולהתמודד עם סכנת כלייה. הסיבות לחוסר ההצלחה של חברות שונות הן מגוונות ושונות (למרות זאת, מוצא דיימונד שני מאפיינים משותפים - התנגשות עם ערכי יסוד של החברה וניגוד בין האינטרסים קצרי הטווח של האליטה לבין האינטרסים ארוכי הטווח של כלל החברה).
אפשר להרחיב את עקרון אנא קרנינה לתחומים נוספים:
* כל צוות חללית ששורדים דומים זה לזה, וכל צוות חללית שנכשל עושה זאת בדרכו שלו. יש גורמים רבים שיכולים לגרום לאסון בחללית, ומספיק שאחד מהם מתרחש כדי לגרום לאובדן הצוות. דוגמה לכך היתה במהלך הנסיונות להחזיר את צוות אפולו 13 בחזרה לכדור הארץ בחיים. בתחילה היתה בעיה של אובדן חמצן בחללית, לאחר שבעיה זו נפתרה, היה חשש שריכוז הפחמן הדו חמצני באוויר יעלה (בגלל תקלה במסננים) ויהפוך לקטלני. לאחר מכן היתה בעיה של תמרון כדי למצוא זווית כניסה מתאימה לכדור הארץ וכו'.
* כל הפירמות ששורדות מיישמות עקרונות דומים, כל פירמה שנכשלת עושה זאת בדרכה שלה. יש גורמים שונים שמשפיעים על השרידה של פירמה - כוח אדם מיומן, גישה לשווקי צרכנים, שיווק, מימון, חדשנות טכנולוגית וכו'.
* כל הפירמות ששורדות מיישמות עקרונות דומים, כל פירמה שנכשלת עושה זאת בדרכה שלה. יש גורמים שונים שמשפיעים על השרידה של פירמה - כוח אדם מיומן, גישה לשווקי צרכנים, שיווק, מימון, חדשנות טכנולוגית וכו'.
* פריון של קוו יצור - כאשר קו ייצור מתפקד, כל התחנות לאורך קו הייצור עובדות בהצלחה. בקו ייצור לינארי לחלוטין, ללא מלאים, מספיק שתחנה אחת לא תתפקד, כדי לגרום להשבתת קו הייצור כולו. מסיבה זו קווי יצור רבים מחזיקים מלאים לאורך הקו, בדיקות , חלקי חילוף, עובדי עתודה, ייצור במקביל וכו'.
* פריון של קוו יצור - כאשר קו ייצור מתפקד, כל התחנות לאורך קו הייצור עובדות בהצלחה. בקו ייצור לינארי לחלוטין, ללא מלאים, מספיק שתחנה אחת לא תתפקד, כדי לגרום להשבתת קו הייצור כולו. מסיבה זו קווי יצור רבים מחזיקים מלאים לאורך הקו, בדיקות , חלקי חילוף, עובדי עתודה, ייצור במקביל וכו'.
* תאים חיים - הפעילות של תא חי היא מורכבת ודורשת תאום תקין בין יחידות שונות של התא. כאשר מזוהה כשל באחד הרכיבים האלה, יש לפעמים מנגנוני תיקון לנסיון לתקן את הכשל. כאשר אין הצלחה בתיקון, והתא מתחיל לעבוד בצורה לא תקינה, התא יכול לצאת משליטה ולקרוס. אפשרות אחרת היא זיהוי של התא אודות הכשל והפעלת מגנון של הרס עצמי, דבר שחיוני להמשך תפקוד תקין של הגוף. כאשר תא ממשיך לתפקד, אבל בצורה שאינה מותאמת לשאר הגוף התוצאה היא גידול סרטני.
* תאים חיים - הפעילות של תא חי היא מורכבת ודורשת תאום תקין בין יחידות שונות של התא. כאשר מזוהה כשל באחד הרכיבים האלה, יש לפעמים מנגנוני תיקון לנסיון לתקן את הכשל. כאשר אין הצלחה בתיקון, והתא מתחיל לעבוד בצורה לא תקינה, התא יכול לצאת משליטה ולקרוס. אפשרות אחרת היא זיהוי של התא אודות הכשל והפעלת מגנון של הרס עצמי, דבר שחיוני להמשך תפקוד תקין של הגוף. כאשר תא ממשיך לתפקד, אבל בצורה שאינה מותאמת לשאר הגוף התוצאה היא גידול סרטני.
* בריאות של אנשים - כל בני האדם המתפקדים דומים זה לזה, וכל אדם שמת עושה זאת בדרכו שלו. המערכות הגופניות שצריכות לתפקד כוללות את הלב, הריאות, מערכת העיכול, מערכת הדם, המערכת החיסונית, המוח, הכבד, העור, הכליות וכו'. מספיק כשל של מערכת אחת כזו כדי לגרום למחלה ולמוות. הגורמים לכשל במערכת יכולים להיות שונים ומגוונים - כמו תזונה בחוסר או תזונה לא מאוזנת, גורמי מחלה, סרטן, מחלה אוטו-אומאנית, הרעלה, פגיעה פיזית, הזדקנות וכו'.
* בריאות של אנשים - כל בני האדם המתפקדים דומים זה לזה, וכל אדם שמת עושה זאת בדרכו שלו. המערכות הגופניות שצריכות לתפקד כוללות את הלב, הריאות, מערכת העיכול, מערכת הדם, המערכת החיסונית, המוח, הכבד, העור, הכליות וכו'. מספיק כשל של מערכת אחת כזו כדי לגרום למחלה ולמוות. הגורמים לכשל במערכת יכולים להיות שונים ומגוונים - כמו תזונה בחוסר או תזונה לא מאוזנת, גורמי מחלה, סרטן, מחלה אוטו-אומאנית, הרעלה, פגיעה פיזית, הזדקנות וכו'.
* [[תורת המידע]] - יש דרך אחת נכונה להעביר מסר, והרבה דרכים להעביר מסר בצורה לא נכונה - בהודעה ארוכה, כאשר כמות האותיות גדולה, מספיקה טעות באות אחת כדי לשבש את המסר. הדבר נכון במיוחד במידע של מערכות ממוחשבות. כדי להתמודד עם בעיה זו, מערכות להעברה ולאכסון מידע שומרות על גיבויים ועל אכסון מידע עודף שיאפשר שחזור המידע גם במקרה של טעות. הדוגמה הממוחשבת כוללת סיבית נוספת שסוכמת סיביות לפניה ומקטינה את הסיכוי לטעויות. הדוגמות האנושיות כוללות שימוש במילים שאינן קומפקטיות - כך שחלק גדול מהאותיות במילה הן מיותרות. כך נתגלה כי בני אדם יכולים לזהות בהצלחה את המסר גם כאשר יש בו טעויות, לדוגמה כאשר האות הראשונה והאחרונה של המילה הן נכונות, ויש סיכול אותיות בתוך המילה (לדוגמה "מקחר באוניבריסטת אקוספרוד מארה שאתם יגולים לקורא משפת זה בהצחלה").
* [[תורת המידע]] - יש דרך אחת נכונה להעביר מסר, והרבה דרכים להעביר מסר בצורה לא נכונה - בהודעה ארוכה, כאשר כמות האותיות גדולה, מספיקה טעות באות אחת כדי לשבש את המסר. הדבר נכון במיוחד במידע של מערכות ממוחשבות. כדי להתמודד עם בעיה זו, מערכות להעברה ולאכסון מידע שומרות על גיבויים ועל אכסון מידע עודף שיאפשר שחזור המידע גם במקרה של טעות. הדוגמה הממוחשבת כוללת סיבית נוספת שסוכמת סיביות לפניה ומקטינה את הסיכוי לטעויות. הדוגמות האנושיות כוללות שימוש במילים שאינן קומפקטיות - כך שחלק גדול מהאותיות במילה הן מיותרות. לדוגמה אין מילה דומה קרובה ל"אוניברסיטה" כך שהשמטת אות או חילופי אותיות יאפשרו עדיין זיהוי של המסר. כך נתגלה כי בני אדם יכולים לזהות בהצלחה את המסר גם כאשר יש בו טעויות, לדוגמה כאשר האות הראשונה והאחרונה של המילה הן נכונות, ויש סיכול אותיות בתוך המילה (לדוגמה "מקחר באוניבריסטת אקוספרוד מארה שאתם יגולים לקורא משפת זה בהצחלה").
* תפקוד של מערכות אקולוגיות. מערכות אקולוגיות מתפקדות במגוון יחסים בין מגוון גדול של מינים, אבל כל המערכות האקולוגיות מתפקדות בהתאם לעקרונות דומים. המערכת יכולה לקרוס בגלל מגוון סיבות כמו [[שינויי אקלים]], שינויים בכמות המשקעים, הרעלה, הכחדת מין בעל חיים, בעל חיים פולש וכו'. עם זאת , מערכות אקולוגיות רבות כוללות גמישות מסויימת כך שכאשר מין אחד נכחד, יכולים מינים אחרים להתפתח לתוך הנישה שלו (על ידי התאמה גנטית), וכך לספק למערכת תפקודים דומים.
==הסבר העקרון==
==הסבר העקרון==
בהתאם לכך, כשלון מוגדר באופן הבא:
בהתאם לכך, כשלון מוגדר באופן הבא:
כשלון בתהליך כולו = כשלון ב-A או כשלון בB או כשלון בC ....
כשלון בתהליך כולו = כשלון ב-A או כשלון בB או כשלון בC ....
מבחינה הסתברותית, העקרון אומר שהסיכוי לאי-תפקוד במערכת ללא מגנוני בקרה שיש בה את עקרון אנא-קרנינה היא עולה במהירות ככל שמספר הרכיבים עולה. נניח מערכת שמורבת מ-20 רכיבים, שהסיכוי לתאונה בכל אחד מהם הוא 5% בשנה, או במילים אחרות הסיכוי לתפקוד תקין של כל רכיב במשך כל השנה הוא 95%. על פי עקרון אנא קרנינה, אם מניחים שאין תלות בין הסיכוי לתאונה בכל אחד מהרכיבים, הסיכוי לתפקוד תקין מובא על ידי כפל (שמקביל לתאני לוגי AND) - כלומר 0.95 בחזקת 20. יש סיכוי של 65% שהמערכת תפסיק לפעול לפני סוף השנה. במערכת הבנויה מ-100 רכיבים, בעלי הסתברות כשל של 1%, הסיכוי לתאונה הוא 63%, וכך גם במערכת הבנויה מ-1000 רכיבים בעלי הסתברות כשל של 0.1%. דבר זה מסביר מדוע כל המערכות המכילות את עקרון אנא קרנינה מכילות מנגוני בקרה ותיקון, ומדוע לדוגמה מספר נמוך יחסית של צמחים ובעלי חיים בוייתו על ידי בני האדם.
מחלקה אחת של מערכות המקיימות את עקרון אנה קרינינה היא תהליך סדרתי שבו כל שלב דורש קיום תקין של השלבים לפניו, על פי סדר זמנים מוגדר מראש או בסדר נתון. דבר זה מתקיים לדוגמה בקו ייצור סדרתי, בבניית שעון או מכונה, וכן בהתפתחות עובר בהריון.
מחלקה אחת של מערכות המקיימות את עקרון אנה קרינינה היא תהליך סדרתי שבו כל שלב דורש קיום תקין של השלבים לפניו, על פי סדר זמנים מוגדר מראש או בסדר נתון. דבר זה מתקיים לדוגמה בקו ייצור סדרתי, בבניית שעון או מכונה, וכן בהתפתחות עובר בהריון.
בפועל , רוב המערכות המתפקדות כוללות מערכות אל-כשל, או מנגוני בקרה ו[[לולאות משוב]] מחלישות, שדואגות לתת מענה חלקי לבעיות אלה. הפתרונות כוללים:
בפועל , רוב המערכות המתפקדות כוללות מערכות אל-כשל, או מנגוני בקרה ו[[לולאות משוב]] מחלישות, שדואגות לתת מענה חלקי לבעיות אלה. הפתרונות כוללים:
* '''מערכות מבוזרות ופעולה במקביל'''- לדוגמה הספקת החמצן לאיברי הגוף על ידי תאי דם רבים, כך שאם תא דם אחד נהרס, יש תאים אחרים המספקים את הפעולה הזאת. הגוף מוכן לאפשרות זו ומייצר בכל יום כמות של תאי דם חדשים להתמודדות עם תאי הדם הישנים שנהרסו. הגוף גם יכול לנסות להגביר את ייצור תאי הדם במקרה של פציעה או מחלה הגורמת להרס מוגבר של תאי דם. באופן דומה חלק מרקמות הגוף מורכבים מתאים רבים שאין חשיבות גבוהה לסדר הפנימי שלהם (תאי עור לדוגמה), וצבאות מחזיקים יחידות אורגניות בעלות מבנה אחיד ותפקוד דומה (לדוגמה יחידת קשתים, יחידת רובאים, מחלקת טנקים וכו'). יחידות אלה יכולות להיות תחליפיות ליחידות אחרות, ולתת מענה משלים ליחידות אחרות, עם חשיבות מועטה יחסית של אילו יחידות ספציפיות מרכיבות את הכוח.
* '''מערכות מבוזרות ופעולה במקביל'''- לדוגמה הספקת החמצן לאיברי הגוף על ידי תאי דם רבים, כך שאם תא דם אחד נהרס, יש תאים אחרים המספקים את הפעולה הזאת. הגוף מוכן לאפשרות זו ומייצר בכל יום כמות של תאי דם חדשים להתמודדות עם תאי הדם הישנים שנהרסו. הגוף גם יכול לנסות להגביר את ייצור תאי הדם במקרה של פציעה או מחלה הגורמת להרס מוגבר של תאי דם. באופן דומה חלק מרקמות הגוף מורכבים מתאים רבים שאין חשיבות גבוהה לסדר הפנימי שלהם (תאי עור לדוגמה), וצבאות מחזיקים יחידות אורגניות בעלות מבנה אחיד ותפקוד דומה (לדוגמה יחידת קשתים, יחידת רובאים, מחלקת טנקים וכו'). יחידות אלה יכולות להיות תחליפיות ליחידות אחרות, ולתת מענה משלים ליחידות אחרות, עם חשיבות מועטה יחסית של אילו יחידות ספציפיות מרכיבות את הכוח.
* '''בניה מודולארית''' מערכות מכאניות ואלקטרוניות רבות מתוכנננות ובנויות מרכיבים רכיבים, כך שניתן בקלות יחסית לזהות את הרכיב הלקוי, לפתוח את המערכת, להוציא את תת הרכיב המקולקל, ולהחליפו ברכיב תקין או לתקן את הרכיב המקולקל, ואז להרכיב מחדש את המערכת. המודולים בנויים עם ממשקים תקניים בינהם, כך שכל רכיב יכול להשתלב עם אוסף רכיבים אחר, ולא בהתאמה ייחודית לאוסף רכיבים מסויים. כמו כן, מתכננים את המערכת כך שקל לזהות איזה רכיב התקלקל וקל להחליף אותו. תכנון מודלארי משמש גם בתחום התוכנה, הן על ידי בניית מודולים ו"צימוד חלש" (על ידי ממשקי תוכנה) והן על ידי טכניקות של שכבות, תכנות מונחה עצמים, תכנות פונקציונלי ועוד, שמאפשרים זיהוי מהיר של בעיות והחלפת קטע קטן וממוקד מהקוד, ללא צורך להחליף את כל חלקי התוכנה. בחלק מהמקרים, פירמות מיישמות את עקרון אנא קרנינה כחלק מ[[התיישנות מכוונת]] - הן מייצרות חלק מהרכיבים כך שיהיו בעלי אורח חיים ממוצע מסויים, כך שלאחר תקופה מסויימת, הרכיב מתקלקל, והצרכן צריך לנסות לתקן את המכשיר. במידה והפירמה מעוניינת בכך, החלקים אוזלים מהמלאי והצרכן חייב להחליף את כל המערכת במערכת חדשה.
*''' ריבוי מערכות ותפקוד תת תקני''' - לדוגמה קיום של 2 כליות. אם כליה אחת נהרסת, עדיין הכליה האחת יכולה לתמוך בגוף. עם זאת, בדרך כלל הצמצום של תתי המערכות (יד, ריאות, כליות, עיניים, אוזניים וכו') פרושו בדרך כלל תפקוד פחות טוב.
*''' ריבוי מערכות ותפקוד תת תקני''' - לדוגמה קיום של 2 כליות. אם כליה אחת נהרסת, עדיין הכליה האחת יכולה לתמוך בגוף. עם זאת, בדרך כלל הצמצום של תתי המערכות (יד, ריאות, כליות, עיניים, אוזניים וכו') פרושו בדרך כלל תפקוד פחות טוב.
* '''דרגי ביניים''' - דרך אחרת במערכות היררכיות היא הסתמכות על דרגים נמוכים יותר שיחילפו באופן זמני או תמידי בעלי סמכות שנפגעו, שנמצאים בחופשה, במחלה וכו' - דבר זה מקובל בצבאות, תאגידים וממשלות. כמו כן דרג הביניים מספק מענה מיידי ומהיר יותר, עוד לפני שמגיעה החלטה רשמית מראש הפירמידה. לדוגמה רפלקס במרפק במגע עם סיר חם, מתן מענה על ידי מפקד או מנהל מקומי וכו'.
* '''דרגי ביניים''' - דרך אחרת במערכות היררכיות היא הסתמכות על דרגים נמוכים יותר שיחילפו באופן זמני או תמידי בעלי סמכות שנפגעו, שנמצאים בחופשה, במחלה וכו' - דבר זה מקובל בצבאות, תאגידים וממשלות. כמו כן דרג הביניים מספק מענה מיידי ומהיר יותר, עוד לפני שמגיעה החלטה רשמית מראש הפירמידה. לדוגמה רפלקס במרפק במגע עם סיר חם, מתן מענה על ידי מפקד או מנהל מקומי וכו'.
* '''מלאי חירום, עתודות ומלאים''' - עודפים הנאגרים היכן שהוא ומאפשרים "פסק זמן" עד שהמערכת יכולה לחזור לתפקוד תקין. לדוגמה שומן בגוף מאפשר לגוף לעבור תקופות של מחסור במזון.
* '''מלאי חירום, עתודות ומלאים''' - עודפים הנאגרים היכן שהוא ומאפשרים "פסק זמן" עד שהמערכת יכולה לחזור לתפקוד תקין. לדוגמה שומן בגוף מאפשר לגוף לעבור תקופות של מחסור במזון.
* '''שילוב של מערכות תיקון עם מערכות מעקף ו/או מלאים''' - מערכת המעקף, העתודה או המלאי מאפשרת "פסק זמן" בזמן שמערכת אחרת דואגת לשיפוץ או החלפה של תת המערכת שקרסה. בדרך כלל המערכת העוקפת היא מערכת שלא רוצים להשתמש בה באופן יומיומי - מערכת פחות יעילה, בתפקוד נמוך יותר, שעלות הפעלתה יקרה יותר או בתפקוד בעל אורך חיימ מוגבל וכו'. דוגמאות לכך היא תקיפה על ידי חיל אוויר בזמן שכוח חילוץ מפנה כוח שנפגע, הפעלת מערכות לב ריאה בזמן ניתוח, שילוב של משטרה ואמבולנסים בפינוי נפגעים מתאונת דרכים, ועוד.
* '''שילוב של מערכות תיקון עם מערכות מעקף ו/או מלאים''' - מערכת המעקף, העתודה או המלאי מאפשרת "פסק זמן" בזמן שמערכת אחרת דואגת לשיפוץ או החלפה של תת המערכת שקרסה. בדרך כלל המערכת העוקפת היא מערכת שלא רוצים להשתמש בה באופן יומיומי - מערכת פחות יעילה, בתפקוד נמוך יותר, שעלות הפעלתה יקרה יותר או בתפקוד בעל אורך חיימ מוגבל וכו'. דוגמאות לכך היא תקיפה על ידי חיל אוויר בזמן שכוח חילוץ מפנה כוח שנפגע, הפעלת מערכות לב ריאה בזמן ניתוח, שילוב של משטרה ואמבולנסים בפינוי נפגעים מתאונת דרכים, ועוד.
==השלכות על הניתוח הכלכלי==
עקרון אנא קרנינה הוא חלק מהסיבה מדוע פירמות, בני אדם ומוסדות כמו צבאות, מדינות וכו' אינם מתפקדים בצורה שרק ממקסמת את הערך של יעילות, אלא גם על פי ערך של [[רובסטיות]] - עמידות בפני זעזועים והפתעות. בהתאם לכך מחזיקות עתודות, מלאים, מנגוני בטיחות ובקרה "מיותרים" לכאורה שמסרבלים את פעילות המערכת, וגורמים שתהיה פחות יעילה (בטווח הקצר), עם פחות התמחות, פעולה איטית יותר, או שדורשת משאבים גבוהים יותר.
תאונות מתרחשות בסבירות מסויימת, וגם בהסתברות נמוכה לכל רכיב, מספר רב של רכיבים במערכת שיש בה את עקרון אנא קרנינה גורם לכך שהמערכת לא תתפקד בהסתברות גבוהה, אלא אם היא מחזיקה מערכות בקרה ומלאים כאלה.
==ראו גם==
==ראו גם==