О закономерностях систем можно говорить в разных смыслах. Можно исследовать статические, динамические или статистические закономерности, характерные для конкретных систем, выявлять энтропийные тенденции и механизмы, обеспечивающие устойчивость, саморегулирование, развитие или другие процессы в системе и ее частях. Можно изучать и использовать логические закономерности, лежащие в основе функционирования системы и процессов принятия решений в ней.
Можно говорить о закономерностях формирования и развития целей, организационных структур системы в целом и отдельных ее подсистем. Исследование и представление законо-мерностей существенно зависит от выбранного метода отображения и анализа системы.
Конкретные подходы и методы системного анализа и выявляемые с их помощью закономерности, помогающие в решении практических задач, будут изложены в ч. II и III. Здесь же мы рассмотрим основные из наиболее исследованных общесистемных закономерностей, которые характеризуют систему как целое, и кратко остановимся на закономерностях целеобразования и структуризации целей, играющих важную роль в развитии систем.
Целостность. Целостность системы означает с одной стороны, что все подсистемы и компоненты, входящие в систему, связаны между собой различными видами связей и функционируют согласо-ванно для достижения поставленных перед системой целей. С другой стороны, что поставленные перед системой цели могут быть дости-гнуты только при совместном функционировании всех компонентов, входящих в систему. Только совместная согласованная работа всех компонентов даёт, так называемый, системный эффект. В простых технических системах целостность системы может обеспечиваться размещением всех их компонентов на едином основа-нии или в едином корпусе (самолёт, корабль и т. п.) или на единой территории (прокатный стан, атомная электростанция). В большин-стве простых систем целостность обеспечивается наличием физичес-ких связей между подсистемами (механических, электрических, гидравлических, пневматических). В более сложных системах, особен-но в организационно-экономических (предприятие, учреждение, учеб-ное заведение, организация, отрасль промышленности, государство), целостность обеспечивается информационными, финансовыми и др. связями (национальными, политическими). Именно связи в основном обеспечивают целостность системы. Но наличие системного эффекта также является объязательным условием для существования системы. Системный эффект заключается в том, что из свойств системы принципиально невозможно вывести сумму свойств составляющих её компонентов и, обратно, из свойств компонентов невозможно вывести свойства целого, т. е. системы. Например, организм человека представляет большую совокупность различных органов, входящих в состав разных подсистем (костно-мышечная, сердечно-сосудистая, нервная, и т.д.). Каждый орган или подсистема выполняют определённые функции. Но только при совместном их взаимодействии человек, как биологическая система, может передвигаться, мыслить, выполнять творческую и физическую работу, создавать сложнейшие технические объекты, шедевры живописи и музыки. Ни один орган, ни одна подсистема в одиночку не могут это выполнить. Аналогично можно показать наличие системных свойств в технических системах. Например, радиолокационная станция (РЛС) представляет собой взаимосвязанную совокупность различных подсистем и компонентов: - передающая, антенная, приёмная подсистемы, подсистемы первичной и вторичной обработки и отображения информации, подсистема электропитания и др.
Каждый компонент или подсистема выполняют определённые функции в процессе работы РЛС: передающая подсистема формирует мощные высокочастотные зондирующие сигналы; антенная подсистема преобразует их в электромагнитные волны и излучает их в заданном направлении; приёмная подсистема принимает слабые отражённые от различных объектов сигналы, выделяет их из помех, усиливает и преобразует их на более низкие частоты; подсистема первичной обработки измеряет отдельные параметры полученных сигналов - интенсивность (амплитуду), запаздывание во времени и смещение частоты по отношению к зондирующим сигналам и др. и формирует радиолокационные отметки; подсистема вторичной обработки радиолокационной инфорации обрабатывает радиолокационные отметки, связывает их по соответствующим критериям в определённые совокупности точек; подсистема отображения отображает получаемую от подсистем первичной и вторичной обработки информацию на различных табло и индикаторах; подсистема электропитания обеспечивает электроэнергией работу всех подсистем и компонентов РЛС. Таким образом, все подсистемы и компоненты в составе РЛС в одиночку выполняют функции формирования, усиления и преобразования радиосигналов, измерения их параметров. В целом же система получает новые свойства, которыми не обладает ни одна подсистема или компонент - РЛС измеряет пространственные координаты наблюдаемых объектов (т.е. определяет местоположение объектов), скорости их перемещения по соответствующим координатам, траектории движения, координаты точек взлёта и посадки, и др. Это и есть системные свойства, которыми не обладает ни одна подсистема.
Существенным проявлением закономерности целостности являются новые взаимоотношения системы как целого со средой, отличные от взаимодействия с ней отдельных элементов. Свойство целостности всегда связано с целью, для выполнения которой предназначена система. При этом если цель не задана в явном виде, а у отображаемого объекта проявляются целостные свойства, то цель (в виде системообразующего критерия или конечного результата) может быть определена путем изучения свойств системы как целого, причин появления целостности. Благодаря тому, что отображение объекта в виде системы под-разумевает качественные изменения при объединении элементов в систему и при переходе от системы к элементам, и что это свойство проявляется на любом уровне расчленения системы на составляющие, мы можем хотя-бы структурой представить объект или процесс, для которого сразу не может быть определена математическая модель, требующая выяснения точных взаимоотношений между компонентами системы, а следовательно и причин появления целостности. Иными словами, с помощью понятий система и структура можно отображать проблемные ситуации с неопределенностью, при этом как бы делить "большую" неопределенность на более "мелкие", которые в ряде случаев легче поддаются изучению.
Когда система является средством исследования, актуальной становится оценка степени ее целостности при переходе из одного состояния в другое. В связи с этим вводится закономерность, которую называют физической аддитивностью, независимостью, обособленностью. Свойство физической аддитивности проявляется у системы, как бы распавшейся на независимые элементы. Собственно в этом крайнем случае и говорить-то о системе нельзя. Но, иногда существует опасность искусственного разложения системы на независимые элементы, даже когда при внешнем изображении они кажутся элементами системы. Строго говоря, любая система всегда находится между крайними точками как бы условной шкалы: абсолютная целостность - абсолютная аддитивность. Текущий этап развития системы можно характеризовать степенью проявления в ней одного или другого свойства целостности и тенденцией к его изменению. Например, для оценки этих изменений А. Холл [24] вводит такие понятия, как прогрессирующая факторизация (т.е. стремление системы к состоянию со все более независимыми элементами) и прогрессирующая систематизация (стремление системы к уменьшению самостоятельности элементов, т. е. к большей целостности). В последнее время появляются попытки введения сравнительных количественных оценок степени целостности, коэффициента использования элементов в целом с точки зрения определенной цели. В дальнейшем будет показана возможность введения количественной оценки целостности и рассмотрено применение этой оценки для сравнительного анализа иерархических структур.
Интегративность. Этот термин часто употребляется как синоним целостности. Однако им обычно подчеркивают интерес не к внешним факторам проявления целостности, а к более глубоким внутренним причинам формирования этого свойства и, главное, - к его сохранению. Интегративными называют системообразующие, системосохраняющие факторы, важными среди которых являются неоднородность и противоречивость ее элементов [4].
Коммуникативность. Эта закономерность определяет, что любая система не изолирована, что она связана множеством коммуникаций со средой, которая также не однородна, а представляет собой сложное образование, содержит надсистемы, задающие требования и ограничения исследуемой системе, подсистемы и системы одного уровня с рассматриваемой системой.
Иерархичность. Иерархичность характеризует закономерности построения всего мира и любой выделенной из него системы и является одним из наиболее важных средств исследования систем.
Все мы хорошо представляем проявление иерархической упорядоченности в природе, начиная от атомно-молекулярного уровня и кончая человеческим обществом. Но не всегда учитываем важнейшую особенность иерархичности, заключающуюся в том, что закономерность целостности проявляется на каждом уровне иерархии. Благодаря этому на каждом уровне возникают новые свойства, которые не могут быть выведены как сумма свойств элементов. При этом важно, что не только объединение элементов в каждом узле приводит к появлению новых свойств, которых у них не было, и утрате некоторых свойств элементов, но и что каждый подчиненый компонент иерархии приобретает новые свойства, отсутствующие у него в изолированном состоянии.
Таким образом, на каждом уровне иерархии происходят сложные качественные изменения, которые не всегда могут быть формально представлены и объяснены. Но именно благодаря этой особенности рассматриваемая закономерность приводит к интересным следствиям, которые весьма полезны при применении системных представлений как средства исследования сложных объектов и процессов, как средства принятия решений. Во-первых, с помощью иерархических представлений можно отображать системы с неопределенностью. Во-вторых, построение иерархической структуры зависит от цели, соответственно для многоцелевых ситуаций можно построить несколько иерархических структур, соответствующих разным целям, и при этом в разных структурах могут принимать участие одни и те же компоненты. В-третьих, даже при одной и той же цели, если поручить формирование иерархической структуры разным исследователям, то в зависимости от их предшествующего опыта, квалификации и знания системы они могут получить разные иерархичские структуры, т. е. по-разному разрешить качественные изменения на каждом уровне иерархии.
Эквифинальность. Это - одна из наименее исследованных закономерностей. Она характеризует как бы предельные возможности систем определенного класса сложности. Л. фон Берталанфи, предложивший этот термин, определяет эквифинальность при-менительно к "открытой" системе как "способность достигать не зависящего от времени состояния, которое не зависит от ее исходных условий и определяется исключительно параметрами системы" [7]. Потребность во введении этого понятия возникает, начиная с некоторого уровня сложности систем. Эквифинальноеть можно пояснить наиболее наглядно на примерах "живых" систем. Можно, например, говорить об уровне развития крокодила или обезьяны и характеризовать их предельными возможностями, предельно возможным состоянием, к которому может стремиться тот или иной вид, а соответственно, и стремлением к этому предельному состоянию из любых начальных условий, даже если индивид появился на свет раньше положенного времени или если провел, подобно Маугли, некоторый период жизни в несвойственной ему среде. К сожалению, не исследованы еще вопросы: какие именно параметры в конкретных системах обеспечивают свойство эквифинальности? Как обеспечивается это свойство? Как проявляется закономерность эквифинальности в организационных системах?
Историчность. Эта закономерность стала исследоваться сравнительно недавно. С точки зрения диалектического и исто-рического материализма любая система не должна быть неизменной, что она не только функционирует, но и эволюционирует (развивается), и мы легко можем привести примеры становления, расцвета, упадка и даже смерти биологических и общественных систем. Но все же для конкретных случаев развития организационных и технических систем трудно определить эти периоды. Не всегда даже руководители организаций и конструкторы сложных технических комплексов учитывают, что время является непременной характеристикой системы, что каждая система исторична и что это такая же закономерность, как целостность, интегративность и др. В последнее время на необходимость учета закономерности историчности начинают обращать все больше внимания. В частности, в системотехнике при проектировании и создании сложных технических систем (комплексов) рассматривают "жизненный цикл" системы, требующий, чтобы уже на стадии проектирования системы рассматривались не только вопросы создания, обеспечения эксплу-атации и развития системы, но и вопрос, как и когда нужно ее уничтожить (утилизировать), возможно, предусмотрев "механизм" уничтожения системы и её компонентов, подобно тому, как мы предусматриваем "механизмы" развития системы. К такой постановке вопроса утилизации систем подталкивают сотни снятых с эксплуатации надводных и подводных кораблей, ржавеющих и загрязняющих окружающую среду в акваториях различных портов, тысячи тонн радиоактивных отходов и конструкций атомных электро-станций, сотни тысяч тонн боевых и не боевых отравляющих веществ.
Закон необходимого разнообразия. Закономерность, известную под этим названием, впервые сформулировал У. Р. Эшби [26]. Он доказал теорему, что для того чтобы создать систему, способную справиться с решением проблемы, обладающей определенным, известным разнообразием, нужно, чтобы система имела еще большее разнообразие, чем разнообразие решаемой проблемы, или была способна создать в себе это разнообразие. Этот закон достаточно широко применяется на практике. Он позволяет, например, получить рекомендации по совершенствованию системы управления предприятием
Закономерность осуществимости и потенциальной эффективности систем. Эта закономерность показывает, что на основе предельных количественных показателей надежности, помехо-устойчивости, управляемости и других качеств системы можно получить количественные оценки порогов осуществимости систем с точки зрения того или иного качества, а объединяя качества - предельные оценки жизнеспособности и потенциальной эффектив-ности сложных систем. Например, Б. С. Флейшман [23] связывает сложность структуры системы со сложностью поведения и предлагает математические выражения для количественной оценки предельных свойств (качеств) системы. Закономерности целеобразования. Изучение процессов обо-снования и структуризации целей в конкретных условиях позволяет сформулировать некоторые общие закономерности целеобразования, которые полезно использовать при исследовании и совершен-ствовании сложных систем.
1. Зависимость представления о цели и самой формулировки цели от степени познания объекта (или процесса). Анализ определений понятия цель, приведенный в п.1.2, позволяет сделать вывод, что, формулируя цель, нужно стремиться отразить в формулировке или в способе представления цели ее активную роль и в то же время сделать ее реалистичной, направить с её помощью деятельность на получение определен-ного полезного результата. При этом формулировка цели и представление о ней зависит от степени познания объекта, и в процессе развития представлений об объекте цель может переформулироваться. Коллектив, формирующий цель, должен определить, в каком смысле на данном этапе рассмотрения объекта употребляется понятие цель, к какой точке "условной шкалы" ("идеальное устремление в будущее" - "конкретный результат деятельности") ближе принимаемая формулировка цели.
2. Зависимость цели от внешних и внутренних факторов. При анализе причин возникновения цели нужно учитывать как внешние так и внутренние факторы (внешние и внутренние потребности, мотивы, программы). При этом цели могут возникать на основе противоречий как между внешними и внутренними факторами, так и между внутренними факторами, имеющимися ранее и вновь возникающими в процессе развития системы. Это - очень важное отличие организационных "развивающихся", открытых систем от технических, отображаемых обычно замкнутыми или закрытыми системами. Теория управления техническими системами оперирует понятием цель как внешним по отношению к системе, а в открытых, развивающихся системах цель формируется внутри системы, и внутренние факторы, влияющие на формирование целей, являются такими же объективными, как и внешние.
3. Возможность сведения задачи формулирования общей (главной, глобальной) цели к задаче структуризации цели. Анализ процесса формулирования глобальной цели в сложной системе показывает, что эта цель возникает в сознании руководителя или коллектива не как чёткое единичное понятие, а как некоторая, достаточно "размытая" область. Исследования психологов показывают, что на любом уровне цель возникает вначале в виде "образа" цели. Особенно ярко это проявляется на уровне общей цели. При этом достичь одинакового понимания общей цели всеми испол-нителями, по-видимому, принципиально невозможно без ее детализации в виде упорядоченного набора взаимосвязанных подцелей, которые делают ее понятной и более конкретной для разных исполнителей. Из этого можно сделать вывод, что задача формулирования общей цели в сложных системах не только может, но и должна быть сведена к задаче структуризации цели. Коллективно формируемая структура цели, помогает достичь одинакового понимания общей цели всеми исполнителями. Следующие две закономерности можно считать продолжением первых двух закономерностей применительно к структурам целей.
4. Зависимость способа представления целей от степени познания объекта или процесса (продолжение закономерности 1). Наиболее распространенным и исследованным способом представления целей является древовидная иерархическая структура. Однако это не един-ственный способ. Для представления цели могут быть применены и другие способы отображения: иерархия со "слабыми" связями; табличное или матричное представление; сетевая модель. Иерархическое и матричное описание - это декомпозиция цели в пространстве, сетевая модель - это декомпозиция во времени. Возникновение "слабых" иерархий можно объяснить тем, что цели вышележащих уровней иерархии сформулированы слишком "близко" к "идеальным устремлениям в будущее", а представление исполнителей о целях-задачах не может обеспечить эти устремления. Развернутая последовательность подцелей в виде сетевой модели требует достаточно хорошего знания объекта и не всегда может быть получена. Тогда промежуточные подцели могут формулироваться по мере достижения предыдущей цели, что может быть использовано и как средство управления. По-видимому, перспективным является сочетание декомпозиции цели в пространстве и во времени.
5. Проявление в структуре целей закономерности целостности. В иерархической структуре целей, как и в любой иерархической структуре, закономерность целостности проявляется на каждом уровне иерархии. Применительно к структуре целей это означает, что достижение целей вышележащего уровня не может быть полностью обеспечено достижением подцелей, хотя и зависит от них, и что потребности, мотивы, программы, влияющие на формирование целей, нужно исследовать на каждом уровне иерархии.
|
|
