Текст книги "Целостный метод системной технологии и системная экология"

Специфика целостного метода системной технологии заключается в том, что он позволяет в результате анализа и исследований раскрыть факторы и механизмы целого и целостности, оценить степень целостности объекта и придать направленность теоретической или практической деятельности на получение целостных, целых результатов.

● С позиций системной технологии обязательным компонентом модели системы должно являться описание ее границ с внешней средой и границ с внутренней средой ее элементов. Могут существовать как физические, так и концептуальные границы систем.

Системе, как и целому, как установлено ранее, присущи целостности трех типов – целостность малого по отношению к большому (целостность первого типа), целостность большого по отношению к малому (целостность второго типа), целостность равного по отношению к равному (целостность третьего типа). В целом существует, как мы установили, баланс целостностей. В системе, хотя ей и присущи целостности трех типов, если она не целое, этого баланса нет. Применение понятия целостности позволяет установить границы системы и определить их количественный вклад в формирование системы, как целого, в получение синергетического эффекта в данной системе.

Определение модели границ системы с ее внутренней средой проведем следующим образом. Составим модели всех элементов системы и факторов целостности всех трех типов для элементов и всей системы «внутри системы» и получим модель системы, удобную для определения ее границ. Выделив в моделях факторов целостности данной системы во взаимодействии с собственными частями (элементами), направленность в интересах собственных целей частей (элементов) рассматриваемой системы, получим модель «входов» частей (элементов) системы. С другой стороны, выделив в моделях факторов целостности данной системы во взаимодействии с собственными частями (элементами), направленность в интересах собственной цели рассматриваемой системы, получим модель «выходов» частей (элементов) системы. Обе эти модели в совокупности представляют собой модель границы системы с внутренней средой.

Определение модели границ системы с ее внешней средой проведем следующим образом. Составим для полученной модели системы, как для элемента (части) других систем, модели факторов целостности для каждой из «внешних» систем, в которых она участвует. Выделив в моделях факторов целостности данной системы во взаимодействии с внешними системами, деятельность в интересах собственной цели рассматриваемой системы, ее частей (элементов) получим модель «входов» системы. С другой стороны, выделив в моделях факторов целостности данной системы во взаимодействии с внешними системами, деятельность в интересах миссионерской цели рассматриваемой системы, ее частей (элементов) получим модель «выходов» системы. Обе эти модели в совокупности представляют собой модель границы системы с внешней средой.

Обе границы имеют формальную, учтенную при составлении указанных моделей, и неформальную части. Неформальная часть границы имеет место в связи со сменой приоритетов части (элемента) системы, как участника как данной, так и других систем. В производственных системах такие смены приоритетов могут происходить в результате воздействия климата, социальной среды, городского транспорта, страховых компаний, профсоюза, семьи, магнитного поля Земли, иных факторов.

● Задачи построения системы решаются в зависимости от того, что является «изготовителем» изделия системы: процесс системы или структура системы.

В технологических системах изделие, продукт – это результат осуществления системного процесса целенаправленного преобразования ресурсов (материальных, информационных и др.), в экономических системах изделие системы – это определенный комплекс экономических показателей, являющийся результатом системных экономических процессов. Во многих других системах, являющихся основным объектом приложения системной технологии, изделие системы также является результатом системного процесса. Это, образно говоря, «системы-процессы».

Напротив, в таких системах, как здания, мосты, конструкции аппаратов, машин, цель системы реализуется с помощью структуры, а процессы теплового, механического и иного взаимодействия (между элементами зданий, например) являются сопутствующими и не необходимыми для реализации основного назначения этих систем в соответствии с замыслом их создания. В этих системах (можно назвать их «системы-структуры») изделием системы может являться: внешний облик (архитектурные комплексы), потребляемый внешней эстетической средой; надежность транспортного соединения двух участков дороги, подходящей с двух сторон к берегам реки (мост), потребителем которой является транспортные средства и пешеходы.

Надо заметить, что системы-структуры – это, как правило, элементы и подсистемы больших и сложных стохастических систем. Так, архитектурное сооружение – часть системы «человек – архитектурный ансамбль»; процесс этой системы – это процесс удовлетворения эстетических потребностей человека; этот процесс «проходит по-разному» для каждого сочетания «новый человек – архитектурное сооружение»; формальной модели этого процесса не существует, как правило. Другой пример – «мост-транспорт (в т.ч. и пешеход)»; процесс этой системы может быть описан только статистическими методами; его конкретная реализация – это взаимодействие детерминированной структуры со случайным набором остальных элементов системы; другими словами, это системы со случайным набором элементов, поведение которых также носит вероятностный характер, Таких систем много – ракета «земля-воздух», транспортные сооружения и т.п. В реальности все системы имеют вероятностные компоненты процессов и/или структур. Вопрос только в том, можно ли обойтись без учета этого или нет, для того, чтобы построить модель системы с приемлемой для практики точностью.

Таким образом, модели системы могут создаваться для моделирования системы в целом, либо процесса системы, либо структуры системы в зависимости от того, что обеспечивает достижение целей системы.

С помощью моделей систем описываются количественные и качественные характеристики (параметры) систем. Число характеристик, которые имеют значение для проектирования, построения, исследования и оценки функционирования системы может быть довольно значительно. Это, например, безопасность деятельности; точность функционирования; быстродействие; издержки; надежность, социальные аспекты и т.д.. Набор характеристик может значительно меняться на разных фазах жизненного цикла системы.

● Рассмотрим модель жизненного цикла системы на примере искусственной системы, т.е. системы, создаваемой человеком.

Любая искусственная система по определению создается человеком; в соответствии с представлениями целостного метода системной технологии такая система является системой-результатом (изделием, продуктом) в некоторой системной триаде «объект-субъект-результат». Ее жизненный цикл содержит концептуальную, физическую и постфизическую стадии.

Концептуальная стадия содержит следующие фазы:

– формирование, исследование, выделение и описание новых потребностей во внешней среде будущей триады «объект-субъект-результат» (напр., во всей или в части общественного производства);

– формулирование и количественное описание цели (одной из целей), возникающей во внешней среде в соответствии с некоторой новой потребностью;

– комплексное или частное (напр., экономическое, социальное или экологическое) исследование и обоснование системы, как изделия, необходимого для достижения цели (комплекса целей, связанных с удовлетворением новых потребностей общественного производства);

– эскиз системы (анализ вариантов построения, выбор и проработка требований к будущей системе в виде задания на создание и реализацию проекта системы);

– проект системы (разработка всех деталей конкретного варианта воплощения системы, построение макетов и опытных образцов, окончательный вариант обоснования системы и бизнес-плана ее реализации).

Действия по реализации системы на ее концептуальной стадии производятся вначале элементами внешней среды, а затем в системе-субъекте будущей триады систем «объект-субъект-результат». На этой стадии модель будущей системы проходит этапы осознания необходимости создания системы (анализ – прообраз будущих характеристик системы), формального описания идеи ее построения (исследование – прообраз будущего процесса и структуры системы), плана и задания на ее создание, эскизно-технического и рабочего проекта системы (проектирование).

Одновременно могут создаваться компьютерные и натурные модели вариантов системы или ее частей для принятия решения по уточнению модели системы. В системе-субъекте могут быть аналитические, исследовательские, экспертные, проектные, конструкторские, архитектурные, производственные подразделения, общая задача которых – построение концептуальной модели системы в виде проекта, которая, будучи реализована физически, обеспечит, с высокой степенью вероятности, более лучшее (в смысле конкретных критериев) достижение определенной цели во внешней среде по сравнению с другими альтернативами.

Физическая стадия содержит следующие фазы:

– опытно-экспериментальная (изготовление моделей системы в виде опытных образцов, макетов, компьютерных программ, опытно-промышленных изделий пробной или установочной серии при запуске системы в производство;

– создание производственной системы-объекта для изготовления описываемой системы); производственная (изготовление системы в серийном или единичном производстве и поставка ее заказчику);

– эксплуатация системы в соответствии с ее назначением во внешней среде до окончания срока морального или физического износа.

На физической стадии система-субъект видоизменяется, ее функции расширяются и дополняются новыми:

– управление производством и маркетинг системы-результата;

– конструкторское и технологическое обеспечение производства;

– сервисное сопровождение, обеспечение соответствующими разрешениями (лицензиями) процесса эксплуатации системы;

– экспертиза, мониторинг, учет ошибок и внесение изменений в системе производства;

– актуализация информации о системе, имеющейся у пользователя; предоставление услуг по улучшению системы (или способов ее эксплуатации).

Постфизическая стадия содержит следующие фазы:

– вывод системы из обращения, изъятие из процесса эксплуатации в связи с моральным или физическим износом;

– консервация и хранение или ликвидация системы;

– сохранение модели системы на бумажных и/или компьютерных носителях;

– использование хранимой модели системы для создания более совершенных систем аналогичного или сходного назначения.

На этой стадии функции системы-субъекта вновь видоизменяются и сужаются до функций банка, архива информации и склада образцов, макетов системы-результата. Сама система-результат на этой стадии вновь превращается в свою модель – концептуальную систему, которую могут неоднократно использовать при создании новых моделей – концептуальных систем.

Мы рассмотрели модель жизненного цикла системы-результата на всем протяжении от появления предпосылок к ее созданию во внешней среде до ее физической «гибели» и продолжения жизненного цикла на постфизической стадии в форме концептуальной системы. И система-субъект деятельности и система-объект деятельности также являются системами-результатами для некоторых метасистем и макросистем общественного производства; к ним полностью применима предложенная модель жизненного цикла системы.

● Классификация систем. Среда, как уже установлено, состоит из концептуальных (воображаемых, виртуальных) и реальных (физических) сред.

В концептуальных (воображаемых) средах процессы и структуры деятельности осуществляются на моделях проблем, результатов, целей, объектов, субъектов и других частей среды. Результаты деятельности приводят к изменениям в моделях среды, т.е. в представлениях о среде без изменения самой среды. Концептуальные системы располагаются на реальных носителях, напр., это УСЭППА, АСВТ, ЕСВТ. Напр., модели могут располагаться в компьютерных средах моделирования, на бумаге, в мозгу человека, в иных.

В реальной среде процессы деятельности осуществляются при реальном решении проблем, получении результатов частями среды и приводят непосредственно или опосредованно к изменениям в самой среде, в ее концептуальной и реальной частях.

Виртуальные (концептуальные) и реальные (физические) системы, как и среды, могут быть информационными, человеческими (социальными), материальными, недвижимости и машин (напр., кадастр недвижимости, земельный кадастр – виртуальные среды), финансовыми, иными.

Все системы создаются с целью, которая по отношению к ним является миссионерской. Достижение этой цели контролируется с помощью критериев. Общее определение системы, как мы уже установили, – совокупность способов и средств взаимодействия внутренней среды элементов (частей) системы с внешней средой.

Концептуальные и физические системы (виртуальные и реальные). По признаку принадлежности к стадиям жизненного цикла можно различать концептуальные и физические системы. На концептуальной и постфизической стадиях система существует в концептуальной форме, на физической стадии – в физической форме.

Концептуальные системы – это модели систем в виде замыслов, идей, концепций, схем и методов построения систем, математических и иных моделей систем, программ и планов системной деятельности, проектов систем, опытных образцов, макетов, полезных моделей, промышленных образцов, других объектов промышленной собственности, объектов авторского права и смежных прав.

Концептуальные системы могут использоваться для производства новой информации и знаний в сферах науки, проектирования, культуры, образования, управления и для построения физических систем. Концептуальными системами являются системы наук, как совокупности описания способов и средств взаимодействия внутренней среды элементов (частей) человеческого разума, как системы, с внешней средой.

Концептуальные системы тиражируются, распространяются и хранятся с помощью физических носителей информации: бумага, компьютерные носители, опытные образцы, демонстрационные макеты, архивные модели, видеопленка, аудиокассеты, а также с помощью физических процессов говорения и слушания, радио – и телепередач и т.д. Физические носители также могут представлять собой системы или подсистемы систем, но, как правило, это системы, построенные в соответствии с другими концептуальными моделями, чем та концептуальная система, для которой они используются, как носители.

Физические системы – это реализация концептуальной системы в виде совокупности компонент ресурсов (материальных, человеческих, энергетических, природных, информационных, финансовых, коммуникационных, недвижимости, машин, оборудования). К физическим системам относятся технологические системы материального производства, экономико-административные системы управления производством, системы связи, системы организации образования и научных исследований, системы управления, анализа и проектирования, компьютерные системы и сети и другие системы. Результат их деятельности – знания и умения человека, услуги, материальные, энергетические, информационные товары, потребляемые сферами общественного производства и потребления и природной средой.

Природные и искусственные системы. По признаку происхождения различаются природные и искусственные системы.

Природные системы созданы природой: водные системы (пресноводные и морские), атмосферные, горные системы, солнечная система. В классе природных систем особое место занимают экологические системы. Мы здесь не рассматриваем вопрос, являются ли действия природы разумными. Мы имеем в виду лишь состоявшийся факт наличия системы, к появлению которой человек не имеет отношения; следовательно, считаем мы, эта система создана природой.

Природа, в нашем понимании, созидатель систем, который, во-первых, не человек, во-вторых, действует не по тем правилам, которые может объяснить для себя человек, и, в-третьих, эти правила приводят к лучшим результатам в смысле построения систем.

Искусственные системы созданы человеком: производственная система, система исследования космоса, робототехнические системы, системы сферы здравоохранения, системы обороны, обучающие системы, информационные системы, энергетические системы, коммуникационные системы, государственные системы, политические партии. Внешняя среда создает определенные мотивации, в силу которых поведение человека становится целенаправленным. Как правило, эти цели более успешно достигаются, если человек для этого создает системы, как совокупность способов и средств взаимодействия внутренней среды некоторого набора элементов (частей) с внешней средой.

Социальные системы, системы «человек-машина» и машинные системы. По признаку участия человека в качестве части (элемента, подсистемы) искусственной системы можно различать системы социальные, системы «человек-машина» и системы машинные.

Социальные системы состоят только из людей и причинно-следственных отношений между ними. Процессы достижения целей и деятельность социальных систем лежат в области принятия решений. Эти решения в большинстве случаев относятся к вопросам развития социальных систем и их элементов и совершенствования влияния факторов целостности в социальных системах. Примерами таких систем могут служить органы управления промышленными фирмами, правительственные ведомства, политические партии, общественные объединения. Наиболее важное значение для таких систем имеют организационная структура (структура действия факторов целостности) и поведение людей, как элементов и частей системы.

Системы «человек-машина» состоят из людей и из компонентов других видов ресурсов (автомобиль, трактор, участок земли, здания, сооружения, компьютер, технологическое оборудование). В большинстве своем системы «человек-машина» являются подсистемами больших и сложных производственных систем в различных сферах деятельности человека.

Машинные системы состоят только из машин (компьютеров, контроллеров, регуляторов, технологического оборудования, аппаратов). Это гидроэнергетические системы, системы автоматического регулирования и управления, крылатые ракеты, метеорологические спутники земли, роботы-манипуляторы, транспортные системы. Среди машинных систем выделяются системы, способные самонастраиваться и адаптироваться к изменениям условий внешней среды (самонастраивающиеся системы, адаптивные системы, инвариантные системы).

Открытые и закрытые системы. По признаку наличия взаимодействий с внешней средой системы и с внутренней средой элементов системы можно выделить закрытые и открытые системы.

Система является закрытой, если в ней закрыты границы между ней и внешней средой и ней и внутренними средами элементов (частей) системы. В реальности трудно представить себе модель закрытой границы между внешней средой системы и системой. Еще более затруднительно представить себе модель закрытой границы между системой и внутренней средой ее элементов.

Например, трудно представить себе такую закрытую границу, которая позволяет производственной системе не зависеть от настроения и состояния здоровья сотрудника, от тех воздействий, которым он подвергся в семье, на транспорте, на рынке ценных бумаг. Например, не является закрытой, в смысле зависимости от внутренней среды элементов, система автоматического регулирования уровня жидкости в некотором технологическом цикле; по мере износа датчика и исполнительного механизма система будет переходить к новым устойчивым состояниям и, затем, к состоянию отказа, к потере работоспособности.

Тем не менее, закрытые системы находят постоянное применение при моделировании систем, при проведении научных исследований, при проектировании систем. Так, при проведении научных исследований и постановке лабораторных экспериментов принимаются меры по созданию закрытой системы, т.е. по закрытию границы между системой и влияющими на нее средами. Это делается во многих случаях, напр., для изучения на земле поведения человека в космосе, для анализа условий протекания химических реакций, для изучения физических свойств сплавов металлов и т.д.

Система называется открытой, если открыты границы между системой и ее внешней средой и/или между системой и внутренней средой элементов системы. Модель открытой системы не может быть построена в виде замкнутой концептуальной системы. Так, к открытым системам относятся экологические, социальные, производственные, технологические, экономические системы. Все живые системы – открытые системы.

Постоянные и временные системы. По признаку наличия или отсутствия постфизической стадии жизненного цикла системы можно различать постоянные и временные системы.

Постоянная система всегда присутствует в концептуальной и/или физической форме. Для нее не существует проблемы постфизической, «пассивной» формы существования. Постоянная система всегда есть и функционирует, производя преобразования, соответствующие замыслу внешней среды. Понятие «всегда» означает всегда, в любой момент времени, когда у внешней среды возникает потребность в результатах функционировании этой системы, постоянная система производит необходимые действия.

Временная система – это система, необходимая внешней среде в течение ограниченного периода времени. После ее «активного использования» необходимость внешней среды во взаимодействии с данной системой отпадает. Система переходит в постфизическую стадию жизненного цикла.

Временными системы могут быть по замыслу или по обстоятельствам. Длительность времени существования системы может быть заранее задана или она может зависеть от сочетания характеристик внешней и внутренней сред. Сочетание характеристик внешней и внутренней сред, приводящее к гибели системы, может наступить по заранее составленному плану либо это случайное событие.

Предприятия, создаваемые для организации уникального спортивного или зрелищного мероприятия, для съемки фильма, для осуществления одиночного кругосветного путешествия, для организации гастролей выдающегося рок-музыканта в городе Н., являются временными по замыслу. Предприятие по выпуску молочной продукции, обанкротившееся в связи с резким падением спроса на его продукцию, университет, закрывающийся в связи с изменением спроса на рынке труда, – временные системы по обстоятельствам.

Естественно, что и концептуальные, и реальные системы являются, в большинстве своем, системами постоянными по замыслу и временными по обстоятельствам. Даже классно-урочная система Яна Коменского может оказаться временной системой, что представить себе пока невозможно.

Стабильные и нестабильные системы. По признаку стабильности результата функционирования, либо стабильности структуры или процесса системы, либо стабильности некоторого набора характеристик системы могут различаться стабильные и нестабильные системы.

Результат функционирования системы оценивается внешней средой, как правило, с помощью набора критериев; эти критерии определяют, является ли данный конкретный результат деятельности системы (и/или процесс системы, и/или структура системы, и/или некоторый набор характеристик системы) таким же привлекательным для внешней среды, как и предыдущие результаты, или нет. Если на протяжении длительного периода времени сохраняется привлекательность системы для внешней среды по этим признакам, то это – стабильная система.

Если внешняя среда установила для себя, что система часто теряет свою привлекательность, то это – нестабильная система.

Система может путем изменения своей структуры или процесса восстановить свою репутацию и вновь доказывать свою стабильность внешней среде. Собственно таким путем и достигается стабильность системы. В этом случае система опережает анализ со стороны внешней среды и проводит его сама для того, чтобы заранее определить целесообразные изменения процесса и структуры для создания обоснованного имиджа стабильной системы. Такая деятельность является составной частью маркетинга и менеджмента фирмы.

Во многих случаях невозможно постоянно на практике определять результат функционирования системы, например, для воинских формирований. В этих случаях показателем стабильности системы может явиться некоторый набор ее характеристик (состояние воинской дисциплины, следование уставам, умение ходить в строю, умение вовремя ложиться и вставать, умение зарабатывать хорошие показатели на учениях и т.д.).

Итак, в терминах системной технологии стабильность системы – это стабильность проявления ею целостности первого типа по отношению к внешней среде.

Технологические и управленческие системы. По признаку участия в выпуске изделия можно разделять системы технологические, управленческие, производственные. Технологические системы непосредственно заняты выпуском изделий (система-объект). Управленческие системы заняты обеспечением качественного взаимодействия подсистем технологической системы между собой и обеспечением взаимодействия технологической системы в целом с внешней средой (система-субъект).

Системы производства (производственные системы). Производственная система – это объединение технологической и управленческой систем (завод, комбинат, фирма, корпорация и т.д.).По признаку вида результата производства различаются производственные системы материального, информационного, энергетического, человеческого, коммуникационного, финансового, природного, строительного производств. Все эти системы предназначены для удовлетворения определенных потребностей жизнедеятельности человека, домашнего хозяйства, общества, общественного производства в знаниях, товарах, услугах. Это – материальные товары, информационные товары и услуги, энергетические, человеческие, коммуникационные, финансовые, природные ресурсы, ресурс недвижимости и машин.

Системы управления (управленческие системы). По признаку участия нижних уровней в управлении можно различать административные, демократические, административно-демократические системы управления.

Системы административного управления при принятии решений рассматривают преимущественно только те альтернативы, которые выработаны ими или вышестоящими уровнями иерархии управления. Нижестоящие уровни необходимы в данном случае только для обеспечения информацией о своем состоянии и для исполнения решений. Априори здесь предполагается недостаточная компетентность системы нижнего уровня в вопросах выработки и принятия решений.

Системы демократического управления при принятии решений рассматривают все альтернативы, поступающие от систем всех уровней, и считают их компетентность достаточной для квалифицированной разработки представляемых ими альтернатив и для квалифицированной оценки альтернатив, представляемых другими. Принятие решений осуществляется на основе большинства голосов, поданного за конкретный вариант решения, от представителей систем всех уровней.

Системы административно-демократического управления при принятии решений рассматривают вначале все альтернативы, поступающие от систем всех уровней и мнения всех уровней обо всех альтернативах. Принятие решений осуществляется системой верхнего уровня после изучения всех мнений и всех альтернатив.

Системная технология рассматривает также административные, демократические, административно-демократические системы проектирования, анализа, исследований, производства, экспертизы, контроля (мониторинга, инспекции, надзора), разрешительные (лицензирования), архивные.

● Основная, дополнительная и полная системы. Все рассмотренные нами системы при целостном подходе рассматриваются как полные системы, состоящие из основной и дополнительной систем. В любой полной системе равнозначными являются основная и дополнительная системы. Основная система предназначена для производства результата (знания, товара, услуги), необходимого внешней среде. Дополнительная – для обеспечения транспортно-складских операций поддержки процессов и структур основной системы.

Так, в полных системах управления должна выделяться основная система, предназначенная для выработки управленческих решений (услуг по управлению), и дополнительная – для услуг по информационной поддержке процессов выработки решений. В дополнительной системе осуществляются транспортно-складские процессы сбора, хранения, предварительной обработки и доставки информации человеко-машинным элементам основной системы. Недооценка простых задач дополнительной системы, связанных со складированием и транспортированием информации, приводит к несистемным решениям, отсутствию целостности систем управления.

Так при создании промышленного технологического комплекса будет считаться грубейшей ошибкой, если не предусмотреть соответствующие средства транспорта и склада.

В то же время недостаточность средств транспортирования и склада информации в проекте управленческой системы является довольно распространенным явлением. Основная причина заключается в том, что при проектировании систем управления внимание уделено, напр., алгоритмам менеджмента, маркетинга, работе на рынке ценных бумаг, оптимизации структуры управления и т.д. В то же время задачи формирования регулярных оперативного, текущего, перспективного потоков и хранилищ информации в полном объеме, как правило, не рассматриваются.

Алгоритм проектирования и применения системы, как полной системы, должен содержать следующие правила и процедуры:

а) рассматривать, в конечном счете, полную систему; процедуры решения отдельных задач анализа и синтеза необходимо проводить с помощью моделей основной и дополнительной систем, объединяя затем эти задачи в рамках полной системы;

б) решая задачи на модели основной системы, необходимо поставить и решить задачу мониторинга дополнительной системы; в простейшем случае необходимо установить ограничения на элементы и процессы дополнительной системы с позиций основной системы;

в) решение задачи на модели дополнительной системы необходимо дополнить задачами мониторинга основной системы; в простейшем случае необходимо установить ограничения на элементы и процессы основной системы с позиций дополнительной системы.

Каждую систему, совокупность систем, часть (элемент, в том числе) системы необходимо рассматривать с помощью моделей полной системы (процесса, структуры), основной и дополнительной систем (процессов, структур).