Простейшим примером, объясняющим возникновение синергети­ческого эффекта в технике и в природе, может служить резонанс (яв­ление сильного возрастания амплитуды электрических, механических и других колебаний в системе, когда частота ее собственных колеба­ний совпадает с частотой колебаний внешней силы).

Технические системы при их разработке и создании приобретают целостность, заключающуюся в выполнении тех функций, которыми не обладали составляющие их детали, узлы и другие части (свойства автомобиля или радиоприемника отличаются от свойств деталей, из которых он собран). В ином случае разработка какой-либо системы не имеет смысла.

В социологических исследованиях хорошо известен так называе­мый фактор толпы, представляющий собой проявле­ние синергетического эффекта в системе, состоящей из множества людей с кооперативным поведением.

Второй фактор проявления закономерности целостности системе объясняет наличие ее приобретенных свойств в прямой зависимости от свойств образующих ее частей (при этом свойства изучае­мой системы невозможно свести к свойствам его частей, а также вы­вести лишь из них). Так, в случае замены некоторой детали в технической системе на новую деталь система может перестать выполнять свои функции или могут измениться ее характеристики. Аналогично замена элементов в организационной структуре системы управления предпри­ятием (топ-менеджмента, руководства предприятия) может существенно повлиять на качество его функционирования.

Третий фактор представляет собой особенность изменения свойств элементов и компонентом, попадающих в систему, Так, деталь (например, радиодеталь) установленная в механизме или устройстве (например, в телевизоре) будет работать только в ограниченном для нее режиме, необходимом для работы всей технической системы. Аналогично производственная система в рабочее время подавляет у своих элементов-сотрудников вокальные, хореографические и некоторые другие спо­собности и использует только те свойства, которые нужны для осуществле­ния процесса производства. Еще в большей степени подавляет проявление способностей человека конвейер. С другой стороны, влияние трудового или творческого коллектива на отдельного его члена может оказать значительное воздействие на его личностные, общественные и профессиональные качества.

Существенным проявлением закономерности целостности являются новые взаимоотношения и взаимодействия системы с внешней средой, отличные от взаимоотношений и взаимодействий отдельных ее элементов и частей.

В частности, было доказано, что люди и животные, ор­ганизованные в систему, воспринимают внешнюю ситуацию и ведут себя совершен­но иначе, чем в случае их разобщенности. Другими словами, системные психологиче­ские механизмы и коллективное поведение формируются и развиваются по иным законам, чем индивидуальная психика и персональное поведение. Вместе с тем, они коррелированны, обусловливая и определяя друг друга, формируя то, что называют целостностью социальных и биологических систем.

Таким образом, следует отметить, что кроме внутрисистемных проявлений закономерности целостности возникают новые взаимоотношения и взаимодействия самой системы (как целого) со средой, которые отличаются от отношений и взаимодействий с ней отдельных элементов и компонентов.

Так, В.И. Вернадский при изучении целостности экологических систем, то есть систем, образован­ных взаимоотношениями человека с объектами живой и неживой природы, убедительно показал, что человек и природа (атмосфера, гидросфера, литосфера, биосфера) не только взаимосвязаны, но в этой системе уже совсем скоро не останется «резервных» элементов, то есть природных объектов, исчезновение ко­торых из-за деятельности человека не вызовет обратной реакции со стороны приро­ды. Именно эта ответная реакция составляет основу механизма восстановления це­лостности экосистем, возможно, с самыми негативными последствиями для человечества.

Свойство целостности связано также с целью, для выполнения кото­рой предназначена система. При этом, если цель не задана в явном виде, а у ото­бражаемого объекта наблюдаются целостные свойства, можно попы­таться определить цель или выражение, связывающее цель со средства­ми ее достижения (целевую функцию, системообразующий критерий), путем изучения причин появления закономерности целостности.

Необходимо отметить, что для технических объектов и систем цель, как правило, несложно сформулировать. А вот в организационных системах не всегда сразу легко понять причину возникновения целостности и требуется проводить анализ, позволяющий выявить, что привело к возникновению целостных, системных свойств.

Исследованию причин возникновения целостных свойств в теории систем уделяется большое внимание. Однако, на практике в ряде реальных ситуаций чрезвычайно сложно (а, зачастую, невозможно) выявить факторы, обусловливающие возникновение целост­ности.

Проблема заключается в том, что любое системное исследование так или иначе связано с нарушени­ем целостного представления изучаемой системы. Не расчленив систему на части, невозможно понять сути целого. Однако всякая декомпози­ция (расчленение) системы на отдельные обособленные части приводит к потере сути целого и неверной оценке свойств частей. Говоря иначе, при любом способе разделения объекта на части невозможно выявить его целостные свойства, так как простое механическое вычленение какого-либо элемента из него приводит к получению обособленного элемента с другими свойства, т. е. - к новому объекту. Еще Аристотель образно указывал по этому поводу, что рука, отделенная физически от тела, — это уже не рука.

Это приводит к парадоксу, который возможно разрешить при совместном применении принципов «от целого к частям» и «от частей к целому», то есть путем организации процесса исследований в виде поэтапного разукрупнения изучаемого объекта на страты, слои и эшелоны с одновременным установлением связей и взаимодействий между ними.

В данном случае системные исследова­ния становятся эффективным средством изучения объекта, потому что объект рассматривается как система, в которой проявляется закономерность целостности и подразу­мевается обязательные качественные изменения (на любом уровне расчленения систе­мы) при объединении элементов в систему и при переходе от системы к элемен­там. Достоинством этого подхода является возможность описания исследуемого объекта или процесса, достаточно сложного для его отображения, в виде формальной математической модели, хотя бы на уровне структуры.

Таким образом, признак целостности отражает особенности не вся­кого, а определенного вида целого, такого, где достаточно выражено единство и где обязательно имеются выделенные части, влияющие друг на друга.

Интегративность и аддитивность[5].

Термин интегративность часто употребляют как сино­ним целостности. Однако при его использовании исследователи подчеркивают интерес не к внеш­ним факторам проявления целостности, а к более глубоким причинам и процессам формирования (в той или иной степени) целостности и, главное, - к его со­хранению.

Интегративными называют системообразующие, системоохраняющие факторы, которые вызывают у элементов и компонентов системы (несмотря на возможную неоднородность и взаимные противоречия) активное стремление их вступать в коалиции друг с другом, т. е. устанавливать и усиливать межэлементные и межкомпонентные связи, ведущие к целостности.

С другой стороны при анализе систем рассматривают противоположные тенденции, направленные на ослабевание межэлементных и межкомпонентных связей вплоть до их полного разрушения. Такую закономерность называют физической аддитивностью, независимостью, суммативностью, обособленностью.

Строго говоря, любая развивающаяся система находится, как прави­ло, между крайними точками условной шкалы: с одной стороны - это состояние абсолютной целостности,при котором элементы и компоненты в системе полностью «потеряли» собственные индивидуальные свойства и полную свободу самостоятельного функционирования, но приобрели новые коллективные системно определяющие качества за счет наличия связей и взаимодействий. С другой стороны - это состояние абсолютной аддитив­ности,при котором все составляющие элементы и компоненты полностью «потеряли» связи друг с другом и системно приобретенные свойства, однако приобрели или восстановили при этом собственные индивидуальные свойства и полную свободу самостоятельного и независимого функционирования.

В том предельном случае, когда система «распалась» на незави­симые элементы, о ней как о системе по существу ее определения говорить уже нельзя – она по сути перешла в состояние простого набора элементов.

Следует отметить, что на практике существует опасность искусственного разложения системы на независимые элементы, даже когда при внешнем графиче­ском изображении они кажутся элементами существующей системы.

Прогрессирующая систематизация и прогрес­сирующая факторизация

Для оценки вышеописанных явлений интегративности и аддитив­ности А. Холл применил более «тонкие» формулировки: - «прогрес­сирующая систематизация», характеризующая стремление системы к уменьшению самостоятельности элементов, т. е. к большей целостности (пример интенсивных структур), и «прогрессирующая факторизация», характеризующая стремление системы к со­стоянию со все более независимыми элементами (пример деградирующих структур). По существу эти понятия характеризуют скорость и ускорение процессов в соответствующих закономерностях.

В любой рассматриваемый этап развития системы выделяемое ее состояние («срез») можно охарактери­зовать степенью проявления одного из этих свойств или тенденций к его нарастанию или уменьшению.

При создании сложных (особенно развивающихся) сис­тем встает проблема использования имеющихся ресурсов (материальных, методологических, финансовых, организационных и др.) с наибольшей эффективностью так, чтобы наискорейшим путем достичь максимальной интегративности, а также сохранить на продолжительное время сформированную целостность.

В данном случае, в принципе, невозможно разработать полный перечень рекомендаций по формированию и сохранению целостности, а проблема выбора и сохране­ния интегративных факторов должна решаться в конкретных приложениях на моделях, сочетающих средства качественного и количественного анализа.

В последнее время появляются попытки разработать методы распознавания направлений развития систем в сторону интегративности или в сторону аддитивности, оценки степени прогрессирующей систематизации или прогрес­сирующей факторизации, в частности путем введения сравнительных количественных оценок степени целостности и коэффициента исполь­зования свойств элементов в целом.

Закономерности коммуникативности и иерархичности систем

Эта группа закономерностей связана с исследованиями систем с позиций их структурного иерархического строения, с расчленения целого на части и их взаимодействия с окружающей (внешней) средой, значимой или существенной для функционирования систем.

Закономерность ком­муникативности

Эта закономерность составляет основу определения системы, из которого следует, что система не изолирована от других систем, она связана множеством коммуникаций с внешней средой. Последняя представляет собой сложное и неоднородное образование, которое, в свою очередь, содержит систему более высокого порядка или надсистему (или надсистемы), задающую требования и огра­ничения исследуемой системе. Кроме этого, она может содержать также подсистемы (нижележащие, подведомст­венные системы) и системы одного уровня с уровнем рассматриваемой.

Таким образом, закономерность ком­муникативности предполагает, что систе­ма образует особое, сложное единство со средой, которое позволяет вскрыть механизмы построения общих моделей живой и неживой природы, а также любых выде­ленных из нее локальных систем на разных уровнях анализа.

Закономерность иерархичности или иерархиче­ской

упорядоченности

Закономерности иерархичности или иерархиче­ской упорядоченностиявляются одними из первых закономерностей построения и развития систем, которые выделил и исследовал основатель теории систем Л. фон. Берталанфи.

Иерархичность или иерархическую упорядоченность рассматривают как закономер­ность построения всего мира и любой выделенной из него систе­мы, начиная от атомно-молекулярного уровня и кончая человеческим обществом. Эти особенности иерархических структур систем (или как принято иногда говорить иерархических систем) наблюдаются не только на биоло­гическом уровне развития Вселенной, но и в социальных организациях, при управлении предприятием, объединением, государством, при пред­ставлении замысла проектов сложных технических комплексов и т. п.

В силу закономерности коммуникативности, которая проявляется не только между выделенной системой и ее окружением, но и между уров­нями иерархии исследуемой системы, каждый уровень иерархической упорядоченности имеет сложные взаимоотношения с вышестоящим и нижележащим уровнями.

Более высокий иерархический уровень оказывает направляющее воздействие на подчиненный ему нижележащий уровень. Это воздей­ствие проявляется в том, что подчиненные члены иерархии приобретают новые свойства, отсутствовавшие у них в изолированном состоянии, что подтверждает положение о влиянии целого на элементы, приведенно­го выше. В результате появления этих свойств формируется новый, другой «облик целого» (влияние свойств элементов на целое). Благодаря этому на каждом уровне возникают новые свойства, которые не могут быть выведены как сумма свойств элементов.

При этом на каждом уровне иерархии проявляется закономерность целостности. Возник­шее таким образом новое целое приобретает способность осуществлять новые функции, в чем и состоит цель образования иерархий.

Таким образом, на каждом уровне иерархии происходят сложные качественные изменения, которые не всегда могут быть представлены и объяснены. В частности, исследования иерархической упорядоченности в организационных сис­темах позволили сделать вывод о том, что между уровнями и элементами иерархических сис­тем существуют более сложные взаимосвязи, чем это может быть отражено в графическом изображении иерархической структуры. Так, к примеру, если даже между элементами одного уровня иерархии нет явных связей («гори­зонтальных»), то они могут быть взаимосвязаны через вышестоящий уровень.

С помощью иерархических пред­ставлений можно отображать системы с неопределенностью и исследовать их путем иерархического расчлене­ния «большой» неопределенности на более «мелкие», которые в ряде случаев легче поддаются изучению, что помогает выявить причи­ны качественных изменений при формировании целого из частей. Это позволяет частично снять общую неопределенность и обес­печить, по крайней мере, некоторый контроль за принятием реше­ния, даже в том случае, если «мелкие неопределенно­сти» не удается полностью раскрыть и объяснить.

Необходимо подчеркнуть, что построение иерархической структуры полностью зависит от це­ли. Для многоцелевых ситуаций можно построить несколько иерархических структур, соответствующих разным условиям при постановке задач. При этом в разных структурах могут принимать участие одни и те же компоненты.

В тех ситуациях, когда задана одна и та же цель и выдано поручение сформировать иерархическую структуру системы разным исследователям, то в зависимости от их предшествующе­го опыта, квалификации и знаний можно получить разные результаты, то есть разные иерархические структуры с своеобразным описанием качественных свойств на каждом уровне иерархии.

Таким образом, следует иметь в виду, что в силу закономерности целостно­сти одна и та же система может быть представлена разными иерархиче­скими структурами.

Исследование зако­номерностей осуществимо­сти систем, несмотря на слабую изученность этого направления теории систем, позволяет лучше понять проблему при разработке принципов проектирования и организации функциониро­вания систем управления.

Эквифинальность.

По определению Л. фон Берталанфи эквифинальностьхарактеризует предельные возможности си­стем определенного класса сложности достигать состояния, не зависящего от времени и независимо от исходных усло­вий, за счет исключительно параметров самой системы.

При этом потребность во введении понятия эквифинальности возникает для различных систем, на­чиная с некоторого уровня сложности «открытых» систем, например, биологических систем.

В последнем случае можно говорить о развитии живых организмов как систем, которые по мере эволюции усложняются и стремятся из любых начальных условий к каким-либо своим предельным возможностям или предельно воз­можным состояниям, определяемым видовой принадлежностью. В наи­большей степени вызывает интерес к исследованию этой закономерности у человека. При этом различные ученые (биологи, философы, инженеры и т. д.) вычленяют отдельные уровни проявления эквифинальности, например:

материальный,

эмоциональный,

семейно-общественный,

социально-общественный,

интел­лектуальныйи т. п.

В этой связи чрезвычайно важны представления о возможных уровнях существования и предельных возможностях социально-общественных систем, а также о предельных возможностях созда­ваемых предприятий, организационных систем управления отраслями, регионами, государством.

Закон «необходимого разнообразия»

Закон «необходимого разнообразия», который сформулиро­вал У. Р. Эшби, гласит: для того, чтобы создать систему, способную справиться с решением некоторой возникшей проблемы, которая (проблема) обладает определенным, известным разнообра­зием (сложностью), необходимо иметь в этой системе способность создать еще большее разнообразие. Иначе говоря, Система должна быть не менее сложной, чем проблема.

Нельзя решить сложную проблему простыми средствами.

Система должна иметь ресурсы, в том числе знания путей и методов решения возникающей проблемы или методологию разработки новых методов и средств ее решения.

Применительно к системам управления закон «необходимого разно­образия» может быть сформулирован следующим образом: разнообразие управляющей системы (системы управления) должно быть больше (или, по крайней мере, равно) разнообразию управляемого объекта.

Этот закон достаточно широко применяется на практике. Он позволяет, например, при разработке и совершенствовании систем управления предприятием, объединением или отраслью анализировать причины проявляющихся в них недостатков, найти пути повышения эффективности управления и получить рекомендации по совершенствованию всей системы управления.

В частности, при усложнении производственных процессов эффективность управления ими можно варьировать различными методами, в том числе: числен­ностью аппарата управления, степенью повышения его квалификации, уровнем механизации и автоматизации управленческих работ, приемами унификации, стандартизации, типизации технологических этапов и процессов, введения поточного производства, сокраще­ния номенклатуры деталей, узлов, технологической оснастки и т. п.

Одним их действенных факторов совершенствования управления является обеспечение самоорганизации объектов управления, например, за счет создания саморегулирующихся подразделений: цехов, участков с замкнутым циклом производства, с относительной самостоятельностью и ограничением вмеша­тельства централизованных органов управления предприятием и т. п.

Закономерность потенциальной эффективности.

Закономерность потенциальной эффективности характеризует (по мнению Б.С. Флейшмана)

взаимосвязи сложности структуры си­стемы со сложностью ее поведения

и, в частности, учитывает возможности достижения предельных величин для надежности, помехоустойчивости, управляемости и других свойств си­стемы.

На основе этих законов оказалось возможным получение количественных оценок порогов осуществимости систем с точки зрения того или иного качества, а при их интегрировании – обобщенных оценок предельных значений жизнеспособности и потенциальной эффективности сложных систем.

Эти оценки, в основном, использовались применительно к техническим и экологиче­ским системам. Однако для производственных сис­тем они используются недостаточно, хотя потребность в таких оценках на практике ощущается все более остро. Например, это имеет место в тех случаях, когда необходимо определить пределы потенциальных воз­можностей и ресурсов существующей организационной структуры и моменты их исчерпания, что вызывает необхо­димость ее преобразовании. В аналогичных ситуациях требуется выяснения моментов физического или морального устаревания про­изводственных комплексов и оборудования для их последующего планового ремонта, частичного обновления или полной замены и т. п.

Таким образом, использование закономерностей потенциальной эффективности помогает уточнить представление об изучаемом или проекти­руемом объекте и позволяет разрабатывать рекомендации по повышению эффективности управления им.

6.4. Закономерности развития систем

Процессы развития систем во времени и причины их побуждающие представляют большое значение для анализа и проектировании как «открытых», развивающихся систем, так и «закрытых», замкнутых от среды систем. Исследование этих процессов привели к выявлению закономерностей историчности и самоорганизации.

Историчность

Время является непременной и важнейшей характеристикой системы, поэтому каждую систему следует рассматривать с временных позиций.

Если для биологических и общественных систем достаточно легко установить временные фазы становления, расцвета, упадка (старения) и даже смерти (гибели), то для технических и ор­ганизационных систем определить такие периоды развития довольно трудно.

Примеры – из сферы недвижимости ( проектирование – создание (строительство) – эксплуатация объекта недвижимости – снос).

Следует отметить, что любая система не может быть неизменной, она не только возникает, функционирует, развивается, но и погибает. Есть понятие жизненного цикла системы.

В основе этой закономерности историчности - внутренние проти­воречия между компонентами системы. При этом она также объективна, как це­лостность, иерархическая упорядоченность и другие закономерности.

В последнее время в практике проектирования и управления на необходимость учета закономерности историчности начинают обращать все больше внимания и при этом осуществляются попытки управления жизненными циклами систем. В последнем случае исследователи не только контролируют жизненные фазы, в том числе фазу старения, но разрабатывают и применяют методы и средства реорганизации системы с целью недопущения ее старения и гибели. В частно­сти, в системотехнике при создании сложных технических комп­лексов требуется на стадии проектирования системы рассматри­вать не только вопросы разработки и обеспечения развития системы, но и вопросы времени, ресурсов, обстоятельств и механизмов ее уничтожения, напри­мер, при списании техники и оборудования в промышленности, «захо­ронении» ядерных материалов и отходов и т. п. Особенно остро проблема жизненного срока продуктов производства стоит в пищевой и фармакологической промышленностях, в сфере недвижимости (схема – ниже).

Таким образом, современные требования на разработку систем предполагают проведение исследований основных ее жизненных фаз – создания, тестирования, отладки, функционирования (время безотказной работы), срока физического или морального старения жизни, этапа ликвидации и т. п. Так, в настоящее время при регистрации предприятий требуется, чтобы в Уставе был предусмотрен этап его ликвидации.

В некоторых случаях еще в процессе проектирования и создания системы выдвигают положения о коррекции проекта с учетом старения идеи, положенной в его основу.

Закономерность самоорганизации.

Самоорганизация - это социальный, биологический, физический или какой-либо иной процесс, ведущий к образованию новых, зара­нее неизвестных свойств и качеств системы. Согласно современным научным представлениям, все живые и не­живые объекты обретают свою форму, структуру, системные свойства и функции с помощью самоорганизации. Особенно наглядно проявляется самоорганизация гуманитарных систем. Семья, трудовой коллектив, предприятие, поселок, город, государство, наконец, человече­ская цивилизация являют собой яркие примеры самоорганизующихся систем.

По мнению ряда исследователей самоорганизация присуща открытым системам, постоянно находящимся в неустойчивом состоянии и одновременно имеющим возможность переходить из одних областей неустойчивости в другие неустойчивые области. В противоположность этому закрытая, изолированная система, может только разрушаться. Учитывая это, самоорганизация - это концепция, доминирова­ния внутренних факторов развития систем над внешними факторами. Альтерна­тивой самоорганизации выступает так называемая концепция предо­пределенности или фатальности, основанная на представлении о том, что все происходящее в нашем мире предопределено.

Следует отметить, что развитие природных и общественных про­цессов происходит с определенной степенью как самостоятель­ности, так и предопределенности под действием двух групп факторов - внутренних и внешних. Причем внутренние факторы влияют на самоор­ганизацию, присущую любой системе, а внешние факторы выступают в ка­честве ограничений на возможность ее конкретных проявлений.

Иначе говоря, природа и общество устроены таким образом, что надсистема (какое бы естество она не имела) не предопределяет полностью поведение своих частей, предоставляя им возможность самостоятельно развиваться и проявлять индивидуальность, устанавливая при этом рам­ки, выход за которые чреват определенными последствиями. Формы вы­ражения ограничений могут быть различными - от фундаментальных физических законов до религиозных морально-этических заповедей.

Таким образом, самоорганизация - это саморазвитие систем в рам­ках установленных ограничений. Центральным моментом в таком представлении самоорганизации является вопрос о фунда­ментальной исходной причине этого процесса. Объяснить это можно исходя из динамики противоре­чий в различных формах их проявлений (физической, биологической, социальной), которой присущ фундаментальный механизм перехода ко­личества в качество.

Эта точка зрения возводит самоорганизацию в ранг методологиче­ского принципа, наиболее ярким выражением которого слу­жит синергетика (в отличие от кибернетического подхода к изучению систем и протекающих в них процессов). Это сравнительно новое междисциплинарное научное направление, которое ставит своей основной задачей изучение коллектив­ных, кооперативных взаимодействий в возникновении и поддержании са­моорганизации в открытых системах.

С системных позиций самоорганизующиеся процессы возникают и развиваются под одновременным действием трех факторов:

предопре­деленности,

конфликтности и

случайности,

каждый из которых вносит свою долю в формирование дина­мики и структуры самоорганизующихся систем.

Таким образом, для возникновения и развития самоорганизации необходимо, чтобы система была открытой, то есть обладала способ­ностью обмениваться веществом, энергией и информацией с окру­жающей средой (другими системами).

В противном случае движение системы предопределено вторым началом термодинамики — в конечном счете, она попадет в состояние, характеризуемое максимальным беспорядком или дезорганизацией.

Лекция 7.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЦЕЛЕОБРАЗОВАНИЯ

Одной из важнейших проблем при исследовании и анализе систем является проблема целеполагания и целеобразования, не имеющая формального обоснования, и полностью решаемая человеком. Проводимые исследования таких процессов целеобразования позволили выявить ряд закономерностей, которые можно отнести к двум аспектам рассмотрения системных проблем, которые необходимо учитывать на практике: во-первых –

Во-первых - это закономерности возникновения и формулирования целей,

во вторых - закономерности формирования структур целей.