1. Понятия, характеризующие функционирование и развитие системы
«Состояние». Понятием состояние обычно характеризуют мгновенную фотографию, "срез" системы, остановку в ее развитии. Его определяют либо через входные воздействия и выходные сигналы (результаты), либо через макропараметры, макросвойства системы (давление, скорость, ускорение). Так, говорят о состоянии покоя (стабильные входные воздействия и выходные сигналы), о состоянии равномерного прямолинейного движения (стабильная скорость) и т.д.
«Поведение системы» характеризует возможность устойчивого, контролируемого перехода системы из одного состояния в другое — в таком случае необходимо либо знать, либо выявить закономерности, управляющие поведением системы.
Понятие равновесие определяется как способность системы в отсутствии внешних воздействий сохранять сколь угодное время заранее заданное состояние.Простейший пример - равновесие шарика на плоскости. Для экономических, организационных систем это понятие применимо достаточно условно
«Устойчивость» характеризуется как способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была выведена из него под влиянием внешнего воздействия. Разумеется, реально устойчивость систем может достигаться только в определенных пределах.
Понятие «развитие» характеризует совершенствование структуры и функций системы под влиянием главным образом внутренних факторов, в связи с чем поведение системы приобретает более упорядоченный и предсказуемый характер. Свойством развития обладают многие системы.
2. Закономерности функционирования и развития систем
Первоначально необходимо определиться с понятием «закономерность». Если закон абсолютен и не допускает никаких исключений, то закономерность менее категорична.
Закономерности функционирования и развития систем — это устойчивые, повторяющиеся связи и принципы, определяющие то, как любые сложные объекты (технические, биологические, социальные или экономические) создаются, работают, изменяются и прекращают свое существование.
Общесистемные закономерности — это закономерности, характеризующие принципиальные особенности построения, функционирования и развития сложных систем. Эти закономерности присущи любым системам, будь то экономическая, биологическая, общественная, техническая или другая система.
3. Закономерности взаимодействия части и целого
В процессе изучения особенностей функционирования и развития сложных открытых систем с активными элементами был выявлен ряд закономерностей, помогающих глубже понять диалектику части и целого в системе, чтобы учитывать их при принятии решений. Рассмотрим основные из этих закономерностей.
Целостность. Закономерность целостности (эмерджентность) проявляется в системе в появлении (emerge — появляться) у нее новых свойств, отсутствующих у элементов. Л. фон Берталанфи считал эмерджентность основной системной проблемой.
Проявление этой закономерности легко пояснить на примерах поведения популяций, социальных систем и даже технических объектов (свойства станка отличаются от свойств деталей, из которых он собран).
Для того чтобы глубже понять закономерность целостности, необходимо прежде всего учитывать две ее стороны:
- свойства системы (целого) не являются простой суммой свойств составляющих ее элементов (частей) :
- свойства системы (целого) зависят от свойств составляющих ее элементов (частей):
Кроме двух основных сторон, следует иметь в виду еще одну:
- объединенные в систему элементы, как правило, утрачивают часть своих свойств, присущих им вне системы, т.е. система как бы подавляет их; но, с другой стороны, элементы, попав в систему, могут приобрести новые свойства.
Пример: производственная система в рабочее время подавляет у своих элементов - рабочих - 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.
Из датчиков, транзисторов, резисторов и других деталей может быть собрана система управления станком. При этом система, полученная из деталей-элементов, проявляет новые свойства по сравнению со свойствами каждого из отдельно взятых элементов, а элементы утрачивают при объединении в систему часть своих свойств. Например, транзистор может использоваться в различных режимах работы в разных устройствах — радиоприемниках, телевизорах и т.п., а став элементом системы автоматического управления станком, он утратил эти возможности и сохранил только свойство работать в необходимом для этой схемы режиме. Аналогично производственная система в рабочее время подавляет у своих элементов-рабочих 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.
Таким образом, первая сторона закономерности целостности характеризует изменение взаимоотношений системы как целого со средой (по сравнению с взаимодействием с ней отдельно взятых элементов) и утрату элементами некоторых свойств, когда они становятся элементами системы. Эти изменения бывают настолько разительны, что может показаться, будто свойства системы вообще не зависят от свойств элементов. Поэтому необходимо обращать внимание на вторую сторону закономерности целостности.
Пример:
Если транзистор (или другой элемент) вышел из строя или если поставлен датчик с другой чувствительностью, то либо система управления станком вообще перестанет существовать и выполнять свои функции, либо, по крайней мере, изменятся ее характеристики (во втором случае). Аналогично замена элементов в организационной структуре системы управления предприятием может существенно повлиять на качество его функционирования.
Свойство целостности связано с целью, для выполнения которой создается 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.
Пример:
В приведенном выше примере целостность определяется конструкцией системы управления станком, технологической схемой взаимодействия деталей и узлов. Но в подобных примерах и цель 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 в ряде реальных ситуаций не удается выявить факторы, обусловливающие возникновение целостности. Тогда системные представления становятся средством исследования. Благодаря тому, что отображение объекта в виде системы подразумевает в силу закономерности целостности качественные изменения при объединении элементов в систему и при переходе от системы к элементам (и эти изменения происходят на любом уровне расчленения системы), можно хотя бы структурой, но представить объект или процесс, для изучения которого не может быть сразу сформирована математическая модель, требующая выявления точных, детерминированных взаимоотношений между элементами системы.
Иными словами, с помощью понятий «система» и «структура» можно отображать проблемные ситуации с неопределенностью, при этом как бы разделяют «большую» неопределенность на более «мелкие», которые в ряде случаев легче поддаются изучению, что помогает выявить причины качественных изменений при формировании целого из частей. Расчленяя систему, можно анализировать причины возникновения целостности на основе установления причинно-следственных связей различной природы между частями, частью и целым, выявления причинно-следственной обусловленности целого средой.
Наряду с изучением причин возникновения целостности можно получать полезные для практики результаты путем сравнительной оценки степени целостности систем (и их структур) при неизвестных причинах ее возникновения. В связи с этим обратимся к закономерности, двойственной по отношению к закономерности целостности. Ее называют физической аддитивностью, независимостью, суммативностью, обособленностью.
Свойство физической аддитивности проявляется у системы, как бы распавшейся на независимые элементы; тогда становится справедливым
Qs=∑i=1nqi.
В этом крайнем случае и говорить-то о системе нельзя. Но, к сожалению, на практике существует опасность искусственного разложения системы на независимые элементы, даже когда при внешнем графическом изображении они кажутся элементами системы.
Строго говоря, любая развивающаяся система находится, как правило, между состоянием абсолютной целостности и абсолютной аддитивности, и выделяемое состояние системы (ее «срез») можно охарактеризовать степенью проявления одного из этих свойств или тенденций к его нарастанию или уменьшению.
Для оценки этих тенденций А. Холл ввел две сопряженные закономерности, которые он назвал прогрессирующей факторизацией — стремлением системы к состоянию со всё более независимыми элементами, и прогрессирующей систематизацией — стремлением системы к уменьшению самостоятельности элементов, т.е. к большей целостности.
В последующем А. А. Денисовым были введены сравнительные количественные оценки степени целостности α и коэффициента использования свойств элементов β в целом, т.е. свободы элементов в проявлении своих свойств (табл. 1.6). Возможность получения таких оценок на основе информационного подхода к анализу систем показана в гл. 3.
Таблица 1.6
| Закономерности взаимодействия части и целого | Степень целостности | Коэффициент свободы элементов |
|---|---|---|
| Целостность (эмерджентность) | 1 | 0 |
| Прогрессирующая систематизация | ||
| Прогрессирующая факторизация | ||
| Аддитивность (суммативность) | 0 | 1 |
В теории систем и системном анализе аддитивность, синергизм и изоморфизм относятся к разным классам системных закономерностей. Они описывают принципиально разные аспекты: первые два понятия характеризуют внутреннюю связь между элементами и целым (в статике и динамике), а третье — внешнее сходство между разными системами.
⚖️ Главные различия: аддитивность, синергизм, изоморфизм
| Параметр | Аддитивность | Синергизм (Синергия) | Изоморфизм |
|---|---|---|---|
| Суть понятия | Независимость элементов. Свойства системы равны простой сумме свойств её частей (\(1 + 1 = 2\)). | Эффект взаимодействия. Свойства системы качественно превосходят сумму свойств её частей (\(1 + 1 > 2\)). | Структурное сходство. Одинаковое внутреннее устройство систем при их разной физической природе. |
| Тип закономерности | Закономерность целостности (её крайнее проявление — распад). | Закономерность целостности и функционирования (эмерджентность). | Закономерность строения и моделирования систем. |
| Фокус внимания | Направлен на отсутствие связей между элементами внутри одной системы. | Направлен на результат взаимодействия элементов внутри одной системы. | Направлен на сравнение двух и более разных систем между собой. |
| Простыми словами | «Система — это просто куча элементов». | «Вместе мы сила и создаем нечто принципиально новое». | «Разные вещи устроены и работают по одним и тем же законам». |
🔍 Подробный разбор каждого понятия
1. Аддитивность (от лат. additio — прибавление)
Это свойство системы, при котором она ведет себя как простой набор изолированных элементов. В такой системе нет глубоких внутренних связей, а её общие характеристики (масса, стоимость, объем) складываются арифметически.
- В функционировании: Если убрать один элемент, остальные продолжат работать точно так же.
- Пример: Мешок с картошкой. Если убрать три картофелины, свойства остальных не изменятся, а общая масса уменьшится ровно на вес этих трех картофелин. Куча песка, склад товаров — примеры аддитивных систем (их часто называют «суммированными системами» или конгломератами).
2. Синергизм / Синергия (от греч. synergeia — совместное действие)
Это появление у системы новых (эмерджентных) свойств и функций, которые принципиально отсутствуют у её элементов по отдельности. Возникает исключительно благодаря кооперации и взаимоусилению связей.
- В функционировании и развитии: Синергетический эффект запускает качественное развитие. Элементы начинают жертвовать частью своей независимости ради высокой эффективности всей системы.
- Пример: Сплав меди и олова (бронза) обладает прочностью, которой нет ни у мягкой меди, ни у хрупкого олова. Команда разработчиков из дизайнера, программиста и маркетолога создает продукт, который никто из них не смог бы сделать в одиночку.
3. Изоморфизм (от греч. isos — равный, morphe — форма)
Это взаимно-однозначное соответствие между структурами двух разных систем. Если системы изоморфны, это значит, что каждому элементу и связи в первой системе можно найти строгое соответствие во второй. При этом физически системы могут быть совершенно из разных миров.
- В функционировании и развитии: Изоморфизм позволяет переносить математические модели и законы развития из одной науки в другую (например, из физики в социологию).
- Пример: Закон Ома для электрической цепи (\(I = U/R\)) абсолютно изоморфен закону гидравлики для течения жидкости по трубам (расход жидкости равен давлению, деленному на сопротивление трубы). Еще пример: структура Солнечной системы и планетарная модель атома Резерфорда (ядро/Солнце в центре, электроны/планеты на орбитах).
🔄 Как они взаимодействуют в процессах развития систем?
В динамике (развитии) систем эти закономерности часто сменяют друг друга или используются для анализа изменений:
- Движение от аддитивности к синергизму (Синтез): Любая сложная система в процессе эволюции зарождается как аддитивный конгломерат (просто группа людей, просто набор деталей). По мере налаживания связей система переходит в синергетическое состояние. При угасании и деградации системы происходит обратный процесс (дезорганизация) — синергия теряется, и система снова становится аддитивным набором элементов.
- Изоморфизм как инструмент переноса синергетических законов: Обнаружив синергетический эффект в биологической популяции (например, как рой пчел принимает решения), ученые фиксируют структуру этого взаимодействия. Благодаря изоморфизму эту же структуру (математическую модель) переносят в IT для создания алгоритмов роевого интеллекта у дронов.
Любая развивающаяся система находится, как правило, между состоянием абсолютной целостности и абсолютной аддитивности. И ее состояние в конкретный момент времени можно охарактеризовать тенденцией к изменению ее состояния в сторону целостности или аддитивности.
Если изменения в системе приводят к постепенному переходу от целостности к суммативности, то говорят, что система подвержена прогрессирующей изоляции (факторизации).
Такое возможно в результате роста системы в направлении возрастающего деления на подсистемы, подподсистемы или возрастающей дифференциации функций.
Прогрессирующая изоляция может носить как прогрессивный (развивающий) характер, так и деструктивный. В связи с этим различают два типа прогрессирующей изоляции:
1. распад системы на независимые части с потерей общесистемных свойств;
2. изменения в направлении возрастающего деления на подсистемы с увеличением их самостоятельности или в направлении возрастающей дифференциации функций, что характерно для систем включающих в себя некоторый творческий рост или процессы эволюции и развития.
Примеры:
1. Эмбриональное развитие, при котором зародыш проходит путь от целостности до такого состояния, когда он ведет себя как совокупности частей, независимо развивающихся в специальные органы.
2. При развитии таких технических систем, как телефонная есть или автоматизированные системы управления, в соответствии с определенным замыслом происходит разделение на подсистемы, конструирование и развитие которых впоследствии осуществляются относительно независимо.
Прогрессирующая систематизация — противоположность прогрессирующей изоляции, т. е. процесс, при котором изменение системы идет в сторону целостности.
Иными словами, прогрессирующая систематизация проявляется в виде усиления ранее существовавших отношений между элементами или развития отношений между частями, ранее не связанными между собой.
Прогрессирующая изоляция и прогрессирующая систематизация не являются взаимоисключающими явлениями — они могут проходить в системе одновременно или протекать последовательно, сменяя друг друга.
Пример. В начале колонизации Америки группы людей из разных стран колонизировали различные ее области, и эти группы становились все более и более независимыми. В последующем стал усиливаться обмен, было образовано общее правительство, и новая страна становилась все более целостной.
Интегративность. Этот термин часто употребляется как синоним целостности. Однако некоторые исследователи (например, В. Г. Афанасьев) выделяют эту закономерность как самостоятельную, стремясь подчеркнуть интерес не к внешним факторам проявления целостности, а к более глубоким причинам, обусловливающим возникновение этого свойства, к факторам, обеспечивающим сохранение целостности.
Интегративными называют системообразующие, системосохраняющие факторы, в числе которых важную роль играют неоднородность и противоречивость элементов (исследуемые большинством философов), с одной стороны, и стремление их вступать в коалиции, с другой стороны.
4. Закономерности иерархической упорядоченности систем
В данном случае рассматривается взаимодействие системы с ее окружением, со средой, надсистемой, с подчиненными системами.
Иерархическая упорядоченность мира была осознана уже в Древней Греции. Такая упорядоченность наблюдается на любом уровне развития Вселенной: химическом, физическом, биологическом, социальном.
Иерархия — это соподчиненность, любой согласованный по подчиненности порядок объектов.
Термин первоначально возник как наименование «служебной лестницы» в религии, потом он стал широко применяться для характеристики взаимоотношений в аппарате управления государством, армией и т. д. В настоящее время, говоря об иерархии, имеют в виду любой согласованный по подчиненности порядок объектов, порядок подчинения низших по должности и чину лиц высшим в социальных организациях, при управлении предприятием, регионом, государством и т. п.
Группа закономерностей иерархической упорядоченности систем тесно связана с закономерностью целостности; кроме того, большое внимание направлено на взаимодействие системы с ее окружением, со средой, надсистемой, с подчиненными системами. К этой группе закономерностей относятся коммуникативность и иерархиность.
Коммуникативность
Система не изолирована от других систем, она связана множеством коммуникаций с окружающей средой, представляющей собой сложное и неоднородное образование, содержащее:
надсистему — систему более высокого порядка, задающую требования и ограничения рассматриваемой системе;
элементы — (подсистемы) — нижележащие, подведомственные системы;
системы одного уровня с рассматриваемой.
Такое сложное единство со средой названо закономерностью коммуникативности.
В силу закономерности коммуникативности каждый уровень иерархической упорядоченности имеет сложные взаимоотношения с вышестоящим и нижележащим уровнями. Отсюда следует, что каждый уровень иерархии как бы обладает свойством «двуликого Януса»: o «лик», направленный в сторону нижележащего уровня, имеет характер автономного целого — системы; o «лик», направленный в сторону вышестоящего уровня, проявляет свойства зависимой части — элемента вышестоящей системы.
Иерархичность
Закономерность иерархичности заключается в том, что любую систему можно представить в виде иерархического образования. При, этом на всех уровнях иерархии действует закономерность целостности.
Более высокий иерархический уровень оказывает направляющее воздействие на подчиненный ему нижележащий уровень. Особенности иерархических систем наблюдаются как на биологическом уровне развития Вселенной, так и в социальных организациях, при управлении предприятием, объединением или государством; при представлении замысла проектов сложных технических комплексов и т. п.
Между уровнями и элементами иерархических систем существуют более сложные взаимосвязи, чем это может быть отражено в графическом изображении иерархической структуры. Если даже между элементами одного уровня иерархии нет явных связей ("горизонтальных" связей), то они все равно взаимосвязаны через вышестоящий уровень.
Пример. В производственной и организационной структурах предприятия от вышестоящего уровня зависит, какой из этих элементов будет выбран для поощрения (что исключает поощрение других) или, напротив, какому из элементов будет поручена непрестижная или невыгодная работа (опять-таки это освободит от нее других).
Таким образом, иерархические представления помогают лучше понять и исследовать феномен сложности.
Выделим основные особенности иерархической упорядоченности с точки зрения полезности их использования в качестве моделей системного анализа.
- Закономерность коммуникативности проявляется между уровнями иерархии исследуемой системы, и поэтому каждый уровень иерархической упорядоченности имеет сложные взаимоотношения с вышестоящим и нижележащим уровнями.
- Закономерность целостности (т.е. качественные изменения свойств компонентов более высокого уровня по сравнению с объединяемыми компонентами нижележащего) проявляется в ней на каждом уровне иерархии.
- Одну и ту же систему можно представить разными иерархическими структурами.
- Благодаря рассмотренным особенностям, иерархические представления являются средством исследования систем с неопределенностью: происходит как бы расчленение «большой» неопределенности на более «мелкие», лучше поддающиеся тельного анализа структур, примеры которых будут рассмотрены в последующих главах.
Проблема осуществимости систем является наименее исследованной. Рассмотрим некоторые из закономерностей, помогающие понять эту проблему и учитывать ее при определении принципов проектирования и организации функционирования систем управления.
Эквифинальность. Эта закономерность характеризует как бы предельные возможности системы. Л. фон Берталанфи, предложивший этот термин, определил эквифинальность как «способность в отличие от состояния равновесия в закрытых системах, полностью детерминированных начальными условиями ... достигать не зависящего от времени состояния, которое не зависит от ее начальных условий и определяется исключительно параметрами системы».
Потребность во введении понятия эквифинальности возникает, начиная с некоторого уровня сложности систем. Берталанфи не получил ответы на следующие вопросы. Какие именно параметры в конкретных условиях обеспечивают эквифинальность? Как проявляется закономерность эквифинальности в сообществах, в организационных системах? Однако закономерность заставляет задуматься о предельных возможностях создаваемых предприятий, организационных систем управления отраслями, регионами, государством.
Закон «необходимого разнообразия». На необходимость учитывать предельную осуществимость системы при ее создании впервые в теории систем обратил внимание У. Р. Эшби. Он сформулировал закономерность, известную под названием закон «необходимого разнообразия».
Для задач принятия решений наиболее важным является одно из следствий этой закономерности, которое можно упрощенно пояснить на следующем примере.
Пример:
Когда исследователь (лицо, принимающее решение, «наблюдатель») сталкивается с проблемой , решение которой для него неочевидно, то имеет место некоторое разнообразие возможных решений . Этому разнообразию противостоит разнообразие мыслей исследователя («наблюдателя») . Задача исследователя заключается в том, чтобы свести разнообразие к минимуму, в идеале .
Эшби доказал теорему, на основе которой сформулировал следующий вывод: «Если для дано постоянное значение, то может быть уменьшено лишь за счет соответствующего роста Говоря более образно, только разнообразие в может уменьшить разнообразие, создаваемое в ; только разнообразие может уничтожить разнообразие».
Сказанное означает, что, создавая систему, способную справиться с решением проблемы, обладающей определенным, известным разнообразием (сложностью), нужно обеспечить, чтобы система имела еще большее разнообразие (знания методов решения), чем разнообразие решаемой проблемы, или была способна создать в себе это разнообразие (владела бы методологией, могла разработать методику, предложить новые методы решения проблемы).
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 объекта управления :
Использование этого закона при разработке и совершенствовании систем управления предприятиями и организациями помогает увидеть причины проявляющихся в них недостатков и найти пути повышения эффективности управления.
Закономерность потенциальной эффективности. Развивая идею В. А. Котельникова о потенциальной помехоустойчивости систем, Б. С. Флейшман связал сложность структуры системы со сложностью ее поведения; предложил количественные выражения предельных законов надежности, помехоустойчивости, управляемости и других качеств систем; показал, что на их основе можно получить количественные оценки осуществимости систем с точки зрения того или иного качества — предельные оценки жизнеспособности и потенциальной эффективности сложных систем.
Использование закономерностей построения, функционирования и развития систем помогает уточнить представление об изучаемом или проектируемом объекте, позволяет разрабатывать рекомендации по совершенствованию организационных систем, методик системного анализа.
6. Закономерности развития систем
В последнее время при исследовании, моделировании и создании систем все больше начинает осознаваться необходимость учета принципов их изменения во времени, для понимания которых могут помочь закономерности рассматриваемой группы.
Историчность. Казалось бы очевидно, что любая система не может быть неизменной, что она не только возникает, функционирует, развивается, но и погибает, и каждый легко может привести примеры становления, расцвета, упадка (старения) и даже смерти (гибели) биологических и социальных систем. Все же для конкретных случаев развития организационных систем и сложных технических комплексов трудно определить периоды их расцвета и старения. Не всегда руководители организаций и конструкторы технических систем учитывают, что время является непременной характеристикой системы, что каждая система подчиняется закономерности историчности, и что эта закономерность — такая же объективная, как целостность, иерархическая упорядоченность и др.
Поэтому в практике проектирования и управления на необходимость учета закономерности историчности начинают обращать все больше внимания. При этом закономерность историчности можно учитывать, не только пассивно фиксируя старение, но и использовать для предупреждения смерти системы, разрабатывая механизмы реконструкции, реорганизации системы для сохранения ее в новом качестве.
Пример:
При разработке автоматизированных систем управления (АСУ) рекомендовалось примерно в середине периода проектирования предшествующей очереди развития (АСУ 1-й, 2-й очереди и т.д.) начинать концептуальное проектирование и формирование технического задания (ТЗ) на проектирование последующей очереди АСУ. Аналогичная процедура обновления Комплексной программы (прогноза) и Основных направлений экономического и социального развития страны в середине каждой пятилетки быда предусмотрена в СССР в период реформ 70-х гг. ХХ в.
При создании сложных технических комплексов рекомендуется уже в процессе проектирования корректировать технический проект с учетом старения идеи, положенной в его основу, рассматривать не только вопросы создания и обеспечения развития системы, но и вопрос о том, когда и как ее нужно уничтожить (возможно, предусмотрев «механизм» ее уничтожения или самоликвидации) и при создании технической документации, сопровождающей систему, включать в нее не только вопросы эксплуатации системы, но и срок жизни, ликвидацию. При регистрации предприятий требуется, чтобы в уставе был предусмотрен этап ликвидации предприятия.
Закономерность самоорганизации. В числе основных особенностей самоорганизующихся систем с активными элементами были названы способность противостоять энтропийным тенденциям, способность адаптироваться к изменяющимся условиям, преобразуя при необходимости свою структуру и т.п. В основе этих внешне проявляющихся способностей лежит более глубокая закономерность, базирующаяся на сочетании в любой реальной развивающейся системе двух противоречивых тенденций: с одной стороны, для всех явлений, в том числе и для развивающихся, открытых систем, справедлив второй закон термодинамики («второе начало»), т.е. стремление к возрастанию энтропии; а с другой стороны, наблюдаются негэнтропийные тенденции, лежащие в основе эволюции. Дж. ван Гиг называет эту особенность развивающихся систем «дуализмом».
При моделировании негэнтропийных тенденций в технических системах Я. 3. Цыпкин ввел понятие адаптивности и разработал теорию адаптивных систем. Первоначально этот термин был перенесен и на организационные системы. Однако удобнее оказалось для таких систем ввести термин «повышение организованности, порядка» и назвать закономерность проявления негэнтропийных тенденций закономерностью самоорганизации.
Важные результаты в понимании закономерности самоорганизации получены в исследованиях, которые относят к развивающейся науке, называемой синергетикой.
Термин «синергетика» был введен немецким физиком Т. Хакеном при проведении исследований кооперативных процессов («синергизм») в лазерах и неравновесных фазовых переходов. Этим термином Хакен предложил назвать междисциплинарное направление для объединения аналогичных явлений в других физических средах.
В этом смысле термин «синергетика» больше соответствует закономерности целостности, понятию синергизма в биологии. В то же время термин «синергизм» не отражает появления у целого новых свойств, поэтому в теории систем принят термин «эмерджентностъ» (от emerge — появляться).
В сложных развивающихся системах закономерность самоорганизации проявляется в том, что в зависимости от преобладания энmроnийных или негэнтропийных тенденций система любого уровня может либо развиваться в направлении более высокого уровня эквифинальности и переходить на него, либо, напротив, может происходить энтропийный процесс упадка и перехода системы на более низкий уровень существования.
Исследование глубинных причин самоорганизации, самодвижения целостности показывает, что основой рассматриваемой закономерности является диалектика части и целого в системе. Оценка степени целостности помогает найти точку начала снижения эффективности функционирования системы, в которой целесообразен переход на новый уровень эквифинальности.
7. Другие общесистемные закономерности
Полисистемность.
Любой объект окружающего мира принадлежит в качестве элемента одновременно многим системам.
При этом между всеми системами, которым принадлежит общий элемент, существуют противоречия: каждая из этих систем стремится к своей, особой цели, используя любой свой элемент в качестве средства.
Примеры:
Работник фирмы принадлежит одному из ее подразделений, фирме в целом, профсоюзной организации, может быть, политической партии, семье, спортивному клубу, городу, стране и т. д. Это порождает противоречивость его поведения при вхождении в разные системы, что вызывает "расщепленность" его сознания.
Любой станок, используемый на предприятии, будучи элементом этого предприятия, в то же время принадлежит и многим другим системам: энергетической, технологической, ремонтной, а также тем системам, которые его сконструировали и построили. Все это придает ему специфические, уникальные черты, накладывает отпечаток на процесс его использования в производстве.
Фирма в целом принадлежит одновременно многим системам, которые пытаются господствовать над ней, навязывать ей свои интересы. В частности, различные требования предъявляют к предприятию, например, его потребители, правительство, профсоюзы или акционеры. В связи с этим внутренняя структура фирмы должна быть построена таким образом, чтобы в какой-то мере удовлетворить интересы всех систем, в которые входит фирма, гармонизировать их противоречивые цели.
Закономерность неравномерного развития и расхождения темпов выполнения функций элементами системы.
Чем сложнее система, тем более неравномерно развиваются ее составные части. При этом в процессе функционирования или развития системы ее элементы выполняют свои локальные функции в соответствии со своими темпами. Это закономерно приводит к рассогласованию темпов выполнения функций элементами, что угрожает целостности системы и может привести к потере ее способности выполнять свои функции, к дезорганизации всей системы и даже ее остановке.
Пример. С развитием тоннажа грузовых судов быстро росла мощность двигателей, при этом средства торможения развивались медленно. Поэтому возникло противоречие: все крупные корабли и танкеры не могли эффективно затормозить - от начала торможения до полной остановки они успевают пройти несколько миль.
Закономерность "наиболее слабых мест".
Устойчивость всей системы зависит от наиболее слабых элементов в системе. Эта закономерность гласит, что "где тонко, там и рвется". Структурная устойчивость (неразрушимость, приспособленность) системы определяется устойчивостью наиболее слабой подсистемы. Там, где относительное сопротивление будет меньше необходимого, произойдет сбой. На этой же закономерности основывается обеспечение устойчивого состояния организации. Если руководитель правильно осуществляет управление организацией, но в одном важном вопросе ослабляет внимание, то тем самым может способствовать снижению устойчивости организации.
8. Закономерности целеобразования
В классической литературе по системному анализу (например, в трудах В. Н. Волковой и А. А. Денисова) группа закономерностей целеобразования выделяется как самостоятельная и важнейшая, поскольку любая искусственная или социальная система создается под определенную цель.
Давайте разберем каждую из названных вами закономерностей простыми словами и на понятных примерах, чтобы стало ясно, как это понимать.
1. Зависимость представления о цели и формулировки цели от стадии познания объекта и от времени
Суть: На старте проекта мы часто плохо понимаем детали, поэтому цель формулируется размыто. Чем глубже мы погружаемся в процесс и чем больше времени проходит, тем точнее, конкретнее и реалистичнее становится цель.
- Пример: Вы решили запустить стартап.
- В начале (стадия зарождения): Цель звучит абстрактно: «Создать классное приложение для доставки еды».
- Через полгода (в процессе разработки): Вы изучили рынок, поняли ограничения и меняете формулировку: «Создать b2b-платформу автоматизации для локальных пиццерий с доставкой до 15 минут в спальных районах».
- Цель эволюционировала вместе с вашими знаниями о бизнесе.
2. Зависимость цели от внешних и внутренних факторов
Суть: Цели системы не берутся из ниоткуда. На них постоянно давят внешняя среда (законы, конкуренты, ресурсы, форс-мажоры) и внутреннее состояние самой системы (бюджет, квалификация сотрудников, износ оборудования).
- Пример: Фабрика ставит цель «Увеличить производство одежды на 50%».
- Внутренний фактор: Сломался главный станок или уволились швеи — цель приходится снижать.
- Внешний фактор: Государство ввело новые налоговые льготы для легкой промышленности или резко выросла цена на ткань — цель снова корректируется под новые реалии.
3. Возможность и необходимость сведения задачи формулирования обобщающей цели к задаче ее структуризации
Суть: Глобальная (обобщающая) цель большой системы обычно настолько масштабна и абстрактна, что её невозможно выполнить напрямую. Единственный способ её достичь и понять — это «разрезать» её на понятные кусочки. Сформулировать общую цель — значит правильно её структурировать (разложить на подцели).
- Пример: Цель государства: «Повысить благосостояние граждан». Сама по себе эта фраза — лозунг, её нельзя просто «взять и сделать».
- Чтобы эта цель заработала, её необходимо свести к структуризации: разбить на «развитие медицины», «снижение инфляции», «создание рабочих мест» и «реформу образования».
4. Закономерности формирования структур целей
Суть: Когда мы разбиваем большую цель на подцели, они не просто лежат кучей, а образуют упорядоченную структуру (обычно это называют «деревом целей»). И у этого «дерева» есть свои строгие правила жизни:
- Иерархичность: Подцели нижнего уровня являются средствами для достижения целей верхнего уровня. (Например: чтобы сдать экзамен \(\rightarrow \) нужно выучить билеты \(\rightarrow \) нужно купить учебник. Купить учебник — это цель нижнего уровня, средство для сдачи экзамена).
- Взаимодействие подцелей: Подцели на одном уровне могут помогать друг другу, а могут жестко конфликтовать. (Пример конфликта в бизнесе: подцель «Снизить себестоимость продукта» идет вразрез с подцелью «Повысить качество сырья»).
- Полнота декомпозиции: Если вы выполните все подцели нижнего уровня, главная цель обязана быть достигнута. Если чего-то не хватает, значит, структура целей сформирована неверно.
9. Различия и взаимодействия функцийи свойств систем в плане формулирования закономерностей
В системном анализе и теории систем функции и свойства — это две фундаментальные характеристики, которые описывают систему с разных сторон (динамической и статической) и служат основой для формулирования системных закономерностей.
Ниже приведено подробное сравнение их различий, характера взаимодействия и роли в формировании законов систем.
⚖️ Главные различия между функциями и свойствами
Для наглядности разграничим эти понятия через их ключевые параметры:
| Параметр | Свойство системы | Функция системы |
|---|---|---|
| Суть | Качество или признак системы, определяющий её отличие от других или сходство с ними. | Действие или назначение системы, её внешнее проявление в среде для достижения цели. |
| Аспект описания | Статический (что представляет собой система, каков её потенциал). | Динамический (что система делает, как она действует во времени). |
| Привязка | Относится к самой структуре и субстанции системы (внутренняя природа). | Относится к взаимодействию со средой (внешняя направленность). |
| Пример | Надежность, гибкость, прочность, эмерджентность, пропускная способность. | Транспортировка, управление, преобразование энергии, обработка данных. |
🔄 Взаимодействие функций и свойств в системе
Функции и свойства не изолированы друг от друга. Их взаимодействие носит характер взаимообусловленности:
- Свойства определяют потенциал функций:
Система не может выполнять функцию, если она не обладает соответствующими свойствами. Пример: Чтобы биологическая система могла выполнять функцию адаптации (изменение поведения), она должна обладать свойством пластичности нервной системы. - Функции проявляют и развивают свойства:
В процессе реализации функций свойства системы могут меняться, усиливаться или ослабевать. Пример: Постоянное выполнение функции физической нагрузки (тренировки) развивает у живого организма свойство выносливости. - Обратная связь (Ограничение):
Некоторые свойства накладывают ограничения на функции. Например, такое свойство технической системы, как хрупкость материала, жестко ограничивает функцию скорости работы из-за риска разрушения.
📈 Роль в формулировании системных закономерностей
Закономерности систем — это объективные, повторяющиеся связи между элементами, свойствами и функциями. Формулирование этих закономерностей происходит как раз на стыке их взаимодействия:
1. Закономерности синергии и эмерджентности (целостности)
- Суть: Новые свойства системы порождают качественно новые функции, которых не было у отдельных элементов.
- Формулировка: При объединении элементов в систему возникает новое свойство (интегративность), что позволяет системе выполнять принципиально новую функцию. (Например: отдельные детали самолета не летают, но собранный самолет обладает свойством аэродинамичности и выполняет функцию полета).
2. Закономерности эквифинальности
- Суть: Система может выполнять одну и ту же функцию (достигать одной цели) при различных начальных условиях и за счет активации разных внутренних свойств (например, за счет жесткой структуры или, наоборот, за счет гибкой адаптации).
3. Закономерности историчности и развития (Закон онтогенеза)
- Суть: Со временем свойства системы необратимо меняются (износ, старение, эволюция), что ведет к трансформации или угасанию её функций. Старение материала (свойство) снижает производительность оборудования (функция).
4. Закономерность целеполагания (функциональной применимости)
- Суть: Чтобы система эффективно выполняла требуемую функцию, её структура должна быть спроектирована так, чтобы максимизировать полезные свойства. Закон соответствия утверждает: функция определяет структуру и свойства системы на этапе её создания, но в процессе жизнедеятельности структура и свойства начинают ограничивать функцию.
📌 Резюме
При формулировании законов систем свойства выступают в роли внутренней причины и базиса, а функции — в роли внешнего следствия и инструмента. Большинство системных закономерностей как раз описывают то, как изменение внутренних свойств системы (под влиянием среды или эволюции) влияет на её способность выполнять свои внешние функции.
https://tinyurl.com/mvburbjy
https://tinyurl.com/yvz9wwu4
