 |
Базовые понятия системного подхода 1 глава
|
|
|
|
1 Изоморфизм - однозначное отображение двух совокупностей, сохраняющее их структурные свойства.
2 Понятие - это мысль, которая отображает существенные признаки и отличительные свойства рассматриваемого предмета. Термин - точно выраженное содержание научного понятия. Категория - предельно широкое по объему понятие, которое не подлежит дальнейшему обобщению.
С некоторой долей условности все понятия2 «системы» можно поделить на три группы.
Определения, принадлежащие к первой группе, рассматривают систему как комплекс процессов, явлений и связей между ними, которые существуют объективно, независимо от наблюдателя.
Определения второй группы рассматривают систему как инструмент, способ исследования процессов и явлений. Наблюдатель, имея перед собой цель, конструирует систему как некое абстрактное отображение реальных объектов.
Третья группа определений представляет компромисс между двумя первыми. Система здесь - искусственно создаваемый комплекс элементов (людей, процедур, технологий, научных теорий и т. д.), предназначенный для решения сложной организационной, технической, экономической задачи. Следовательно, здесь наблюдатель не только выделяет систему из среды, но и создает, синтезирует ее [2].
Рассмотрим основные понятия теории систем, к которым наряду с системой, в первую очередь, следует отнести такие категории, как среда, элемент, связи и структура.
Понятие «система» широко используется как в научных исследованиях, так и в повседневной жизни. Этот термин также является отражением некоторой объективной реальности. Существует большое число определений системы, охватывающих различные признаки объектов, рассматриваемых как системы.
|
|
|
Под системой чаще всего понимают целостное множество взаимосвязанных элементов, обладающее свойствами, отличными от свойств элементов, образующих это множество. Из этого определения можно выделить следующие свойства системы. Система - это совокупность элементов. При определенных условиях элементы могут рассматриваться как системы.
Связи (взаимосвязи) между элементами закономерно определяют интегративные свойства системы, отличают систему от простого конгломерата и выделяют ее как целостное образование из окружающей среды.
Таким образом, система - это такой объект, свойства которого не сводятся без остатка к свойствам составляющих его элементов. Такой объект обладает целостностью, которая выражается в неаддитивности, интегративности его свойств. Неаддитивность свойств целого означает не только появление новых систем, но и в некоторых случаях исчезновение отдельных свойств элементов, наблюдавшихся до их соединения в систему. Например, молекула обладает такими свойствами, которых нет у составляющих ее атомов.
Под понятием «среда» понимается сфера, ограничивающая структурное образование системы. Среда есть все то, что воздействует на систему, но неподконтрольна ей. Воздействие среды на систему называют входными воздействиями, или входами; воздействие системы на среду - выходные воздействия, реакция системы, или выходы. Сложное взаимодействие системы и среды как ее окружение определяется соответственно понятиями «система» и «надсистема».
Само отношение этих систем между собой можно рассматривать как взаимодействие среды и системы. Определение границ системы в окружающей среде делается самим исследователем или наблюдателем. Поэтому включение определенных объектов в качестве элементов исследуемой системы является творческим и целевым моментом самого исследователя.
|
|
|
Понятие «система» стало терминологической основой построения теории систем. Трактовка этого понятия имеет различные варианты. Приведем примеры некоторых из них [3].
Система - это объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе.
Система - это комплекс элементов, находящихся во взаимосвязи.
Система - это множество элементов с отношениями между ними и между их атрибутами.
Система есть отражение в сознании субъекта (исследователя, наблюдателя) свойств объектов и их отношений в решении задачи исследования, познания.
Система - это совокупность взаимосвязанных элементов, составляющих некоторое целостное образование, имеющее новые свойства, отсутствующие у ее элементов.
Содержание приведенных понятий для описания лишь одного термина показывает, что каждый из авторов имеет свое отношение к данному термину.
Для того чтобы выработать наиболее объективное отношение к термину «система», необходимо выделить наиболее общие свойства, которые его характеризуют. К таким свойствам можно отнести:
- наличие элементов, которые могут быть описаны атрибутами (свойствами самих элементов);
- наличие разного вида связей между элементами, которые определяют степень их организации в целом (функциональные свойства);
- наличие отношений между элементами, которые определяют уровни иерархии в строении целого образования (свойство соотношения);
- наличие цели существования системы, которая определяет целесообразность ее существования в окружающей среде (свойство самоуправления или управления);
- наличие языка описания состояния и функционального поведения системы (свойство изоморфизма, многообразия средств описания).
Все указанные свойства системы в той или иной степени корреспондируются с методологическими принципами теории систем (представленными выше) и могут рассматриваться как закономерности исследования, проектирования и создания любых систем.
На основании этих свойств можно сформулировать еще одно определение. Система -это целостное структурное образование, выделяемое исследователем из окружающей среды на основе единства функционирования множества взаимосвязанных объектов в качестве элементов, обладающих определенными свойствами, связями и отношениями.
|
|
|
В качестве элемента системы рассматривается объект, относительно самостоятельный и не подлежащий дальнейшему расчленению на данном уровне рассмотрения, выполняющий определенные функции, находящийся во взаимосвязи с другими объектами, составляющими систему. Разделение объектов на элементы и системы относительно. Каждая система может быть представлена как элемент системы большого масштаба (суперсистемы); в свою очередь элемент можно рассматривать в качестве относительно самостоятельной системы. Выделение элементов в очень сложных системах опосредуется расчленением системы на подсистемы, которые представляют собой относительно самостоятельные части системы, подлежащие дальнейшему расчленению.
Понятие «элемент системы» применяется в системных исследованиях для определения способа отделения части от целого. В данном смысле элемент выступает как своеобразный предел возможного разделения системы на элементарные составляющие, которые позволяют наилучшим способом разобраться и понять закономерности функционирования каждой части системы в целостном образовании. Выделение элементов системы дает возможность понять строение самой системы и определить ее структурно-функциональные связи и отношения. Определение количества таких элементов в процессе исследования системы имеет субъективно-творческий характер. Каждый исследователь, формулируя цели и задачи исследования, определяет и глубину членения целой системы на части. Элементами системы могут быть как подсистемы, так и ее компоненты, в зависимости от тех свойств, которыми обладает выделенный элемент системы.
Понятие «подсистема» подразумевает выделение относительно независимой части системы, которая сама обладает свойствами объекта-системы. К таким свойствам можно отнести наличие структурной целостности, подцелей функционирования и коммуникативности с другими подсистемами (элементами). Сама подсистема должна состоять из неоднородных элементов, т. е. обладающих разными свойствами.
|
|
|
Функционирование системы как единого целого обеспечивается связями между элементами. Связь - это перенос материальных, энергетических или информационных компонентов из одного объекта в другой; это функциональная характеристика элемента, а отношение - это структурная характеристика.
Понятия «связь» и «отношение» имеют достаточно сложное объяснение. В специальной литературе принято отождествлять понятие «связь» с динамичным состоянием элементов, которое определяется целями функционирования и методами управления в процессе установления связи.
Понятие «отношение» характеризуется статикой строения самого элемента, т. е. его структурой. В теории логики принято «отношение» рассматривать как соотношение, соподчинение одного свойства элемента другому. Такое соотношение тоже основывается на разных видах связей, например в микроэлементах. Понятие «отношение» можно рассматривать как «связи строения» элемента.
Связи делятся на внутренние, когда такой перенос компонентов происходит между элементами системы, и внешние, когда выход одной системы становится входом в другую. Такую связь принято называть прямой связью. Например, поставки ресурсов организации. Кроме прямой связи, существует еще и обратная связь. Прямая связь обеспечивает передачу воздействия, информации с выхода одного элемента на вход другого, а обратная - с выхода некоторого элемента на вход того же элемента.
Понятие «связь» определяется как проявление свойств коммуникации самого элемента с его окружением. Связь осуществляется на основе закона обмена энергией информацией и веществом в процессе динамического развития самого элемента. Понятие «связь» описывает степень ограничения свободного развития самого элемента. Все элементы любой системы всегда вступают во взаимодействие друг с другом, теряя при этом некоторые из своих свойств. Наличие свойств связей у элемента (коммуникации) обеспечивает его жизнедеятельность. Следовательно, понятие «связь» определяет функционально-процессуальную характеристику системы, а понятие «отношение» - функционально-структурную характеристику.
По классификации И. В. Блауберга, В. Н. Садовского и Э. Г. Юдина, связи могут быть следующими [60]:
- генетические порождения, когда один объект является основой для рождения другого;
- преобразования, когда элементы одной системы в процессе взаимодействия с элементами другой приобретают новые свойства в одной или обеих системах;
- взаимодействия, которые подразделяются на связи взаимодействия объектов или отдельных свойств объектов;
|
|
|
- функционирования, которые обеспечивают реальную жизнедеятельность объекта;
- развития, которые возникают в процессе перехода из одного качественного состояния объекта в другое;
- управления, которые могут образовывать разновидность либо функциональных связей, либо связей развития.
Представленная классификация показывает, что определения связей часто размыты и могут пересекаться.
В рамках системных исследований понятие «связь» имеет наибольшее значение, так как в процессе взаимодействия элементов в системе устанавливаются алгоритмы их совместного функционирования. Например, рекурсивная связь устанавливает причинно-следственную связь между различными параметрами в экономической системе. Синергическая связь в теории систем определяет результат совместных действий взаимосвязанных элементов как общий эффект, который превышает сумму эффектов, получаемых от каждого независимого элемента. Циклическая связь рассматривается как сложная обратная связь между элементами в системе, определяющая ее полный жизненный цикл, например, в процессе производства какого-либо изделия. Обратная связь является основой саморегуляции, развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования. Например, в управлении социально-экономическими системами используется функция корректировки, которая основана на принципе обратной связи, т. е. возможности принятия решения в зависимости от сложившихся условий.
По своему характеру связи могут быть положительными, отрицательными и гармонизированными.
Под положительной связью понимается результат взаимодействия элементов, в процессе которого не нарушается внутренняя структура самих элементов. Этот результат дает импульс к дальнейшему развитию элементов и всей системы.
Под отрицательной связью понимается результат взаимодействия элементов, в процессе которого происходит разрушение как самого элемента, так и всей системы.
Под гармонизированной связью понимается устойчивое динамическое состояние развития элементов в результате их взаимодействия.
Следовательно, в системах различной природы всегда существуют разные виды связей, за счет которых обеспечивается сохранение целостного образования.
Количество связей между элементами в системе принято представлять как возможное сочетание по формуле
S = g (g - 1), (2.1)
где g - количество элементов.
Исходя из теории алгоритмов, можно констатировать, что связи между элементами в системе могут иметь линейный (однонаправленный), нелинейный (многонаправленный) и циклический характер или их сочетание.
Состав элементов и способ их объединения определяют структуру системы. Формально ее часто представляют в виде граф, где вершины соответствуют элементам системы, а дуги - их связям. Особое место среди структур разных типов занимают иерархические структуры.
Понятие «отношение» в качестве внутренней связи между элементами системы логически связано с понятием «структура», которое означает строение, расположение, порядок. Структура отражает взаимосвязи и взаимоотношения между элементами системы, устанавливающими порядок ее строения. Структуру системы принято описывать видом связей и отношений (иерархия связей) между ее элементами. Структура описывает внутреннее строение (состояние) системы. Структуры бывают как статическими, так и динамическими. Одна и та же система может быть описана разными видами структур в зависимости от аспектов и стадий исследования или проектирования в пространстве и во времени.
Структуры систем могут описывать состояние системы, ее поведение, условия ее равновесия, устойчивости и развития.
Состояние системы - это описание ее в определенный момент времени как «статичной фотографии». В таком состоянии все элементы имеют статичные входные и выходные параметры.
Под равновесием системы понимается описание состояния системы, которая лишена внешних воздействий и находится в состоянии равновесия.
Под устойчивым состоянием системы понимается такое поведение, которое обеспечивает ей возвращение в равновесное состояние после воздействия внешних факторов. Как правило, состояние устойчивости обеспечивается за счет сочетания свойств самих элементов системы.
Развитие системы - это такое состояние системы, которое обеспечивает развитие свойств связи отношений в рамках организационной структуры в продолжительном временном периоде, с учетом воздействия факторов внешней среды. (Далее будет рассказано о таком классе систем на примере адаптивных систем, самообучающихся и саморазвивающихся систем.)
Теория систем изучает закономерности организации, структурирования, функционирования, поведения и существования любого объекта в качестве системы. Методологической основой построения теории систем стали такие универсальные научные принципы, как: целостность, дискретность, гармония, иерархия и адекватность.
В теории систем широко используются методы моделирования на базе линейного и нелинейного программирования, в основе которого лежат методы теорий, представленных в табл. 2.2.
Таблица 2.2- Перечень теорий
| Теория | Особенности теории |
| Множеств | Формально описывает свойства системы и ее элементов на основе математических аксиом |
| Ячеек | Изучает систему в качестве подсистем (ячеек) с определенными граничными условиями, причем между этими ячейками происходит процесс переноса свойств (например, «цепная» реакция) |
| Сетей | Изучает функциональную структуру связей и отношений между элементами в системе |
| Графов | Изучает реляционные (матричные) структуры, представляемые в топологическом пространстве |
| Информации | Изучает способы информационного описания системы-объекта на основе количественных характеристик |
| Кибернетики | Изучает системы управления в качестве процесса передачи информации между элементами системы и между системой и окружающей средой, с учетом принципа обратной связи |
| Автоматов | В теории автоматов система рассматривается сточки зрения «черного ящика^. т, е. входных и выходных параметров |
| Игр | Исследует систему-объект сточки зрения «рационального» поведения при условии получения максимального выигрыша при минимальных потерях |
| Оптимальных решений | Позволяет математически описать условия выбора наилучшего решения из альтернативных возможностей |
| Очередей | Использует методы оптимизации обслуживания элементов в системе потоками данных при массовых запросах |
2.3. Три описания систем
Приступая к изучению новой, неизвестной системы, мы не знаем, с чем имеем дело. В этом случае представление об объекте исследования может дать некоторое описание его свойств.
Функциональное описание системы отражает ее параметры, происходящие процессы и иерархию системы. Оно дает возможность ответить на вопрос, для чего предназначена система. В более широком смысле функциональное описание позволяет оценить значимость системы в ее конкретной функции и воздействие на внешнюю среду (связи с другими системами). При этом функция системы выполняется, если параметры системы и процессы ограничены пределами, вне которых система разрушается либо радикально меняет свои свойства. Например, функциональное описание системы отопления учебного помещения.
Морфологическое описание дает ответ на вопрос о том, из каких элементов состоит система. Оно определяет глубину описания (выбор элемента, внутрь которого описание не проникает), композиционные свойства (способ объединения элементов в систему) и эффективность выполнения функции, на которую влияют искажения и непредусмотренные потери информации.
Таким образом, морфологическое описание отражает состав системы и связи между ее элементами, позволяет построить иерархическую структуру системы. Например, представим себе морфологическое описание системы отопления учебного помещения.
Информационное описание дает представление об обмене информацией между частями системы, системой и внешней средой. Описание позволяет судить об информационной упорядоченности системы. При этом обычно определяют меру неопределенности (энтропию) или упорядоченности (негэнтропию) системы и информационный метаболизм (обмен информации со средой). Важно помнить о том, что для системы особо ценна информация, привнесенная из внешней среды, но нельзя забывать и о том, что не всякая информация нужна системе. Для примера сделаем информационное описание системы отопления учебного помещения.
Как видим, составив три описания системы (например, системы отопления), мы получаем упорядоченную информацию об интересующем нас объекте.
Суть системного подхода
Потребность в использовании системного подхода в управлении обострилась в связи с необходимостью управления объектами, имеющими большие размеры в пространстве и во времени в условиях динамичных изменений внешней среды.
По мере усложнения экономических и социальных отношений в различных организациях все чаще возникают задачи, решение которых невозможно без использования комплексного системного подхода.
Стремление выделить скрытые взаимосвязи между различными научными дисциплинами явилось причиной разработки общей теории систем. Тем более что локальные решения без учета недостаточного числа факторов, локальная оптимизация на уровне отдельных элементов, как правило, ведут к снижению эффективности деятельности организации, а иногда и к опасному по последствиям результату.
Интерес к системному подходу объясняется тем, что с его помощью можно решить задачи, которые сложно решить традиционными методами. Здесь важна формулировка задачи, поскольку она открывает возможность использования существующих или вновь создаваемых методов исследования.
Системный подход представляет собой универсальный метод исследования, основанный на восприятии исследуемого объекта как нечто целого, состоящего из взаимосвязанных частей и являющегося одновременно частью системы более высокого порядка. Он позволяет строить многофакторные модели, характерные для социально-экономических систем, к которым относятся организации. Предназначение системного подхода заключается в том, что он формирует системное мышление, необходимое руководителям организаций, и повышает эффективность принимаемых решений.
Под системным подходом обычно понимают часть диалектики (науки о развитии), исследующей объекты как системы, т. е. как нечто целое. Поэтому в общем виде его можно представить как способ мышления в отношении организации и управления.
При рассмотрении системного подхода как метода исследования организаций следует учитывать то обстоятельство, что объект исследования всегда многогранен и требует всестороннего, комплексного подхода, поэтому к исследованию следует привлекать специалистов различного профиля. Всесторонность в комплексном подходе выражает частное требование, а в системном - она представляет собой один из методологических принципов.
Таким образом, комплексный подход вырабатывает стратегию и тактику, а системный - методологию и методы [6]. В этом случае происходит взаимное обогащение комплексного и системного подходов. Для системного подхода характерна формальная строгость, которой нет у комплексного подхода. Системный подход рассматривает исследуемые организации как системы, состоящие из структурированных и функционально организованных подсистем (или элементов). Комплексный подход используется не столько для рассмотрения объектов с позиций целостности, сколько для разностороннего рассмотрения исследуемого объекта. Признаки и свойства этих подходов подробно рассмотрены В. В. Исаевым и А. М. Немчиным и приведены в табл. 2.3.
Таблица 2.3 Сопоставление комплексного и системного подходов
| Характеристика подхода | Комплексный подход | Системный подход |
| Механизм реализации установки | Стремление к синтезу на базе различных дисциплин (о последующим суммированием результатов] | Стремление к синтезу в рамках одной научной дисциплины на уровне новых знаний, носящих системообразующий характер |
| Объект исследования | Любые явления, процессы, состояния, аддитивные (суммативные системы) | Только системные объекты, т. е. целостные системы, состоящие из закономерно структурированных элементов |
| Метод | Междисциплинарный — учитывает два или более показателя, влияющих на эффективность | Системный подход в пространстве и во времени учитывает все показатели, влияющие на эффективность |
| Понятийный аппарат | Базовый вариант, нормативы, экспертиза, суммирование, отношения для определения критерия | Тенденция развития, элементы, связи, взаимодействие, эмерджентность. целостность, внешняя среда, синергия |
| Принципы | Отсутствуют | Системность, иерархия, обратная связь, гомеостазис |
| Теория и практика | Теория отсутствует, а практика неэффективна | Системопогия — теория систем, системотехника — практика, системный анализ — методология |
| Общая характеристика | Орган изацион но- м ето-дический (внешний), приближенный, разносторонний, взаимосвязанный, взаимообусловленный, предтеча системного подхода | Методологический (внутренний), ближе к природе объекта, целенаправленность, упорядоченность, организованность, как развитие комплексного подхода на пути к теории и методологии объекта исследования |
| Особенности | Широта охвата проблемы при детерминированности требований | Широта охвата проблемы, но в условиях риска и неопределенности |
| Развитие | В рамках существующих знаний многих наук, вы-сту пающи хобособленно | В рамках одной науки (системо-погии) на уровне новых знаний системообразующего характера |
| Результат | Экономический эффект | Системный (эмерджентный. синергический) эффект |
Известный специалист в области исследования операций Р. Л. Акофф в определении системы делает упор на то, что это любая общность, которая состоит из взаимосвязанных частей.
В этом случае части также могут представлять собой систему более низкого уровня, которые называются подсистемами. Например, экономическая система является частью (подсистемой) системы общественных отношений, а производственная система - частью (подсистемой) экономической системы.
Разделение системы на части (элементы) может быть выполнено в различных вариантах и неограниченное число раз. Важными факторами здесь являются стоящая перед исследователем цель и язык, который используется при описании исследуемой системы.
Системность заключается в стремлении исследовать объект с разных сторон и во взаимосвязи с внешней средой.
В основе системного подхода лежат принципы, среди которых в большей степени выделяют такие, как:
1) требование рассматривать систему как часть (подсистему) некоей более общей системы, расположенную во внешней среде;
2) деление данной системы на части, подсистемы;
3) обладание системы особыми свойствами, которых может и не быть у отдельных элементов;
4) проявление функции ценности системы, заключающейся в стремлении к максимизации эффективности самой системы;
5) требование рассматривать совокупность элементов системы как одно целое, в чем собственно проявляется принцип единства (рассмотрение систем и как нечто целое, и как совокупность частей).
В то же время системность определяют следующие принципы:
- развития (изменяемости системы по мере накопления информации, получаемой из внешней среды);
- целевой направленности (результирующий целевой вектор системы не всегда является совокупностью оптимальных целей его подсистем);
- функциональности (структура системы следует за ее функциями, соответствует им);
- децентрализации (как сочетание централизации и децентрализации);
- иерархии (соподчинение и ранжирование систем);
- неопределенности (вероятностного наступления событий);
- организованности (степени выполнения решений).
Сущность системного подхода в трактовке академика В. Г. Афанасьева выглядит как сочетание таких описаний, как:
- морфологическое (из каких частей состоит система);
- функциональное (какие функции выполняет система);
- информационное (передача информации между частями системы, способ взаимодействия на основе связей между частями);
- коммуникационное (взаимосвязь системы с другими системами как по вертикали, так и по горизонтали);
- интеграционное (изменение системы во времени и в пространстве);
- описание истории системы (возникновение, развитие и ликвидация системы).
В социальной системе можно выделить три типа связей: внутренние связи самого человека, связи между отдельными людьми и связь между людьми в обществе в целом. Нет эффективного управления без хорошо налаженных связей. Связь объединяет организацию в единое целое.
Схематично системный подход выглядит как последовательность определенных процедур:
1) определение признаков системы (целостность и множество членений на элементы);
2) исследование свойств, отношений и связей системы;
3) установление структуры системы и ее иерархического строения;
4) фиксация взаимоотношений между системой и внешней средой;
5) описание поведения системы;
6) описание целей системы;
7) определение информации, необходимой для управления системой.
Например, в медицине системный подход проявляется в том, что одни нервные клетки воспринимают сигналы о появившихся потребностях организма; другие отыскивают в памяти, как эта потребность удовлетворялась в прошлом; третьи - ориентируют организм в окружающей обстановке; четвертые - формируют программу последующих действий и т. д. Так организм функционирует как нечто целое, и эта модель может быть использована при анализе организационных систем.
Статьи Л. фон Берталанфи о системном подходе к органическим системам в начале 1960-х гг. были замечены американцами, которые стали использовать системные идеи сначала в военном деле, а затем и в экономике - для разработки национальных экономических программ.
1970-е гг. были отмечены широким использованием системного подхода во всем мире. Его применяли во всех сферах человеческого бытия. Однако практика показала, что в системах с высокой энтропией (неопределенностью), которая в большей степени обусловлена «несистемными факторами» (влиянием человека), системный подход может не дать ожидаемого эффекта. Последнее замечание свидетельствует о том, что «мир не так системен» [54], как его представляли основатели системного подхода [9].
|
|
|
