Лекция 2.СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ОСНОВАМ УПРАВЛЕНИЯ

2.1. Понятие о системе Термин система используют в тех случаях, когда хотят охарактеризовать исследуемый или проектируемый объект как нечто целое (единое), сложное, о котором невозможно сразу дать представление, показав его графически или математической формулой.

Теория систем как научное направление возникла в 20-30-е годы нашего столетия и изменялась по мере развития и использования этого понятия на практике. Основоположником этого научного направления считается Л. фон Берталанфи, опубликовавший труд «История и статус общей теории систем», хотя в эти же годы наш соотечественник А. А. Богданов написал тома книги «Всеобщая организационная наука (тектология)», которая в то время, по-видимому, прошла незамеченной.

Рассмотрим элементы теории систем.

Так, Л. фон Берталанфи определял систему как «комплекс взаимодействующих компонентов» или как «совокупность элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и со средой».

Под элементом принято понимать простейшую неделимую часть системы. Вопрос, что принять в качестве элемента, зависит от преследуемой цели.

Понятие цель и связанные с ним понятия целесообразности и целенаправленности лежат в основе развития системы. В Большой Советской Энциклопедии дается следующее определение цели: заранее мыслимый результат сознательной деятельности человека.

Так, в системе управления элементами можно считать приказы, положения, регламентирующие процессы управления, а можно - показатели, отдельные операции организационно-технологических процедур подготовки и реализации управленческих решений и т.д.

Любой неэлементарный объект можно рассмотреть как подсистему целого (к которому рассматриваемый объект относится), выделив в нём отдельные части и определив взаимодействия этих частей, служащих какой-либо функции.

Деление системы на подсистемы связано с возможностью вычленения совокупностей взаимосвязанных элементов, способных выполнять относительно независимые функции, подцели, направленные на достижение общей цели системы. Названием подсистема подчеркивается, что такая часть должна обладать свойствами системы (в частности, свойством целостности). Этим подсистема отличается от группы элементов, где не определена подцель и не выполняется свойство целостности. Для таких групп используется понятие компонентов. В качестве примера можно сказать о подсистеме планирования, контроля и т.д., входящих в систему управления.

Понятие связь входит в определение системы и обеспечивает сохранение целостности ее свойств. Это понятие одновременно характеризует и строение (статику) и функционирование (динамику) системы. Связь определяют как ограничение степени свободы элементов. Действительно, элементы, вступая в связь друг с другом, утрачивают часть своей свободы. Связи можно охарактеризовать силой и характером (видом). По первому признаку их делят на сильные и слабые. По характеру различают связи: подчинения, порождения, равноправные и управления. Связи можно разделить по направленности процессов в системе в целом или ее подсистемах на прямые и обратные.

Важную роль в системах имеет понятие обратной связи. Обратная связь может быть положительной - сохраняющей тенденции происходящих в системе изменений того или иного выходного параметра, и отрицательной, противодействующей тенденциям изменения выходного параметра, т.е. направленной на сохранение требуемого значения этого параметра (например, количества выпускаемой продукции, ее себестоимости и т.п.). Понятие обратной связи, хорошо известное инженерам и обычно иллюстрируемое на примерах технических устройств, не легко интерпретируется в конкретных условиях, структур систем управления.

Иными словами, система S- это элементы (компоненты, части) a_i и связи (отношения) r_iмежду ними, что символически можно представить следующим образом:

S=({a_i},{r_i}), где a_i є А; r_i є R

Или S=(А,R),где А={a_i}; R={r_i}

Для уточнения элементов и связей в определении упоминают о свойствах, которые дополняют понятие элемента Q_A

S=(A,Q_A,R)

Далее в определение системы вводится упоминание цели и времени, т.е. система - конечное множество функциональных элементов и отношений между ними, выделенное из среды в соответствии с определенной целью.

S=(A,Q_A,R,Z), где Z- совокупность или структура целей.

И, наконец, в 70-е годы в определение системы начали включать наблюдателя N,т.е. лицо, представляющее (воображающее) объект или процесс в виде системы при их исследовании или принятии решения:

S=(A,Q_A,R,Z,N)

Рис.1 Стол как система

На рис.1. а_i, b_i – элементы системы,

а_1, а₂, а₃, а₄ – ножки стола, b₁ - столешница

S=(A,Q_A,R,Z,N),

где A{a_i, b_i},

R{r_i}, где r_i – связи между элементами системы

В нашем примере r₁,r₂,r₃,r₄ – крепления ножек стола к столешнице

Q_A- свойства системы. К свойствам стола можно отнести:

- имеет твердую поверхность (поверхность b_i);

- устойчивость;

- имеет удобную для работы высоту (высота элемента a_i).

Z - совокупность целей системы. В нашем случае целями системы будут удобство работы человека.

N – наблюдатель, человек

Понятие системы можно применять как к существующим материально реализованным предметам, так и к отображению значений о них. При системном анализе важно уметь отделить систему от среды, с которой она взаимодействует.

Ни одно из приведенных определений системы не следует рассматривать как основное, т.к. на разных этапах представления объекта в виде системы, в различных конкретных ситуациях можно пользоваться разными определениями.

И всего вышесказанного можно сделать вывод, что системный подход - это подход, при котором любая система (объект) рассматривается как совокупность взаимосвязанных элементов (компонентов), имеющая выход (цель), вход (ресурсы), связь с внешней средой, обратную связь. Это наиболее сложный подход. Системный подход представляет собой форму приложения теории познания и диалектики к исследованию процессов, происходящих в природе, обществе, мышлении. Его сущность состоит в реализации требований общей теории систем, согласно которой каждый объект в процессе его исследования должен рассматриваться как большая и сложная система и, одновременно, как элемент более общей системы.

Системы обладают структурой. Структура (в переводе с латинского означает строение, расположение, порядок) отражает определенные взаимосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее устройство (строение). При этом в сложных системах структура отражает не все элементы и связи между ними, а лишь наиболее существенные компоненты и связи, которые мало меняются при текущем функционировании системы и обеспечивают существование системы и ее основных свойств. Иными словами, структура характеризует организованность системы, устойчивую упорядоченность ее элементов и связей. Рассмотрим основные виды структур, которые будут далее использоваться при анализе системы управления предприятием.

Сетевая структура или сеть представляет собой декомпозицию (разложение на элементы) системы во времени (рис.2)

Рис. 3 Структура с «сильными связями»

Рис. 4 Структура со «слабыми связями»

Сетевая структура может отображать, например, порядок действия технического устройства или этапы деятельности человека (при проектировании и производстве - сетевой график). Понятие об этом виде структур используется при процессе планирования на предприятии.

Иерархические структуры (рис. 3, 4) представляют собой декомпозицию системы в пространстве. Такие структуры могут иметь не три, как показано на рис. 3, 4, а большее число уровней декомпозиции (структуризации). Структуры, изображенные на рис. 3, в которых каждый элемент нижележащего уровня подчинен одному узлу (одной вершине) вышележащего (это справедливо для всех уровней иерархии), называют иерархическими структурами с «сильными связями» или структурами типа дерева. Структура, изображенная на рис.4, где элемент может быть подчинен двум и более узлам (вершинам) вышележащего, называют иерархическими структурами со «слабыми связями». Понятие об этом виде структур используется при анализе структуры системы управления предприятия. Существуют также и другие виды структур.

Свойства систем

Состояние.Этим понятием характеризуют мгновенную фотографию, «срез» системы. Его определяют либо через входные воздействия и выходные сигналы (результаты), либо через макропараметры, макросвойства системы (например, давление, скорость, ускорение - для физических систем; производительность, себестоимость продукции, прибыль - для экономических систем). Таким образом, состояние - это множество существенных свойств, которыми система обладает в данный момент времени.

Поведение.Если система способна переходить из одного состояния в другое, то говорят, что она обладает поведением.

Равновесие.Это понятие определяют как способность системы в отсутствие внешних воздействий сохранять свое поведение сколько угодно долго.

Устойчивость.Под этим понятием понимают способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была выведена из равновесия под влиянием внешних воздействий.

(Состояние равновесия, в которое система способна возвращаться, по аналогии с техническими устройствами называют устойчивым состоянием равновесия. Равновесие и устойчивость в экономических и организационных системах - гораздо более сложные понятия, чем в технике.)

Развитие.Этим понятием характеризуют способность системы изменять свое качество (свойства) с течением времени.

Системы разделяют на открытые и закрытые. Основной отличительной чертой открытых систем является обмен (например, информацией) с внешней средой. В отличие от них закрытые системы изолированы от среды.

По степени организованности системы делят на хорошо и плохо организованные системы. Представить анализируемый объект в виде хорошо организованной системы означает определить элементы системы и их взаимосвязи между собой и с целями системы.

Обобщение результатов исследований и практики позволяют сформулировать некоторые закономерности целеобразования, полезные при анализе организованных систем.

Цель. В Большой Советской Энциклопедии цель определяется как "заранее мыслимый результат сознательной деятельности человека". В практических применениях цель - это идеальное устремление, которое позволяет коллективу увидеть перспективы или реальные возможности, обеспечивающие своевременность завершения очередного этапа на пути к идеальным устремлениям. Понятие цель лежит в основе развития системы.

В настоящее время, в связи с усилением программно-целевых принципов в планировании, исследованию целей в конкретных условиях уделяется все больше внимания. (Например: энергетическая программа, продовольственная программа, жилищная программа, программа перехода к рыночной экономике.)

На формирование цели влияют как внешние отношения к системе, так и внутренние факторы. В развивающихся системах цели не задаются извне, а формируются внутри системы. Анализ процессов формирования обобщающей, глобальной цели показывает, что цель возникает в сознании управляющего не как единичное понятие, а как некоторая «размытая» область. Для того, чтобы достичь понимания цели исполнителями, задача формирования цели должна быть сведена к задаче структуризации (декомпозиции цели).

Учитывая, что наиболее распространенным способом представления целей является иерархическая структура типа «дерево целей», рассмотрим основные закономерности ее формирования. На практике обычно сочетают формирование целей «сверху» (декомпозиция) и «снизу».

В иерархической структуре цели нижележащего уровня всегда можно рассматривать как средства для достижения целей вышележащего уровня; при этом они же являются целями для уровня, нижележащего по отношению к ним. По мере движения по иерархической структуре сверху вниз (по уровням), цель все более конкретизируется.

При формировании иерархической структуры целей (и не только целей) следует учитывать ограничение возможностей оперативной памяти человека. Обычно исследователи (гипотеза Миллера, число Колмогорова) для того, чтобы человек мог сохранить представление о целостности и успевать анализировать и сравнивать выделенные части, рекомендуют представлять ему одновременно не более чем 7 ± 2 компонентов. Таким образом, число уровней «дерева» нужно ограничивать пятью-девятью (как правило семью).

В плохо организованной, или диффузионной, системе не ставится задача определить все учитываемые компоненты, их свойства и связи между ними и целями системы. Определяются статистические закономерности. Система характеризуется в этом случае некоторыми макропараметрами. Например, описание газа, когда для прикладных целей его свойства не определяют из описания поведения молекул, а характеризуют макропараметрами: давление, температура и т.п.

Закономерности систем

Целостность.Закономерность целостности (эмерджентности) проявляется в возникновении у нее новых интегративных качеств, не свойственных ее компонентам. Целостность позволяет рассматривать одновременно систему как единое целое и в то же время как подсистему для вышестоящих уровней.

Интегративность.Зачастую этот термин употребляется как синоним целостности. Однако этот термин выделяют в отдельную закономерность. Интегративными называют системообразующие, системосохраняющие факторы, в числе которых важную роль играют неоднородность и противоречивость элементов, с одной стороны, и стремление их вступать в коалицию, с другой.

Коммуникативность.Эта закономерность составляет основу определения системы, в которой система определяется как открытая. Такая система связана множеством коммуникаций со средой, представляющей собой, в свою очередь, сложное и неоднородное образование, содержащее подсистему (систему более высокого порядка), задающую требования и ограничения исследуемой системе.

Иерархичность.Эта закономерность проявляется во взаимодействии уровней структуризации системы. Т.е. иерархичность – это наличие множества (по крайней мере, двух) элементов, расположенных на основе подчинения элементов низшего уровня - элементам высшего уровня. Реализация этого принципа хорошо видна на примере любой конкретной организации. Как известно, любая организация представляет собой взаимодействие двух подсистем: управляющей и управляемой. Одна подчиняется другой.

Закономерность иерархичности или "иерархической упорядоченности" была в числе первых закономерностей сложных систем, которые выделил и исследовал Л. фон Берталанфи.

Необходимость разнообразия. Применительно к задачам принятия решений эту закономерность можно упрощенно пояснить на следующем примере. Когда исследователь или лицо, принимающее решение, сталкивается с проблемой, решение которой для него неочевидно, то имеет место некоторое разнообразие возможных решений V_D. Этому разнообразию противостоит разнообразие мыслей исследователя V_N. Задача исследователя - свести разнообразие V_D - V_N к минимуму. У. Э. Эшби доказал теорему, на основе которой формулируется следующий вывод: «Если V_D дано постоянное значение, то V_D - V_N может быть уменьшено лишь за счет соответствующего роста V_N ... Говоря образно, только разнообразие сможет уменьшить разнообразие, создаваемое в D; только разнообразие может уничтожить разнообразие».

Применительно к системам управления это можно сформулировать так: разнообразие управляющей системы должно быть больше (или, хотя бы, равно) разнообразию управляемого процесса или объекта.

Самоорганизация.В развивающихся системах с одной стороны действуют факторы, ведущие к их дезорганизации, распаду, а с другой - к повышению степени их организованности. Закономерность проявления повышения организованности и порядка называют закономерностью самоорганизации.

Поиск по сайту: