Системный анализ. 2009_Ракитов АИ и др_Системный анализ и аналитические исследован. Руководство для профессиональных аналитиков москва 2009 rv удк 001. 51 Ббк72 с 40
 Скачать 2.27 Mb.
|
|
Глава 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 1.1. Часть и целое. Холистический подход Мы живем в сильно диверсифицированном мире. Иными словами, каждому руководителю фирмы, корпорации, государственного ведомства, кустарю- одиночке или владельцу небольшой лавочки приходится иметь дело с большим разнообразием явлений, событий, процессов. Они могут казаться несвязанными между собой. Однако люди и в быту, и в профессиональной деятельности научились выделять в этом многообразии явлений, событий и процессов нечто устойчивое, более или менее постоянное, неизменное. Это «нечто» является инвариантом многообразия, или целостностью. Целостность - исходное понятие системного анализа. Оно позволяет выделять в окружающем нас многообразии то, что представляет для нас максимальную важность, от чего зависят успех или неудача нашей деятельности. Понятие «целостность», или «целое», является бинарным. Это означает, что оно приобретает смысл и значение только в единстве с другим понятием - «часть». Крупное машиностроительное предприятие может рассматриваться как целое. Его цеха или более или менее автономные службы - части целого. Эффективность работы предприятия зависит от взаимодействия, слаженности и эффективности его частей. Еще в древности был выдвинут тезис, что часть не может быть больше целого. Хотя в современной теоретической физике разработана кварковая теория, которая кажется опровержением этого положения, к области экономических, социальных и политических явлений и процессов это1не имеет отношения. Социальные целостности, как и многие другие явления, состоят из частей разного рода. Тезис, согласно которому целое состоит из частей, вовсе не означает, что целое идентично сумме частей. Понятие целого не аддитивное, что можно проиллюстрировать на простом примере. Человек как целое состоит из ряда органов: сердца, легких, печени, желудка, мозга, скелета, мышц, различных сосудов и т.д. Однако сумма этих органов, которые могут быть выделены патологоанатомом, никогда не может быть живым человеком. Известно, что благодаря грандиозным достижениям современной медицины, возможно пересадить органы одного человека другому, например, почки, части кожи, но это не нарушит целостности человека - пациента, которому была совершена пересадка. Некоторые из этих частей могут быть утрачены, но при этом целостность не теряет своих качественных особенностей, сохраняет свои физические, химические, биологические или социальные свойства. Если от глыбы белого каррарского мрамора при его транспортировке в мастерскую скульптора Микеландже- ло Буонарроти отколется небольшая часть, то эта глыба мрамора не лишится главного, с точки зрения скульптора, качества - пригодности для изготовления знаменитой 20 21 скульптуры Давида, прославившей имя скульптора на весь мир. Однако, если при транспортировке глыба расколется и развалится на пять-шесть частей, то она утратит, с точки зрения скульптора, свою целостность. При этом восстановить прежнюю целостность путем сложения отколовшихся частей окажется невозможным. Если рассматривать в качестве особой социально- экономической целостности машиностроительное предприятие, например, завод, производящий автомашины, то становится совершенно очевидным, что для понимания его работы, его качественной определенности понятий «часть» и «целое» явно не хватает. Так, сборочный цех является частью завода, отдельная автоматизированная конвейерная линия является частью цеха. Каждая автомашина, сходящая с конвейера в готовом виде, является особой целостностью. Детали, корпус автомашины, ее двигатель и т.д. являются частями автомобиля, но не частями завода или цеха. Если сборочный цех современного автозавода имеет несколько автоматизированных конвейерных линий, то эти линии являются частями цеха. Поломка одной из них не меняет целостности завода и цеха, который является частью завода, но особой целостностью по отношению к конвейерной линии. Разрушение же сборочного цеха, например, в результате сильного геотектонического воздействия или вследствие обширного пожара, означало бы прекращение деятельности завода как целого. Точно так же мы можем считать, что хирургическая замена сломанной шейки бедра человека искусственным шарниром не приводит к изменению личности человека и далее степени его подвижности. Человек сохраняет свою целостность как индивид, как член общества. Напротив, разрушение головного мозга вследствие травмы уничтожает целостность человека как живого существа, как личности, как члена социума. Исследование различного вида целостностей и образующих их частей часто называют холистическим (от греч. «holos» - целое). В рамках холистического подхода, развивавшегося во многих философских и религиозных учениях древности, возник и современный системный подход. С точки зрения этого подхода для понимания целостностей, особенно в живой природе и в обществе, а также в сложных физических образованиях, таких как молекула, необходимо ввести дополнительные важные понятия: связь, отношения, действие, взаимодействие. Эти понятия вместе с понятиями «часть» и «целое» вплотную подводят нас к ключевым для этой работы понятиям «система» и «структура». 1.2. Понятие «Системы» в первом приближении Связи и отношения нельзя пощупать и увидеть. Точно так же нельзя увидеть и пощупать действие, взаимодействие, организацию, дезорганизацию, развитие и эволюцию. Эти понятия обобщают и выражают опыт человека, имеющего дело с многочисленными целост-ностями. Одни из них важны, существенны для достижения определенных целей и решения задач, другие же образуют фон или окружающую среду изучаемой целостности. При определенных условиях события, явления и процессы, существенные для жизнедеятельности человека, социальных групп и общества и для достижения поставленных ими целей, рассматриваются как системы. Понятие «система», как и многие другие базовые фундаментальные понятия, неоднозначно. Оно не может быть точно и формально определено, чтобы быть применимым ко всем возможным целостностям, с которыми приходится иметь дело любому человеку, современным менеджерам и аналитикам. В результате быстрогоростасистемно-аналитических, или системно-структурных, исследований, имевшего в XX и начале XXI в. лавинообразный характер, были предложены сотни общих и специальных определений систем. Одни из них претендуют на универсальность, общеприменимость, другие - ориентированы на применение в ограниченных областях деятельности и познания. Вот, например, как описывается понятие «системы» в Словаре иностранных слов: 22 23 СИСТЕМА [гр. systema (целое), составленное из частей; соединение] - 1) множество закономерно связанных друг с другом элементов (предметов, явлений, взглядов, знаний и т.д.), представляющее собой определенное целостное образование, единство; 2) порядок, обусловленный планомерным, правильным расположением частей в определенной связи, строгой последовательностью действий, напр. с. (система) в работе; принятый, установившийся распорядок чело-л.; 3) форма, способ устройства, организации чело-л., напр, государственная с, избирательная с; 4) общественный строй, напр, социалистическая с; 5) совокупность хозяйственных единиц, учреждений, родственных по своим задачам и организационно- объединенных в единое целое; 6) совокупность тканей, органов, их частей, представляющих собой определенное единство и связанных общей функцией, напр, нервная с, сердечно-сосудистая с; 7) техническое устройство, конструкция, напр, оружие новой системы; 8) геол. горные породы, образовавшиеся в течение геологического периода; каждая с. подразделяется на геологические отделы и ярусы; 9) кристаллографическая с. - то же, что сингония; 10) в метрологии - система единиц - совокупность основных и производных единиц физ. величин, позволяющая выразить результаты измерений в количественной форме; наиболее распространены метрические системы: Международная система единиц (SI, или СИ) и система СГС (см - г - с) 4 Легко заметить, что приведенная цитата не содержит, строго говоря, точного и формально безупречного универсального определения «системы». В ней имеются описания отдельных случаев применения понятия «система» для анализа государственного устройства, использования в теории и практике измерений и т.д. По существу, эта цитата представляет собой смысловое гнездо понятий «система». Специалисту, осуществляющему системно- аналитические исследования, предстоит выбрать, какое из приведенных значений понятия «система» является наиболее адекватным для решения поставленных задач. Такой выбор является одной из важнейших проблем методологии системного анализа. 4. Словарь иностранных слов. - 7-е изд. - М.: Русский язык, 1980. - С. 469-470. Несмотря на разноплановость и разнонаправлен- ность этих определений, в них молено выделить ряд важных, необходимых для выработки более точного и адекватного задачам системного анализа представления о социальных, экономических и политических системах, с которыми имеет дело системный аналитик и на изучение которых направлены аналитические исследования. Для описания таких систем недостаточно просто указать, что целое состоит из частей, что свойства и особенности целого не идентичны простой сумме свойств и особенностей частей. Целое состоит из частей взаимосвязанных. При этом, чем сложнее система, тем неравноценнее части. Как уже было сказано выше, удаление небольшого куска из глыбы мрамора не меняет ее качества как материала, пригодного для создания скульптуры. Тогда как удаление мозга у развитого млекопитающего превращает его из живого организма в труп. Но так обстоит не со всеми частями живого организма. Удаление некоторого органа, например аппендикса, у человека практически не мешает его интеллектуальной и практической деятельности. Таким образом, рассматривая целостность как систему, мы должны выделять существенные для ее качественной определенности части, подсистемы или компоненты. Эти термины будут в дальнейшем употребляться как синонимы. Компоненты системы связаны друг с другом определенным образом и включены, особенно в живых и социальных системах, в функциональные отношения. Два элемента или компонента системы связаны, если изменения в положении или качестве одного компонента (или элемента) вызывают определенные изменения в положении, поведении, деятельности, качественной определенности другого, связанного с ним компонента. Связи всегда проявляются через отношения. В крупных фирмах или корпорациях в качестве компонентов могут выступать управления, отделы и другие подразделения (маркетинговые, рекламные службы, службы снабжения, информационно-аналитические центры, от- 24 25 делы внешних связей и т.д.). Изменения в работе одного из таких подразделений может сказываться на работе других, связанных с ним, и на деятельности фирмы или корпорации в целом. При этом, отношения, в которых реализуются связи, в первом приближении делятся на два больших класса: субординация (т.е. подчинение) и координация (т.е. согласованность действия, взаимозависимость). В крупной корпорации высшим органом, принимающим решение, то есть центральной подсистемой, может быть совет директоров (или аналогичный орган). Ему подчиняются управления или отделы: планирования, финансово-экономический, управления персоналом, маркетинга, снабжения и т.д. Какие бы решения ни принимал высший центральный орган корпорации, подчиненные ему звенья, подсистемы должны их выполнять, а также отчитываться перед советом директоров. Для выполнения этих функций (видов деятельности) они взаимодействуют, согласовывают реализуемые мероприятия, обмениваются информацией и т.д. Таким образом, корпорация выступает как системная целостность, компонентами которой являются управления (подсистемы первого уровня, включающие в свой состав более мелкие подразделения - отделы, то есть компоненты или подсистемы второго уровня). И, наконец, отдельные сотрудники являются элементами. В данном примере корпорация как целостность является трехуровневой системой. Элементами каждой данной системы являются образования, которые в ее рамках считаются далее неделимыми, неразложимыми и не имеющими частей. Элемент, следовательно, является в границах изучаемой системы микроцелостностью, входящей в одну из подсистем сложной системы. Недостаток приводившихся выше определений состоит в том, что в них система понимается как совокупность, объединенная связями, отношениями, элементами. В действительности же все социальные, биологические и подавляющее большинство известных нам систем неорганического мира имеют более сложное многоуровневое строение, включают в себя подсистемы (компоненты), содержащие другие подсистемы. И лишь на нижнем ярусе изучаемой целостности находится неделимый в ее рамках элемент. Умение правильно представить сложное многоуровневое поликомпонентное строение изучаемой целостности - одно из важнейших условий успеха аналитических исследований. Примитивный редукционизм, сводящий систему к сумме ее элементов, почти всегда чреват ошибочными выводами. Простейшее схематическое изображение трехуровневой системы, выступающей в качестве целостности, изучаемой аналитиком, представлено на рис. 1. Рис. 1. Простейшее схематическое изображение трехуровневой системы 26 27 На этом рисунке окружность наибольшего диаметра (1) представляет собой исходную целостность - систему, которую выделяет аналитик в начале своего исследования. Ее подсистемы изображены окружностями меньшего диаметра (2). Системы еще более низкого уровня изображены кружками наименьшего диаметра (3) и выступают как подподсистемы, или подсистемы второго уровня. Точки внутри кружков 3 изображают элементы. Стрелки между подсистемами разных уровней показывают, что подсистемы связаны различными отношениями взаимодействия. Этот рисунок - крайне примитивное, схематическое представление сложных системных целостностей. Но этого достаточно, чтобы понять принципиально важную мысль - сложные, особенно социальные, системы редко бывают простыми одноуровневыми, и их почти никогда нельзя понять как простую соввкупность взаимосвязанных элементов. Рисунок показывает, что элементы входят в систему через подсистемы разных уровней, через различные типы связей, отношений и взаимодействий. Это особенно важно при аналитическом исследовании сложных социальных и биологических целостностей. В самом деле, такая войсковая единица, как полк, состоит из батальонов, батальоны из рот, роты из взводов, взводы из отделений, отделения из отдельных бойцов. Можно сказать, что бойцы - это элементы полка, но между ними и командованием - центральным системообразующим органом полка - находится целый ряд подсистем с многочисленными взаимосвязями и взаимодействиями. Отдельных бойцов и офицеров можно заменить по истечении срока службы или в случае перевода в другие воинские части. Но при этом полк, как системная целостность, сохраняется. Это означает, что отдельные элементы и даже подсистемы исходной системной целостности могут быть при определенных условиях заменены другими. То же самое можно сказать, например, о человеке как о живом существе. Его подсистемами являются мозг, пищеварительная система, нервная система, эндокринная система, органы дыхания и т.д. В свою очередь, каждая из этих подсистем состоит из других подсистем низшего 28 уровня, например, сердце состоит из предсердия, желудочков, клапанов и т.д. Органы (подсистемы) человека в конечном счете состоят из живых клеток, однако, неверно сказать, что человек - это просто система взаимосвязанных клеток. Следует заметить, что отдельный человек как системная целостность не лишается своей определенности, даже если в результате удачной хирургической операции произведена замена одного из его системных компонентов, например почек, подходящим органом донора. Однако существуют подсистемы, замена которых невозможна, так как это привело бы к прекращению жизни человека или потере самоидентичности. Таким органом, например, является головной мозг, в конечном счете, регулирующий функционирование всех остальных подсистем человеческого организма и выполняющий функцию материального генератора сознательной интеллектуальной деятельности 5 Из сказанного в этом параграфе следуют следующие, крайне важные для организации аналитических исследований выводы: • системная целостность не может быть сведена к простой сумме своих элементов и даже подсистем; • отдельные элементы и подсистемы изучаемой си стемной целостности могут быть заменены эквивалент ными или устранены без нарушения качественной опре деленности изучаемой системной целостности; • в системной целостности могут существовать систе мообразующие компоненты, разрушение, повреждение или удаление которых приводит к тому, что данная це лостность теряет свою качественную определенность; • элемент, или микроцелостность, данной системы яв ляется неразложимым Лишь в ее рамках (при другом под ходе он может сам оказаться весьма сложной системой). 5 В знаменитом фантастическом романе А Б ЕЛЯЕВА «Голова профессора Доуэля» рассказывается о голове ученого, отделенной от туловища и осуществляющей все необходимые интеллектуальные действия при поддержке подключенных к ней аппаратов кровоснабжения Однако вообразить себе обезглавленное туловище, выполняющее функции человека, не смог бы даже такой выдающийся фантаст, как Б ЕЛЯЕВ 29 1.3. Полиструктурная система. Окружающая среда Начиная системный анализ сложных явлений и процессов, системный аналитик должен четко разграничивать исследуемую системную целостность и окружающую среду. Окружающая среда также состоит из множества разнообразных явлений и процессов, в том числе из других системных целостностей. Изучаемая система отличается от окружающей среды тем, что входящие в нее элементы и подсистемы различных уровней связаны и взаимодействуют между собой сильнее, объединены более тесными связями и отношениями. Это означает, что понятия «отношения», «связь» и «взаимодействие» выдвигаются на передний план. Более того, некоторые исследователи вообще склонны считать, что изучение разного типа отношений и реализованных в них связей и взаимодействий является главной задачей аналитических исследований. Этой точки зрения придерживалась группа крупнейших французских математиков, выпустивших в первой половине XX в. под псевдонимом Н. Б УРБАКИ МНОГОТОМНЫЙ обобщающий труд «Начала математики» 6 . С их точки зрения, одним из наиболее важных для современной математики является понятие «структура», которое они понимают как «произвольное множество с определенными на нем отношениями». Известный советский биолог А.А. М АЛИНОВСКИЙ также считал, что понятие «структура» является важнейшим для исследования сложных, в первую очередь биологических, систем, утверждая, что «структура - это не сам по себе набор элементов, а скорее их связь между собой» 7 . И у Н. Б УРБАКИ , И у А.А. М АЛИНОВСКОГО понятие «структура» употребляется в том же смысле, в каком используется понятие «система» в определениях, приведенных в предыдущем параграфе. Для того чтобы не заниматься словесной эквилибристикой, мы условимся, что в данной работе под структурой будут пониматься не- 6 Б УРБАКИ Н Начала математики. Пер с франц. - М , 1965. - Ч. 1. Кн. 1. 7. М АЛИНОВСКИЙ А.А Теория структур и ее место в системном подходе // Ответы на вопросы Системные исследования. Ежегодник. - М.: Наука, 1970. - С. 28. |