Методология исследования системы

Любой сознательный научный поиск всегда базируется на определенных философских предпосылках. И инженерная экология, к которой мы обращаемся в процессе исследования, так или иначе, затрагивает вопросы, относящиеся к категории философских.

Обострение экологической обстановки на всей планете придает особую значимость философской, методологической основе проблемы взаимодействия человека, техносферы и природной среды. В изучении проблем системы ЧТС наблюдается тенденция к переходу от локальных исследований ее частей к их целостному системному философскому толкованию.

В настоящее время наиболее прогрессирующим методом изучения экологической проблемы является метод экологического компьютерного моделирования. В этой связи большое значение имеет разработка методологических принципов решения экологической проблемы, а также ее имитационного и оптимизационного моделирования. Важной гносеологической и гуманистической особенностью системно-экологичес-ких моделей является познание возможных опасностей, связанных с изменениями, вносимыми техникой в биосферу. Речь идет об изменениях в биосфере, связанных с ее антропогенными загрязнениями, несущими вред всему живому на планете.

Методологическую основу инженерной экологии образует системный подход, изучающий весь спектр факторов, входящих в эргатическую систему ЧТС. Инженерная экология, как уже отмечалось, ставит своей целью оптимизацию технических средств и процессов производства, условий труда и жизнедеятельности человека, а также окружающей его природной среды и техносферы.

Понятие "проектирование и разработка системы" в настоящее время широко используется многими отраслями промышленности, разрабатывающими и поставляющими сложную техническую продукцию.

Системный подход связывают с развитием направлений построения и изучения формальных и абстрактных систем и систем общей теории. Системный подход в научном плане опирается на законы взаимосвязи и взаимообусловленности в мире и обществе. При этом должно соблюдаться требование – рассматривать изучаемые явления и объекты не только как систему совершенно самостоятельную, но и как подсистему некоторой большой системы. Это положение легче воспринимается при рассмотрении эргатической системы, ее структуры и принципов построения.

При использовании системного подхода следует учесть, что принимать решение при небольшом числе факторов системы опасно. По этому поводу специалисты, изучающие проблемы и трудности системного подхода, предостерегают от допущения ошибок и получения неверных результатов. При высокой степени специализации и координации и глубокой интегрированности производственных, информационных и социальных процессов были случаи, когда принимались неэффективные и социально опасные решения не преднамеренно, а из-за недостаточности информации для принятия правильных решений (перестройка структуры управления хозяйством, загрязнение атмосферы, гидросферы и т.д.). Системный подход в этом аспекте подчеркивает необходимость прежде всего учитывать социально-экономические, экологические и прочие факторы, особенно при создании или изменении организационных систем (Блауберг И. В. и др. Системный подход: предпосылки, проблемы, трудности. М, 1969.)

Отсюда вытекает важность понимания того, что система - это не просто объединение некоторых элементов и составных частей. Системный подход требует изучения, отбора и прослеживания как можно большего числа связей, внутренних и внешних. Не упустить действительно существенные связи и факторы и своевременно оценить их эффекты – это одно из важных требований при системном подходе.

Примером несистемного подхода является абсолютизация роли техники в решении проблемы охраны окружающей природной среды. Подчас высказываются предположения, что охрана окружающей среды в современных условиях – проблема в основном техническая. В оправдание такой позиции приводят особую роль техники в создании малоотходных технологий, замкнутых циклов производства, использование технических средств для очистки атмосферы от пыли и промышленных газов, очистки сточных вод, рекуперации, регенерации и утилизации отходов производства. Такие технические меры, вне всякого сомнения, имеют большое значение. Но в общем плане экологическая проблема не техническая, а комплексная (политическая, социологическая, биологическая, психологическая и т.д.) и в то же время - системная. Практически системный подход представляет собой системный охват различных элементов, системные представления, системную организацию исследований. Системный охват предполагает изучение проблемы и подход к ней с разных сторон. Это зачастую требует участия в разработке системы различных специалистов: инженеров, экологов, эргономистов, инженеров-психологов и многих других. Системное представление – это построение единой модели изучаемых явлений и объектов. Она может быть либо реализованной технически, либо - как натурный эксперимент. Системная организация требует непрерывного планирования и управления разработкой с использованием современных методов координации работ, какими являются, например, программное управление и сетевое планирование.

Инженер-эколог имеет дело с проектированием, как правило, сложной эргатической системы, разработка которой должна быть организованным процессом. Прежде всего, следует определиться с понятием системы "человек – техника – среда" и всем, что связано с ним.

Концепция системы. Система "человек – техника – среда" по сути - абстракция, внефизическая конструкция или какой-то вид организации. Это, прежде всего, структура, включающая в себя составные элементы, которые также представляют собой системы (подсистемы). Система ЧТС представляет собой концепцию, потому что она связана с ненаблюдаемыми изменениями (входных сигналов в выходные). Наблюдать можно только результаты преобразований. В антропотехнической системе "человек – машина" или в еще более сложной антропотехноэкологической системе “человек – техника – среда” то, что происходит внутри этих систем, мы можем знать по предшествующим входным и последующим выходным характеристикам. Отметим особо, что во всех указанных системах особую (главенствующую) роль играет информационная система, включающая получение, хранение и переработку информации. Поэтому большое значение в системе имеет человеческая память. Существуют различные определения систем, однако все они носят общий характер. Попытка дать более строгое определение системе может обрести смысл только тогда, когда известна конкретная система. По этому поводу весьма ценными являются высказывания и определения крупных ученых, изучающих системные подходы. Общим элементом для всех определений антропотехнической системы, считает Д. Мейстер (1979), является понятие целенаправленности. Система представляет собой искусственное образование, поэтому ее характеристики зависят от цели, поставленной разработчиком. Аналогом же целей человека может служить определенная совокупность требований к системе. На основе этих требований можно воссоздать конфигурацию системы, а также ее функции и операции. Рассматриваемые нами системы отличаются тем, что имеют возможность обеспечения связи с внешней средой с помощью электронного или механического интерфейса (средства сопряжения), дающего возможность умножить количество типов преобразований, а также значительно расширить окружающую человека среду.

Не углубляясь далее в разбор более широкого понятия системы, учитывая, что структура, проектирование, анализ и оценка рассматриваются в следующей главе, обратим внимание лишь на выделенное выше определение системы. Оно отражает свойства любых эргатических систем, в которых реализуются сложные преобразующие действия (человека-оператора, технического средства, экологической системы), например, действия логические и математические.