Свойства сложных систем

Системность управления может рассматриваться и в том плане, что оно реализуется с использованием некоторого множества связанных и взаимодействующих между собой элементов, представляющих систему управления. Однако до настоящего времени нет согласованного определения понятия «система». Причина этого кроется как в сложности характеризуемого объекта, так и в многоплановости его практического использования. Считают, что сложной системой является та, что обладает определенным набором свойств

1) эффективность системы − способность к достижению поставленных целей за оговоренный период времени при расходе определенного количества ресурсов и возможном наличии некоторых специфических ограничений;

2) физическая неоднородность и большое число элементов. Например, политическая система включает органы целеполагания, исполнительной и законодательной власти, средства массовой информации, суды и др., а также правила и алгоритмы их взаимодействия в различных ситуациях социального управления;

3) связи между элементами системысильнее связей между элементами системы и среды. В организации интенсивность связей должна мотивироваться. В противном случае получает опасное развитие сепаратизм.

Связи элементов в системе, власть в системе могут быть формальными и неформальными. Формальные связи определяются законодательством, договорными отношениями, гарантиями и др. Неформальные связи базируются на личной власти, моральной ответственности и доверии;

4) эмерджентность – не сводимость свойств отдельных элементов к свойствам системы в целом. Только все вместе эти элементы образуют некоторое системное единство – сложную систему.

Со свойством эмерджентности тесно связаны исследовательские процедуры агрегирования и декомпозиции.

Агрегирование −это объединение нескольких параметров системы низшего уровня в параметры системы более высокого уровня (параметры более низкого уровня находят отражение в агрегированных параметрах высшего уровня).

Декомпозиция −это разделение целого на части. По причине сложности не всегда возможно исследовать и провести анализ системы в целом. В этом случае прибегают к декомпозиции и исследуют эти части как самостоятельные объекты. В частности, выделяют подсистемы: субъект (управляющую систему) и объект управления. Подсистемами называют крупные составляющие сложных систем, которые обычно, в свою очередь, являются сложными системами.

Выбор принципа декомпозиции является важным этапом исследования. Чаще всего декомпозицию производят путем выделения функций, контуров управления или агрегатов;

5) иерархия − наличие нескольких уровней, их целей и способов достижения целей соответствующих уровней. Существование различных уровней порождает внутри уровневые и межуровневые конфликты власти, элементов в системе;

6) многофункциональность − это способность большой системы к реализации некоторого множества функций (для государства это обеспечение обороноспособности, развитие науки и культуры и т.д.) на заданной структуре. Многофункциональность проявляется в свойствах гибкости, адаптации, живучести;

7) гибкость − это свойство системы изменять цель и параметры функционирования в зависимости от условий функционирования (адаптация) или состояния подсистем (живучесть). Гибкость обеспечивается избыточностью элементов и управлением с обратной связью. Гибкое управление обеспечивает возможность изменения функций и структуры системы (реконфигурации) и (или) ее параметров.

8) адаптация − это способность изменения целей и параметров функционирования при изменении условий функционирования;

9) живучесть − это способность изменять цели и параметры функционирования при отказе и (или) повреждении элементов системы;

10) надежность системы − это свойство системы реализовывать заданные функции в течение определенного периода времени с заданными параметрами качества;

11) безопасность системы − это способность не наносить недопустимые воздействия здоровью нации, персоналу, окружающей среде. Безопасность и опасность составляют полную группу событий. Долговременная (экологическая) безопасность − характеризуется тем, что недопустимые воздействия не возникают за время, сравнимое с периодом жизни человека. Безопасность чрезвычайных ситуаций обеспечивается возможностью избежать катастрофического поражающего воздействия на здоровье нации при наступлении природных или техногенных катастроф, конфликтах ветвей власти и т.п.;

12) стойкость − это свойство системы выполнять свои функции при выходе параметров внешних условий системы за определенные ограничения или допуски. В отношении механических систем говорят о запасе прочности;

13) уязвимость − способность получать повреждения при воздействии внешних и (или) внутренних поражающих факторов;

14) устойчивость − способность возвращаться в исходное состояние после некоторых возмущающих воздействий, например, острых внешних, экономических или социальных конфликтов.

В зависимости от целей исследования системные исследования могут быть началом исследования. При этом исследование развивается от общего к частному. Наоборот, к системным исследованиям переходят после частных. Это необходимо в том случае, если становится очевидным, что решить проблему локальными мероприятиями не представляется возможным.

5.3. Системный анализ − конструктивное направление исследования процессов управления

Системный анализ:

· применяется для решения таких проблем, которые не могут быть поставлены и решены отдельными методами математики, т.е. проблем с неопределенностью ситуации принятия решения;

· использует не только формальные методы, но и методы качественного анализа, т.е. методы, направленные на активизацию использования интуиции и опыта специалистов;

· объединяет разные методы с помощью единой методики;

· дает возможность объединить знания, суждения и интуицию специалистов различных областей знаний и обязывает их к определенной дисциплине мышления;

· основное внимание уделяет целям и целеполаганию.

Особенности экономических объектов и характеристики систем с активными элементами показывают, что решение вопроса о необходимости представления объекта в виде системы и применения для его исследования, проектирования или организации процессов управления им системного анализа зависят от того, какая неопределенность в постановке задачи имеет место на начальном этапе ее рассмотрения.

Неопределенность зависит от ряда факторов: от степени детализации описания объекта или ситуации принятия решения; от требуемой точности решения; от имеющихся к началу постановки задачи сведений об объекте у ЛПР; от возможности получения достоверной и точной информации; от принципиальных особенностей объекта.

Поэтому в принципе очень многие задачи, возникающие при управлении отраслями, регионами, предприятиями, объединениями и другими экономическими объектами, а также при проектировании сложных производственных комплексов (например, гибких автоматизированных производств, цехов, участков), могут потребовать применения системного анализа, хотя в ряде случаев эти же задачи могут быть решены традиционными математическими или инженерными методами.

Таким образом, системный анализ может применяться на этапе постановки любой задачи, если возникают сложности с выбором модели и доказательством ее адекватности.

Помимо того, что системный анализ может являться средством доказательства адекватности любых сложных моделей, есть задачи, которые в принципе не могут быть формализованы без использования методов системного анализа. Такие задачи ранее решались обычно на основе интуиции и опыта ЛПР, которые являются хранителями основных сведений о предметной области. Примерами таких задач являются задачи, связанные с целеполаганием в системах управления (такие, как разработка основных направлений развития отрасли, региона или организации, перспективных планов и т. п.); задачи перестройки, совершенствования или разработки организационных структур; проблема управления разработками автоматизированных систем разного рода и т.д.

Области приложения системного анализа можно определить с точки зрения характера решаемых задач: задачи, связанные с целеполаганием и анализом целей и функций (это задачи определения основных направлений развития отрасли, предприятий, объединений; формирования прогнозов и перспективных планов, целевых комплексных программ и комплексных программ по решению важнейших научно-технических проблем и т.п.); задачи разработки или совершенствования структур (структур отраслей промышленности, производственных структур предприятий, организационных структур предприятий, и других организаций); задачи проектирования (проектирования сложных экономических систем, гибких производственных систем разного рода, управления разработками автоматизированных систем).

Все эти задачи по-разному реализуются на различных уровнях управления в национальной экономике. Поэтому целесообразно выделить области применения системного анализа и по этому принципу: задачи общегосударственного, народнохозяйственного уровня; задачи отраслевого уровня; задачи уровня объединений, предприятий.

Учитывая территориально-отраслевой принцип управления экономикой России, нужно также выделить область задач регионального характера и, с точки зрения иерархической подчиненности, считать эти задачи равноценными задачам отраслевого уровня.

Системный подход в исследовании управления можно представить в совокупности принципов, которым необходимо следовать и которые отражают как содержание, так и особенность системного подхода. Рассмотрим эти принципы подробнее.