Наконец, в-третьих, появление в науке, технике и производстве проблем исследования, проектирования и реализации систем повысило методологическую роль системных исследований.
Системная технология превращает системную методологию в совокупность наглядных приемов и моделей.
Системная технология предлагает спектр моделей для описания структур и процессов систем, а также для описания их взаимодействий с внешними средами системы и элементов системы и с внутренними средами системы и элементов системы.
При моделировании с помощью сложной модели часть системы может описываться графовыми или сетевыми моделями, другая – с помощью дифференциальных уравнений, для третьей используются вербальные модели и т.д. Это помогает находить приемлемые, с точки зрения точности, совокупности моделей для описания частей системы. Сложность системы для ее моделирования в рамках системной технологии заключается в том, что для составления модели сложной системы необходимо, как правило, использовать более чем две теории, более чем два языка описания системы ввиду качественного различия внутренней природы элементов системы между собой и наличия разных подходов к моделированию объектов различной природы.
Сложными являются и основные объекты системной технологии — технологические системы, состоящие, как правило, из подсистем, имеющих различную физическую природу. Это довольно наглядно было показано в главе 2 на примере анализа разнообразных технологических систем. Наиболее общие особенности моделей технологических систем различной природы допускают пока только вербальное или приближенное математическое описание.
С позиций системной технологии большую систему, как и любую другую систему, можно рассмотреть в виде системы-объекта деятельности в триаде «объект, субъект, результат». Тогда можно сформулировать следующее определение: система-объект деятельности называется большой, если она состоит не менее, чем из трех подсистем и ее реализация предполагает сравнимые затраты ресурсов на ее построение и на построение системы-субъекта деятельности.
В 1793 г., когда Э. Уитни сконструировал первую хлопкоуборочную машину, он столкнулся с двумя основными трудностями при организации их производства: производство было ремесленным, т.е. требовало привлечения высококвалифицированных ремесленников, умеющих изготовить изделие от начала до конца; именно в это время имело место массовое переселение ремесленников в числе других групп населения на запад США.
В связи с этим Э. Уитни искал способы выпуска машин без ремесленников высокой квалификации. Для этого Э. Уитни ввел разделение труда, разбив весь процесс выпуска машины на отдельные операции, выполнявшиеся отдельными рабочими. Кроме этого, ему пришлось решить проблемы унификации и взаимозаменяемости узлов и деталей машины и ряд других. Таким образом, если до этого рабочие-ремесленники работали каждый отдельно, обособленно, то теперь они должны были действовать согласованно друг с другом. На этой основе он объединил рабочих в систему производства машин.
На данном примере можно видеть, что функции рабочих, процессы, которые каждый из них осуществлял, становятся качественно другими при объединении их в технологическую систему производства. Элементы при превращении их в элемент системы качественно изменяются, между ними появляются взаимосвязи, что позволяет создать структуру системы. Элементарные процессы, осуществляемые отдельными элементами системы, взаимодействуют между собой и образуют процесс системы. В рассматриваемом примере процесс системы – это технологический процесс в производственной системе по выпуску хлопкоуборочных машин. Этот процесс уже не предъявляет к квалификации рабочего повышенные требования. Рабочий с «низкой» квалификацией, удовлетворяющей требованиям хотя бы одного элементарного процесса системы, может стать ее элементом, если он отвечает требованиям структуры, напр., по коммуникабельности.
Модель элемента системы должна содержать, таким образом, описание элементарного процесса, который им должен осуществляться, и его структуры. Понятие модели структуры элемента мы связываем с упорядоченностью отношений, которые связывают «вход» элемента (т.е. ту его часть, на которую поступает ресурс для последующего преобразования элементарным процессом) с его «выходом" (т.е. с теми его частями, которые передают ресурс, преобразованный элементарным процессом, транспорту, складу или непосредственно следующему элементу системы).
первый – нефункциональное взаимодействие, обусловленное природными явлениями или противоречивыми характеристиками;
первый – нефункциональное взаимодействие, обусловленное природными явлениями или противоречивыми характеристиками;
второй – симбиоз, выражается во взаимодействии, напр., между разными организмами, например, растением и паразитами;
третий – синергестическая взаимосвязь, в рамках которой характеристики элементов взаимно усиливают друг друга и систему в целом.
В технологических системах наблюдается синергестическое взаимодействие, так как в них наблюдается взаимное дополнение и усиление элементов. Как технологическая система без одного из ее элементов (если не предусмотрено специальное резервирование), так и любой из ее элементов вне технологической системы не могут выполнять своего назначения.
Определение модели границ системы с ее внешней средой проведем следующим образом: если составить модели всех элементов системы и причинно-следственных отношений между ними, то все элементы, которые связаны причинно-следственными отношениями между собой, а также причинно-следственные отношения только между элементами системы входят в модель системы; те причинно-следственные отношения, которые связывают элементы системы с внешней средой системы, описывают границы системы. Если описать все причинно-следственные отношения, направленные к системе от внешней среды, то мы получим модель границы системы с внешней средой на ее входе; если описать все причинно-следственные отношения, направленные от системы к внешней среде, то мы получим модель границы системы с внешней средой на ее выходе.
Определение модели границ системы с внутренней средой ее элементов проведем следующим образом. Если описать элемент системы, как систему (назовем ее микросистемой), то все микроэлементы (т.е. элементы микросистемы) и причинно-следственные отношения только между ними войдут в модель элемента, как микросистемы; два причинно-следственных отношения между элементом и системой (одно на его входе и другое на его выходе) составят модели его границ с системой на входе и выходе элемента; здесь надо иметь в виду, что эти причинно-следственные отношения между элементом и системой являются причинно-следственными отношениями этого элемента с двумя другими элементами этой системы.
Другими словами, вся совокупность причинно-следственных отношений между элементами системы составит собой одновременно и основную, «формальную» часть модели границы системы с внутренней средой ее элементов. Под влиянием внутренней среды элемента или внешней среды системы могут появляться и «неформальные», т.е. заранее нерегламентированные отношения, которые составят «неформальную» часть модели границы системы с внутренней средой ее элементов.
По этой причине необходимо при моделировании взаимодействий между элементами системы учитывать не только желаемые целесообразные, в смысле цели создания системы, взаимодействия между ними, но и те воздействия, которые могут «пойти» по каналам взаимодействия из внутренней среды ее элементов. В производственных системах такие воздействия могут происходить в результате взаимодействия внутренней среды микросистемы с внешней средой системы; это могут быть воздействия климата, социальной среды, городского транспорта, страховых компаний, профсоюза, семьи, магнитного поля Земли.
В моделях крупномасштабных проектов и программ, которые системная технология также рассматривает, как системы, результаты решения некоторых «ключевых» проблем могут оказать существенное влияние на возможность разрешения ряда других проблем, которые без этих результатов могут быть неразрешимы.
Иерархическая организация модели системы отражается в ее многоуровневом графическом изображении: на более «высоком» уровне располагаются более «значимые», в смысле влияния на поведение или структуру системы, элементы. Кроме этого, в иерархических моделях, как правило, присутствуют подсистемы. Под подсистемой понимается совокупность элементов, осуществляющих определенную часть процесса системы, в осуществлении которой все другие элементы системы не могут участвовать в соответствии с замыслом построения модели.
С помощью неформальных моделей системной технологии мы находим некоторую совокупность упрощений, абстракций и соотношений, к которым можно сводить все многообразие моделей технологий, прежде чем перейти к построению технологий для различных сфер деятельности человека.
Модель системы также можно оценивать некоторой совокупностью критериев, которую выдвигает система-субъект деятельности, моделирующая систему-объект деятельности с целью управления, проектирования, исследования, принятия решений по развитию или с иной целью. Такими критериями могут быть [36] реалистичность (степень соответствия реальной системе), достоверность (степень точности предсказания поведения системы), общность (диапазон приложимости модели для описания систем разной природы), устойчивость (способность сохранять соответствие моделируемой системе при изменении воздействий внешней среды системы и внутренней среды элементов системы в диапазонах, соответствующих экстремальным условиям реальной жизнедеятельности системы), чувствительность (степень зависимости параметров модели от вариаций других параметров и от воздействий внешней среды).