Термин «система» и связанные с ним понятия комплексного, системного подхода исследуют и подвергают осмыслению философы, биологи, психологи, кибернетики, физики, математики, экономисты, инженеры различных специальностей. Потребность в использовании этого термина возникает в тех случаях, когда невозможно что-то продемонстрировать, изобразить, представить математическим выражением и нужно подчеркнуть, что это будет большим, сложным, не полностью сразу понятным (с неопределенностью), при этом целым, единым.
Система – объединение частей в единое целое, свойства которого могут отличаться от свойств входящих в него частей. Или это упорядоченное множество элементов, связанных определенными соотношениями для осуществления общей функции.
Примером системы является автомобиль, предприятие, государственная система стандартизации и т.д.
Рассматривая различные классификационные признаки систем, их можно классифицировать следующим образом.
| Признак системы |
| Виды систем |
| Рисунок 1. Классификация систем |
По происхождению. В зависимости от происхождения системы могут быть естественными и искусственными. К естественным или природным следует отнести галактики, солнечную систему, планеты, материки, экосистемы, биологические системы (в том числе и человека). Искусственные (антропогенные) системы обязаны своим происхождением труду человека. Их можно разбить в основном на два подкласса – физические и социально-экономические.
Физические системы олицетворяют такие системы, у которых в качестве элементов выступают неживые составляющие. К таким системам относятся машины, оборудование, транспортные средства и т.п.
Социально-экономические системы являются объединением в организации людей и машин при выполнении определенных функций для достижения поставленных целей. С точки зрения терминологии социально-экономические системы иногда называют биофизическими или социотехническими, хотя сущность и содержание систем от этого не меняется.
К социально-экономическим системам относятся государство и народное хозяйство любой страны в целом, территориальные и городские образования, организации по производству продукции и оказанию услуг. Создавая такие системы человек в первую очередь стремится удовлетворить свои потребности в пище, одежде, жилье, безопасности, творчестве.
По объективности существования. По объективности существования системы делят на материальные и идеальные. Материальные системы существуют объективно, то есть независимо от сознания человека. Идеальные системы существуют в сознании человека в виде гипотез, образов и представлений. Такие системы выступают в виде системного построения формул, уравнений, определенных схем.
По взаимодействию с окружающей средой. Системы в зависимости от варианта взаимодействия с окружающей средой бывают открытыми и закрытыми.
Закрытая система характеризуется тем, что любой элемент такой системы имеет связи только с элементами этой системы. Она не имеет связей с внешней средой, ее элементы взаимодействуют друг с другом только внутри системы.
Закрытые системы представляют собой абстракцию и реально таких систем не существует. Но это понятие является весьма полезным при исследовании поведения систем, у которых произошел обрыв внешних связей.
Открытой системой считается такая система, у которой, по крайней мере, один элемент имеет связь с внешней средой.
Все реальные системы являются открытыми. Даже в абстрактной закрытой системе предполагается наличие внешних связей, которые в определенном случае считаются несущественными. В том случае, если временной разрыв или характеристики внешних связей не вызывают отклонений при функционировании системы выше заранее установленных пределов, тогда система связана с внешней средой слабо. В противном случае она связана с внешней средой сильно.
По возможности действия системы от времени. Системы в зависимости от времени действия делятся на статические и динамические.
Статические системы характеризуются неизменностью, то есть их параметры не зависят от времени. Устойчивая деятельность системы определяется постоянством элементов внешней и внутренней среды. В отличие от статических динамические системы и их параметры связаны со временем, то есть являются функцией времени. В реальной жизни статических систем практически не существует.
По обусловленности действия. По обусловленности действия системы могут быть детерминированными и вероятностными.
В детерминированных системах все элементы системы взаимодействуют заранее предвиденным образом.
Вероятностные системы отличаются тем, что для них нельзя сделать точного детального предсказания поведения системы и только с определенной степенью вероятности можно ожидать появления того или иного события. Для прогнозирования развития таких систем используется теория вероятностей.
По степени сложности. По этому признаку системы делятся на простые, сложные и особо сложные.
Простые системы относятся к наименее сложным и характеризуются небольшим числом внутренних и внешних связей.
Для сложных и особо сложных систем характерным признаком является наличие разветвленной структуры и большого числа внешних и внутренних связей.
Сложные и особо сложные системы обладают рядом особенностей. Первая особенность таких систем – целостность их реакций, как это наблюдается в биологических системах. Вторая – большая размерность, заключающаяся в большом количестве элементов, количестве выполняемых функций. И третья особенность – сложность поведения системы, состоящая в том, что изменение одного параметра в системе влияет на многие другие.
Отличительной особенностью особо сложных систем является отсутствие возможности точного и подробного их описания.
Формального же определения сложной и особо сложной системы пока не существует.
Приведенная классификация не претендует на полноту и законченность. Проблема состоит в том, что системы могут быть классифицированы в зависимости от конкретных целей и решаемых задач, а также постоянно проводимых исследований, возникающих на практике конкретных ситуаций.
Системы, особенно если они большие, имеют целый ряд специфических свойств.
1. Целостность. Целостность системы характеризуется целым рядом свойств и особенностей. Многогранность целостности отражается с помощью таких понятий как наличие у всей системы общей цели, дифференциация, интеграция, симметрия, асимметрия [5]. Понятие «дифференциация» отражает свойство расчленения целого на части, проявление разнокачественности его частей. Противоположное понятие «интеграция» связано с объединением совокупности соподчиненных элементов в единое образование. Симметрия и асимметрия отражают степень соразмерности в пространственных и временных связях системы.
Система перестает быть таковой, если она теряет, хотя бы одно из приведенных свойств целостной системы.
2. Неаддитивность. Неаддитивность системы означает появление нового качества системы, возникающего в результате интеграции отдельных элементов или подсистем в единое целое. То есть сумма эффектов от реализации отдельных элементов или подсистем не равна эффекту от реализации системы в целом.
Большие хозяйственные системы, как правило, неаддитивны, эффект от деятельности таких систем непостоянен во времени и не всегда равен алгебраической сумме эффектов (например, прибылей) частей, в нее входящих (если формальная структура частей одинакова). Это обуславливается разным качеством персонала (его квалификацией, опытом, зрелостью и т.д.), психологией работников, ценностями, мотивацией, стилем руководства, организационной культурой, групповым взаимодействием и т.д. Например, в книгах часто приводится «формула» успеха японского менеджмента: «То, что делает один американец, никогда не сделает один японец, но то, что делают десять японцев никогда не сделают десять американцев». Этот пример явно показывает проявление неаддитивности в работе групп и организаций.
3. Эмерджентность – несовпадение цели организации с целями входящих в нее частей. Например, цель компании – максимум прибыли при минимуме затрат. Цель работников обратная - получение максимальной оплаты за свой труд при минимальных затратах своей энергии. Видно, что цели не совпадают. В умении сглаживать такие противоречия и находить компромиссы состоит искусство руководителя.
4. Синергичность (от греч. «synergeia» - сотрудничество, содружество) – однонаправленность действий, интеграция усилий в системе, которая приводит к усилению (умножению) конечного результата. Если все ясно представляют себе конечную цель, воодушевлены ею, то возникает новая самоорганизация, с другими свойствами и характеристиками.
5. Мультипликативность – умножение эффективности системы за счет каких-либо управляющих действий или стихийных процессов (например, за счет внедрения новых технологий, ноу-хау, изменения системы мотивации, стиля руководства и т.д.).
6. Устойчивость работы системы. Устойчивость может быть нарушена при необоснованном усложнении или упрощении организационной структуры. Накопленный опыт управления показывает, что для повышения устойчивости работы чаще приходится устранять излишние звенья или подсистемы управления и значительно реже – добавлять новые. Существует правило: «любая система склонна к усложнению». Это часто приводит к необходимости децентрализации управления и власти, перестройки управления и т.д. Процесс диалектичен: усложнение организации, далее ее видоизменение или реорганизация, далее упрощение и вновь склонность к усложнению. Так устроена и природа.
7. Адаптивность – способность приспосабливаться к новым внешним условиям работы, саморегулироваться и восстанавливать устойчивость работы. Адаптивные организации часто имеют органическую структуру, т.е. каждый субъект управления (подразделение, рабочая группа, работник) может взаимодействовать с каждым. Такие организации более способны к быстрой перестройке, и в них на первый план выходят квалификация персонала и его способность самостоятельно решать сложные задачи.
8. Централизованность – свойство системы управлять из какого-то единого центра. Все части организации в этом случае руководствуются командами из центра и пользуются заранее определенными правами.
9. Обособленность – стремление к автономности, изолированности тех или иных систем. Обособленность проявляется при решении вопросов распределения ресурсов и властных полномочий частей большой организации, конгломератных объединений, централизации и децентрализации управления. Противоречия целей и интересов, распределение прибылей между частями целого способствуют обособлению.
10. Совместимость – свойство взаимной приспособляемости и взаимной адаптивности частей системы. Например, на уровне государства как большой системы возникают проблемы совместимости национальной экономики с экономиками регионов, отраслей.
11. Свойство «обратных связей» - фундаментальное свойство больших систем. Сущность обратных связей заключается в том, что информация (ресурсы, энергия) с выхода системы (или входящих в нее подсистем) поступает на вход этой системы (или подсистем в нее входящих).
Для производственной системы принцип обратных связей работает следующим образом. Выходная информация, например показатели хозяйственной деятельности, под воздействием различных обстоятельств постоянно варьируется во времени, далее происходит их анализ и сравнение с поставленными целями (вход системы).
По результатам сравнения принимаются управленческие решения, корректирующие, если необходимо, работу системы. В результате обеспечивается адаптивность системы (приспособление ее к новым условиям работы) и оперативность (гибкость) ее управления. Обратные связи могут выполнять и негативную роль. Например, в подсистеме «персонал» размер вознаграждения влияет на затраченные трудовые усилия и полученные результаты. Если вознаграждение за труд будет несоизмеримо с усилиями, то система начнет саморазрушаться, мотивация в процессе труда начнет падать, результаты труда (объем продукции, ее качество) также уменьшатся.
Под элементом системы понимают часть системы, которая не подлежит дальнейшему расчленению и осуществляет определенные для нее функции. Так, элементами системы «автомобиль», если мы рассматриваем его как множество агрегатов, являются: двигатель, коробка передач, задний мост и т.д.
Между элементами системы существуют связи. Различают связи первого и второго порядка. Связи первого порядка являются необходимыми для существования процессов, протекающих в системе. Связи второго порядка принято называть дополнительными: такие связи улучшают функционирование системы.
Так, система дорожного движения состоит из следующих элементов: дорога, автомобиль, водитель, дорожные знаки. Связи: дорога - автомобиль, автомобиль – водитель, водитель – дорога являются связями первого порядка, так как при отсутствии хотя бы одной из них не выполняется функция системы. В то же время связь водитель – дорожные знаки является дополнительной, так как она направлена на упорядочение дорожного движения, т.е. на улучшение функционирования этой системы.
Структура системы – это совокупность элементов и связей между ними. Одна и та же система может рассматриваться в разных аспектах и выражаться в разных структурных схемах. Так, если мы хотим изучить взаимодействие различных подразделений, допустим, завода, то структуру его можно представить как совокупность отделов, цехов, служб и связей между ними. В тоже время структура этого завода может быть представлена как совокупность различного производственного оборудования, связанного между собой единым технологическим процессом.
Проект системы разрабатывается в следующей последовательности:
1) функциональное описание системы;
2) структурное описание системы.
Функциональное описание системы сводится к установлению процессов и связей между ними и проводится по схеме, приведенной на рис. 1.
| Процесс |
| Обратная связь |
| Вход |
| Выход |
| Рис. 1. Схема функционального описания системы |
Под входом понимают все то, что обеспечивает процесс информацией, энергией, веществом. Процесс – это преобразование входа в выход. Выход является результатом процесса.
Структурное описание системы сводится к установлению перечня элементов, входящих в систему, на основе ее функционального описания. Для того, чтобы лучше усвоить сущность проектирования систем, рассмотрим функциональное и структурное описание технологии обработки детали на производственном участке цеха (см. рис. 2).
| Процесс 1 |
| Обратная связь 1 |
| Вход 1 |
| Выход 1 |
| Рис. 2. Функциональная схема технологии обработки детали |
| Процесс 2 |
| Обратная связь 2 |
| Вход 2 |
| Выход 2 |
| Процесс 3 |
| Обратная связь 3 |
| Вход 3 |
| Выход 3 |
На рисунке обозначены: вход 1 – детали, подлежащие обработке на участке; процесс 1 – фрезерование плоскости детали; выход 1 – детали, прошедшие операцию фрезерования; обратная связь 1 – контроль деталей в процессе и после фрезерования.
Обработанные на фрезерном станке детали делятся на две группы:
группа 2 – детали, подлежащие сверлению; группа 3 – детали, подлежащие точению. Они являются входами 2 и 3 для осуществления указанных операций (процессов). Структурное описание системы в этом случае графически может быть выполнено, как показано на рис.3.
| Элемент 2 |
| Элемент 3 |
| Элемент 1 |
| Рис. 3. Структурная схема технологии обработки детали: элемент 1 – фрезерный станок; элемент 2 – сверлильный станок; элемент 3 – токарный станок |
Система считается созданной, если включает все процессы, связи и элементы, необходимые для достижения поставленной перед ней цели (задачи).
По признаку происхождения системы делятся на: естественные и созданные человеком. Климат, почва, лес являются естественными системами, в то же время города, предприятия, транспорт и т.д. являются системами, созданными человеком. Среди систем, созданных человеком, в настоящее время принято выделять человеко-машинные системы, в рамках которых наиболее целесообразно сочетаются возможности человека и машины.
Далее со стр.26 [1] и со стр. 40 [2]с переходом на сетевое планирование
Использованная литература
1. Большаков А.С., Михайлов В.И. Современный менеджмент: теория и практика – СПб: Питер, 2002. – 416 с.
2. Таныгин В.А. Основы стандартизации и управления качеством продукции: Учеб. пособие для учащихся техникумов. – М.: Издательство стандартов, 1989. – 208 с.
3. Теория систем: Учебное пособие /В.Н. Волкова, А.А. Денисов. – М.: Высш. шк., 2006. – 511 с.
4. Мыльник В.В., Титаренко Б.П., Волочиенко В.А Исследование систем управления. Учебное пособие. – М.: ЦИТОО,2001. - 384 с.
5. Утеуш Э.В., Утеуш З.В. Введение в кибернетическое моделирование. М.:
Энергия, 1971