Ментальные модели проблем. Системный подход к решению проблем
Новые системы порождают новые проблемы.
Законы Мерфи. Фундаментальная теорема.
Все, что начинается хорошо, кончается плохо. Все, что начинается плохо, кончается еще хуже.
Закон Паддера.Метафоризация слова «система» была начата еще Демокритом (460–360 гг. до н.э.). В своих рассуждениях он отмечал, что речь состоит из имен, имена – из слов (комплексов), комплексы – из букв или неделимых частей (элементов).
Демокрит положил начало материалистическому атомизму (деление целого на части – атомы), определив фундаментальные категории естествознания – целое, элементы и связь между ними. С этого момента, видимо, и стал формироваться системный взгляд на все предметы, окружающие человека в природе и обществе.
Как научная дисциплина теория систем стала развиваться только в начале XX в. Французский химик Анри Луи Ле-Шателье (1850–1936 гг.) сформулировал закон подвижного равновесия, который звучал так: «Если система равновесия подвергается воздействию, изменяющему какое-либо из условий равновесия, то в ней возникают процессы, направленные так, чтобы противодействовать этому равновесию.
Этот закон известен биологам как закон выживания, в соответствии с которым выживают наиболее приспособленные особи, обеспечивающие подвижное равновесие с окружающей (внешней) средой.
Основоположником современной теории систем можно считать революционера Малиновского (больше известного под псевдонимом А.А. Богданов), который в 1911-1925 гг. издал свой трехтомный труд под названием «Всеобщая организационная наука (тектология)», где, в частности, отмечается, что уровень организации тем выше, чем значительнее свойства целого отличаются от простой суммы свойств его частей. Последнее является одним из основных свойств любой системы.
Тектология – общая теория организации (дезорганизации), наука об универсальных типах структурного преобразования систем. Богданов дал характеристику соотношения частей и элементов, показав, что целое превосходит сумму свойств его частей.
В 30-е гг. XX в. из представления о единстве принципов развития и организации сложных систем, которые могут быть предметом математического описания, родилась общая теория систем. Ее основы были разработаны биологом Людвигом фон Берталанфи, изложившим свои идеи в книге «Общая теория систем».
Общая теория систем изучает не функции, а структуру систем. Она нашла применение в исследовании сложных систем в физике, химии, биологии, электронике и социологии, а также послужила основой для развития теории информации и математического моделирования электрических цепей и других систем.
Берталанфи определил общую теорию систем как совокупность принципов исследования систем и набор отдельных эмпирически выявленных изоморфизмов в строении и функционировании разнородных системных объектов.
1950-е гг. охарактеризовались развитием кибернетики (работы Н. Винера, профессора математики Массачусетского технологического института) и проектированием автоматизированных систем управления. Например, У. Эшби предложил методы исследования, основанные на рассмотрении систем с позиций модели «черного ящика», а Винер создал теорию кибернетики, в которой обосновал законы информационного взаимодействия элементов в процессе управления системой. Практической реализацией информационных идей управления стало развитие компьютерной техники и современных методов информационного моделирования систем.
Н. Винер опубликовал книгу под названием «Кибернетика», в которой определил, что эта наука изучает функционирование любых систем – живых, социальных и механических – независимо от их природы. А в 1961 г. Джей Форрестер в книге «Индустриальная динамика» применил принципы кибернетики к проблемам экономических систем, промышленности и жилищного хозяйства.
В 1960-80-е гг. появились концепции общей теории систем, обеспеченные собственным математическим аппаратом (работы М. Месаровича, А. Уемова, В. Глушкова), – например, модели многоуровневых многоцелевых систем.
Под системой чаще всего понимают целостное множество взаимосвязанных элементов, обладающее свойствами, отличными от свойств элементов, образующих это множество.
Из определения можно выделить ряд свойств системы. Система – это совокупность элементов. При определенных условиях они могут рассматриваться, в свою очередь, как системы. Например, брошюра представляет собой совокупность страниц, каждая из которых состоит из таких элементов, как абзацы, текст, рисунки, таблицы.
Наличие связей (взаимосвязей) между элементами, которые закономерно определяют интегративные свойства системы, отличает ее от простого конгломерата и выделяет как целостное образование из окружающей среды. Так, если страницы текста склеить или скрепить металлическими скобами в определенном порядке, они будут восприниматься как единое целое – брошюра.
Связями между элементами обеспечивается функционирование системы как единого целого. Связь – перенос материальных, энергетических или информационных компонентов из одного объекта в другой. Это функциональная характеристика элемента, в то время как отношение – структурная характеристика.
Связи делятся на внутренние (когда такой перенос компонентов происходит между элементами системы) и внешние (когда выход одной системы становится входом в другую).
В рамках системных исследований понятие «связь» имеет наибольшее значение, так как в процессе взаимодействия элементов в системе устанавливаются алгоритмы их совместного функционирования.
Например, рекурсивная связь устанавливает причинно-следственную связь между различными параметрами в экономической системе. Синергическая связь в теории систем определяет результат совместных действий взаимосвязанных элементов как общий эффект, который превышает сумму эффектов, получаемых от каждого независимого элемента. Циклическая связь рассматривается как сложная обратная связь между элементами в системе, определяющая ее полный жизненный цикл, например в процессе производства какого-либо изделия. Обратная связь является основой саморегуляции, развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования.
Среда– сфера, ограничивающая структурное образование системы (например, человек, берущий в руки брошюру). Среда есть все то, что воздействует на систему, но неподконтрольно ей. Воздействие среды на систему – входные воздействия, или входы (перелистывание страниц брошюры человеком). Воздействие системы на среду – выходные воздействия, реакция системы, или выходы (воздействие брошюры на зрение, обоняние, осязание читателя). Сложное взаимодействие системы и среды как ее окружение определяется понятиями система и надсистема. Так, человек, читающий вслух брошюру, представляет собой информационную систему, являющуюся надсистемой по отношению к брошюре.
Для того чтобы выработать наиболее объективное отношение к термину «система», необходимо выделить наиболее общие свойства, которые характеризуют понятие «система»:
1) наличие элементов, которые могут быть описаны атрибутами (свойствами самих элементов);
2) наличие разного вида связей между элементами, которые определяют степень их организации в целом (функциональные свойства);
3) наличие отношений между элементами, которые определяют уровни иерархии в строении целого образования (свойство соотношения) – например, брошюра как часть информационной системы;
3) наличие цели существования системы, которая определяет целесообразность ее существования в окружающей среде (цель существования брошюры – передавать информацию);
4) наличие языка описания состояния и функционального поведения системы (свойство изоморфизма, многообразия средств описания – например, рисунки, таблицы, буквы, символы).
Понятие «элемент» системы применяется в системных исследованиях для определения способа отделения части от целого. В данном смысле элемент выступает как своеобразный предел возможного разделения системы на «элементарные» составляющие, которые позволяют наилучшим способом разобраться и понять закономерности функционирования каждой части системы в целостном образовании.
Состав элементов и способ их объединения определяют структуру системы. Формально ее часто представляют в виде графа, где вершины соответствуют элементам системы, а дуги – их связям. Особое место среди структур разных типов занимают иерархические структуры. Так, структура брошюры представляет собой смысловые взаимосвязи между частями ее содержания, демонстрирующие логику изложения текста.
Под развитием системы понимается такое ее состояние, которое обеспечивает развитие свойств связей и отношений в рамках организационной структуры в продолжительном временном периоде, с учетом воздействия факторов внешней среды: пометки читателя на полях брошюры, например.
Системы противятся изменениям, потому что их части взаимосвязаны. Но их изменения могут быть внезапными, очень быстрыми и эффективными. Если понять систему, то можно найти ее уязвимые места. Небольшое воздействие на них может стать причиной значительных изменений. Это – принцип рычага, который используют, например, студенты на экзамене, аккуратно вырывая нужную страницу из брошюры в процессе подготовки ответа на вопрос билета.
Говорят, истина лежит между двумя противоположными мнениями. Неверно! Между ними лежит проблема.
Иоганн Вольфганг Гёте
Потребность в использовании системного подхода обострилась в связи с необходимостью управления объектами, имеющими большие размеры в пространстве и во времени, в условиях динамичных изменений воздействующей на них внешней среды.
Системный подход стал универсальным методом исследования в силу того, что основан на восприятии исследуемого объекта как целого, состоящего из взаимосвязанных частей и являющегося одновременно частью системы более высокого порядка, расположенного во внешней среде.
При рассмотрении системного подхода как метода исследования следует учитывать то обстоятельство, что объект исследования всегда многогранен и требует всестороннего, комплексного подхода, поэтому в данном случае следует привлекать специалистов различного профиля. Всесторонность в комплексном подходе является частным требованием, в то время как в системном это один из методологических принципов.
Таким образом, сочетание комплексного и системного подходов обогащает любое исследование. Для системного подхода характерна формальная строгость, которая в комплексном отсутствует. Системный подход рассматривает исследуемые организации как системы, состоящие из структурированных и функционально организованных подсистем (или элементов). Комплексный подход используется не столько для рассмотрения объектов с позиций целостности, сколько для разностороннего рассмотрения исследуемого объекта.
Системность заключается в стремлении исследовать объект с разных сторон (то есть комплексно) и во взаимосвязи с внешней средой. Но и у системного подхода есть ограничения. Известный российский исследователь профессор А.И. Пригожин так определяет ограниченность системного подхода.
1. Системность означает определенность. Но мир неопределенен. Неопределенность сущностно присутствует в реальности человеческих отношений, целей, информации, в ситуациях. Она не может быть преодолена до конца, а иногда принципиально доминирует над определенностью. Рыночная среда очень подвижна, неустойчива и лишь в какой-то мере моделируема, познаваема и подвластна контролю. То же характерно и для поведения организаций, работников.
2. Системность означает непротиворечивость, но, скажем, ценностные ориентации организации и даже одного ее участника иногда противоречивы до несовместимости и никакой системы не образуют. Конечно, различные мотивации вносят некоторую системность в служебное поведение, но всегда только отчасти. Подобное мы нередко обнаруживаем и в совокупности управленческих решений, и даже в управленческих группах и командах.
3. Системность означает целостность, но, скажем, клиентская база оптовых, розничных фирм, банков и т. п. никакой целостности не образует, поскольку она не всегда может быть интегрирована, каждый клиент имеет несколько поставщиков и может бесконечно их менять. Нет целостности и у информационных потоков в организации.
Тем не менее, системный подход позволяет упорядочить мышление людей и в процессе жизнедеятельности организаций, и в решении возникающих у них проблем.
Иногда люди думают, будто нужно проблему решить как можно быстрее, иногда – боятся поступить неправильно, и поэтому стараются ничего не предпринимать, но вполне отдают себе отчет в том, что паника мешает им трезво мыслить.
Все, что требуется, – расслабиться и спокойно подумать, а уж затем предпринимать определенные шаги. А именно: дать ответы на следующие вопросы. В чем состоит проблема? Каковы возможные решения? Какое решение будет наилучшим?
Но вначале необходимо корректно идентифицировать проблему.