Системная технология

1.2. Закон и принцип системности

* Системное исходное положение системной технологии можно изложить в следующем виде: при использовании системной технологии для осуществления деятельности объекты этой деятельности описываются с помощью моделей общих систем.

Сформулируем аксиомы системности в следующем виде.

Аксиома 1. Для создания и осуществления системной деятельности объект этой деятельности необходимо представлять моделью общей системы.

* Общая система может иметь множество моделей. Объект системной деятельности будет представляться для конкретного вида системной деятельности в виде модели, которая наилучшим образом соответствует той цели, для достижения которой создается данная системная деятельность. С другой стороны, модель объекта системной деятельности должна, видимо, быть построена в рамках тех моделей, которые используются в теории общих систем. Такие модели принято называть общими моделями систем, моделями общих систем, – это модели общие, которые можно использовать для описания создаваемых и реализуемых систем. Общие модели систем (модели общих систем) в совокупности обеспечивают основу для единообразного обобщенного описания всех исследуемых систем. В зависимости от задач и содержания системной деятельности в качестве таких моделей могут использоваться модели дифференциальные, иерархические, алгебраические, имитационные и др. Выбор модели общей системы должен обеспечить единый язык представления создаваемых и реализуемых систем, их процессов, структур для данного вида системной деятельности. Общая модель системы, универсальная для задач системной технологии, описана в разделе 3.2. Все остальные модели системы, используемые в данной работе, отражают отдельные аспекты системности.

В дальнейшем будем употреблять термины «системное образование», «системное проектирование», «системное программирование» и т.д. При этом будем считать, что, напр., системное образование (или системное программирование) отличается от образования (или программирования) тем, что для анализа, построения и осуществления системного образования (или системного программирования) использована системная технология.

Описание объекта системной деятельности некоторой моделью общей системы означает, по сути, установление формальных «рамок», в которых может создаваться конкретная модель объекта. В качестве таких «рамочных» моделей общих систем могут быть выбраны, в зависимости от целей исследования, модели математические (алгебраическая или временная, иерархическая, агрегативная, технологическая и др.), вербальные (в виде комплекса принципов построения систем, процессов, структур, напр.), натурные, графические и т.д. Особенности моделирования систем рассматриваются в главе 3. Для целей системной технологии целесообразно использовать алгебраическую модель системы, предложенную автором в разделе 3.2, комплекс принципов построения технологий (раздел 2.2), модель целенаправленного процесса (раздел 1.4). На содержательную сторону модели общей системы для конкретной цели системной технологии оказывает влияние среда деятельности и те ее аспекты, которые мы изучаем в целях осуществления конкретной системной деятельности. Поэтому общая система может быть экосистемой, социальной системой, производственной, природной или другой системой.

* Реализация системной деятельности должна производиться в интересах внешней среды. Для обеспечения интересов среды необходим субъект деятельности. Субъект деятельности исследует, создает, управляет объектом деятельности в интересах среды (общества, напр.). Можно очевидным образом сформулировать следующую аксиому системности:

Аксиома 2. Для реализации деятельности необходим субъект деятельности.

* Очевидно, что системная деятельность осуществляется в процессе взаимодействия субъекта и объекта деятельности (рис. 1.1). Потерь информации при восприятии информации от субъекта объектом деятельности, и при восприятии информации субъектом от объекта деятельности можно избежать, если для каждого элемента в субъекте деятельности, являющегося источником информации, будет иметься хотя бы один элемент в объекте деятельности, потребляющий информацию от источника. И, наоборот, для каждого элемента в объекте деятельности, являющегося источником информации, будет иметься хотя бы один элемент в субъекте деятельности – потребитель этой информации. Для этого необходимо, чтобы каждый элемент модели субъекта деятельности имел хотя бы один образ в модели объекта деятельности и наоборот, чтобы каждый элемент модели объекта деятельности имел хотя бы один образ в модели субъекта деятельности.

Рис. 1.1. Взаимодействие субъекта и объекта деятельности

Такое взаимное отображение множеств элементов объекта и субъекта деятельности, в частности, обеспечивается, если их модели построены на основе одной модели общей системы. Обеспечение такого отображения затруднится, если, напр., для моделирования объекта деятельности использовать иерархическую модель общей системы, а для субъекта деятельности – агрегативную. В этом случае необходимо обе модели – иерархическую и агрегативную, описать с единых позиций, что опять же приводит, в конечном счете, к необходимости одной модели общей системы для описания объекта и субъекта деятельности. На основе изложенного можно считать обоснованными следующие аксиомы системности.

Аксиома 3. Субъект системной деятельности необходимо представлять моделью общей системы.

Аксиома 4. Объект и субъект системной деятельности необходимо представлять одной моделью общей системы.

* Справедливость этих утверждений можно подтвердить множеством практических примеров человеческой деятельности. Рассмотрим, для примера, технологии проектирования сложных и больших информационных систем – ИС (объекты проектирования). Для создания таких систем могут создаваться сложные системы автоматизированного проектирования – САПР ИС (субъекты проектирования). При этом необходимо модели субъекта и объекта деятельности создавать, используя одну модель общей системы. Тогда каждая часть ИС будет разрабатываться конкретной частью САПР ИС, и каждая часть САПР ИС будет иметь конкретный объект проектирования. Это не исключает такой возможности, когда несколько частей ИС разрабатываются одной частью САПР ИС и, наоборот, когда несколько частей САПР ИС заняты разработкой одной части ИС. Существует и определенная иерархия моделей. Так, сама САПР ИС также является объектом деятельности для некоторой системы управления проектированием и с этих позиций тоже должна представляться в виде некоторой другой модели общей системы.

* Для получения принципа и Закона системности можно обосновать следующие утверждения в виде аксиом.

Допустим, что существует некоторое множество М всевозможных элементов, из которых создаются искусственные системы, рассматриваемые здесь, как множества взаимодействующих элементов из М. Пусть В (М) – множество упорядоченных подмножеств с повторениями этого множества. Тогда множество всех систем В (S) взаимно однозначно соответствует В (М). М можно рассматривать, как некоторую универсальную среду, в которой создаются и функционируют системы.

Среда М содержит людей, коллективы из людей, преследующие определенные цели, природные, энергетические, информационные и другие ресурсы и изделия из них. В среде М постоянно возникают, удовлетворяются и отмирают различные проблемы, намерения и цели. Для разрешения проблем, реализации намерений и для достижения целей нужны определенные изделия, продукты. Эти изделия и продукты – результат деятельности информационных, энергетических, промышленных и других систем. Так, для целей утоления физического голода нужна пища – изделие промышленных, сельскохозяйственных или природных систем, для целей утоления информационного голода нужна информация в виде изделий (продуктов) систем образования, средств массовой информации.

Можно сформулировать следующее утверждение.

Аксиома 5. Для достижения цели деятельности необходим результат деятельности.

С позиций системы-объекта деятельности система-результат является объектом деятельности по воздействию на окружающую среду, с позиций некоторой части внешней среды, инициирующей создание этого изделия, система-результат является объектом ее деятельности по воздействию на какую-то другую часть внешней среды. Поэтому к системе-результату применимо то же требование, как и к системе-объекту, а к совокупности «система-объект и система-результат» применимы те же требования, что и к совокупности «система-субъект и система-объект». Таким образом можно сформулировать следующие утверждения.

Аксиома 6. Результат системной деятельности необходимо представлять моделью общей системы.

Аксиома 7. Объект и результат системной деятельности необходимо представлять одной моделью общей системы.

* Итак, в общем, случае, в соответствии с некоторой целью F (или системой ценностей или системой целей разрешения определенной проблемы) среда М выделяет некоторый объект для изготовления изделия (продукта), т.е. результат деятельности объекта, обеспечивающий достижение цели. Для формирования, управления функционированием и для управления развитием объекта среда выделяет некоторый субъект деятельности, ответственный за соответствие функционирования объекта и за соответствие результата поставленной цели. Среда, теперь уже внешняя по отношению к триаде «объект-субъект-результат», представляет себе эту триаду на основе одной модели общей системы по той причине, что, в конечном счете, у всех трех компонент триады имеется общий системообразующий фактор – некоторая цель, в соответствии с которой среда М вычленяет эту триаду. Эту триаду, если она осуществляет системную деятельность, можно назвать системной триадой, триадой систем, так как в этом случае и объект, и субъект, и результат должны быть представлены моделями систем. Вначале среда М выступает в виде субъекта деятельности, поэтому сама среда, а также объект и результат будут описываться на основе некоторой модели общей системы. Затем система-субъект становится «представителем» внешней среды и, далее, возникает необходимость в общей модели триады «объект-субъект-результат» (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Системная триада

Можно, для иллюстрации, привести следующий пример. Множество М – это множество человеко-машинных, машинных, человеческих элементов народного хозяйства. Одна из целей F, для достижения которых создаются системы, – это, например, удовлетворение потребностей в производстве измерений определенных параметров технологических процессов. Цель эта реализуется некоторой системой измерительных средств (система-результат), для производства которой создается производственная система-объект. Создание, управление и развитие производственной системы осуществляется системой-субъектом, выделяемой из среды М, напр., системой проектирования, строительства, управления системой-объектом.

Изложенное доказывает следующий результат.

Теорема 1. Объект, субъект и результат системной деятельности необходимо представлять одной моделью общей системы.

В совокупности этот результат и аксиомы системности 1,2,3,4,5,6,7 составляют впервые сформулированный в таком виде Принцип системности:

для создания и осуществления системной деятельности объект этой деятельности необходимо представлять моделью общей системы;

для реализации деятельности необходим субъект деятельности;

субъект системной деятельности необходимо представлять моделью общей системы;

объект и субъект системной деятельности необходимо представлять одной моделью общей системы;

для достижения цели деятельности необходим результат деятельности;

результат системной деятельности необходимо представлять моделью общей системы;

объект и результат системной деятельности необходимо представлять одной моделью общей системы;

объект, субъект и результат системной деятельности необходимо представлять одной моделью общей системы.

На основе общего принципа системности можно сформулировать принцип системной технологии деятельности:

для создания и реализации системной технологии деятельности систему-объект деятельности необходимо представлять общей моделью технологической системы;

для реализации системной технологии деятельности необходима система-субъект деятельности;

систему-субъект системной технологии деятельности необходимо представлять общей моделью технологической системы;

систему-объект и систему-субъект системной технологии деятельности необходимо представлять одной общей моделью технологической системы;

для реализации системной технологии деятельности необходима система-результат деятельности;

систему-результат системной технологии деятельности необходимо представлять общей моделью технологической системы;

систему-объект и систему-результат системной технологии деятельности необходимо представлять одной общей моделью технологической системы;

систему-объект, систему-субъект и систему результат системной технологии деятельности необходимо представлять одной общей моделью технологической системы.

* Принцип системности отражает те черты объективной действительности, которые необходимо учитывать при осуществлении любой деятельности, приводя ее, по возможности, к системной технологии деятельности. Так, в частном случае, описание триады «объект, субъект, результат» одной моделью общей системы проводится при математическом моделировании систем автоматического регулирования с обратной связью (САР), например, температуры в каких-либо технологиях. Модель температуры – модель результата деятельности САР, описывает температуру, как функцию времени. При этом модель объекта регулирования – функция, устанавливающая правила его регулирования; модель субъекта регулирования – модель регулятора, определяет «закон регулирования». Таким образом, общая модель триады дает описание взаимодействия объекта, субъекта и результата регулирования в форме обыкновенного дифференциального уравнения.

Вынужденное движение человека в направлении системной деятельности наблюдается во всех сферах жизнедеятельности человека. Представим себя в роли гипотетического наблюдателя, который имеет возможность оценить это вынужденное движение к системности деятельности «со стороны». Такой гипотетический наблюдатель может установить, что человеческая деятельность должна соответствовать некоторой объективно существующей природной закономерности. Эта природная закономерность стимулирования человеческой деятельности со стороны объективной действительности, а также и реакции со стороны объективной действительности на человеческую деятельность частично заключается, видимо, в том, что это воздействие и эта реакция осуществляются некоторыми объективно существующими системами. Можно предположить, что объективная действительность организована в виде систем, имеющих происхождение либо природное, естественное (без вмешательства человека) либо искусственное (под влиянием человека), либо смешанное. Вполне обоснованно можно заключить, что в объективной действительности действует, наряду с другими законами, некий Закон системности.

* Закон системности на основе предыдущих результатов впервые можно сформулировать в следующем виде:

1. Триада «объект, субъект, результат» любой человеческой деятельности всегда реализуется в рамках объективно существующих систем. Каждая из этих объективно существующих систем может иметь некоторое доступное человеку множество моделей. Для триады «объект, субъект, результат» одна из этих моделей является общей моделью системы, необходимой для реализации определенного этапа данной деятельности в виде системной деятельности.

2. Каждая из составляющих триады – объект, субъект или результат, реализуется в рамках объективно существующих систем. Каждая из этих объективно существующих систем может иметь некоторое доступное человеку множество моделей. Для каждой составляющей триады – объекта, субъекта или результата одна из этих моделей является общей моделью системы, необходимой для реализации определенного этапа данной деятельности в виде системной деятельности.

3. Внешняя среда триады, а также внешняя среда и внутренняя среда объекта, субъекта и результата оказывают влияние на создание, реализацию и развитие деятельности человека через указанные объективно существующие системы. Внутренняя среда элементов объекта, субъекта и результата и внешняя среда объекта, субъекта и результата взаимодействуют между собой. Эти факторы необходимо учитывать при создании, реализации и развитии системной деятельности; другими словами, необходимо учитывать, что любая система (в т.ч. система-объект, система-субъект и система-результат) не является своего рода оболочкой, внутри которой – внутренняя среда, а вне которой внешняя среда.

4. Объективно существующие системы, «внутри» которых осуществляется системная деятельность, а также системная триада и каждая из ее систем могут находиться на разных стадиях своих жизненных циклов – от замысла до старения и вывода из эксплуатации, независимо от стадии осуществления системной деятельности.

5. Каждая система (объект, субъект, результат, триада систем, элемент системы и т.д.) преследует «эгоистические» цели собственного выживания, сохранения, развития.

* Общая модель системы строится с учетом существенных для данной деятельности особенностей осуществления процессов и построения структур систем. Общей моделью может быть, в зависимости от целей описания, модель экосистемы, модель удовлетворения спроса, модель социальной системы и т.д.

В свою очередь, эта общая система может участвовать в виде одной из систем – объекта, субъекта или результата в реализации другой целеустремленной деятельности некоторой макросистемы, либо метасистема входит в состав какой-либо природной системы, либо эта метасистема является общей системой для других видов деятельности (одно другого не исключает).

Метасистема может находиться на разных стадиях своего жизненного цикла – от замысла до старения и выхода из строя.

Взаимодействие триады систем со своей метасистемой может строиться в широком спектре действий – от полного восприятия модели метасистемы для построения каждой из систем до построения метасистемы по «образцу и подобию» одной из систем триады. Для каждой триады систем может иметь место несколько разных метасистем.

Взаимодействие отягощается тем, что триада систем не всегда имеет необходимую информацию о метасистемах и о моделях метасистем, в которых она участвует. В свою очередь, общая система может не иметь достаточной информации о строении и функционировании систем данной триады и о макросистеме.

Внутренняя среда элементов каждой системы взаимодействует с теми метасистемами и макросистемами, «внутри которых» функционирует система. Например, машины и аппараты подвергаются атмосферным влияниям, люди, как элементы систем, подвергаются также и влияниям внешней социальной среды. Другими словами, внешняя среда системы и внутренняя среда элементов системы постоянно взаимодействуют между собой. Система, как уже отмечалось, не представляет собой некоторую оболочку, вне которой – внешняя среда, а внутри которой – внутренняя среда. Более подробно эти вопросы будут рассматриваться при построении моделей систем.

* Полученные в настоящем разделе системной технологии результаты впервые позволяют подойти с единых позиций сформулированных здесь Закона и принципа системности к моделированию, проектированию и реализации системной деятельности любого уровня и масштаба. Полученные результаты не накладывают никаких ограничений на масштаб системной деятельности; они могут применяться для построения системной деятельности глобального, т.е. Планетарного масштаба, для деятельности в масштабах регионов Планеты, стран, регионов стран. Впервые сформулированные автором принцип и Закон системности можно эффективно использовать для построения системной деятельности по сохранению и развитию информационного, человеческого и других видов потенциалов, для различных предприятий и организаций, фирм и для деятельности отдельных людей. Универсализм полученных условий, определений и утверждений позволяет применять их для единообразного подхода при построении системных технологий деятельности сложных и крупномасштабных систем на всех их уровнях – от верхнего до нижнего.

1.3. Закон технологизации

* Известны следующие определения [2]:

«Технология, греч. – художествословие или описание работ, приемов и составлений всякого рода художественных, ремесленных и хозяйственных изделий, орудий и произведений. Из сего явствует, что слово сие есть почти равномысленное слову энциклопедия, или кругу наук; выключая те, что в технологию не входят, кроме побочным образом, умозрительные науки; но сии, исключая нравственность, богословие и словесность, не могут быть в пользу употреблены и изъяснены без какого-нибудь ручного художества. Следовательно, технология заключает в себе почти все то, что люди знают и делают. (Новый словотолкователь. Сост. Н.М. Яновский. СПБ, 1806 г.)».

«Технология – наука о художественных, ремесленных и хозяйственных изделиях и орудиях; разделяется на механическую и химическую. Первая занимается обработкою сырых материалов в ремесленной форме; вторая – подвергает материалы химическим изменениям. Для первой нужно знать механику и действие машин; для второй – химию и естественные науки. (Русский энциклопедический словарь, издаваемый проф. С.-Петербургского университета И.Н Березиным. СПБ, 1877 г.)».

«Технология (от греч. techne – искусство, мастерство, умение и logos – слово, учение) – совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, применяемых в процессе производства, для получения готовой продукции; наука о способах воздействия на сырье, материалы или полуфабрикаты соответствующими орудиями производства. Разработка технологии осуществляется по отраслям производства (Политехнический словарь, 2-е изд. М., «Советская энциклопедия», 1980 г.)».

В современном представлении вновь технология «заключает в себе почти все то, что люди знают и делают» практически в любой сфере деятельности в процессе преобразования различных ресурсов. Другими словами, технология – это учение об искусстве осуществления деятельности человека, системная технология – это учение об искусстве осуществления системной деятельности.

До начала периода промышленных революций технология означала описание искусства деятельности, результатом которого являлись полезные человеку изделия. Действительно, в допромышленный период имело место искусство ремесленника, недоступное другим, требующее длительного периода изучения. Машина сделало многие ремесла массово доступными, каждый, пройдя обучение и овладев совокупностью нехитрых приемов, получал возможность изготавливать, вместе с машиной и другими рабочими, в массовых количествах те изделия, которые мог изготавливать средний ремесленник. Постепенно слово технология стало менять смысл и приспосабливаться к способам промышленного изготовления изделий, что видно из определений И.Н. Березина и Советской энциклопедии. В настоящее время происходит распространение термина «технология» на все сферы человеческой деятельности, как термина, описывающего искусство коллектива людей или одного человека высокоорганизовано (как система машин, в хорошем смысле) осуществлять деятельность, представляя собой своего рода «интеллектуальную систему машин» (коллектив людей) или «интеллектуальную машину» (человек). Эта закономерная трансформация понятия «технология» является отражением действия Закона технологизации, обоснованию и формулировке которого посвящен настоящий раздел.