Гарольд «Бад» Лоусон
Путешествие по системному ландшафту
Набор для выживания
В последнем разделе этой вводной главы, в которой были неформально представлены концепции и принципы, мы формализуем системные концепции и принципы, предоставив конкретную системную семантику. Конкретная семантика основана на конкретно определенных концепциях, конкретно определенных принципах и на применении диаграммы системной связности (рис. 1.10) в качестве универсальной, широко используемой мысленной модели. Все вместе эти элементы образуют системный набор для выживания, полезный для создателей систем и тех, кто ими управляет. То есть, после освоения и принятия на вооружение, эти элементы будут постоянно приходить к вам на помощь по отдельности и группами как средства концентрации внимания на существенных свойствах систем любого типа. Это первый большой шаг на пути от таинства к овладению, как было указано в начале этой главы [Flood, 1998].
Определения конкретных понятий
В табл. 1.4 дается классификация понятий, которые были представлены в этой главе, и их определения. Такие категории, как фундаментальные признаки, типы, топология, центр внимания, сложность и роль, отражают важнейшие, существенные свойства систем.
Таблица 1.4. Конкретные концепции (категории и определения)
Универсальная мысленная модель
Диаграмма системной связности, представленная ранее в этой главе, повторяется здесь в виде, показанном на рис. 1.17. Посредством системных ролей, отображенных на рисунке, эта диаграмма становится универсальной мысленной моделью возникновения, построения и развертывания систем. Читатель должен всегда помнить об этой модели, поскольку мы будем постоянно возвращаться к ней во время путешествия.
Рис. 1.17. Универсальная мысленная модель систем
Системные принципы
Основываясь на приведенных определениях понятий и на использовании диаграммы системной связности в качестве универсальной мысленной модели, мы теперь можем определить конкретные принципы, которые устанавливают следующие системные правила (истины, которые следует учитывать).
• Все системы состоят из одного или нескольких элементов, которые вместе образуют единое целое.
• Системы состоят из структурных элементов или функциональных элементов.
• Определенные элементы и связи могут быть абстрактными, физическими или видами человеческой деятельности.
• Системы организуются в виде иерархии или сети.
• Границы систем по отношению к представлениям определяются целевой системой в узком смысле, связанной с ней целевой системой в широком смысле, их окружением в узком смысле и окружением в широком смысле.
• Сложность может быть уменьшена посредством определения существенных факторов (концепций и принципов).
• Сложность определяется уполномоченной организацией при описании сложного поведения.
• Сложность возрастает при дезорганизации систем, результатом чего является беспорядочное поведение.
• Люди воспринимают сложность по-разному и, кроме того, люди в принципе могут быть частью системы, что приводит к увеличению сложности.
• Ситуационные системы возникают в ответ на (проблемы или возможности) или в результате определения целей в форме конечных состояний.
• Реагирующие системы разрабатываются и используются для обращения с ситуационными системами.
• Системные активы постоянного применения вводятся в строй и используются в реагирующих системах.
• Один из элементов реагирующей системы должен осуществлять управление.
Набор для выживания задает крепкую основу для движения вперед в нашем путешествии по системному ландшафту. По мере продолжения обсуждения читатель обнаружит в этой книге, что одним из главных преимуществ от умения мыслить и действовать на языке систем является потенциал для новой изобретательности (фантазии), который возникает благодаря пониманию взаимозависимостей между множеством систем и возможностей, которые появляются при объединении систем в одну новую системную идею.
Пора отправляться в путь. Но сначала проверьте ваши знания о системных концепциях, представленных в этой вводной главе.
Верификация знаний
Каждая глава этой книги содержит раздел, посвященный верификации знаний, в котором приводятся вопросы и упражнения для проверки знаний читателя. При ответах на вопросы и при выполнении упражнений было бы полезно использовать свой собственный опыт и высказывать свою точку зрения, что будет способствовать лучшему усвоению знаний в процессе дискуссий и диалогов с коллегами.
1. Назовите структурные и поведенческие свойства применительно к дисциплинам, которые вам хорошо знакомы.
2. Назовите несколько естественных (природных) систем, а также несколько физических систем, абстрактных систем и систем человеческой деятельности, созданных людьми.
3. Назовите несколько примеров систем, организованных в виде иерархии или сети.
4. Используя примеры, приведенные при ответах на вопросы 2 и 3, назовите различные стороны (отдельные лица или группы), которые при формировании представления о системе могут использовать различные точки зрения.
5. Обсудите ваше мнение по вопросу существования систем с окружающими. Существуют ли системы на самом деле или это просто абстрактные описания? Приведите доводы в подтверждение вашей точки зрения: почему они существуют на самом деле или почему они не существуют.
6. Назовите системы, которые важны для известного вам предприятия.
7. Опишите потребность в некоторых системах, в услугах, предоставляемых системами, и в результате, возникающем при функционировании систем, на которые вы рассчитываете.
8. Назовите элементы известной вам целевой системы.
9. Что означает эмерджентное поведение системы?
10. Опишите связи между элементами системы, определенными в п. 8.
11. Что означает последовательная декомпозиция иерархической системы?
12. Выполните декомпозицию одного или нескольких элементов системы, определенных в п. 8, на отдельные целевые системы, состоящие из своих собственных системных элементов.
13. Когда прекращается (останавливается) последовательная декомпозиция иерархической целевой системы?
14. Предложите несколько примеров систем, которые состоят из элементов различной природы.
15. Назовите примеры постоянно применяемых, ситуационных, реагирующих и типовых систем.
16. Что означают термины «развивающееся предприятие» и «система систем»?
17. Как относятся к изменениям, системным описаниям и знаниям на известных вам предприятиях?
18. Опишите и приведите примеры разницы между изменением показателей функционирования и изменением в описании системы.
19. Назовите случаи, когда организованная простота, организованная сложность, беспорядочная сложность и сложность, связанная с человеческим фактором, являются очевидными.
20. Опишите ваш собственный опыт, связанный со структурными и поведенческими системными сложностями, как поставщика и/или пользователя системных продуктов (услуг). Рассмотрите, как названные сложности усугубляются, влияя на предприятие и/или его процессы, методы и инструменты.
21. Определите влияние различных форм напряжений на системы на известном вам предприятии.
22. Подтвердите, что системный набор для выживания действительно является универсальным, для чего постарайтесь найти примеры открытых, созданных людьми систем, которые не вписываются в рамки набора для выживания.
Примечание 1.1
Существуют различные определения терминов «организация» и «предприятие».
Стандарт ISO/IEC 15288:2002 дает следующие определения:
Организация – группа людей и основных средств с распределением обязанностей, полномочий и связей. Определение взято из ISO 9000:2000.
Предприятие – часть организации, в обязанности которой входит приобретение и поставка продуктов и услуг в соответствии с соглашениями.
Примечание: Организация может быть задействована в нескольких предприятиях, а предприятие может задействовать одну или несколько организаций.
Примечание, приведенное в стандарте, указывает на то, что предприятия могут не иметь дело ни с одной организацией, а могут охватывать множество организаций, являясь, таким образом, развивающимися предприятиями. Однако определение предприятия, содержащееся в стандарте, хотя и является правильным, отчасти ограничивающее, поскольку относится в основном к торговле системными продуктами и/или услугами на основании соглашений. По мере нашего путешествия в этой книге, читатель обнаружит более общую точку зрения, касающуюся предприятий. Рауз [Rouse, 2005] отражает более общее представление о предприятиях, утверждая следующее:
«Предприятие – это целенаправленная организация ресурсов – людских, информационных, финансовых и физических – и видов деятельности, обычно со значительным функциональным содержанием, осложнениями, рисками и продолжительностью. Предприятия могут варьироваться от корпораций до цепочек поставок, рынков, правительств, экономик».
Определение, принятое в данной книге, заключается в том, что предприятие – это любой вид деятельности, приводящий к получению результата, достижению целей и решению задач, в том числе приобретение и/или поставка продуктов и услуг. Очевидно, что предприятие также имеет организацию. Поскольку организация характеризуется каким-то назначением, имеет цели и работает, решая поставленные задачи, она также является предприятием. Таким образом, с чисто практической точки зрения мы можем рассматривать термины «организация» и «предприятие» как эквивалентные.
Глава 2. Мышление на языке систем
Подумай, прежде чем что-то сделать, затем еще раз подумай, прежде, чем сделать это снова.
Эффективно работающее предприятие обучается в процессе развертывания своих институциональных системных активов (эксплуатации своих систем), в ходе изучения реальных или типовых ситуаций и реагирующих систем, связанных с проблемными ситуациями или ситуациями, связанными с новыми возможностями, а также в ходе управления жизненным циклом своих систем. Полученные знания, как показано на модели изменений, приведенной на рис. 1.13, являются для предприятия прямой и обратной связью и представляют собой крайне важные объекты интеллектуальной собственности для управления изменениями в будущем. Для того, чтобы достигнуть такого уровня культуры обучающейся организации, при котором имеется возможность разрешать вопросы, связанные с системными сложностями, важно, чтобы отдельные лица и группы (проекты и команды) научились мыслить и действовать на языке систем. Поэтому в этой и следующих главах мы подробно разберем, что же это значит.
Системное мышление
«Системное мышление представляет собой процесс открытия и установления причин – проникновения в существо важнейших процессов, лежащих в основе проблем, с которыми мы сталкиваемся и возможностей, которые мы имеем».
[Senge, et al., 1994]
Как отмечалось во вступительной главе, современное системное мышление развивалось в течение 20-го века благодаря ряду работ в этой области и в результате превратилось в несколько более понятную дисциплину. Основываясь на новаторских работах Людвига фон Берталанфи, выполненных в 1920-х годах, Джей Форрестер, Рассел Акофф, Росс Эшби, Стаффорд Бир, Уэст Черчмэн, Питер Чекланд, Питер Сенге и другие внесли существенный вклад в развитие системного мышления во второй половине 20-го века.
Как было показано на рис. 1.1, где проиллюстрирована консолидация научных и инженерных дисциплин, системное мышление может считаться неотъемлемой частью науки о системах. Таким образом, подобно иной научной деятельности, системное мышление связано с наблюдением, обнаружением важных свойств и описанием. В отличие от более специализированных научных дисциплин, стремящихся выявить принципы и создать теорию, наука о системах развивалась благодаря вкладу различных дисциплин. Такие дисциплины, как исследование операций, системный анализ и принятие решений, которые также широко применяются в различных областях и в междисциплинарной сфере, могут считаться составными элементами науки о системах.
В 1955 г. биолог фон Берталанфи вместе с экономистом (К. И. Болтоном), психологом (Р. У. Джерардом) и математиком (А. Рапопортом) с целью продвижения науки о системах основали организацию в форме форума по общей теории систем, при этом были определены следующие цели:
1. Исследование изоморфизма концепций, законов и моделей в различных научных областях и оказание помощи в успешном переносе результатов из одной области в другую.
2. Содействие развитию адекватных теоретических моделей в тех научных областях, где их недостает.
3. Исключение дублирования теоретической деятельности в различных научных областях.
4. Содействие единению науки посредством улучшения связей между специалистами.
Этой междисциплинарной команде удалось создать общество, которое предоставило исследователям важную площадку для публичной дискуссии; тем не менее, фактическое развитие в конкретных областях знаний не соответствовало установленным целям. По-прежнему существует разнообразие концепций, моделей и т. д., поскольку единой, общепризнанной совокупности концепций, принципов и теорий выработать так и не удалось. Таким образом, дублирование теоретической и практической деятельности продолжается и заставляет вести поиск, чтобы узнать больше о природе системного мышления и его применении. Ссылка на единство науки, безусловно, является слишком сильной, поскольку и научные и ненаучные дисциплины внесли вклад и воспользовались с выгодой для себя концепциями системного мышления, которые возникли из различных источников. Таким образом, именно установление применительно к различным дисциплинам общей, единой, унифицированной основы в отношении к структурам и поведениям, как указывалось в предыдущей главе, является характерным для формирования как теории, так и практики в области системного мышления.
Системное мышление, которое иногда называют систематическим мышлением (systemic thinking), получило дополнительное развитие в 1990-е годы благодаря работам Питера Чекланда [Checkland, 1993] и Питера Сенге [Senge, 1990], [Senge, et al., 1994]. Эти две основополагающие работы наряду с другими были охарактеризованы, сопоставлены и подвергнуты критике Робертом Фладом [Flood, 1999].
В этой книге представлены существенные аспекты системного мышления, отражающие различные подходы к данной теме. Тем не менее, в ней не содержится подробного обсуждения всех работ в области системного мышления. Читателю даются ссылки на цитируемые книги, он также может провести поиск в Интернете по теме «системы и системное мышление» в качестве отправной точки для своего собственного более глубокого изучения данной дисциплины. В конце концов, системное мышление – это процесс исследования.
Основная идея системного мышления состоит в выявлении, наблюдении и понимании сложных эмерджентных поведений, возникающих в результате динамических взаимодействий нескольких систем в процессе работы. В результате принимаются решения об изменении, исключении или добавлении одной или нескольких систем. Способность действовать на языке систем (т. е. эффективно осуществлять структурные изменения) не описана в литературе по системному мышлению, но, как показано во вводной главе, именно в этой области системная инженерия обычно дополняет системное мышление. В частности, посредством использования связанных с системной инженерией процессов для управления жизненным циклом системы, можно эффективно выполнять управляемые изменения в описаниях системы и в показателях функционирования (как показано в модели изменений на рис. 1.13), а также осуществлять их верификацию и валидацию на протяжении жизненного цикла целевой системы. Эти связанные с действиями аспекты описаны в главе 3.
Питер Сенге описывает системное мышление, как:
• дисциплину, помогающую увидеть целое;
• рамочную структуру, помогающую увидеть взаимосвязи и характер изменений, а не моментальную фотографию, на которой зафиксировано статическое представление;
• набор общих принципов, отточенный на протяжении 20-го века, принципов, охватывающих столь разные области, как физические и социальные науки, инженерия и управление;
• а также конкретный набор инструментов и методик.
Согласно Сенге и его коллегам, хороший системный мыслитель, особенно в условиях организации – это тот, кто может видеть четыре уровня, действующих одновременно: события, картины поведения, системы и мысленные модели.
Видя целое, взаимосвязи и характер изменений в системах, важно осознавать опасности использования упрощающих контрпродуктивных подходов. Проблемы, связанные с научным редукционизмом, были указаны ранее. Еще одной опасностью на пути видения целого, взаимосвязей и характера изменений является ограничение, которое накладывается на осуществление обобщений (заключений) на основе знания отдельных взаимосвязей; например, A вызывает B. Весьма важно распространить представление причинно-следственных связей на множество взаимосвязей, существующих в динамическом взаимодействии нетривиальных систем, т. е. A вызывает B, что в свою очередь вызывает C и D, что в свою очередь вызывает… и т. д. Кроме того, взаимосвязи могут не иметь столь явного причинно-следственного характера, и в этом случае для описания взаимосвязи термин влияние является более подходящим.
В соответствии с еще одной точкой зрения, Чекланд утверждает, что системное мышление основано на двух парах идей; а именно: эмерджентность и иерархия, а также передача информации и управление. В главе 1 были описаны эмерджентное поведение и иерархическая декомпозиция, как основополагающие системные концепции. Передача информации обобщается при описании связей между элементами в системе, а также между системой и ее окружением. Таким образом, она может включать в себя обмен материалами, энергией или информацией. Управление внутри системы основано на наличии информации, содержащей результаты измерения соответствующих параметров и характеризующей протекающие процессы. Управление в природных системах и в системах, созданных людьми, было описано при помощи системной теории, т. е. кибернетики – науки об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в различных системах, будь то машины, живые организмы или общество, в которых для управления и регулирования используются механизмы обратных связей. В этом отношении модель изменений, представленная на рис. 1.13, является примером управления, осуществляемого людьми при принятии решений. Подобные аспекты управления будут исследованы в последующих главах.
Итак, принципы системного мышления формировались как результат наблюдения за общими, глобальными особенностями систем в целом в различных областях деятельности. Системное мышление основано на понимании того, что существуют общие взаимосвязи между системами в природе, в системах, созданных людьми и между ними, взаимосвязи которые полезно понимать и использовать. Фактически системное мышление, как неотъемлемая часть науки о системах, и системная инженерия совместно вносят применительно к системам весомый вклад в формирование единого, междисциплинарного подхода.
Жесткие и мягкие системы
Для многих людей слово система ассоциируется с чем-то, что существует в мире и состоит из множества взаимодействующих элементов. Данная точка зрения наряду с противоположной точкой зрения, заключающейся в том, что системы, созданные людьми, существуют в виде описаний, были представлены в главе 1. В любом случае преобладающая точка зрения на системы, построенные человеком, заключается в том, что они создаются для достижения цели, решения задачи или получения результата, представляющего интерес. Для решения сложных инженерных задач во второй половине 20-го века возникла системная инженерия, в значительной степени параллельная разработкам в области системного мышления. Вначале системная инженерия была сосредоточена на крупномасштабных физических системах, однако со временем она претерпела некоторые изменения и стала охватывать вопросы, связанные с организацией, управлением и человеческим фактором, с позиции полного жизненного цикла [Arnold and Lawson, 2004]. В прошлом были попытки применить методологию системной инженерии к менее структурированным социальным и политическим системам, что зачастую приводило к тому, что не удавалось проникнуть в сущность системы настолько, насколько это необходимо для ее улучшения.
Чекланд [Checkland, 1993], сам начинавший с позиций системной инженерии, успешно рассмотрел проблемы применения системной инженерии к менее четким, некорректно поставленным задачам, имеющим место на социальной и политической аренах. Так он ввел различие между жесткими и мягкими системами.
Мир жестких систем характеризуется тем, что для подобных систем при попытке к какой-то мере «оптимизировать» решение инженерные методологии дают возможность определить результаты, цели и задачи, которые могут быть получены (достигнуты, решены).
Мир мягких систем характеризуется как в высшей степени сложный, неясный и часто непостижимый феномен, применительно к которому не могут быть установлены конкретные цели и который требует изучения с целью осуществить улучшение. Существование подобных систем не ограничивается социальной и политической областями. На предприятиях, где наблюдаются сложные, часто плохо определенные модели поведения, сдерживающие способность к улучшениям, подобные системы могут использоваться для описания отношений как внутри предприятия, так и между предприятиями.
Признавая это важное различие, Чекланд указывает на тот факт, что процесс исследования, который сам по себе может быть организован в обучающуюся систему, является наиболее подходящим способом анализа и изучения мягких систем, элементами которых являются различные виды человеческой деятельности.
Системное мышление полезно при анализе и проникновении в сущность проблем и возможностей, связанных с жесткими и мягкими системами, а так же системами, содержащими элементы обоих типов.