Гарольд «Бад» Лоусон
Путешествие по системному ландшафту
Классификация систем
Таксономия будет полезным инструментом для структурирования системного путешествия, предпринимаемого в этой книге. Поскольку полное перечисление систем в целом невозможно, постольку точка зрения на системы в значительной степени зависит от контекста. С другой стороны, в практических целях перечисление систем, представляющих интерес для достижения конкретной цели, весьма важно и может быть сделано. Вместо исчерпывающей таксономии можно использовать классификацию Чекланда [Checkland, 1993], которая обеспечивает полезную отправную точку для того, чтобы сосредоточиться на различных типах систем. Читатель должен обратить внимание, что системы могут быть отнесены к одной или нескольким из следующих четырех категорий.
• Естественные (природные) системы. Эти системы имеют природное происхождение и являются таковыми в результате влияния сил и процессов, характеризующих Вселенную. Они не могут быть иными, чем есть, поскольку принципы и законы природы не являются переменчивыми.
• Физические системы с установленными границами (далее – физические системы). Эти системы являются результатом сознательной разработки, направленной на удовлетворение определенной цели человека. Они состоят из физических элементов, которые имеют хорошо определенные взаимосвязи.
• Абстрактные системы с установленными границами (далее – абстрактные системы). Эти системы не содержат физических артефактов, при этом они разработаны людьми, чтобы служить для некоторой разъяснительной цели. Абстрактные системы могут включать математические описания, стихи или философские системы. Подобные системы представляют собой упорядоченный продукт деятельности человеческого сознания. Определения систем, состоящих из функций и/или возможностей в качестве элементов, являются примерами абстракций, которые позднее могут быть зафиксированы в других созданных человеком системных формах, например в физической форме или в виде конкретных человеческих действий.
• Системы человеческой деятельности. Эти системы наблюдаются в мире бесчисленных видов человеческих действий, которые более или менее упорядочены с учетом некоторой цели или миссии, лежащей в основе деятельности. На одном краю здесь находится система, состоящая из человека, размахивающего молотком, а на другом – международные политические системы, необходимые для того, чтобы жизнь оставалась терпимой на нашей маленькой планете. Такие системы будут включать в себя заранее определенные множества процессов, состоящих из видов деятельности (которые в явном виде не определены Чекландом), а также множества видов деятельности, рассматриваемых с конкретной точки зрения заинтересованных сторон.
Заметим, что программные системы являются гибридом абстрактных и физических систем, поскольку из абстрактных описаний, использующих какую-то форму языка, или с помощью модели программа-транслятор генерирует код программы, который, будучи объединенным с компьютером (физическая система) и будучи исполненным, порождает эмерджентное поведение. Также используется термин «программно-интенсивная система», который применяется для описания систем, состоящих главным образом из программного обеспечения, но помимо этого содержащих и другие элементы: физические элементы и часто элементы человеческой деятельности.
В этой книге основное внимание уделяется системам, созданным человеком, и системным ситуациям, которые важны как для отдельных людей, так и для групп людей, в том числе частных и государственных организаций и их предприятий, важны для развития способностей к обучению мыслить и действовать на языке систем. Таким образом, понимание физических систем, абстрактных систем, программных систем и систем человеческой деятельности одинаково важно для достижения данной цели. Естественно, не исключаются и природные системы, поскольку природные элементы могут быть включены в состав систем, создаваемых человеком, в качестве её элементов или как элементы среды, в которой функционирует рукотворная система.
Топология систем
Существует две фундаментальных системных топологии, которые закладывают основу обеспечения целостности: иерархия и сеть, показанные на рис. 1.2.
Рис. 1.2. Иерархическая и сетевая системные топологии
Иерархическая топология – это результат применения определенного принципа, который используется для удовлетворения определенной потребности. Этот принцип предполагает выполнение анализа, в процессе которого система подвергается декомпозиции на отдельные составляющие элементы на двух или более уровнях. В результате подобной декомпозиции формируется логическая основа для понимания, а также для разбиения на составляющие, разработки, компоновки и управления системой надлежащим образом. Подобная топология является типичной при плановой разработке продукции (физической и/или абстрактной), она также может быть использована при планировании развития организации, предприятия и даже проекта. В частности, использование иерархии применительно к организационной структуре человеческой деятельности вполне обычно для объяснения того, кто несет ответственность за части системы, за работу, которая должна быть выполнена в системе, а также для установления субординации (кто кому подчиняется).
Сетевая топология может быть использована для того, чтобы отразить основные свойства различных физических систем; например, коммунальных сетей, сетей автомобильных дорог, железнодорожных путей, сетей передачи электроэнергии, связи и, разумеется, Интернета. На более высоком уровне сетевые топологии могут отражать определенные абстракции, такие, как, например, возможности или функции, которые должны быть обеспечены, и, как утверждалось ранее, могут затем составить основу при выборе способов физической реализации системы. Такие физические или абстрактные системы обычно разрабатываются с учетом возможных изменений; т. е. топология меняется с течением времени по мере добавления или устранения узлов и/или связей.
Сетевая топология также связана с системами человеческой деятельности, в том числе с социальными системами, где с её помощью могут отражаться различные формы отношений между людьми (отдельными лицами и/или группами) как элементами системы. Подобные системы могут возникать как в плановом порядке, так и без плана как ответ на вновь возникшую ситуацию. Если система человеческой деятельности спланирована как сетевая, то она может использоваться для регулирования отношений. С другой стороны, сетевая топология может возникнуть при появлении новых элементов или взаимосвязей, и в таком случае с её помощью можно пытаться проиллюстрировать даже сложные, конфликтные межличностные отношения. Сети возникают как ответ на проблемные ситуации, когда множество элементов опасно взаимодействуют. Например, террорист, бомба, метро и пассажиры становятся элементами опасной сети элементов и взаимоотношений.
Эти две системные топологии сами по себе не являются исключительными. Совершенно ясно, что организация, описанная как иерархия, не всегда функционирует в соответствии со строго установленными отношениями подчиненности. Сети, даже если они не определены формально, возникают в отношениях между отдельными лицами и группами, которые обеспечивают необходимые элементы и связи для того, чтобы сделать дело. Кроме того, вполне понятно, что отдельные элементы в физической сети, такие, как, например, трансформатор в электросети, являются изделиями, оказывающими услуги, и они были задуманы и разработаны как системы для достижения конкретной цели или удовлетворения конкретной потребности. Эти элементы сами по себе являются системами, которые могут быть подвергнуты декомпозиции, построены и находиться под управлением в соответствии с некоторой иерархией.
Множество точек зрения и представлений
«Система – это способ смотреть на мир…, любая система является точкой зрения одного или нескольких наблюдателей».
Джеральд Уэйнберг [Weinberg, 2001]
В соответствии со свойством целостности, сформулированным Боардмэном и Сосером, а также с представлением Уэйнберга, любая совокупность элементов (частей), находящихся во взаимосвязи между собой, может быть определена как система. С учетом представлений, интересов и целей заинтересованных сторон (т. е. точек зрения), отдельные лица, группы, команды, организации и предприятия будут видеть системы по-разному. Пример подобного калейдоскопического, многократно и быстро меняющегося представления о системах приведен на рис. 1.3.
Физические системы, абстрактные системы, программные системы и даже некоторые системы человеческой деятельности могут рассматриваться одними лицами как активы, другими как изделия или продукция, третьими как услуги с добавленной стоимостью. В соответствии с этими представлениями и на основе понимания своих ролей и зон ответственности как отдельных лиц, групп, команд, организаций и предприятий стороны имеют точки зрения на определенную систему, отражающие их интересы (как собственника, приобретателя, разработчика, пользователя или специалиста по техническому обслуживанию). Такие системы планируются, разрабатываются и используются для достижения какой-то определенной цели.
В отличие от планируемых систем ситуационные системы возникают в результате динамических взаимодействий нескольких систем (включая природные системы) в процессе работы. В этих системах за основу может быть взята деятельность человека, подобная работе молотком, политическая ситуация, чрезвычайная ситуация или кризис (например, пожар, цунами, ураган, террористический акт и т. д.). Как показано на рисунке, могут возникнуть различные представления, отражающие различные точки зрения, которые связаны с интересами, обусловленными системной ситуацией (например, точки зрения, ответственных за возникновение ситуации, ответственных за реагирование на ситуацию, участников ситуации или находящихся под влиянием ситуации).
Рис. 1.3. Множество точек зрения и представлений
Существуют ли системы на самом деле?
Независимо от точек зрения и представлений, связанных с системами или их топологиями, кто-то может задать интересный вопрос: Существуют ли системы на самом деле?
Вопрос может показаться философским, но попробуем использовать этот ракурс для иллюстрации точки зрения на системы. В приведенной выше классификации Чекланда отмечалось, что естественные (природные) системы являются такими, как они есть. Тем не менее, все другие формы планируемых или ситуационных систем, а именно различные физические системы, абстрактные системы и системы человеческой деятельности либо являются продукцией, созданной в результате творческой деятельности людей, либо порождены возникшей ситуацией.
Более конкретно, продукция, созданная людьми, например самолет, система двигателя, фюзеляж и другие, могут воскресить в памяти представление о чем-то, что реально существует и что можно потрогать. С другой стороны, политическую систему, школьную систему, систему права, систему градостроительства, несмотря на то, что они представляют абстрактно нечто весьма важное, потрогать нельзя. Итак, что же такое система? Потенциально спорная точка зрения заключается в следующем: Системы, созданные человеком, существуют только в виде описаний.
Ваш автор часто использовал элементы, изображенные на рис. 1.4., в качестве основы для привлечения внимания к этой спорной точке зрения. А теперь вам брошен вызов. Предлагаю сейчас подумать над следующими вопросами: являются ли эти элементы системой? Почему да или почему нет?
Рис. 1.4. Болт, гайка и шайба
Поразмыслив над этим вопросом, обратитесь к следующему. Определите, имеют ли эти элементы в том порядке, в котором они разложены, какую-либо цель? Удовлетворяют ли они какую-либо потребность?
Затем подумайте об отдельной личности или группе, отвечающей за разработку и изготовление каждого из отдельных элементов, изображенных на рисунке. Видят ли они эти элементы как системы? Видят ли они их как продукцию? Или видят ли они их как услуги, которые они теоретически оказывают? Или они видят их и как первое, и как второе, и как третье?
Затем рассмотрим соединение этих элементов с двумя или более дополнительными объектами (имеющими соответствующие отверстия) для того, чтобы скрепить эти объекты. Была ли создана система? Можно подумать, что да, однако обратите внимание на тот факт, что для того, чтобы создать данную конструкцию, были определены элементы (в том числе и объекты, которые должны быть скреплены) и эти экземпляры объектов – болты, гайки и шайбы – были изготовлены в соответствии с некоторым описанием (техническими требованиями). При этом также должно иметься описание порядка сборки, проводимой для соединения физических элементов между собой. В зависимости от того, что считается элементами и связями между ними, а также от того, какова процедура сборки, могут быть реализованы различные способы сборки. Разве мы не изготовили продукты на основании описания системы? Таким образом, если мы хотим использовать термины продукт и система для обозначения двух различных концепций, мы должны принять, что система на самом деле является описанием, и поэтому система не существует. Давайте рассмотрим данную цепочку рассуждений.
Спланированные и созданные человеком иерархические или сетевые системы состоят из определенных элементов и связей. В лучшем случае аппаратные средства, программное обеспечение или человеческие элементы системы могут быть представлены как материальные объекты, которые в каком-то смысле можно потрогать. Однако наличие элементов в спланированной системе основано только на их описании, как элементов, представляющих собой аппаратные средства, программное обеспечение или людей, а также на описании взаимосвязей между элементами.
В случае продукта с добавленной стоимостью системное описание служит шаблоном, на основании которого производятся экземпляры продуктов (из одной крайности – производства в единственном экземпляре в другую – массовое производство). Аналогично, услуги с добавленной стоимостью, например банковские услуги, являются результатом типовой операции обслуживания в соответствии с системным описанием услуги в виде шаблона.
С целью дальнейшей иллюстрации данной точки зрения на системы рассмотрим конкретный пример. Компактный портативный компьютер (лэптоп), на котором была написана эта книга, является продуктом. Системным описанием этого продукта владеет изготовитель, который объединяет элементы компьютера в единое целое, он же осуществляет управление жизненным циклом данного продукта. Отдельными аппаратными средствами данной системы могут владеть другие стороны, которые осуществляют управление жизненными циклами этих элементов, как системных продуктов, которые они поставляют интеграторам компьютерных систем. Кроме того, существует большое разнообразие программных продуктов, работающих на данных аппаратных средствах, системными описаниями которых владеют организации-поставщики, также осуществляющие управление их жизненными циклами. Эти программные системы также поставляются, как продукты, системному интегратору.
Таким образом, определенное представление активов, продуктов и услуг отличается в разных точках на протяжении жизненного цикла. На ранних стадиях жизненного цикла описываемая система обычно представляется как абстрактная система, состоящая из набора функций и/или возможностей, между которыми имеются определенные взаимосвязи. По мере воплощения проекта в конечный продукт и/или услугу описание системы становится более конкретным и принимает вид или физических элементов, или определенной деятельности для людей (процедур или процессов), или является сочетанием и того и другого.
Что касается возникающих ситуаций, то свойства похожести на систему становятся очевидны только тогда, когда мы решаем обдумать элементы ситуации и их взаимосвязи или конкретно описать их. В противном случае это всего лишь ситуация. Для сложных ситуаций подобные описания, даже если предпринимаются попытки их сделать, редко бывают полными и опять-таки они основаны на представлениях о ситуации, отражающих точки зрения и интересы сторон, затронутых данной ситуацией.
В целом можно принять точку зрения, что системы существуют только в виде описаний. Однако, как было показано на рис. 1.3 и обсуждалось выше, определенная система одними людьми может рассматриваться как актив, другими – как продукция, третьими – как услуга, оказываемая системой. Таким образом, в конечном счете только интересами и точками зрения определяется, является ли какое-то изделие, какая-то продукция или какая-то услуга действительно системой или это просто продукт и услуга. Возможно, во избежание путаницы, полезно установить различия между системами как описаниями, системными продуктами и системными услугами. Мы не будем подробно обсуждать этот философский момент, а опять же отметим, что наши точки зрения и представления могут оказать воздействие на то, в каком качестве рассматривается система.
Целевые системы
Все формы систем, созданных человеком, а также природных систем потенциально содержат большое количество элементов, что отмечается в следующей цитате:
«На данном этапе мы должны прояснить, как следует определять систему. Наше первое побуждение – указать на маятник и сказать: «система – это то, что вон там». Однако этот метод имеет существенный недостаток: каждый материальный объект состоит из бесконечного множества переменных и, следовательно, возможных систем. Настоящий маятник, к примеру, имеет не только длину и местонахождение, он также имеет массу, температуру, электрическую проводимость, кристаллическую структуру, химические примеси, какую-то радиоактивность, скорость, отражающую способность, предел прочности при растяжении, влажную поверхностную пленку, бактериальное загрязнение, оптическое поглощение, эластичность, форму, удельный вес и т. д. Любое предложение нам изучать все эти факторы, нереально, и в самом деле подобные попытки никогда не предпринимались. Необходимо выбрать и изучить те факторы, которые имеют отношение к какому-то уже выявленному основному интересу».
У. Р. Эшби [Ashby, 1956]
Таким образом, важно определить следующее: где находится ваша целевая система? каковы ее основные элементы? как она связана с другими системами и со средой, в которую она помещена? Таковы вопросы первостепенной важности. Флад и Карсон (Flood and Carson [1998]) предлагают в этой связи полезную точку зрения, которая иллюстрируется на рис. 1.5.
Система может быть охарактеризована как замкнутая система в том случае, если элементы данной системы не связаны с какими бы то ни было внешними по отношению к ней объектами. Например, вечный двигатель, продолжающий работать за счет уравновешивания грузов без какого-либо влияния со стороны среды, в которой он работает. Для сравнения, открытая система характеризуется тем, что через границу открытой системы может происходить беспрепятственный обмен веществом, информацией и/или энергией между системой и внешней средой.
Рис. 1.5. Целевые системы в своем окружении (окружениях)
Таким образом, открытую систему, в отличии от целевой системы в узком смысле (Narrower System of Interest, NSOI), при рассмотрении которой сосредоточиваются на её элементах и связях, мы должны также рассматривать в контексте целевой системы в широком смысле (Wider System of Interest, WSOI), принимая во внимание окружающую среду, в которой она функционируют. Давайте рассмотрим два примера.
Торгово-промышленное предприятие, продающее игрушки, является системой, состоящей из элементов планирования, маркетинга и продаж, управления, научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, производства и распространения. Таким образом, это предприятие может рассматриваться как целевая система в узком смысле, на которой мы можем сосредоточиться. Однако подобная система является частью целевой системы в широком смысле, которая наряду с другими элементами охватывает также клиентов и поставщиков сырья. Предприятие работает в окружающей среде, где продаются игрушки, и изменения в этой внешней среде, вызванные отношением потребителей к игрушкам, экономическими факторами, конкурентами и т. д., повлияют на целевую систему в широком смысле и в свою очередь на целевую систему бизнеса игрушек в узком смысле. При этом имеется окружающая среда, которая может быть рассмотрена в широком смысле, т. е. как объемлющая среда, которая, в свою очередь может повлиять на окружение в узком смысле, а также на другие целевые системы. Например, могут быть предъявлены требования к безопасности игрушек, которые, в свою очередь, могут повлиять на потребление игрушек.
В качестве другого примера отношений, изображенных на рис. 1.5, рассмотрим сценарий, включающий террориста, бомбы, метро и пассажиров, элементы и связи в этой опасной ситуации. Эта целевая система в узком смысле связана с целевой системой в широком смысле, в частности с контактами с террористической организацией, материальным обеспечением, технологией изготовления бомбы, системой метро, а также составом и менталитетом пассажиров. Целевая система в узком смысле и целевая система в широком смысле существуют во внешней среде, в которой существует система, основанная, например, на политических, экономических и религиозных убеждениях, а также действиях разведки по обнаружению возможных террористических акций. Эта внешняя среда, в свою очередь, находится в окружении в широком смысле, для которого имеют значения решения, принятые в форме законодательных и нормативных актов, касающихся политических, экономических и религиозных аспектов.
Благодаря этим двум примерам, а также приведенным рассуждениям, касающимся точек зрения, интересов и представлений, читатель заметит, что границы систем весьма широки. Такое широкое представление о границах систем определенно указывает на наличие кругов, заинтересованных в том, чтобы снять значительную долю таинственности и двигаться по направлению к хотя бы частичному постижению систем, как было показано ранее в этой главе.