Системная технология

* Системная машинизация предполагает, что машины для определенного вида человеческой деятельности или для преобразования определенного вида ресурса должны создаваться как системы, комплексы машин. К машинам предъявляется комплекс, система требований и для их выработки необходим анализ процессов переработки ресурсов, характерных для данного вида человеческой деятельности. Такой анализ проводится на основе комплекса моделей рассматриваемой деятельности, напр., образовательной, как моделей больших систем. В общем случае, системная технология машинизации определенного вида человеческой деятельности основывается на применении системных моделей трех объектов: системы процессов, системы требований к машинам, системы машин. В совокупности эти модели образуют некоторую триаду моделей «процессы-требования-машины», позволяющих отслеживать и координировать процессы создания, использования и замены парка машин фирмы, организации или соответствующей отрасли общественного производства в целом. Системная технология создания и внедрения систем машин в информатике, образовании, коммуникациях, управлении, производстве и в других сферах основана на Законе и принципе системности, моделях общих систем и целенаправленных процессов деятельности.

* Системная технологизацияобъединяет человека и машину, приводя к созданию технологических человеко-машинных систем и их комплексов для преобразования не только материальных, но и человеческих, природных, информационных и др. видов ресурсов. Системная технологизация основана на методе системной технологии, использующем эффект совместного действия Законов системности и технологизации, принципов системности и технологизации, моделей систем и технологий. Как известно, процессы творчества массово невыполнимы в том смысле, что они не могут многократно выполняться для тиражирования одного и того же изделия. В отличие от них, технологии – это процессы, которые создаются, по замыслу конструктора и технолога, как многократно выполнимые совокупности простых операций изготовления одинаковых изделий. Простота операции в данной технологии для человека обеспечивается, в частности, тем, что сложные и громоздкие физические, механические, химические, информационные, управленческие и другие процессы «поручаются» машине. Системная технология рассматривает вопросы технологизации на новом системном уровне, что дает возможность построения более совершенных технологий – системных технологий, и превращения данного вида деятельности в системную деятельность: системная экология, системное образование и т.д.

* Системная координация осуществляется на основе метода системной технологии и комплекса прикладных системных технологий, которые разработаны в соответствующих разделах, посвященных приложениям системной технологии в информатике, управлении, образовании, математике, экологии, в социальных технологиях и в экономике.

* Системная технология включает в себя, как один из разделов, формальное определение и исследование изделия (продукта) технологической системы, как результата функционирования технологической системы материального, информационного и др. видов производства. Очевидно, что изделие, во-первых, должно иметь самостоятельное назначение для использования вне данного производства, во-вторых, нести информацию о качестве системы, в которой оно создано. Кроме того, совокупность изделий технологической системы содержит «полезный» результат, используемый в сфере производства и потребления при осуществлении различных видов человеческой деятельности, и «бесполезный» – отходы, потребляемые, напр., природной средой. Системная технология изучает свойства изделия, общие для всех технологических систем, независимо от вида преобразуемого ресурса и рода человеческой деятельности. В качестве изделия технологической системы рассматриваются предметы потребления, средства производства и «отходы». Во всех случаях изделие является средством взаимодействия технологической системы с внешней средой и либо необходимо и полезно внешней среде для достижения своих целей, либо оно бесполезно, либо оно наносит вред внешней среде.

В результате решения этих задач системная технология содержит не только теорию, но и практические методы построения системных технологий, как систем выполнимых операций для реального осуществления целенаправленных процессов деятельности.

Сформулированная в настоящем разделе система определений и взглядов на взаимосвязанное построение систем и технологий впервые позволяет подойти с единых позиций концепции системной технологии к созданию общего метода построения технологий и обеспечения системности для любых видов человеческой деятельности.

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 общегопринципасистемностиможносформулироватьпринципсистемной 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;