СА для заочников / Основы системного анализа-2012

3

15.3.5.Закономерность объединения («склеивания») противоположностей (антагонистов) и их распада

4

5

Введение

Одной из характерных особенностей развития науки и техники во второй половине XX века является повсеместное распространение идей системных исследований, системного подхода, общей теории систем. Сис-

тему и системность сегодня усматривают буквально во всем (любой объект научного исследования – система, процесс познания таких объектов харак-

теризуется системностью, современная техника создает системы большого масштаба). Человек в современном мире действует, оперируя многочис-

ленными системами – лингвистическими, логическими, психологически-

ми, он входит в окружающие его производственные, организационные и тому подобные системы.

Это явление несет на себе оттенок моды. Но за ним стоит научное и практическое осознание системности как одного из важных свойств окру-

жающего нас объективного мира и осмысление ее в качестве особого из-

мерения действительности.

Основная цель: ознакомление с научно-прикладными проблемами системного подхода к решению разнообразных задач в проектировании и управлении. В результате изучения системного анализа необходимо знать:

принципы системного подхода; основы теории и технологии системного анализа.

Глава 1. Предпосылки развития системных представлений

1.1. Потребности научного познания

Во времена натуральной философии универсализм ученых создавал предпосылки для всестороннего подхода к физическим явлениям. Это был прежде всего философский подход, основанный на глубокой вере во взаи-

6

мосвязь всего сущего. Стихийный материализм ученых той эпохи, их ог-

ромный энтузиазм, способность к диалектическому обобщению довольно ограниченного набора фактов позволили им сделать великие открытия, не-

смотря на примитивность экспериментальных средств. И все же каждый шаг давался ценой неимоверных усилий.

Наступила эпоха специализации. Современная наука чрезвычайно дифференцирована. Специализация принесла огромную пользу, но вызвала и большие трудности. Главная из них – сложность всестороннего рассмот-

рения научных факторов, их объединение и интерпретация. Сложные фи-

зические явления, в которых большое число учитываемых переменных, не имеют адекватного описания. Люди до сих пор вынуждены объяснять принципиальные свойства живой материи особыми биологическими зако-

нами, которые оказываются оторванными от физических законов и не имеют строгих формулировок. На современном этапе узкоспециальная ог-

раниченность недопустима: слишком много возможностей остается скры-

тыми и слишком велики потребности растущего человечества. Фундамен-

тальные представления о строении вещества, энергетических преобразованиях, сущности развития, отличии живого от неживого следу-

ет пересмотреть с позиций единства и целостности мира. Современная наука требует не только накопления знаний в специальных областях, но и интеграции наук на основе концепции, которая сохраняла бы преемствен-

ность и открывала перспективы, устанавливая взаимосвязь между структу-

рой, устройством, организацией и свойствами, действием, поведением.

Пример 1. Контакт с инопланетным миром – наглядная иллюстрация проблемы столкновения с новым. Допустим, что группа космонавтов, со-

стоящая из физика, химика, биолога, геолога, инженера и медика, осуще-

ствила удачную посадку на другую планету, где нашла объект длиной 1 м,

неправильной формы, темного цвета. Физик определил удельный вес, про-

извел спектральный анализ, обнаружил два десятка элементов в необыч-

7

ных пропорциях. Выявил, что структура гомогенна и схожа с кристалличе-

ской. Имеются поверхностные электронные потенциалы. Собственного внешнего электрического или магнитного поля нет. Обнаружить внутрен-

ние поля без разрушения объекта невозможно.

Химик установил, что вещество, скорее всего, неорганическое и на-

шел несколько десятков характеристик с помощью микропроб.

Геолог высказал ряд предположений о возможных вариантах образо-

вания подобного конгломерата, главным из которых является то, что он не знает, что это такое.

Инженер не обнаружил движущихся частей и заявил, что это не ма-

шина, далее пользуясь определенным профессиональным иммунитетом,

высказал ряд гипотез: это горная порода, искусственный строительный ма-

териал, электронная конструкция неизвестного назначения, остаток метео-

рита, неизвестно что.

Биолог заявил, что объект не находится в его компетенции, но в принципе не исключено, что это живое существо с кристаллической мик-

роструктурой клеток и электронно-ионным обменом веществ. Ничего по-

добного на Земле нет. Наконец, медик заявил, что он не знает, опасен ли объект для жизни людей.

Затем возникает вопрос: что делать? Дать геологу раздробить объект и предпринять исследование кусков. Для физика и химика это приемлемо,

но что если прав инженер и найденный объект – электронное устройство

(например, на интегральных схемах), тогда будет потеряно величайшее от-

крытие. Или прав биолог, и будет уничтожено инопланетное живое суще-

ство, единственное в своем роде, или целая колония живых существ.

Дискуссию можно продолжать долго, но ясно одно: никакая разно-

родная группа узких специалистов не в состоянии справиться с проблемой,

требующей особого подхода, особой методологии, которая в настоящее время разрабатывается с большой интенсивностью и энтузиазмом.

8

Относясь в равной мере и к объективному миру, и к отражающему его знанию, и к практической деятельности людей, системные методы ис-

следования при их глубоком понимании и выявлении их сущности способ-

ны значительно обогатить познавательные возможности человека.

1.2.Потребности проектирования, создания, эксплуатации

иуправления сложными объектами

Сложные технические конструкции все в большей мере проектиру-

ются и работают по законам целостности функциональных систем. Разра-

ботка современной военной техники, создание средств комплексной авто-

матизации, конструирование крупных производственных объектов с автоматизированным управлением, различного рода вычислительных сис-

тем проводятся таким образом, что в качестве реального объекта проекти-

рования и конструирования выступает теперь не изделие само по себе, а

изделие со всем комплексом условий – технических, человеческих, соци-

альных, необходимых для успешного функционирования.

Еще большая потребность в системной методологии обнаруживается в управлении народным хозяйством, при создании крупных проектов ос-

воения природы, стремящихся предвидеть близкие и далекие последствия вмешательства человека в баланс природного взаимодействия. Сложные системы любого вида не поддаются адекватному описанию в рамках одной традиционной научной дисциплины. Процесс создания сложной техниче-

ской системы, например, «человек – машина», нельзя разбить на множест-

во непересекающихся технических, психологических, экономических и других проблем, все они взаимосвязаны в единой системе. Только меж-

дисциплинарный подход к ним, с самого начала ориентированный на сис-

темную связанность подлежащих решению проблем, в состоянии привести к успеху.

9

Пример 2: АСУ. Экономисты, математики, социологи, управленцы,

инженеры. Никто не представляет систему в целом, в масштабе региона,

области. Чтобы разрешить данную ситуацию, нужно выработать единый,

общий для всех специалистов язык. Каждый знает только свою сторону:

экономическая система, техническая система и т. д. Описание системы,

сложной для привычных средств каждого из привлеченных к делу специа-

листов, приходится начинать с выяснения философского по сути вопроса независимо от той или иной сферы его применения: что же такое система,

что представляет собой системный подход вообще?

Сразвитием промышленной технологии, коммуникаций, глобальной

икосмической деятельности человеку приходится иметь дело со все более сложными целенаправленными системами. Объем техносферы возрастает с огромной быстротой. Это сооружения, машины, приборы, аппараты, ве-

щества, транспортные средства, энергосистемы. Взаимодействие техно-

сферы с биосферой приобретает глобальный характер. Сооружение и применение новых технических систем высокого энергетического уровня и высокой управляемости требует всестороннего анализа функций, возмож-

ностей и последствий. Перспективы развития техники (как и науки) тре-

буют глубокого знания организации систем и процессов, умения так изме-

нить организацию, чтобы направить развитие по желаемому пути.

Пример 3. По зарубежным данным, от 30 до 50 % больных от обще-

го числа тех, кто лежит в больнице или сидит у врача в поликлинике –

«мнимые больные», «хронические ходоки по врачам», «заблудившиеся,

проблемные» и т. д.

Психосоматика. Фактически это здоровые люди, нуждающиеся в из-

вестной коррекции эмоционального состояния. Свыше ста лет назад круп-

нейший немецкий ученый Р. Вирхов выдвинул принцип анатомического мышления: врач обязан найти в теле место, где гнездится болезнь. Жесткая привязка каждой жалобы больного к определенному органу или физиоло-

10