Иерархия материальных систем.

Составлен с помощью учебника «Введение в философию» М. Политиздат 1989г. С 57

Для выделения классов систем могут использоваться различные классификационные признаки. Основными из них считаются: природа элементов, происхождение, длительность существования, изменчивость свойств, степень сложности, отношение к среде, реакция на возмущающие воздействия, характер поведения и степень участия людей в реализации управляющих воздействий. Классификация систем представлена в табл. 2.2.

В зависимости от происхождения выделяют естественные и искусственные системы.

Естественные системы, будучи продуктом развития природы, возникли без вмешательства человека. К ним можно отнести, например, климат, почву, живые организмы, солнечную системы и т.д. Появление новой естественной системы – большая редкость.

Искусственные системы – это результат созидательной деятельности человека, со временем их количество увеличивается.

По длительности существования системы подразделяются на постоянные и временные. К постоянным обычно относятся естественные системы, хотя с точки зрения диалектики все существующие системы – временные.

К постоянным относятся искусственные системы, которые в процессе заданного времени функционирования сохраняют существующие свойства, определяемые предназначением этих систем.

В зависимости от степени изменчивости свойств системы делятся на статические и динамические.

К статическим относятся системы, при исследовании которых можно пренебречь изменениями во времени характеристик их существенных свойств.

Статическая система – это система с одним состоянием. В отличие от статических, динамические системы имеют множество возможных состояний, могут меняться как непрерывно, так и дискретно.

В зависимости от степени сложности системы делятся на простые, сложные и большие.

Простые системы с достаточной степенью точности могут быть описаны известными математическими отношениями. Особенность простых систем – в практически взаимной независимости от свойств, которая позволяет исследовать каждое свойство в отдельности в условиях классического лабораторного эксперимента и описать методами традиционных технических дисциплин (электротехника, радиотехника, прикладная механика и др.) Примерами простых систем могут служить отдельные детали, элементы электронных систем и т.п.

Сложные системы состоят из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, каждый из которых может быть представлен в виде системы (подсистемы). Сложные системы характеризуются многомерностью (большим числом составленных элементов), многообразием природы элементов, связей, разнородностью структуры.

К сложной можно отнести систему, обладающую по крайней мере одним из нижеперечисленных признаков:

Систему можно разбить на подсистемы и изучать каждую из них отдельно;

Система функционирует в условиях существенной неопределенности и воздействия среды на нее, обусловливает случайный характер изменения ее показателей;

Система осуществляет целенаправленный выбор своего поведения.

Сложные системы обладают свойствами, которыми не обладает ни один из составляющих элементов. Сложными системами являются живые организмы, в частности человек, социальные организации, ЭВМ и т.д. Особенность сложных систем заключается в существенной взаимосвязи их свойств.

Большие системы – это сложные пространственно - распределенные системы, в которых подсистемы (их составные части) относятся к категориям сложных. Дополнительными особенностями, характеризующими большую систему, являются:

циркуляция в системе больших информационных, энергетических и материальных потоков;

высокий уровень неопределенности в описании системы.

Автоматизированные системы управления, муниципальные образования, промышленные предприятия, отрасли промышленности и т.п. могут служить примерами больших систем.

По степени связи с внешней средой системы делятся на изолированные, закрытые, открытые равновесные и открытые диссипативные.

Изолированные системы не обмениваются со средой энергией и веществом. Процессы самоорганизации в них невозможны. Энтропия изолированной системы стремится к своему максимуму.

Открытые системы обмениваются с окружающей средой энергией и веществом.

К открытым равновесным относятся также системы, которые при отклонении от стационарного состояния возвращаются в него.

Изолированных и закрытых систем фактически в природе не существует. Можно проанализировать пример любой из таких систем и убедиться, что нет экранов защищающих сразу от всех форм материи или энергии, что любая система быстрее - медленнее развивается или стареет. Изолированные и закрытые системы – заведомо упрощенные схемы открытых систем – полезные при приближенном решении частных задач.

В зависимости от реакции на возмущающие воздействия выделяют активные и пассивные системы.

Активные системы способны противостоять воздействиям среды (противника, конкурента) и сами могут воздействовать на нее. У пассивных систем это свойство отсутствует.

По характеру поведения все системы подразделяются на системы с управлением и без управления.

Класс систем с управлением образуют системы, в которых реализуется процесс целеполагания и целеосуществления.

Примером систем без управления может служить Солнечная система, в которой траектории движения планет определяются законами механики.

В зависимости от степени участия человека в реализации управляющих воздействий системы подразделяются на технические, человеко – машинные, организационные. Как правило, когда речь идет о различных видах систем управления, подразумевается именно это их деление.

К техническим относятся системы, которые функционируют без участия человека. Как правило, это системы автоматического управления (регулирования), представляющие собой комплексы устройств для автоматического изменения, например, координат объекта управления, с целью поддержания желаемого режима его работы. Такие системы реализуют процесс технологического управления. Они могут быть как адаптивными, т.е. приспосабливающимися к изменению внешних и внутренних условий в процессе работы путем изменения своих параметров или структуры для достижения требуемого качества функционирования, так и неадаптивными.

Примерами человеко – машинных систем могут служить автоматизированные системы управления различного назначения. Их характерной особенностью является то, что человек сопряжен с техническими устройствами, причем окончательное решение принимает человек, средства автоматизации лишь помогают ему в обосновании правильности этого решения.

К организационным системам относятся социальные системы – группы, коллективы людей, общество в целом.

Зрелость системы – это такое состояние, когда процессы организации и дезорганизации уравновешивают друг друга. Признаки зрелой системы:

Системы любой природы имеют некоторые общие характеристики:

система – это комплекс взаимосвязанных элементов;

система образует специфическое единство с внешней средой;

каждая система является подсистемой системы более высокого ранга и надсистемой для системы более низкого ранга.

Изучение свойств систем предполагает изучение взаимоотношений целого и его частей.

Свойства целого несводимы к простой сумме свойств частей, его составляющих. Раскрыла тайну целостности диалектика: связи, взаимовлияние между частями целого приводят к появлению новых качеств у целостности, ее свойства не равны арифметической сумме свойств частей.

Целостность выступает как обобщенная характеристика систем, обладающих сложным внутренним строением. Таким образом был открыт и сформулирован принцип целостности, играющий важную роль в познании и практике.

Философский словарь определяет целостность следующим образом: «Целостность выражает интегрированность, самодостаточность, автономность этих объектов, их противопоставленность окружению, связанную с их внутренней активностью; она характеризует их качественное своеобразие, обусловленное присущими им специфическими закономерностями функционирования и развития».

Исходя из принципа целостности, следует иметь в виду:

воздействие на любой элемент системы меняет всю систему, т.к. элементы системы образуют единое целое,

систематизирующие факторы представляют условия взаимосвязанности элементов системы,

каждая подсистема предназначена для реализации своей функции, которая обеспечивает достижение цели системы.

Проблема целостности систем нашла свое развитие в работах одного из основоположников системного подхода академика Петра Кузьмича Анохина (1898-1974) – разработавшего теорию функциональных систем – который утверждал, что только сочетание вовлеченности компонентов в системообразующий процесс и одновременно их взаимодействие для получения результата обеспечивает конкретизацию понятия функциональной системы.

П.К.Анохин сделал вывод о том, что организованность возрастает при росте устойчивости структуры системы, при лабильности (изменчивости) функций, направленных на сохранение специфических свойств системы как целого.

Постоянство параметров системы определяют термином гомеостаз системы.

Гомеостаз обеспечивается непрерывной циклической работой, т.е. взаимодействием с внешней средой.

С точки зрения теорий организации и управления, важная характеристика системы – это ее устойчивость. Устойчивость – это способность системы возвращаться в состояние равновесия при оказании на нее возмущающего воздействия.

В зависимости от типа системы ее устойчивость обеспечивается разными факторами. В простых системах устойчивость обеспечивается жесткостью структуры – это статистическая устойчивость, ее нарушение ведет к катастрофе. В сложных системах устойчивость опирается на гибкость структуры и гибкость реализации процессов, так называемая динамическая устойчивость. В сложных системах можно выделить два аспекта устойчивости:

внутренний – изменение структуры и связей системы,

внешний – адаптация системы к изменениям внешней среды.

Время адаптации системы уменьшается по мере возрастания ее сложности. Система более устойчива, чем большим числом неустойчивых элементов определяется ее устойчивость.

К важным свойствам систем – относится свойство эмерджентности - понимаемое как степень несводимости свойств системы к свойствам отдельных элементов, из которых она состоит.

Гомеостаз системы – постоянство ее важных параметров - обеспечивается динамическим протоком к преобразованиям энергии в системе.

Развитие системы – процесс закономерного изменения, перехода из одного состояния в другое. Если переход осуществляется от простого к сложному, то имеет место прогрессивное развитие, если наоборот – регрессивное развитие.

Социальные организации имеют в своей истории оба этапа развития и здесь уместно говорить об истории индивидуального развития – онтогенеза организации.

В организационных системах при определенных условиях возникает свойство синергии, которое выражается в том, что эффективность функционирования системы не равна сумме показателей эффективности функционирования ее подсистем. При позитивном взаимодействии подсистем достигается положительный эффект, т.е. показатель системы выше арифметической суммы показателей подсистем, при отрицательном взаимодействии сумма показателей подсистем может быть ниже показателей системы.

Для понимания данного организационного свойства можно рассматривать следующую аналогию. Пусть два теннисных мяча находятся в разных состояниях. Каждому мячу сообщается одинаковое количество энергии, но разной природы. Один нагревается, второму дополнительная энергия передается через удар. Второй шар начинает движение, может совершить работу благодаря тому, что все элементы шара получили ориентацию в одну сторону, а первый этого сделать не может. Переходя к организации, можно сказать, что эффективность будет высокой при следующих условиях:

- координации действий всех подсистем и элементов системы;

одновременной концентрации усилий всех элементов и подсистем.

· связи системы с внешней средой – внешние связи,

· связи между элементами системы – внутренние связи.

Внешняя среда – это совокупность естественных и искусственных систем, для которых данная система не является функциональной подсистемой.

Внешние связи осуществляются через входы и выходы системы.

Входы системы – это различные точки приложения воздействия внешней среды на систему.

Воздействие может быть в виде вещества, энергии, информации, которые подлежат преобразованию.

Выходы системы – это различные точки приложения воздействия на внешнюю среду.

Выход системы представляет результат преобразования вещества, информации.

Обратная связь – то, что соединяет выход со сходом системы и используется для контроля изменения выхода (см. рис. 2.2.).

Предназначение обратной связи – изменение идущего процесса в системе.

Связи как между системой и внешней средой, так и между подсистемами и элементами системы могут быть разными.

Имеем два связанных процесса. Процесс А - изменение на выходе системы, процесс В - изменение на входе системе.

Процесс системы – это совокупность последовательных изменений состояния системы для достижения цели.

Возможны следующие варианты поведения процесса В:

процесс В не зависит от процесса А – связи нет.

процесс В₁ прямонаправленно изменяется в зависимости от процесса А.

В этом случае образуется прямонаправленная связь и контур положительной связи.

Процесс В₂изменяется противонаправленно процессу А – отрицательная обратная связь.

Если эти процессы связывают вход и выход системы, мы имеем положительную или отрицательную обратную связь.

Пример: Рассмотрим простую систему - топка для сжигания мазута, паровой котел, турбина.

Прямая связь: температура в топке – давление пара – скорость вращения турбины. Если в систему не заложить отрицательную обратную связь, то она будет неработоспособна, скорость вращения может превысить установленный порог. Отрицательная обратная связь организуется путем установления регулятора скорости вращения в зависимости от давления пара, при превышении некоторого порогового значения давления пара, регулятор его снижает, чем стабилизируется скорость вращения турбины. На контурах с отрицательной обратной связью построены все регуляторы в технике, в социальных организациях роль отрицательной обратной связи выполняют различные регламенты, инструкции, в обществе – законы, мораль, нравственность, т.е. все нормы, которые обеспечивают поведение человека в установленных границах. Контуры с положительной связью способствуют росту параметра системы, и если нет механизма обратной связи, то безудержный рост может привести к разрушению системы. В организационных системах прямые связи в управлении – это продвижение приказов, распоряжений от лиц, принимающих решение, к исполнителям. Обратные связи – это информация о ходе реализации принятых решений, их результатах.

Отношения между элементами системы поддерживаются благодаря связям, взаимоотношениям, коммуникациям. По содержанию и функциональному назначению связи и отношения, составляющие структуру организации, подразделяются на три группы:

связи непосредственного взаимодействия, обеспечивающие формирование у системы новых системных свойств, отсутствующих у отдельных составляющих ее элементов;

отношения соподчиненности, устанавливающие иерархическую зависимость в организации и определяющие «этажность» ее строения;

соотношения, устанавливающие пропорциональность строения организации и обеспечивающие взаимное соответствие количественных и качественных параметров отдельных составляющих системы.

По ориентации связи разделяются на горизонтальные и вертикальные.

Горизонтальные связи – это связи кооперации равноправных звеньев управления. Они носят характер согласования. Их основное назначение - способствовать наиболее эффективному взаимодействию подразделений, находящихся на одном уровне при решении возникающих при этом проблем.

Вертикальные связи – это связи руководства и подчинения, это субординационные, иерархические связи. Необходимость в них возникает при наличии нескольких уровней управления. Эти связи служат каналами передачи распорядительной и отчетной информации. Вертикальные связи могут носить линейный или функциональный характер.

Линейные связи – это связи подчинения по всему кругу вопросов. Это отношения, предполагающие, что руководитель реализует властные полномочия и осуществляет прямое и единоличное руководство подчиненными по всем функциям управления.

Функциональные связи – это связи подчинения в пределах реализации определенной функции управления. В зависимости от принятых в организации принципов управления и вида организационной структуры они могут носить совещательный, рекомендательный или информационный характер.

Инвариантные связи – это связи, которые могут оставаться практически неизменными при любых условиях, что обусловлено сущностными характеристиками системы, ее целевой ориентацией и функциональным назначением, спецификой реализации связей в данной организации.

Вариабельные связи – это связи, которые при изменении ситуации изменяют свои характеристики. Вариабельность связей может проявляться в изменении их содержательной насыщенности, а также в переходе связей из одних классификационных групп в другие.

Внутрисистемные межкомпонентные связи составляют структуру организации, однако сами по себе они не определяют строения организации. Основой строения организации является соединение – узел связи со всей совокупностью входящих и исходящих каналов.

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: