Закономірності формування ієрархічних систем

Комунікативність. Ця закономірність складає основу визначення будь-якої системи, сформульованого В.Н. Садовським і Є.Г. Юдіним, з якого випливає, що система не ізольована від інших систем, вона зв’язана безліччю комунікацій із середовищем, що представляє собою, у свою чергу, складне і неоднорідне утворення, яке містить деякі надсистеми (системи більш високого порядку), що задають вимоги й обмеження досліджуваній системі, певні підсистеми більш низького рівня (підвідомчі системи), а також і системи одного рівня з розглянутої.

Така складна єдність із середовищем названа закономірністю комуникативності, що, у свою чергу, легко допомагає перейти до ієрархічності як закономірності побудови усього світу і будь-якої виділеної з нього системи.

Ієрархічність. Закономірності ієрархічності або ієрархічної упорядкованості були в числі перших закономірностей теорії систем, що була виділена і детально вивчені дослідниками систем. Зокрема, було показано зв'язок ієрархічної упорядкованості світу з явищами диференціації і не гентропійними тенденціями, тобто з закономірностями самоорганізації, розвитку відкритих систем.

Слід звернути увагу також на необхідність враховувати не тільки зовнішню структурну сторону ієрархії, але і функціональні взаємини між рівнями. На прикладах складних системних організацій було показано, що більш високий ієрархічний рівень впливає на рівень, підлеглий йому, і цей вплив виявляється в тому, що підлеглі члени ієрархії здобувають нові властивості, що були відсутні в них в ізольованому стані (підтвердження вищезгаданого положення про вплив цілого на елементи), а в результаті появи цих нових властивостей формується новий, інший "вигляд цілого (вплив властивостей елементів на ціле). Виникле в такий спосіб нове ціле набуває здатності здійснювати нові функції, у чому і полягає мета утворення ієрархій. Іншими словами, мова йде про закономірності цілісності (емерджентності) і її прояві на кожному рівні ієрархії.

Ці особливості ієрархічних структур систем (або, як прийнято іноді говорити, ієрархічних систем) спостерігаються не тільки на технічному рівні, але й у соціальних організаціях, при керуванні підприємством, об'єднанням, державою; при представленні задуму проектів складних технічних комплексів і т.п.

Дослідження ієрархічної упорядкованості в організаційних системах з використанням інформаційного підходу дозволили зробити висновок про те, що між рівнями й елементами ієрархічних систем існують більш складні взаємозв'язки, чим це може бути відбите в графічному зображенні ієрархічної структури. Якщо навіть між елементами одного рівня ієрархії немає явних зв'язків ("горизонтальних" зв'язків), то вони все рівної взаємозалежні через вищестоящий рівень. Наприклад, у виробничій і організаційній структурах підприємства від вищестоящого рівня залежить, який з цих елементів буде обраний для заохочення (при перевазі одних виключається заохочення інших) або, навпаки, якому з елементів буде доручена непрестижна або невигідна робота (знов-таки це звільнить від неї інших).

Таким чином, ієрархічні представлення допомагають краще зрозуміти і досліджувати феномен складності. Тому чіткіше виділимо основні особливості ієрархічної упорядкованості з точки зору корисності їхнього використання як моделі системного аналізу:

1. В силу закономірності комунікативності, що виявляється не тільки між виділеною системою і її оточенням, але і між рівнями ієрархії досліджуваної системи, кожен рівень ієрархічної упорядкованості має складні взаємини з верхнім та нижнім рівнями. По метафоричному формулюванню, кожен рівень ієрархії має властивість "дволикого Януса": "лик", спрямований убік нижнього рівня, має характер автономного цілого (системи), а "лик", спрямований до вузла (вершини) вищого рівня, виявляє властивості залежної частини (елемента вищестоящої системи, який є для нього складовою вищестоящого рівня, якому він підлеглий). Ця конкретизація закономірності ієрархічності пояснює неоднозначність використання в складних організаційних системах понять "система" і "підсистема", "ціль" і "засіб" (елемент кожного рівня ієрархічної структури цілей виступає як мета стосовно нижчестоящого і як "підціль" (а починаючи з деякого рівня, і як "засіб") стосовно вищестоящої мети), що часто спостерігається у реальних умовах і призводить до некоректних термінологічних суперечностей.

2. Найважливіша особливість ієрархічної упорядкованості як закономірності полягає в тому, що закономірність цілісності (тобто якісні зміни властивостей компонентів більш високого рівня в порівнянні з поєднуваними компонентами нижнього) виявляється в ній на кожнім рівні ієрархії. При цьому об'єднання елементів у кожному вузлі ієрархічної структури призводить не тільки до появи нових властивостей у вузла і втраті поєднуваними компонентами волі прояву деяких своїх властивостей, але і до того, що кожен підлеглий член ієрархії здобуває нові властивості, що є відсутніми в нього в ізольованому стані. Завдяки цій особливості за допомогою ієрархічних представлень можна досліджувати системи і проблемні ситуації з невизначеністю.

3. При використанні ієрархічних представлень як засобу дослідження систем з невизначеністю відбувається як би розчленовування "великої" невизначеності на більш "дрібні", що краще піддаються дослідженню. При цьому навіть якщо ці дрібні невизначеності не вдається цілком розкрити і пояснити, то все-таки ієрархічне упорядкування частково знімає загальну невизначеність, забезпечує, принаймні, керований контроль за ухваленням рішення, для якого використовується ієрархічне представлення.

Однак варто мати на увазі, що в силу закономірності цілісності та сама система може бути представлена різними ієрархічними структурами. Причому це залежить:

а) від ланцюга (різні ієрархічні структури можуть відповідати різним формулюванням мети);

б) від передісторії розвитку осіб, що формують структуру. Це пояснюється тим, що при одній і тій же меті створення системи, якщо доручити формування структури різним особам, то вони в залежності від їхнього попереднього досвіду, кваліфікації і знання об'єкта можуть одержати різні структури, тобто по-різному розкрити невизначеність проблемної ситуації.

 

Класифікації систем

Системи розділяють на класи по різних ознаках, і в залежності від розв'язуваної задачі можна вибирати різні принципи класифікації.

Починалися спроби класифікувати системи по виду відображуваного об'єкта (технічні, біологічні, економічні і т.п. системи); по виду наукового напрямку, використовуваного для їхнього моделювання (математичні, фізичні, хімічні й ін.). Системи поділяють на детерміновані і стохастичні, відкриті і закриті; абстрактні і матеріальні (тобто існуючі в об'єктивній реальності) та ін.

Класифікації завжди відносні. Так, у детермінованої системі можна знайти елементи стохастичності, і, навпаки, детерміновану систему можна вважати окремим випадком стохастичної (при ймовірності, рівній одиниці). Аналогічно, якщо взяти до уваги діалектику суб'єктивного й об'єктивного в системі, то стане зрозумілою відносність поділу системи на абстрактні й об'єктивно існуючі: це можуть бути стадії розвитку однієї і тієї ж системи.

Дійсно, природні і штучні об'єкти, відбиваючись у свідомості людини, виступають у ролі абстракційних понять, а абстрактні проекти створюваних систем втілюються в реально існуючі об'єкти, які можна відчути, а при вивченні знову відобразити у вигляді абстрактної системи.

Однак відносність класифікацій не повинна зупиняти дослідників. Ціль будь-якої класифікації - обмежити вибір підходів до відображення системи, поставити у відповідність виділеним класам прийоми і методи системного аналізу і дати рекомендації відносно вибору методів для відповідного класу систем. При цьому система, в принципі, може бути одночасно охарактеризована декількома ознаками, тобто вона може займати місце одночасно в різних класифікаціях, кожна з яких може виявитися корисною при виборі методів моделювання.

Розглянемо для прикладу деякі з найбільш важливих класифікацій систем.

Відкриті і закриті системи.

Поняття відкритої системи ввив Л. фон Берталанфі. Основні характерні риси відкритих систем - здатність обмінюватися із середовищем масою, енергією й інформацією. На відміну від них закриті чи замкнуті системи передбачаються (зрозуміло, з точністю до прийнятої чутливості моделі) цілком позбавленими цієї властивості, тобто ізольованими від середовища.

Можливі окремі випадки: наприклад, не враховуються гравітаційні й енергетичні процеси, а відображається в моделі системи тільки обмін інформацією із середовищем; тоді говорять про інформаційно-проникні чи відповідно про інформаційно-непроникні системи.

Одна з найбільш важливих особливостей відкритих систем полягає в наступному. У відкритих системах виявляються так звані термодинамічні закономірності, що здаються парадоксальними і суперечать другому початку термодинаміки. Нагадаємо ще раз, що другий закон термодинаміки (так зване "друге начало"), сформульований для закритих систем, характеризує систему зростанням ентропії, прагненням до невпорядкованості, руйнування.

Виявляється цей закон і у відкритих системах (наприклад, старіння біологічних систем). Однак на відміну від закритих у відкритих системах можливе введення упорядкованості (зниження ентропії); подібні системи можуть зберігати свій високий рівень і навіть розвиватися убік збільшення порядку складності, тобто в них виявляється так звана закономірність самоорганізації, що розглядатиметься трохи далі. Саме тому важливо для систем управління підтримувати обмін інформацією із середовищем.

Цілеспрямовані системи.

Як уже відзначалося, не завжди при вивченні систем можна застосовувати поняття мета системи. Однак при вивченні економічних, і організаційних об'єктів доцільно і важливо виділяти також класі цілеспрямованих систем.

У цьому класі, в свою чергу, можна виділити системи, у яких цілі задаються ззовні (звичайно це має місце лише в закритих системах), і системи, у яких цілі формуються усередині системи (що характерно для відкритих, систем які мають властивість самоорганізації).