Синергетика: сущность, основные идеи и понятия

 

Общая теория систем изучает в основном процессы гомео- с т а з а, т. е. процессы поддержания равновесия в технических, биологи­ческих и социальных системах посредством механизма обратной связи Она пытается свести сложные, нелинейные процессы эволюции систем к линейным и рассматривает только те случаи, когда нелинейная система может исследоваться так, как если бы это была линейная система с мед­ленно изменяющимися параметрами. Синергетика занимается исследо­ванием «физических основ формирования структур».

Термин synergy в переводе с греческого означает сотрудничество, со­дружество.

Синергизм - одновременное функционирование отдельных, но взаимосвязанных частей, обеспечивающих более высокую общую эффек­тивность, чем суммарная эффективность частей, взятых в отдельности. Например, результаты, обеспечиваемые командой, или «системой», из одиннадцати футболистов, больше результатов, достигаемых одиннадца­тью отдельными футболистами при отсутствии объединяющих их уси­лий. Подобная аналогия может быть проведена и в отношении перево­зочного процесса грузов. В медицине синергизм - вариант реакции орга­низма на комбинированное воздействие двух или нескольких лекарственных веществ, характеризующейся тем, что это действие пре­вышает действие, оказываемое каждым компонентом в отдельности.

Синергетика - новая оптимистическая попытка ученых описать, объяснить, распознать, а возможно даже и предсказать поведение са­моразвивающихся динамических систем вообще, а живых систем в ча­стности.

Синергетика (основные положения которой были сформулиро­ваны Г. Хакеном и Ю. Климонтовичем) - наука о процессах нелинейной самоорганизации в природе и обществе.

А. А. Богданов в работе «Всеобщая организационная наука (Тектология)» писал: «Таково, например, элементарное сотрудничество. Уже со­единение одинаковых рабочих сил, на какой-нибудь механической ра­боте может вести к возрастанию практических результатов в большей пропорции, чем количество этих рабочих сил». Он утверждал, что пол­ной, идеальной организованности в природе не бывает. К ней всегда примешена в той или иной степени дезорганизация. Организация и дез­организация связана друг с другом и взаимопроникают.

Получаемый суммарный эффект от сотрудничества носит назва­ние синергетического эффекта.

Синергетический эффект проявляется тогда, когда интересы одного компонента начинают совпадать и накладываться на интересы другого, в результате происходит усиление их функционирования (рис. 6.7).

Синергетика изучает механизмы самоорганизации оп­ределенного процесса (открытых и нелинейных) систем, состоящих из многих подсистем самой различной природы. Главную роль в синергети­ке играют связи, устанавливающиеся между частями, являющиеся орга­низационным моментом. Чтобы добиться синергетического эффекта не­обходимо, чтобы система воспринимала внешние (управленческие) воз­действия и поведение каждого элемента системы могло бы описываться стохастическими уравнениями.

Синергетика изучает механизмы самоорганизации, са­моструктуризации сложных систем, процессы возникновения относи­тельно устойчивого их функционирования. В линейных системах не­большое воздействие - небольшой результат. В нелинейных колебатель­ных системах малые воздействия могут привести к очень большим последствиям (например, резонанс).

Как всякое научное направление синергетика имеет свой понятийный аппарат. Основными понятиями синергетики являются следующие:

Аттрактор (лат. - притяжение, влечение) - понятие близкое к термину «цель». Система как бы притягивает к себе все множество воз­можных путей движения элементов (компонентов, подсистем), опреде­ляемых разными начальными условиями. Если система попадает в тонус аттрактора, она неизбежно эволюционирует к относительно устойчивому состоянию (простейшие примеры: состояние покоя шара на дне ямы; ка­пли дождя на дне реки и т. д.).

Бифуркация (лат. - разделение, раздвоение, разветвление чего- либо на два потока, на два направления) - это точка, за которой следует изменение системы. Нелинейные системы являются такими системами, которые содержат в себе бифуркации.

Флуктуация (лат. - колебании) - случайное отклонение вели­чины, характеризующее систему, от ее среднего значения. Отдельная флуктуация может стать настолько значимой, что существующая органи­зация разрушается. В точке бифуркации невозможно предсказать в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие системы (станет ли состояние системы хаотическое, перейдет ли на более высокий уровень упорядоченности, или вернется к прежней равновесной структуре, «ска­тится» на тот же самый аттрактор).

Хаос (греч. - беспредельное мировое пространство с изначальным смешением всех стихий) - это такая структурная организация системы, при которой поведение любого элемента системы не зависит от поведе­ния всех остальных ее элементов и каждого в отдельности.

Синергетика характеризуется тремя исходными положениями - не­линейностью, самоорганизацией и открытостью системы.

Согласно математике нелинейность отражает определенный вид уравнений, содержащих искомые величины в степенях больше единицы, или коэффициенты, зависящие от свойств среды. Это уравнения, которые имеют множество решений, а следовательно и множество альтернатив­ных путей эволюции системы. Нелинейные системы - это коле­бательные системы (в отличие от линейных систем).

Нелинейные системы ведут себя так, что их реакции на внешние воз­действия зависят не только от величины этого воздействия, но и сущест­венным нелинейным образом от собственных свойств системы.

Это говорит о том, что сложным социоприродным системам нельзя навязывать пути их развития, а необходимо способствовать тенденциям их развития.

К самоорганизации способны лишь открытые и нелиней­ные системы, в которых имеются источники или стоки, обмены вещест­вом или энергией с окружающей средой.

Классический подход к организации и управлению экономическими процессами основан на представлении о линейном функционировании сложных систем, согласно которому результат внешнего организационно-управляющего воздействия есть однозначное и линейное предсказуе­мое следствие приложенных усилий.

Организационно-управляющее воздействие - зара­нее просчитанный вариант. Если на рассматриваемую систему наложены внешние связи, величина которых может сильно изменяться, то при неко­торой величине этого организационно-управляющего параметра может возникнуть неустойчивость, и система переходит в новое состояние.

В нелинейной системе потенциально существует спектр форм орга­низации (структур), которые в ней могут появиться. Какая структура мо­жет возникнуть определяется исключительно внутренними свойствами этой среды, а не параметрами внешнего воздействия. Внешние воздей­ствия становятся эффективными тогда, когда сообразуются с полем путей развития.

В точке бифуркации невозможно доказать, в какое из нескольких возможных состояний перейдет система, случайность подталкивает ее на один из возможных путей развития. Случайность играет роль только вблизи бифуркации или в самих ее точках. Заранее невозможно узнать, когда произойдет очередная бифуркация. После того, как путь выбран, вступает в свои права детерминизм.

Суть подхода к управлению с точки зрения синергетики состоит в поисках возможности резонансного возбуждения. В сложноорганизованных системах слабое резонансное возбуждение эффективнее, чем в тыся­чи раз более сильное, но не согласованное со свойствами системы.

С позиции синергетики будущее нельзя предсказать, опираясь только на предшествующий опыт. Так как будущее неоднозначно определяется настоящим (начальными условиями состояния системы, когда имеется несколько путей развития сложного объекта), то выбор лучшего пути яв­ляется важной проблемой.

Если параметры внешнего воздействия соответствуют собственным параметрам самоорганизующейся системы, то «срабатывает» феномен резонанса, который представляет собой средоточие умения изыскивать и находить тончайшие структурные особенности управляемой системы, фиксировать точки приложения усилий к скрытым узловым «связующим линиям» структурного «устройства» системы.

Внутреннее свойство системы при изучении ре­зонансных воздействий - это определение сложных внутренних связей и отношений между элементами (каким способом, какими сторо­нами они взаимодействуют, в каких формах они осуществляются). Дру­гими словами, организация и управление сводится к поиску «резонанс­ных зон», в которых величина результата определяется не силой воздей­ствия, а согласованностью его с внутренними свойствами системы.

Традиционная экономика предложила науке некоторые фундамен­тальные экономические механизмы, такие, как конкуренция, коопера­ция и рациональное поведение экономических объектов, устойчивость и равновесие.

Синергетическая экономика имеет дело с нелинейными явлениями в экономической эволюции, такими, как структурные изменения, бифурка­ции и хаос. Синергетика рассматривает критические точки, в которых система изменяет характер своего макроскопического поведения.

Синергетика рассматривает линейные системы как предельный слу­чай нелинейных систем. Перевозочные системы относятся к устойчивым системам. Несмотря на это основные идеи синергетики не только целесо­образно, но и необходимо использовать при организации и повышении эффективности грузовых автомобильных перевозок.

ПОДГОТОВКА ПРОЦЕССА ПЕРЕВОЗКИ ГРУЗОВ

 

Для повышения эффективности автомобильных перевозок необходи­мо осуществлять подготовку процесса перевозки грузов. Процесс подго­товки производства предопределяет: что делают, зачем делают, как делают, когда делают, в каких условиях и с какими средствами. Подго­товительные процессы являются обязательным структурным элементом любого производства. Отсутствие или недостаточная подготовка процесса перевозки грузов ведет к снижению производительности труда, повыше­нию себестоимости перевозок и т. д.

Соответствующая подготовка процесса перевозки грузов позволяет уточнить потребности в данных перевозках, выявить тенденции развития технологического процесса, установить возможные кооперированные связи, определить потребные ресурсы провозной возможности подвиж­ного состава, рабочей силы, эксплуатационных материалов.

Исполнители всех этапов процесса перевозки грузов будут выпол­нять свои функции более качественно и в минимально потребное время, длительность перевозочного цикла сократится до минимально необходи­мой величины, сократится объем грузов, находящихся в процессе пере­возки.

Подготовка процесса перевозки грузов включает в себя экономи­ческую, техническую и организационную подготовку.

Экономическая подготовка

 

Экономическая подготовка связана с прогнозированием объема пере­возок и услуг, с выявлением необходимых капитальных вложений и эко­номической эффективности перевозок. Экономическая подготовка свя­зана с внедрением прогрессивной технологии, механизации погрузочно-разгрузочных работ, совершенствованием планирования, управления и организации перевозочного процесса.

На первой стадии экономической подготовки выполняется обсле­дование района перевозок с целью выявления общих закономерностей и характера работы.

При плановой экономике основные функции автотранс­портных услуг исполняли:

а) производители услуг:

государственные предприятия и объединения АТОП;

государственный ведомственный транспорт;

б) потребители услуг:

государственные предприятия, объединения, организации различ­ных отраслей народного хозяйства; население;

в) посредники (в основном отсутствовали). Часть посреднических функций выполнялась органами государственного управления различных уровней и отраслей народного хозяйства (в том числе территориально- производственными объединениями АТОП).

 При рыночной экономике:

    а)      производители автотранспортных услуг: акционерные общества, созданные в процессе приватизации; государственный ведомственный транспорт;

предприятия с долей иностранного капитала, иностранные предпри­ятия, частные предприятия;

владельцы автотранспортных средств (частные извозчики);

б) потребители автотранспортных услуг:

предприятия различных организационно-правовых форм и сфер дея­тельности; население;

в) посредники:

частично органы государственного управления различных уровней; коммерческие структуры (биржи автотранспортных услуг, посреднические коммерческие организации и пр.).

В настоящее время посреднические структуры не получили долж­ного развития на рынке автотранспортных услуг, что поставило в тя­желое положение как предприятия, осуществляющие автотранспортное обслуживание, так и предприятия клиентуры.

В процессе обследования определяются состав и внутренняя структура транспортного комплекса, устанавливаются масштабы и особенности выполнения перевозок, структура парка и его соответствие перевозимым грузам, формулируется модель изучаемого перевозочного процесса.

Одна из причин того, что использование математических методов и ЭВМ в области экономической подготовки не дает ожидаемого эффекта, состоит в том, что не учитываются случайные возмущения (неравномер­ность производства и потребления товаров, увеличение простоя подвиж­ного состава под погрузочно-разгрузочными работами, отказы техниче­ских средств, изменение дорожных условий и т. п.), в результате чего разработанные планы нарушаются. Лучшие результаты можно получить моделированием производственных ситуаций с помощью транспортной игры.

Техническая подготовка

 

Техническая подготовка состоит в разработке технологических про­ектов перевозки грузов в установленный срок и соответствующей эффек­тивности (табл. 6.4). При технической подготовке анализируются раз­личные варианты с целью нахождения такого, при котором обеспечива­ются минимальные народнохозяйственные затраты, связанные с перевозкой грузов. В целях улучшения организации процесса перевозки грузов разрабатываются проекты выполнения погрузочных работ, вы­грузки грузов и паспорт маршрута.

Таблица 6.4

Технологический проект перевозки

_____________________________________________________________________________

(точное наименование груза)                                                          (откуда-куда)

1. Характеристика груза

1.1 Краткое описание физических свойств груза

1.2 Способ упаковки, укладки

1.3 Наиболее распространенные виды тары для перевозки данного груза

Способ упаковки	Габаритные размеры			Объем, м^3	Масса места, кг	Объемная масса, т/м^3	Удельный объем, м^3/кг
	длина, мм	ширина, мм	высота, мм

1.4 Тип кузова подвижного состава, необходимого для перевозки груза (бортовая платформа, самосвал, фургон и др.)

Параметры	Единица измерения	Значение параметра
2. Объем перевозок и грузопотока
2.1. Годовой объем перевозок	т
2.2. Объем партии	т
2.3. Продолжительность перевозки одной партии	дни
2.4. Количество партий в год	ед.
2.5. Величина грузопотока	т/ч
2.6. Суточный объем перевозок	т
2.7. Среднее квадратичное отклонение суточного	т
объема перевозок
2.8. Стоимость перевозимого груза	руб./т
2.9. Расстояние транспортирования	км
3. Этап погрузки
3.1. Способ погрузки
3.2. Тип погрузочного механизма
3.3. Модель
3.4.Время пребывания автомобиля в пункте погрузки 3.5. Суммарные затраты на погрузочные работы 3.6. Себестоимость погрузки 3.7.Постоянные затраты, связанные с выполнением перевозок 3.8. Продолжительность работы пункта погрузки	руб. руб./т руб. ч
4. Этап разгрузки 4.1.Способ разгрузки 4.2. Тип разгрузочного механизма 4.3.Модель 4.4.Время пребывания автомобиля в пункте разгрузки 4.5.Суммарные затраты на разгрузочные работы 4.6. Себестоимость разгрузки 4.7.Себестоимость хранения материала на складе	ч руб. руб./т руб./т
5. Этап транспортирования 5.1.Вид транспорта 5.2. Тип подвижного состава 5.3.Модель транспортного средства 5.4.Время на одну ездку 5.5. Техническая скорость 5.6.Коэффициент использования грузоподъемности 5.7.Коэффициент использования пробега за ездку 5.8.Продолжительность работы в сутки 5.9. Производительность единицы подвижного со­става за смену 5.10. Среднее квадратичное отклонение произво­дительности автомобиля 5.11. Автомобиле-дни работы 5.12. Затраты на транспортирование, 5.13. Себестоимость транспортирования 5.14. Затраты, связанные с переключением подвиж­ного состава на другую работу	ч км/ч ч т т руб. руб./т руб./партия
6. Себестоимость перемещения	руб./т

Составными частями паспорта маршрута являются: определе­ние рационального пути движения подвижного состава, рациональной скорости по отдельным участкам маршрута, «опасных» участков с указанием правил их проезда и средств регулирования движением.

Для нахождения рационального маршрута движения подвижного со­става составляется схема дорожной сети в районе планируемых перево­зок с определением типа и состояния дорожного покрытия и искусст­венных сооружений. Устанавливается критерий оптимизации. Им может быть минимальное расстояние транспортирования, минимальное время транспортирования, минимальная себестоимость транспортирования и др. Используя один из экономико-математических методов, определяют рациональный маршрут движения подвижного состава. Маршрут раз­бивается на участки с учетом профиля дороги, типа и состояния дорож­ного покрытия, интенсивности движения, дорожных знаков и других факторов. На основе динамической характеристики автомобиля определя­ется скорость движения подвижного состава по отдельным участкам и время движения.

Организационная подготовка

В состав организационной подготовки перевозочного процесса вхо­дит: определение режима работы автотранспортного предприятия, смен­ности работы, организация перевозочных комплексов, размещение от­дельных производств, разработка системы информации, создание норм и нормативов, организация постов погрузочно-разгрузочных работ, раз­работка системы контроля за работой исполнителей и обеспечение их не­обходимой информацией. Организационная подготовка перевозочного процесса должна обеспечить такую систему работы АТП, при которой ис­ключаются любые производственные потери и все ресурсы используются с наивысшей эффективностью.

Для нормального хода процесса перевозок с заданными технико- экономическими показателями необходимо разработать реально реализуе­мую систему технического обслуживания подвижного состава автомобиль­ного транспорта и погрузочно-разгрузочных механизмов, которая функцио­нировала бы с надлежащей надежностью и наименьшими затратами.

Кроме подготовки производства, необходимо разрабатывать соци­ально-психологические мероприятия. Они включают в себя создание та­ких условий труда, быта, культурного роста и развитие сознания, при ко­торых обеспечиваются благоприятные условия труда, удовлетворение содержанием труда, специализация и интеграция, развитие коллективных форм труда, высокая дисциплина, повышение общеобразовательного и культурного уровня каждого рабочего коллектива, благоприятные усло­вия быта.

Организация перевозочного процесса - это определение и создание точных пропорций во времени между отдельными этапами. Перевозка каждой партии груза должна начинаться и заканчиваться в строго уста­новленное время. Если пропорции времени на выполнение отдельных этапов не установлены или нарушаются в процессе перевозок, то это ве­дет к ухудшению экономических показателей.

При подготовке процесса перевозки грузов необходимо решать во­просы, связанные с охраной (защитой) окружающей среды.