6.2. Структура систем с управлением

Структура является одной из важнейших характеристик системы, поэтому понимание того, как формируются или какие силы оказывают влияние на образование тех или иных структур, какие структуры существуют, почему они изменяются, является важным этапом изучения, исследования систем с управлением.

Системы с управлением, являющиеся открытыми системами, подвержены изменениям, вплоть до изменения их структур, исчезновения как таковых.

Переходя к характеристикам структур, важно различать с самого начала структуру отношений и структуру связей.

Под отношением понимается одна из форм, один из необходимых моментов всеобщей взаимосвязи всех предметов, явлений, процессов в природе, обществе и мышлении. Отношения предметов друг к другу весьма многообразны: основание и следствие, причина и следствие, часть и целое, подчинение и соподчинение, аргумент и функция, в математике и логике - "...больше, чем...", "... брат ...", "... влечет ..." и т. д. Отношение вещей обычно фиксируется в логических формах.

Р. Акофф и Ф. Эмери так определяют отношение [15]: " чувство к чему-то, которое продолжает существовать в течение какого-то длительного времени и в различных окружениях". В свою очередь иметь какое-либо чувство — это значит быть в состоянии удовлетворенности или неудовлетворенности. При формировании такого определения "отношения" авторами закладывалось требование удовлетворения его следующим свойствам:

1. виды отношения всегда связаны с ситуациями, в которых определены стимулы или стимул;

2. виды отношения формируются;

3. установившимся видам отношения присущи эмоциональные свойства или свойство ценности в различных степенях;

4. виды отношения — это более или менее стойкие состояния готовности к действию.

Как видно, последнее определение в большей степени относится к живым объектам, в то время как нас интересуют отношения, которые существуют между любыми объектами. Поэтому более упрощенно, но и более в общем виде будем понимать отношение как характеристику некоторой потенции, возможности. Например, потенциал одного полюса электрогенератора больше (выше) потенциала другого его полюса. Если же соединить эти два полюса проводом, то по нему потечет ток (энергия) — будет образована связь, т. е. канал, по которому может передаваться в общем случае энергия, информация, вещество.

Таким образом, наличие отношений является необходимым (но не достаточным) условием появления связей.

В системах с управлением между элементами в общем виде имеются отношения подчинения.

Если в системе с управлением несколько субъектов с различными желаниями, а выработанное целевое состояние системы совпадает с желаемым состоянием одного из субъектов, то налицо имеется подчинение ему всех остальных субъектов, элементов системы.

Формирование структуры отношений подчиненности между элементами обусловливает потенциальную возможность достижения системой определенного целевого состояния. А задействование на основе этих отношений определенных связей обусловливает движение системы управления к целевому состоянию.

Рассмотрим подробнее отношение подчиненности, проявляющееся в том, что состояние (поведение) одного элемента системы зависит от состояния (поведения) другого элемента. Подчиненность может быть полной, когда состояние (поведение) одного элемента полностью зависит от состояния (поведения) другого, и частичной, когда только часть состояний одного элемента зависит от состояния (поведения) другого элемента (рис. 6.9,а).

В основе подчиненности по отношению к пассивным элементам лежит силовое влияние, по отношению к активным элементам с целенаправленным поведением — власть (экономическая, политическая, государственная, семейная и др.), основанная на силе, праве, авторитете. Если учесть, что право зиждется также на силе, а авторитет — на интеллекте, то можно полагать, что в первооснове отношения подчиненности лежат сила (страх), любовь, вера и интеллект (рис. 6.9,б).

Рис. 6.9

В рассматриваемой модели образование той или иной системы с управлением осуществляется путем структуризации объектами с целенаправленным поведением окружающей среды, установления отношений между элементами, образования структуры отношений, прежде всего отношений подчиненности. Образовавшаяся структура отношений, накладываясь на "желания" объектов с целенаправленным поведением, определит и целевое состояние системы с управлением. Последнее можно наглядно проиллюстрировать качественно, а в определенном плане и количественно, с помощью "векторов желаний и цели". Обозначим "вектором желания" объекта с целенаправленным поведением вектор, направление которого совпадает с направлением желаемого состояния, а величиной — "силу", с которой объект может двигаться в этом направлении в данной системе с управлением (рис. 6.10). Величина этой "силы" зависит от активности объекта, его потенциальных возможностей.

Если все элементы системы самостоятельны (степень подчиненности равна нулю), то суммирование всех "векторов желаний" системы определит целевое направление этой системы с управлением . Представленная на рис. 6.10 ситуация иллюстрирует структуру самоорганизующейся и самоуправляемой системы "компро-

Рис. 6.10 миссного типа". Одним из примеров такого типа систем с управлением при определенных условиях может служить рыночная система хозяйствования. В такой системе, как правило, имеется различие между желаемым состоянием отдельных элементов с целенаправленным поведением и целевым состоянием системы, что создает внутреннюю напряженность, а при определенном расхождении векторов желаний с целевым — неустойчивость системы. Теперь рассмотрим случай, когда элементы системы находятся в отношении подчиненности к одному из них. Пусть последний компенсирует (или подавляет) в той или иной степени "желания" других элементов системы, не совпадающие с направлением его желания, за счет силового воздействия. Это возможно, если его "вектор желания" значительно больше "векторов желаний" других элементов, как это показано на рис. 6.11. Строго говоря, целевое направление системы совпадает с "вектором желания" этого элемента только при бесконечно большом превышении его "вектора желания" над таковыми других элементов. В противном случае целевое направление системы не совпадает с желаемым направлением.

Этот случай отражает структуру системы механизма управления известную как централизованную административно-командную.

В предельном случае, когда целевое состояние системы с управлением задано через "вектор желания" одного из элементов, а

Рис. 6.11 остальные не имеют "желаний" или они подавлены, то мы получаем структуру системы механизма управления, известную, как регулирование. Другими словами, все элементы, кроме управляющего с заданным желаемым состоянием, должны вести себя как пассивные.

Теперь рассмотрим случай, когда в системе возникают отношения подчиненности на основе интеллектуального влияния, например, одного из субъектов. На рис. 6.12а показана исходная ситуация до интеллектуального влияния одного из субъектов. Как видно, "сила" целевого движения системы мала, в принципе может оказаться вообще нулевой, если желания всех субъектов окажутся противоположными. На рис. 6.12б показана ситуация, когда проявилось интеллектуальное влияние первого субъекта на все остальные. В результате этого влияния их вектора желаний повернулись и в пределе совпали с направлением "вектора желания" первого субъекта. Как видно, изменились направление целевого состояния системы и величина силы движения к нему. Она существенно возросла по сравнению с предыдущей ситуацией (рис. 6.12а). Структура системы механизма управления в этом случае может идентифицироваться как структура централизованного целевого или рефлексивного управления, т. е. управления "желаниями" всех субъектов системы одним субъектом (центром).

В том случае, когда целевое состояние системы вырабатывается желаниями и интеллектом всех элементов системы, и "желания" их начинают совпадать с целевым состоянием системы, мы имеем структуру самоорганизующейся и самоуправляемой системы "резонансного" (синфазного) вида.

В итоге структуры систем механизмов управления могут быть классифицированы по степени и виду подчиненности так, как это показано на рис. 6.13 для крайних значений их. Между этими крайними структурами можно построить множество структур с различной степенью подчиненности, а также с сочетанием различных видов подчиненности (сила, интеллект, ...). Целевое состояние (направление) в таких системах формируется как за счет поворота "векторов желаний" всех элементов системы, так и за счет компенсации, подавления их "желаний" (составляющих), не совпадающих с "вектором желания" подчиняющего.

Рис. 6.12а Рис. 6.12б

Образовавшаяся та или иная структура отношений в системе с управлением является основой для установления связей между элементами системы. При этом для каждого вида отношений существуют соответствующие механизмы образования связей. Можно выделить следующие механизмы связей: командные (функциональные), задачные и проблематизированные (или целевые).

Рис. 6.13

Командный механизм представляет собой взаимодействие между элементами системы, при котором подчиняющий элемент определяет состояние (или изменение) подчиненного элемента, т. е. второй получает от первого задание с полным алгоритмом своего поведения, своих действий и осуществляет его. Обычно управление на основе такого механизма называют "управление функциями".

Задачный механизм: подчиняющий задает область возможных состояний подчиненного и определяет условие выбора состояния в этом множестве. Иными словами, подчиняющий ставит задачу подчиненному, формируя общий вид конечного состояния (изменения) подчиненного, выделяет ему необходимые средства и определяет критерий качества его поведения, деятельности, а подчиненный сам решает задачу и находит способ выполнения задания.

Проблематизированный (целевой) механизм основан на интеллектуальной подчиненности и заключается в следующем: первоначально самостоятельные (неподчиненные) активные элементы системы (или будущей системы) с целенаправленным поведением имеют свои цели и решают соответствующие этим целям задачи. Один из них с высокой интеллектуальной силой выявляет, "видит" такое целевое состояние всей системы, которое является более желанным для всех элементов этой системы и определяет, знает в отличие от других путь движения к этому состоянию. Это "знание" позволяет подчинить ему все остальные элементы и повернуть их "вектора желаний" к этому состоянию системы. Обычно такое управление называют "управление целями".

Если "желанное для всех состояние" системы определяется усилиями, интеллектом всех элементов системы, то отношения подчиненности не возникает и мы имеем механизм самоорганизующейся, самоуправляемой системы.

На рис. 6.14а, 6.14б, 6.14в представлены схемы связей элементов систем с управлением соответственно командно-административного, рефлексивного и регуляторного вида, а на рис. 6.14г - самоуправляемых систем "компромиссного" и "резонансного" (согласие, синфазность) вида. На этом рисунке толстыми стрелками показаны командные связи, а тонкими — известительные.

Рис. 6.14а

Мы рассмотрели механизмы, поддерживающие те или иные структуры систем. Остается еще выявить механизмы, которые определяют размер пространства, в котором происходит структуризация и образование систем с управлением.

Очевидно, следует рассмотреть два случая. Первый предполагает наличие дисбаланса сил у объектов с целенаправленным поведением, находящихся в пространстве. Объект с наибольшей избыточной силой начинает структурировать и подчинять другие объекты своему "желаемому" состоянию. Количество подчиняемых объектов будет зависеть как от величины избыточной силы подчиняющегося, так и от того эффекта, который может получиться при организации системы, от эффекта эмерджентности.

Рис. 6.14б

Рис. 614в

Рис. 6.14г

Второй случай предполагает наличие в некотором пространстве объектов с целенаправленным поведением с примерно равными силами, исключающее появление отношения подчиненности. Здесь в качестве систематизирующего фактора возможен только эмерджентный эффект. Размер образовавшейся системы самоуправления полностью определяется этим эффектом.