Близость формул, которые описывают явления термодинамики, познания как обучения нейронных сетей и эволюции показывает, что термодинамика, познание/learning, эволюция – это всё разные описания разными словами примерно одного и того же набора закономерностей, одного и того же процесса, происходящего в природе. Тем самым системное мышление, которое обсуждает эволюционно появляющуюся многоуровневость и разнообразие в чём-то стабильных систем (удерживающих NESS, их называют «системами» или «агентами», или «IPU»), пригодно для мышления об очень широком классе жизненных явлений.
Системный подход против и редукционизма, и холизма
Системный подход (подход/approach – это перенос разработанного в физике понятия «система» на другие области, прежде всего биологию) появился как раз для того, чтобы бороться с редукционизмом – попытками описания сложных объектов без выделения системных уровней и связанных с ними системных эффектов (эмерджентностей). Поскольку редукционисты не выделяют отдельных системных уровней, они ведущий метод/функцию и его дисциплину/теорию/объяснение какого-то более низкого системного уровня (частей системы, иногда это много уровней вниз от уровня рассматриваемой целой системы) выпячивают как средство объяснения поведения всей системы в целом. Так, поведение человека редукционисты могут объяснять химическими и электрическими процессами, которые проходят в мозгу между основными клетками мозга, нейронами. Верно ли это? Да, это верно, математически абсолютно верно! Но совершенно бесполезно! Помним про «хвост стада»: трудно понять, какие операции можно делать с подсистемами на несколько уровней ниже, если обсуждать свойства текущего уровня. Хотя, конечно, можно как-то оттрассировать/отследить, как какие-то свойства системы следуют из свойств её подсистем, причём эти свойства при переходе на каждый уровень подсистем с увеличением числа уровней отслеживать будет труднее и труднее. Скажем, можно ещё отследить, что «кирпичные дома обычно теплее, чем панельные», если заметить, что железобетонные армированные панели прочные и поэтому тонкие, а кирпичей приходится класть много и стенки там толще. Но если тянуть эту линию дальше на много системных уровней к материалам – обожжённой глине, бетону и арматуре, то объяснение становится запутанным. Без «панели» и «кирпича», без «стен» (системы промежуточных системных уровней) объяснения не получатся.
Поведение текущего уровня в системном мышлении объясняется взаимодействием систем многих системных уровней вверх и вниз от текущего, что не снимает тезиса «упрощенчества» при каждом переходе от более верхних уровней к более нижним в целях объяснений. Но системный подход не случайно выбирает системные уровни для подобных объяснений, а берёт устойчивые (хотя и неравновесные, NESS) физические объекты в качестве используемых для объяснений систем, и ещё строит объяснения принципиально многоуровнево/многомасштабно – и при этом не пропускает системные уровни, чтобы не впадать в редукционизм.
В классическом редукционизме никаких многих системных уровней в объяснениях нет, а отсылки идут только к нижележащим уровням. В редукционизме нет никаких интеллектуальных средств для предотвращения объяснения поведения человека даже не поведением нейронов его мозга, но вообще квантово-химическими процессами с участием электронов и элементарных частиц атомных ядер, которые лежат в основе химических процессов, или наоборот – клеточными процессами, для которых основой служат химические процессы с клеточными молекулами. Ещё очень модны объяснения, как работа гормонов на уровне биохимии влияет на поведение человека (человек в целом – это же много-много системных уровней выше уровня биохимии происходящего в мозгу). Конечно, биохимия работы мозга влияет на поведение человека, но связь эта настолько неочевидна, что требуется много системных уровней для её прояснения: предмет разговора меняется на каждом системном уровне, этими уровнями занимаются разные деятельностные роли, знания эти описаны в разной литературе. Так что огромное количество поп-психологической литературы, объясняющей низкоуровневыми нейрофизиологическими механизмами поведение человека только вводит в заблуждение, ничего не объясняет, не даёт оснований для надёжной работы по изменению поведения человека по образцу инженерной работы. Поп-психология на то и поп-психология, что не следует строгим стандартам мыслительной работы, а только даёт ощущение «объяснений». Почему ракета летит? Потому что в ней окисляется топливо! Почему мозг понимает текущие строчки? Потому что в нём срабатывают нейроны! Всё это правда, но бесполезная для содержательной и точной инженерной работы правда. Чтобы эта правда была полезна и точна для инженерной работы, нужны многоуровневые (в плане системных уровней) рассмотрения, и в них не должны пропускаться рассмотрения высоких уровней, не должен проскакивать редукционизм.
Не будем всё происходящее с человеком сводить только к мыслительной работе, у человека есть ещё и выход в физический мир через телесную работу. Танцевание, как одно из возможных поведений человека (другие поведения – жизнь, отдых, труд), можно «объяснять» в кавычках, редукционистски, как набор химических процессов между молекулами в клетках мышечной ткани человека, или даже как набор движений сотен мышц. Можно даже при этом упоминать, что мышцы управляются мозгом, а в ходе танцевания (жизни, отдыха, труда) задействуется и спинной мозг. Но эмерджентности именно танцевания (свойств, присущих танцору как роли агента, когда он танцует – выразительность, эстетичность, набор фигур, характерные позы) в этом не будет, не будет обсуждения танцора и его поведения (танцевания). Все эти редукционистские описания танцевания как мышечной работы будут формально-логически верны, но это будут редукционистские описания, сводящие эмерджентные свойства к свойствам частей системы, в том числе свойствам частей, лежащих на много системных уровней ниже, чем уровень, удобный для описания обсуждаемого эмерджентного свойства.
У коровьего стада есть хвост (коровы Маргариты), но обсуждая этот хвост, стада не обсудишь. Обсуждая мышцы и спинной мозг, танцора не обсудишь! Для обсуждения танцора в ходе танцевания (а Вася Пупкин если не танцует, то и не танцор – когда Вася Пупкин обедает, то он «едок», когда лечится – «пациент», а танцор – только когда танцует) нужно и движение мышц описывать, и работу всего тела в разных «неравновесных балансах», и использование в движении всего тела инерции частей тела (голова – это 5.4кг, если махнуть как следует головой – то тело улетит за ней примерно так же, как улетит за арбузом с подобным весом), и принципы танцевального стиля (и тут надо будет задействовать эстетику, а ещё стиль культурно-обусловлен), и как эти принципы воплощаются в отдельных движениях (лексика танца), и как эти движения собираются в целый танцевальный перформанс/исполнение танца (хореография – тут), и почему танцевания подобного рода повторяются в разных сообществах мастеров танцевания (скажем, почему танго танцуют в самых разных местах на планете, и вы можете узнать, что это танго, и люди-агенты, которые его танцуют, как-то принимают решение научиться танцевать и становятся мастерами танго – это мы уже обсуждаем уровень сообщества, много выше уровня мышц!). Каждый шаг этого обсуждения делается с отдельными объектами, объяснить «как устроен танцор» через «мышцы и нервы» нельзя, поведение танцора невыразимо через поведение «мышц и нервов». Если вы описываете устройство городского квартала, то вам нельзя описывать его через расположение и форму кирпичей, и даже стен в зданиях. Надо описывать квартал через расположение и форму зданий и дворов, газонов и скверов, пустырей и проезжих частей дорог. Кварталы, танцоры, стада – надо быть внимательным, на каком «системном уровне»/«уровне частей объекта» мы пытаемся описать поведение той или иной системы как целого.
Редукционистские методы (описание стада в терминах хвостов и рогов, а не коров) всё-таки работали, но работали плохо. Если редукционисты случайно угадывали удобный системный уровень (танцор как задействующий методы удержания постуры/«танцевальной осанки», танцевальных шагов в ритм, занятия каких-то положений в паре, если это парные танцы, квартал как состоящий из зданий и дворов, стадо из коров и быков) – редукционистские методы работали, а если не угадывали (танцор из мышц и костей, квартал из кирпичей и травинок на газонах, стадо из ушей, ног и хвостов), то ничего хорошего не происходило. Со стороны это выглядело как «редукционизм – благо!» (и перечисление удачных случаев) и «редукционизм – вред!» (и перечисление случаев неудачных).
Классический пример первых систем, на которых оттачивался системный подход в момент его становления в виде общей теории систем Ludwig von Bertalanffy – это цветущий луг весной. Сотня видов растений и животных, почва, оставшиеся от разлива лужи и болотца. Как обсуждать происходящие на лугу сезонные изменения? Биохимией взаимодействия всех живых клеток всех животных и растительных организмов на цветущем лугу? Понятно, что это не срабатывает, хотя формально верно – но как это интуитивно понятное «не срабатывает, хотя формально верно» перевести на уровень явного принципа? Вот тут и пригождаются понятия системных уровней и эмерджентности, и тем самым появился «системный подход», как перенос разработанного в физике понятия «система» на другие предметные области. Обсуждать такую сложную систему, как цветущий луг, стало проще. Этот сложный объект начал «помещаться в голове», мышление о нём «разлеглось по полочкам».
Эмерджентность нужно отличать от синергии – эффекта взаимоусиления свойств. Если при объединении двух компаний с небольшой прибылью мы наблюдаем, что их взаимополезность и прибыль резко растёт, то мы наблюдаем просто более сильную итоговую компанию, никакого системного эффекта/эмерджентности (появления у целого нового свойства, новой характеристики, нового предмета интереса от взаимодействия частей этого целого) нет, есть просто синергия этих исходных компаний в части старых свойств. Не появилось никаких новых свойств, просто усилились прошлые свойства. Никакого системного эффекта, никакой эмерджентности, никакого нового предмета и новых ролей, связанных с новыми свойствами объединённого в целую систему синергичных частей этого целого. Но налицо синергия: свойства усилились! Системный подход тут ни при чём.
А вот если соединить кирпичи и цемент с водой в правильной форме, то из их взаимодействия появится дом – и можно обсуждать комнаты, жильцов дома, что для обсуждения просто раствора и кирпичей просто невозможно. Кирпич в цементе и воде ничего не усиливает, ничему не способствует, цемент у кирпича ничто не усиливает, но если их взять в достаточном и правильном количестве и соединить сначала цемент с водой (получив раствор: свойства раствора несводимы к свойствам воды и свойствам цемента), а потом кирпичи с раствором, то будет дом – свойства дома будут несравнимы со свойствами кирпича, цемента и воды. И никакой синергии при этом нет, то есть нет взаимоусиления свойств цемента, воды и кирпичей при их объединении в два уровня: «кирпичи плюс „цемент плюс вода“».
В домах живут, в кирпичах не живут, даже сложенных в кучку. Хотя формально живут в кирпичах с раствором (редукционизм!), но в этих терминах трудно обсуждать жизнь. Например, у дома есть архитектурный стиль (в смысле строительной архитектуры, «визуальный образ») – модерн, барокко – а у кирпичей с раствором этого архитектурного стиля нет, его в терминах кирпичей и раствора не обсуждают, он только уже у домов в их готовой форме. Но элементы этого архитектурного стиля – это просто та или иная выкладка кирпичей, чистая правда. Это и есть редукционизм, «правда, но бесполезная правда», обсуждать дом так нельзя! Синергия (сложение частей без появления новых качеств, но изменением старых качеств частей) тем самым может обсуждаться в рамках редукционизма, а эмерджентность/системность редукционизм исключает.
Вторая ошибка, которую исправляло системное мышление – это обратный редукционизму холизм. При этом само системное мышление плохо владеющие им люди (и наверняка это унаследовано AI-агентами) относят к холистическим учениям, то есть учениям, объясняющим поведение системы поведением её надсистемы. Танцоры танцуют так, как они сейчас танцуют, ровно потому, что человечество обеспечивает существование субкультуры танцевания (и для зрителей, и для себя, и даже для друзей-подруг: танец живота в гаремах развивался именно как такое развлечение). Эта субкультура танцевания как набор мемов в головах людей (а сейчас и на других носителях – кино, видео в социальных сетях) заставляет людей танцевать ровно так, как они танцуют, а мышцы и нервы людей отрабатывают этот «приказ культуры», помогают воспроизводить танцевание как распространяющее эти мемы, никуда они не денутся, ибо «поведение нижних системных уровней полностью зависит от того, что происходит вовне их», основная мысль холизма. Для холизма танцевальная культура возникает не потому, что люди танцуют и совокупность их паттернов поведения (методов работы), перформансов и рассуждений о танцах называют культурой, но наоборот, для холизма – танцуют (феном танцевальной культуры) из-за того, что этого требует танцевальная культура (мемом танцевальной культуры) как набор всех идей/мемов/мыслей по поводу танцев и связанного с ними человеческого поведения. И для холизма идеи про постуру, танцевальные шаги в ритм, идеи про «подёргивания мышц», опорно-двигательный аппарат и его состояние в танцах объявляются несущественными. Для холизма всё это «как-нибудь само подстроится под общественный заказ» (и не спрашивайте, что такое «общественный заказ»: идеи высоких уровней, связанных с сообществами и обществами довольно мутны, хороших онтологий нет, поэтому язык больше художественный, в нём легко фантазировать, в том числе антропоморфизировать общество – и приписывать ему, например, «заказ»).
Даже не будем приводить подробных объяснений, почему чистый холизм такая же ошибка, что и редукционизм, ибо нелепость утверждений холизма вскрывается очень быстро и поэтому он реже встречается. Но тоже встречается, холизм очень распространён в гуманитарной среде. Инженеру в тепловозостроении трудно внушить, что у паровоза КПД в ходе его работы такой низкий, потому как это железнодорожные пути и вокзалы сделали его таким, а не физические процессы определяют КПД паровоза по сравнению с КПД электровоза. Но гуманитарий легко может утверждать, что танцевальный перформанс у танцора такой, какой он случился – это прямое следствие «общественной потребности». Что это такое «общественная потребность», «запросы общества» – это даже не будем обсуждать. Но слова-то привычные и не вызывают у гуманитариев вопросов. Хотя вопросы есть: что такое «потребность» у «общества» из многих отдельных людей с совершенно разными идеями по поводу танцев и не только танцев, и как она проявляется в конкретном перформансе в части работы мышц и нервов?!
Системное мышление ассоциируется с холизмом потому, что в многоуровневых рассуждениях учитывается взаимодействие уровней (включая неизбежные конфликты, которые приводят к необходимости многоуровневой оптимизации конфигураций систем всех уровней, а результатом тут будет неустроенность этих конфигураций и рост сложности систем в ходе эволюции. Системное мышление признаёт и существование вышестоящих уровней, и влияние их на нижние (влияние целого на части), как в холизме. Но в системном мышлении учитывается также и существование нижних уровней, влияние их на верхние (влияние частей на целое), как в редукционизме. Причём одновременно, и ещё на многих системных уровнях сверху вниз и снизу вверх!
В современном (третьего поколения) системном мышлении ещё и говорится о многоуровневой оптимизации всех этих влияний в ходе эволюции: ибо все эти части и целые появились такими, какие они есть, в ходе эволюции (био/дарвиновской, меметической, техно). При этом нужно рассматривать масштабы времени в тысячи раз более длинные, чем масштабы времени в ходе непосредственного взаимодействия систем в момент их использования – в танцах какая-нибудь фигура длится полсекунды, но эволюция её появления заняла годы, а иногда и десятки лет, а появление мышц и нервов агентов-танцоров на более медленно меняющихся низких уровнях заняло миллионы лет, и развитие по этой линии продолжается. Так, уже есть исполнение танца агента с шестью руками: две свои и четыре механические из рюкзака с манипуляторами[21 - https://vk.com/wall-179019873_1747 (https://vk.com/wall-179019873_1747)], эволюция танцующего агента продолжается, но это не очень быстрая эволюция.
Системное мышление и редукционистское, и холистическое одновременно. Ну, или ни редукционистское, ни холистическое. Оно снимает противоречия между двумя этими подходами к объяснению поведения систем.
Целевая система и коллективное системное мышление
Для того, чтобы как-то проводить системные (т.е. с использованием понятий системного подхода) рассуждения, нужно как-то научиться управлять фокусом своего внимания на разные системы в многоуровневом системном разбиении – и уровнях выше целевой системы, и уровнях ниже целевой системы. Системный мыслитель всё в мире рассматривает как системы, сами входящие в системы более высокого системного уровня как подсистемы, и имеющие свои подсистемы более низкого системного уровня, поэтому прежде всего нужно выделить какую-то из них, к характеристикам которой мы проявляем интерес, и пытаемся что-то в мире изменить для реализации этого интереса/предпочтения. Эта выделенная вниманием агента (субъективно! Удобным для ролевого метода работы агента способом!) система и будет целевая система (system-of-interest, буквально «система нашего интереса»). Это та в будущем успешная система, с которой мы::«команда проекта» что-то хотим делать: придумать и создать её, починить, эксплуатировать, уничтожить.
Дальше можно обсуждать любой системный уровень выше и ниже уровня, на котором расположена целевая система, но на этой системе остаётся фокус нашего::«команды проекта» внимания, системный эффект именно этой системы нас будет интересовать прежде всего. Одна камера внимания каждого агента, участвующего в проекте, всегда удерживает целевую систему, другие камеры внимания для разных отыгрываемых этими агентами ролей могут при этом бродить по разным системам других уровней и по системам цепочки создания. Но на целевой системе внимание у каждого агента закреплено хотя бы одной камерой внимания в ходе проекта всегда, про неё не забываем.
Метафора тут – полярные координаты, всё (коллективное! Не только одной роли!) мышление крутится вокруг целевой системы. Это точка отсчёта, движение внимания в системном мышлении отсчитывается от неё. Если потерялись с длинными рассуждениями среди огромного множества систем в проекте, то вернитесь к целевой системе, и дальше двигайтесь по цепочкам разных отношений (главным образом отношений композиции и создания) ко всем остальным системам. Целевая система даёт стабильность внимания самых разных ролей в коллективных проектах.
Для разных ролей целевыми системами представляются самые разные физические объекты, но в ситуации коллективной деятельности предполагается, что все роли, выполняющие методы непрерывного создания и развития целевой системы (всё, что с ней происходит с момента замысла через множество модернизаций до прекращения использования) договорились о том, какая же это система, где эти границы. Системное мышление прежде всего поддерживает не мышление одного человека, а поддерживает коллективное мышление в организации как множестве агентов, которые могут известным методом (этот метод – тот или иной вид менеджмента) распоряжаться их совокупным трудом и ресурсами. Организации – это команды проектов, предприятия/компании/фирмы, некоммерческие организации, кружки, учебные группы и прочие, где понятно «кто начальник». Если это сообщество, то скорее всего начальника нет, системного мышления вокруг одной целевой системы может и не случиться, договорённостей о том, что делаем (о целевой системе) не будет. Но если это сообщество кем-то организуется и формальное вступление в сообщество означает то, что просьбы этого организатора будут выполняться в каком-то объёме – то тут с системным мышлением всё может быть в порядке (ну, или не может быть, если люди специально ему не обучались).
Системное мышление помогает агентам (в том числе людям) договориться друг с другом о своих действиях, и прежде всего договориться о том, какая система их интересует, какая система является целевой, каковы границы (что входит, а что не входит в состав) целевой системы. Так что системное мышление – коллективное мышление, а не мышление одного агента, оно предполагает договорённости о предмете деятельности, то есть о целевой системе. Целевая система не ваша::агент, не какой-то одной роли, она общая для команды проекта, и о ней команда договаривается (в том числе в договорённостях участвуют и внешние проектные роли). Конечно, можно вообразить и задействование системного мышления одним агентом, но этому агенту придётся выполнять множество самых разных ролей, поэтому он не сможет задействовать разделение труда – высокую квалификацию в выполнении отдельных ролей. Создание сложных систем потому и возможно, что системное мышление позволяет договориться разным агентам, каждый из которых обладает высоким мастерством выполнения разных ролей – визионеров, проектировщиков, архитекторов, инженеров производственной платформы и т. д.
Целевая система обычно мыслится на момент времени её использования (operations, эксплуатации, функционирования, работы) уже в готовом виде, когда она взаимодействует со своим окружением/средой/environment и играет в этом окружении свою роль/выполняет функцию. То есть «самолёт» мыслится, когда он летит, «компьютер» – когда он считает, «мастерство» – когда выполняется работа по методу этого мастерства. Целевая система во время её создания всё-таки ещё не в том состоянии, когда она что-то делает, выполняет функцию. При создании системы мы больше думаем о функциях создателей по отношению к изменениям состояния частей будущей целевой системы, эти части меняют свои состояния и в ходе производства собираются в готовую систему, это всё «время создания». А когда думаем про целевую систему и системные уровни – это время использования/эксплуатации/функционирования/работы целевой системы.
На рисунке представлена системная (по отношениям композиции) иерархия с тремя системными уровнями, системы показаны кружками, стрелки с ромбиками показывают отношения композиции/разбиения/состава/часть-целое, целевая система показана как система 2:
Система, в состав которой входит целевая система, называется надсистема. На рисунке это система 1. Часы будут надсистемой для шестерёнки, молекула – надсистемой для атома. Целевая система имеет свою функцию (поведение с ожидаемыми результатами) в надсистеме, её функция позволяет надсистеме проявить в конечном итоге эмерджентное свойство, т.е. выполнить функцию надсистемы. Функция показа времени у часов как целевой системы в интерьере как надсистеме помогает интерьеру быть удобным для проживания.
Помним, что все системы определяются прежде всего по их функции в надсистеме, они в надсистеме играют какую-то роль. И надсистема – тоже система, ей нужно выполнять свою роль в над-надсистеме (просто на картинке эта над-надсистема не показана, но она всегда есть!).
Если целевая система шестерёнка, то шестерёнка используется в часах (входит в состав работающих часов как надсистемы), её роль «передатчик движения», назначение/функция::поведение – передача (для функций используем отглагольные существительные) в надсистеме-часах движения на стрелки так, чтобы часы могли показывать время, т.е. надсистема (часы) могла «выполнять своё назначение»/функционировать/«выполнять свою функцию»/«выполнять свою роль»/работать.
Все системы в момент эксплуатации целевой системы, которые не входят в целевую систему, называются системами в окружении (environment, среда, operation environment, рабочая/эксплуатационная среда, рабочее/операционное окружение – термин «окружение» предпочтительней, поскольку подчёркивает центральную роль целевой системы, а термин «среда» не подразумевает какого-то явного центра). Окружение – это всегда в момент работы готовой системы.
Когда целевую систему (впрочем, и подсистему, и надсистему) создают, там будет другое рассмотрение: в центре будут какие-то из систем создания, а будущие системы находятся в неработоспособном ещё состоянии «сырья», «полуфабриката». На картинке системы создания (условно изображены как оргзвено из людей) изображены отдельно от иерархии системного разбиения, это ведь вообще другое время (время создания, а не время использования/эксплуатации/функционирования/работы целевой системы, её подсистем и её надсистемы).
Частая ошибка – это считать, что системы создания (enabling systems, constructor systems) находятся в системном окружении. Нет, они не входят в системные уровни той иерархии по отношению «часть-целое», к которой принадлежит целевая система. Отношение их с целевой системой (и другими системами обсуждаемых системных уровней, то есть надсистемой, подсистемами) – отношение создания (на диаграмме оно не показано).
На рисунке одна из систем в окружении (этих систем множество!) – система 3. Например, для шестерёнки в часах таким окружением будут стрелки, тоже входящие в состав часов. А ещё в окружении могут быть какие-то системы, даже не входящие в состав надсистемы, но без которых трудно обсуждать работу/функционирование целевой системы – хотя они входят в какую-нибудь над-над-надсистему. Например, солнце, нагревающее часы и тем самым влияющее на шестерёнку (при нагреве она может поменять свои размеры, что может оказать влияние на основное поведение – точно передавать движение, что далее оказывает влияние на поведение надсистемы – точный показ времени). Окружение – это системы из состава надсистемы, над-надсистемы и т. д. Главное, что окружение – это вовне границ целевой системы и речь идёт о моменте, когда система работает и выполняет свою функцию (а не когда она задумывается, изготавливается, испытывается).
Заправочная станция для целевой системы такси, входящего в состав таксопарка как надсистемы – это система в окружении. Дорога для едущего по дороге такси – это система в окружении. Повторимся: совершенно необязательно, чтобы система в окружении была именно подсистемой надсистемы, «смежником» для целевой системы. Хотя иногда все другие (кроме целевой системы) подсистемы надсистемы для целевой системы выделяют специально, называя ближним окружением, а за пределами надсистемы системы называя дальним окружением. Для автомобильного мотора в составе автомобиля как надсистемы салон автомобиля и его колёса – ближнее окружение, это подсистемы автомобиля. А вот дорога и палящее солнце – это системы из дальнего окружения).
Подсистема – какая-то часть системы. В системном мышлении подсистемы в момент их использования рассматриваются главным образом как роли, функциональные объекты, причём только после рассмотрения окружения и определения функции целевой системы в окружении – ибо пока мы не понимаем, что должна делать целевая система, какую функцию/поведение она несёт в окружение, мы не можем ничего сказать про её состав и уж тем более не можем обсуждать конструкцию (какие там конструктивы, задействованные во время создания, играют роли выделенных подсистем). На рисунке пример такой подсистемы целевой системы показан под номером 4.
Проблема в том, что целевой системой для разных проектов может стать любая, которая будет проявлять интересную для них эмерджентность, нужный для них системный эффект. И тогда все остальные виды систем будут определяться по-другому. Скажем, если целевой системой в каком-то проекте объявить систему 4, то система 2 будет в этом проекте её надсистемой. И если все в том проекте договорились, что целевой системой будет система 4, то так тому и быть – именование разных систем в том проекте будет другое, хотя состав систем в системной иерархии будет одним и тем же. Если какая-то фирма делает интерьеры, то они в ней будут «целевая система», а если интерьерные часы – то «целевая система» – они, а если массово изготавливает шестерёнки (в том числе и к часам) – то «целевой системой» будет шестерёнка. И все разговоры будут крутиться вокруг целевых систем. А как же взаимодействие между проектами? Придётся договариваться: участники этих трёх проектов друг для друга будут «внешними ролями». При этом общения между проектом интерьера и проектом изготовления шестерёнок не будет, а вот часовщикам придётся общаться и с заказчиками – интерьерной фирмой, и с поставщиками – фирмой по изготовлению шестерёнок.
?
Форматы описания системных уровней
Системные уровни состоят из иерархии по отношению часть-целое/composition. Эти иерархии вроде как удобно изобразить картинкой графа-«дерева», вроде той, которую мы только что обсуждали в связи с именованием систем по отношению к целевой системе. Для иллюстративных целей это подходит, для работы – нет. Графические модели крайне неудобны в редактировании, в изменении. При разработке системных разбиений, их согласовании в команде проекта вам нужно будет быстро (это ключевое) менять варианты системного разбиения. Для этого мы предлагаем использовать «аутлайн», текстовое представление дерева иерархии, где каждый уровень представляется отступом.
Вот предыдущая картинка как аутлайн, проставлены те же цифры, что и на картинке:
• Надсистема (1)
? Система в окружении
? Система в окружении (3)
? Целевая система (2)
? Подсистема
? Подсистема (4)
? подсистема
Конечно, эти именования (как и любая терминология) более-менее условны. Так, в ТРИЗ надсистема так и называется – надсистема, а англоязычные системные инженеры обычно слово «надсистема» не говорят (очень редко не-инженеры говорят suprasystem, но не supersystem), хотя и говорят «подсистема» (subsystem).
В основополагающем стандарте системной инженерии ISO 15288:2023 вообще не говорят обо всех этих видах систем, подчёркивая их одинаковость: различают только целевую систему (system-of-interest) как вершину системного разбиения. «Выше по системным уровням» идут сразу «системы в окружении», которые рассматривают вообще отдельно, включая саму надсистему. В составе целевой системы в этом стандарте только системы (если у этих систем будут части) и системные элементы (elements, если было принято решение не рассматривать их части, а только ограничиться существованием этих системных элементов как целых, являющихся частями их надсистем).
Дадим эту картинку как многоуровневый список/аутлайн, заодно переведя на русский:
• Целевая система
?…
? Система
? Система
• Элемент системы
• Система
? Элемент системы
? Элемент системы
? Элемент системы
? Элемент системы
? Система
• Элемент системы
• Элемент системы
? Система
? Элемент системы
? Элемент системы
? Система
• Система
? Элемент системы
? Элемент системы
• Элемент системы
• Элемент системы
? Элемент системы
?…
Картинка и текст тут примерно одинаковой наглядности, ибо представлено очень немного элементов в системном разбиении. Теперь представьте, что нужно изобразить 500 элементов (масштаб проблемы: в авиалайнере или ледовой буровой платформе 5—6 миллионов элементов). Диаграмма-картинка сразу будет помещаться только на многих сложно сопоставляемых друг с другом страницах, она не влезет ни на один компьютерный монитор, а если её бить на части, будет абсолютно нечитаема. Правки в этой диаграмме будут очень долгими и многие правки будут вести к ошибкам.
Текстовый вариант с аутлайном легко править, он легко вытягивается в просто «длинный текст» (люди привыкли работать с многостраничными текстами, используя скроллирование), длинные имена свободно помещаются в строку (даже ещё можно и комментарии давать!). Так что используйте для работы с системными разбиениями аутлайны/outlines/«nested lists»/«многоуровневые списки».
Альтернативный способ – это использовать явную нумерацию уровня как отдельный элемент списка. Вот та же структура, что в предыдущем списке, только представлена в табличной форме (например, Excel таблице). Целевая система как целая при этом в нашем варианте представления не имеет кода, а число позиций в коде – это системный уровень (1.3.1.1. – это будет четвёртый уровень, если целевая система на нулевом уровне. Как ни печально, но в стандарте ISO 15288 на картинке опечатка в нумерации уровней, четвёртый уровень показан как пятый!)
Конечно, в этом примере таблицы «система» и «элемент системы» – это типы (из мета-мета-модели, типы важных объектов системного подхода) тех объектов, которые будут заданы в таких таблицах или типами мета-модели «из учебника предметной области», или даже типами мета-модели предприятия, или даже для конкретного экземпляра системы – именами конкретных физических объектов. То есть в таблице будет стоять не «система», «система», «система», а для автомобиля «шасси», «левое колесо», «двигатель», для парусника «корпус лодки», «мачта», «грот» и т. д.
Каждый раз используйте перевод графических представлений в иерархии, а иерархии представляйте затем в таблицах – иначе вы не справитесь с сопровождением, не сможете вносить многочисленные изменения. Форматы должны быть удобны не для «представления», а изменения: описания систем (в том числе описание системных разбиений) – это предмет непрерывных переговоров в команде проекта, а поэтому – предмет непрерывных изменений. Форматы подгоняются под удобство изменений, всяческая «наглядность» простых примеров «из учебника» и «из стандарта» не должна отвлекать: учебники и стандарты вам не надо менять, изображения из них вам не надо разбивать на много страниц. Используйте табличные представления (в том числе и для работы с системными разбиениями), это будет удобно.
Системные уровни в системной инженерии.
Пример вычислительной техники
В современной вычислительной технике легко насчитать десяток системных уровней. Вот пример выделения этих уровней от нижних к верхним для классических компьютеров (их больше, тут приведён только пример мышления об этих уровнях, разные производители могут выделять их по-разному для разных проектов):
1. Чистые материалы (кремний и тщательно дозированные его «загрязнения», дающие эффект полупроводимости).
2. Части транзистора (исток-сток-затвор).
3. Полевой транзистор и межтранзисторные соединения.
4. Логические элементы (состоят из нескольких связанных транзисторов).
5. Арифметически-логические устройство/вычислительное ядро, память и прочие части процессоров и разных видов памяти.
6. Процессоры/чипы: общего назначения (CPU), графических/матричных вычислений (GPU), сетевой коммутации между процессорами, оперативной памяти.
7. Компьютерные платы с процессорами и памятью, внешними устройствами (например, твердотельными накопителями).
8. Компьютерный рэк с несколькими компьютерными платами, связным оборудованием ввода-вывода, системой питания и охлаждения. Связные кабели.
