Классификация общих моделей производственной системы
– концептуальные и физические системы
– природные и искусственные системы
– социальные системы, системы «человек-машина» и машинные системы
– открытые и закрытые системы
– постоянные и временные системы
– стабильные и нестабильные системы
– технологические, управленческие и производственные системы
– системы общественного производства
– деятельностные системы
• В соответствии с принципом системности производственной системы система-субъект, система-объект и система-результат производственной системы должны представляться (описываться) одной общей моделью системы. В то же время, в соответствии с принципом системности моделирования производственной системы, для формирования и осуществления производственной системы совокупность «реальная производственная система и моделирующая система» необходимо представлять общим набором аксиом построения системы.
В свою очередь, класс систем – это объединение систем, обладающих общим признаком, который можно представить как некоторую общую аксиому построения. Значит, необходимо определить некоторый набор свойств производственной системы, чтобы обоснованно включить производственную систему в определенный класс систем.
Использование классификации общих моделей систем позволяет реализовать Принцип системности производственной системы в системных триадах: «система-субъект, система-объект, система-результат» производственной системы. Выбор общей модели системы для данной системной триады первоначально производится путем выбора общего класса систем для моделирования системы-субъекта, системы-объекта и системы-результата. Такой выбор соответствует методу системной технологии и позволяет перейти далее в процессе инженеринга к построению целостной производственной системы на основе рабочего Принципа системности. Используя приведенную в данном разделе классификацию моделей систем, можно существенно облегчить выбор общей модели системы производственной системы.
Другими словами, каждый класс моделей систем, используемый в процессе инженеринга, дает ответы на вопросы в отношении определенного набора признаков изучаемой производственной системы.
• В предыдущих разделах уже рассматривались особенности производственных систем как больших и сложных систем.
Объективно существующие производственные системы не являются большими, малыми, сложными или простыми. Таковыми они становятся с позиций субъекта деятельности при их моделировании в силу действия реальных соотношений между познавательными намерениями человека и его возможностями моделирования исследуемых систем. Модель производственной системы необходима, чтобы достаточно точно описать структуру и процесс системы, а также определить по модели параметры и характеристики системы при допустимых затратах ресурсов. С понятием приемлемой точности (или погрешности) моделирования, получаемой при допустимых затратах ресурсов, можно связать понятия большой и сложной производственной системы.
Производственные системы, как большие и сложные системы, представляются с помощью многоуровневых, иерархических моделей систем: разные элементы системы и разные совокупности элементов системы (ее подсистемы), а также разные взаимодействия в системе имеют разные приоритеты в смысле влияния на производство и управление. Так, генеральный директор имеет больший приоритет в принятии решений, чем руководители департаментов по управлению кадрами и по управлению финансами. Взаимодействие генерального директора с членами Совета директоров приводит, как правило, к более приоритетным решениям, нежели его взаимодействие со своим референтом.
Иерархическая организация модели производственной системы отражается в ее многоуровневом графическом изображении: на более «высоком» уровне располагаются более «значимые», в смысле влияния на производство и управление, элементы.
• Концептуальные и физические системы. По признаку принадлежности к стадиям жизненного цикла можно различать концептуальные и физические модели производственной системы. На концептуальной и постфизической стадиях жизненного цикла производственная система представляется концептуальной моделью системы, на физической стадии производственная система существует реально, как физическая система.
Концептуальные системы – это модели производственной системы в виде замыслов, идей, концепций, схем и методов построения систем. К концептуальным моделям производственной системы относятся программы, планы производственной и управленческой деятельности, проекты развития производственной системы.
В целом к концептуальным системам относятся также системы-результаты производственной системы в виде опытных образцов, макетов, полезных моделей, промышленных образцов, других объектов промышленной собственности, объектов авторского права и смежных прав. Концептуальные системы используются для производства новой информации и знаний в разных сферах производства – наука, культура, образование, промышленность, государственное управление, торговля и т.д.
Концептуальные системы тиражируются, распространяются и хранятся с помощью физических носителей информации: бумага, компьютерные носители, опытные образцы, демонстрационные макеты, архивные модели, видеопленка, аудиокассеты, а также с помощью физических процессов говорения и слушания, радио – и телепередач и т.д. Физические носители также могут представлять собой системы или подсистемы систем, но, как правило, это системы, построенные в соответствии с другими концептуальными моделями, чем та концептуальная система, для которой они используются, как носители.
Физическая система – это практическая реализация концептуальной системы в виде материальных, человеческих, энергетических, природных, информационных, финансовых, коммуникационных систем, систем недвижимости, машин, оборудования. К физическим системам относятся технологические системы материального производства, собственно производственные системы, система государственной службы, экономико-административные системы управления, системы связи, системы организации образования и научных исследований, компьютерные системы и сети и другие системы.
Результат деятельности физической системы – материальные, энергетические, информационные продукты, знания и умения человека, потребляемые сферами общественного производства и потребления и природной средой. К результатам деятельности производственной системы государственного управления относятся государственные управленческие решения, проекты, программы, политики. Физическую систему сопровождает, как правило, информационная модель системы. Такой информационной системой является, например, система тестирования специалистов и управленцев, как часть системы обеспечения их профессионализма.
• Природные и искусственные системы. По признаку происхождения различаются природные и искусственные системы.
Природные системы созданы природой: водные системы (пресноводные и морские), атмосферные, горные системы, солнечная система, системы животного и растительного мира, почвенные системы. Мы здесь не рассматриваем вопрос, являются ли действия природы при создании природных систем целенаправленными или целесообразными. Мы имеем в виду лишь состоявшийся факт наличия системы, к появлению которой человек не имеет отношения; следовательно, считаем мы, эта система создана природой. Природа, в нашем понимании, созидатель систем, который, во-первых, не человек, во-вторых, действует не по тем правилам, которые может объяснить для себя человек, и, в-третьих, эти правила приводят к лучшим результатам в смысле построения систем по сравнению с усилиями человека.
В отношении к производственным системам природные системы являются источником их потенциала и ресурсов для производства продукции.
Искусственные системы созданы человеком: производственная система, система исследования космоса, робототехнические системы, системы сферы здравоохранения, системы обороны, обучающие системы, информационные системы, энергетические системы, коммуникационные системы и т.д. Искусственными системами являются государственные производственные системы, система государственной службы, политические партии.
Внешняя среда обитания человека создает определенные мотивации, в силу которых поведение человека становится целенаправленным. Для того чтобы осуществить целенаправленное поведение, человек создает различные системы, как правило, производственные. Для того чтобы действия по созданию и реализации систем были успешными, необходимо использование системной технологии, которая дает общий инструмент постижения Законов и принципов общих систем, а также формирования и использования конкретных систем.
• Социальные системы, системы «человек-машина» и машинные системы. По признаку участия человека в качестве части (элемента, подсистемы) искусственной системы можно различать системы социальные, системы «человек-машина» и системы машинные.
Социальные системы состоят только из людей и причинно-следственных отношений между ними. Системы производственные также могут представляться с помощью моделей социальных систем. Процессы достижения целей и деятельность социальных систем лежат в области принятия решений. Эти решения в большинстве случаев относятся к вопросам развития социальных систем и их элементов, а также к вопросам совершенствования причинно-следственных отношений между элементами социальных систем. Примерами таких систем могут служить правительственные ведомства, политические партии, органы управления промышленными фирмами, общественные объединения. Наиболее важное для таких систем значение имеют организация деятельности, основанная на причинно-следственных отношениях между людьми, а также модели поведения людей, как элементов системы. Социальные системы, в особенности социальные части производственной системы, оказывают определяющее влияние на развитие всех видов систем.
Системы «человек-машина» состоят из людей и из таких компонентов, как компьютер, здания, сооружения, автомобиль, трактор, участок земли, технологическое оборудование. В большинстве своем системы «человек-машина» являются подсистемами больших и сложных производственных систем в различных сферах деятельности человека, таких как система промышленные системы, «электронное правительство», «национальная информационная инфраструктура. Пример – автоматизированное рабочее место производственного специалиста или управленца.
Машинные системы состоят только из машин (компьютеров, контроллеров, регуляторов, технологического оборудования, аппаратов). Это, например, гидроэнергетические системы, системы автоматического регулирования и управления, крылатые ракеты, метеорологические спутники земли, роботы-манипуляторы, транспортные системы. Среди машинных систем выделяются системы, способные самонастраиваться и адаптироваться к изменениям условий внешней среды (самонастраивающиеся системы, адаптивные системы, инвариантные системы). К машинным системам относятся, например, технологические системы.
• Открытые и закрытые системы. По признаку наличия взаимодействий с внешней средой системы и с внутренней средой элементов системы можно выделить закрытые и открытые системы.
Система является закрытой, если у нее нет причинно-следственных отношений с внешней средой системы и с внутренней средой элементов системы. Характеристики устойчивого состояния равновесия закрытой системы зависят только от начальных условий системы. Если изменяются начальные условия, то изменится и конечное устойчивое состояние. Каковы бы ни были изменения во внешней среде и/или во внутренней среде элементов системы, закрытая система не претерпевает изменений, поскольку между системой и окружающей ее средой существует граница, которая предотвращает воздействие внешней среды на систему; такого же рода граница существует между системой и внутренней средой ее элементов.
В реальности трудно представить себе модель такой границы между внешней средой производственной системы и производственной системой; еще более затруднительно представить себе модель такой границы между производственной системой и внутренней средой ее элементов. Например, трудно представить себе такую границу, которая позволяет производству не зависеть от настроения и состояния здоровья сотрудника, от тех воздействий, которым он подвергся в семье, на транспорте, на рынке ценных бумаг.
Тем не менее, закрытые системы находят постоянное применение при моделировании систем, при проведении научных исследований, при проектировании систем. При проведении научных исследований и постановке лабораторных экспериментов для изучения на земле поведения человека в космосе, для анализа условий протекания химических реакций, для изучения физических свойств сплавов металлов принимаются меры по созданию закрытой системы. При этом, по сути, производится построение границы между системой и влияющими на нее средами: внешней средой системы и внутренней средой элементов системы. Например, закрытой системой может являться модель производственной системы в процессе ее разработки.
Система называется открытой, если существуют причинно-следственные связи между системой и ее внешней средой и/или между системой и внутренней средой элементов системы. Модель открытой системы не может быть построена в виде замкнутой концептуальной системы. К открытым системам относятся системы-субъекты управления, а также системы-объекты производственной системы. Все живые системы – открытые системы. Живые системы, окружающая их абиотическая среда и взаимодействие между ними и с их внутренними средами образуют открытые экологические системы внешней среды производственной системы.
В открытых системах одно и то же конечное состояние может быть достигнуто при различных начальных условиях благодаря причинно-следственным отношениям с внешней и с внутренней средами.
Все существующие в реальности системы являются открытыми. Реально существующие производственные системы являются открытыми, поэтому важно учитывать ее взаимодействия с внешней средой и с внутренней средой ее частей – государственных органов, производственных подразделений, специалистов и служащих.
• Постоянные и временные системы. По признаку наличия или отсутствия постфизической стадии жизненного цикла системы можно различать постоянные и временные системы.
Постоянная система всегда присутствует в концептуальной и/или физической форме; для нее не существует проблемы постфизической, «пассивной» формы существования. Постоянная система всегда есть и функционирует, производя преобразования, соответствующие замыслу внешней или внутренней сред. Понятие «всегда» означает: всегда, в любой момент времени, когда у внешней или внутренней сред возникает потребность в результатах функционировании этой системы, постоянная система производит определенные действия. Постоянной системой можно считать национальную производственную систему. Каким бы трансформациям она не подвергалась, в стране постоянно нужна национальная производственная система.
Временная система – это система, необходимая среде в течение ограниченного периода времени. После ее «активного использования» необходимость среды во взаимодействии с данной системой отпадает. Система завершает стадию активного жизненного цикла и переходит в постфизическую стадию жизненного цикла. К временным системам можно относить системы-результаты производственной системы.
Временными системы могут быть по замыслу или по обстоятельствам. Длительность времени существования системы может быть заранее задана или она может зависеть от сочетания характеристик внешней и внутренней сред. Образование определенного сочетания характеристик внешней и внутренней сред, приводящего к гибели системы, может наступить по заранее составленному плану либо может быть случайным событием.
Предприятия, создаваемые для организации уникального спортивного или зрелищного мероприятия, для съемки фильма, для осуществления одиночного кругосветного путешествия, для организации гастролей выдающегося рок-музыканта в городе Н., являются временными по замыслу. Предприятие по выпуску молочной продукции, обанкротившееся в связи с резким падением спроса на его продукцию, университет, закрывающийся в связи с изменением спроса на рынке труда, производственная система, разрушенная в связи с изменением общественного устройства, – системы, ставшие временными по обстоятельствам.
Естественно, что реальные системы являются, в большинстве своем, системами постоянными по замыслу и временными по обстоятельствам. К числу таких систем можно отнести производственные системы, государственные органы управления. Даже постоянная по замыслу классно-урочная система Яна Коменского может оказаться временной системой по обстоятельствам, что представить себе пока невозможно.
• Стабильные и нестабильные системы. По признаку стабильности результата функционирования либо стабильности структуры или процесса системы либо стабильности некоторого набора характеристик системы могут различаться стабильные и нестабильные системы. Основной показатель – стабильность результата функционирования системы, образно говоря, – стабильная полезность результатов функционирования системы для внешней среды. Так, стабильные производственные системы продуцируют знания, товары, услуги, полезные нации в прошлом, настоящем и в обозримом будущем.
Результат функционирования системы оценивается внешней средой, как правило, с помощью набора критериев. Эти критерии определяют, является ли данный конкретный результат деятельности системы (и/или процесс системы, и/или структура системы, и/или некоторый набор характеристик системы) таким же привлекательным (полезным, выгодным, интересным, информативным и т.д.) для внешней среды, как и предыдущие результаты. Если на протяжении длительного периода времени значение критерия привлекательности системы для внешней среды сохраняется на некотором определенном уровне, то это – стабильная система.
Если внешняя среда установила для себя, что система неоправданно часто теряет свою привлекательность, то это означает, что, по мнению внешней среды, данная система нестабильна.
Система может путем изменения своей структуры или процесса восстановить свою репутацию и вновь доказывать свою стабильность внешней среде. Собственно таким путем и достигается стабильность системы в большинстве случаев. В этом случае система опережает анализ со стороны внешней среды и проводит его сама для того, чтобы заранее определить целесообразные изменения процесса и структуры для создания обоснованного имиджа стабильной системы. Такая деятельность является составной частью PR-технологий. Во многих случаях невозможно постоянно на практике определять результат функционирования системы, например, для воинских формирований. В этих случаях показателем стабильности системы может явиться некоторый набор ее характеристик (состояние воинской дисциплины, следование уставам, умение ходить в строю, умение зарабатывать хорошие показатели на учениях и т.д.).
• Технологические, управленческие и производственные системы. По признаку участия в выпуске продукции можно разделять системы технологические, управленческие, производственные. Технологические системы непосредственно заняты выпуском изделий (система-объект), управленческие системы – обеспечением качественного взаимодействия подсистем технологической системы между собой и обеспечением взаимодействия технологической системы в целом с внешней средой (система-субъект), производственные системы – это объединение технологической, управленческой систем и системы-результата.
• Системы общественного производства. По признаку принадлежности к определенным сферам общественного производства следует различать системы материального, информационного, энергетического, человеческого, коммуникационного, финансового, природного производств, производства недвижимости и машин. Каждая из этих систем предназначена для удовлетворения определенных потребностей человека, домашнего хозяйства, общества, общественного производства.
Системы материального производства заняты выпуском материальных продуктов и изделий для удовлетворения потребностей жизнедеятельности человека, домашнего хозяйства, общества и общественного производства в материальных ресурсах.
Системы информационного производства заняты выпуском информационных продуктов и изделий для удовлетворения потребностей жизнедеятельности человека, домашнего хозяйства, общества и общественного производства в информационных ресурсах.
Системы энергетического производства обеспечивают потребности человека, домашнего хозяйства, общества и общественного производства в энергетических ресурсах.
Системы человеческого производства обеспечивают удовлетворение потребностей человека, домашнего хозяйства, общества и общественного производства в человеческих ресурсах.
Системы коммуникационного производства обеспечивают потребности человека, домашнего хозяйства, общества и общественного производства в коммуникационных ресурсах.
Системы финансового производства обеспечивают потребности человека, домашнего хозяйства, общества и общественного производства в финансовых ресурсах.
Системы природного производства обеспечивают потребности человека, домашнего хозяйства, общества и общественного производства в природных ресурсах.
Системы строительного производства (в т.ч. – машиностроительного, строительства железных дорог, гражданского, жилищного, промышленного строительства) обеспечивают потребности человека, домашнего хозяйства, общества и общественного производства в ресурсах недвижимости, машин, оборудования, транспорта, аппаратов, агрегатов.
Надо заметить, что построение государственного регулирования производства могло бы быть более эффективным, если бы оно имело соответствующие специализированные системы-субъекты управления для каждого из этих видов систем общественного производства. Это условие отвечает общему Принципу системности государственной системы [19].
• Деятельностные системы. По признаку вида деятельности, связанной с удовлетворением потребностей общества, системы можно разделить на аналитические, экспертные, исследовательские, проектные, производственные, управленческие, архивные, разрешительные, контрольные. Как правило, это системы-субъекты управления, в том числе и производственной системы.
Деятельность аналитических систем заключается в анализе потребностей общества, а также целей и ресурсов, соответствующих этим потребностям. Кроме этого, эти системы занимаются анализом действий всех других систем по достижению поставленных целей, а также вопросами корректировки этих целей и систем для обеспечения меняющихся потребностей внешней среды.
Деятельность исследовательских систем заключается в изучении всех альтернатив удовлетворения потребностей внешней среды, разработке методов достижения поставленных целей. Эти системы завершают работу построением исследовательского проекта будущей системы, содержащего альтернативы ее практической реализации и направления будущих исследований.
Деятельность проектных систем заключается в выборе окончательного варианта построения системы и в создании практического проекта, который можно реализовать с учетом всех ограничений и возможностей общественного производства.
Деятельность производственных систем заключается в производстве знаний, товаров, услуг.
Деятельность управленческих систем заключается во взаимном согласовании действий всех систем, участвующих в удовлетворении потребностей общества от момента возникновения идеи потребности до смены данной потребности другой.
Деятельность экспертных систем заключается в выработке заключений о соответствии конкретных потребностей, а также целей, ресурсов и технологий их достижения, интересам внешней среды или ее конкретной части, например, органа производственной системы.
Деятельность архивных систем заключается в обеспечении сохранности и предоставлении информации о прошлой деятельности и целях внешней среды и о создававшихся ею системных триадах.
Деятельность разрешительных систем заключается в определении соответствия некоторой заявляемой системной триады требованиям внешней среды и/или в определении возможности для разрешения (лицензии) осуществлять заявленный вид деятельности данному заявителю.
Деятельность контрольных систем заключается в сравнении фактической и проектной (или декларируемой) систем, нахождения причин расхождений и возможностей для обеспечения их взаимного соответствия.
Глава 5. Модели системного производственного процесса (для всех этапов инженеринга)
Целостность производственных процессов невозможно обеспечивать только при помощи административно-распорядительных и политико-идеологических мер. Для обеспечения целостности производственной системы необходимо и методологическое единство построения технологических процессов производства знаний, товаров, услуг, а также и технологических процессов управления производством.
В Главе 4 на основе общих результатов, полученных в [14-19], доказано, что математическая модель процесса производственной системы и математическая модель самой производственной системы изоморфны. Другими словами, в качестве моделей производственного процесса можно использовать моделирующие системы для производственной системы.
В настоящей главе показана возможность применения общих моделей процессов, предложенных системной философией [14-19], к построению целостных производственных процессов. Эти модели применяются для описания социальных, экологических, экономических процессов, для описания процессов образования, научных исследований, проектирования, производства, экспертизы и других. Возможности применения этих моделей для производственных процессов описаны с помощью Принципа системности и ключевой процедуры метода системной философии.