Синергетический подход в управлении

Синергетический подход в управлении

Оглавление

Введение

Человечество вступило в этап своего развития, который называют информационным обществом. В этих условиях появление новых парадигм познания вполне закономерно и наиболее интегральным в них становится синергетика.

Синергетика - новое направление в познании человеком природы, общества и самого себя, смысла своего существования. Новое качество в познании достигается за счет использования нелинейного мышления и синтеза достижений различных наук при конструировании образа мироздания.

Синергийный подход предполагает нелинейное развитие по бифуркационному сценарию, когда новое качество человека и общества не представляет собой результат закономерного поступательного развития, а является следствием выбора одного из возможных вариантов развития под влиянием коллективных и индивидуальных взаимодействий, которые могут изменить направление не только общественных преобразований, но и саму сущность человека.

Во второй половине XX века исследование сложных, самоорганизующихся систем вошло в круг важнейших задач развития научного знания. К числу таких систем стали относить социальные, информационные и биологические, физические и химические среды, психику человека, головной мозг и многие другое наступило осознание, что трансформация физических представлений по своему значению вышла за пределы физических наук, перешла на уровень космологических проблем, что исследование самоорганизации находится на границе естествознания и философии и необходимо создание определенной картины мира. В развитии естествознания и философии этот период оценен как эпоха, когда миновала возможность безапелляционных утверждений и взаимоисключающих позиций. Таким образом, методологическое и мировоззренческое осмысление самоорганизации стало, пожалуй, символом перехода в XXI век. Этим и мотивируется наше стремление разобраться в истории вопроса, содержании терминов и основных понятий синергетики.

1.                  Основные понятие синергетики

«Синергетика» происходит от греческого «синергетикос» - совместный, согласованно действующий. Это научное направление, изучающее связи между элементами структуры (подсистемами), которые образуются в открытых системах (биологических, физико-химических и других) благодаря интенсивному (потоковому) веществом и энергией с окружающей средой в неравновесных условиях.

На первом этапе развития под синергетикой понимали область научных исследований, целью которых было выявление общих закономерностей в процессах образования, устойчивости и разрушения упорядоченных временных и пространственных структур в сложных неравновесных системах различной природы: физических, химических, биологических, социальных и т. д. Здесь «совместное, согласованное действие» может быть как следствием самоорганизации (в результате развития собственных неустойчивостей в системе), так и следствием вынужденной организации за счет внешних воздействий. Пример последней — известная синхронизация мод в многомодовом лазере с помощью внешнего периодического воздействия. Однако в настоящее время можно констатировать, что в подавляющем большинстве случаев изучается именно самоорганизация; «Самоорганизация социальных, экономических и исторических процессов», «Явления самоорганизации в системах с многовариантным поведением» и т. д. Это логично, потому что в принципе вынужденную организацию можно описать в рамках самоорганизации, если включить внешние силы как часть новой, более полной системы.[1]

Обоснованием целесообразности синергетических исследований является установленный факт, что кооперация многих подсистем какой–либо системы подчиняется одним и тем же принципам независимо от природы подсистем. Познание этих принципов позволяет по–новому подойти и к проблеме рационального управления развитием сложных систем. С точки зрения синергетики нельзя, например, при управлении развитием природной или социальной системы навязывать несвойственные ей формы организации. Изучив систему, необходимо не увеличивать силу управляющего воздействия, а увеличивать согласованность воздействия с собственными тенденциями системы.

Объединяющим началом в синергетике являются объекты исследований — открытые сложные нелинейные системы с обратными связями. Разумеется, такие системы изучались и ранее без использования термина «синергетика». Общая трудность подобных исследований — исключительная трудность точного математического описания, особенно если в системе работает множество обратных связей. Ввиду широкого использования в синергетике аналогий полезно проследить, как методически решаются подобные проблемы в наиболее успешных работах.

2. Системно-синергетический подход к экономическому развитию

Синергетика, как и другие теории самоорганизации, делает попытку восполнить "белые пятна", главным из которых полное отсутствие обобщений, касающихся поведения открытых систем. Системные исследования ставят перед собой сходные с синергетикой задачи. Наряду с различиями у системных исследований и синергетики есть общие моменты. К ним можно отнести принципы системности, развития, типология экономических систем. Синергетика впитала в себя все значимые для исследования процессов самоорганизации теоретические и методологические выводы системных исследований. Неравновесность, цикличность можно назвать формой организации, которая возникает под влиянием внешней среды. Неравновесность есть состояние открытой системы, при котором происходит изменение ее параметров, т.е. состава, структуры и поведения. Для поддержания неравновесности система нуждается в поступлении из среды потока отрицательной энтропии который по величине должен быть равным внутреннему производству энтропии. Также система должна постоянно осуществлять работу для сохранения условий своего существования. Все вышеперечисленное позволяет неравновесной системе повышать свою упорядоченность и организованность.[2] Самоорганизуемые системы проявляют сильную чувствительность к внешним воздействиям: небольшой сигнал (согласующийся с ее внутренними свойствами) на входе, может привести к значительному положительному изменению на выходах.

Системы и их компоненты подвержены флуктуациям (колебаниям, изменениям). Влияние на систему внешних и внутренних флуктуаций различных видов основано на действии двух эффектов: петли положительной обратной связи и кумулятивного эффекта. Петля положительной обратной связи делает возможным в неравновесных состояниях усиление очень слабых возмущений до гигантских, разрушающих сложившуюся структуру системы, волн, приводящих систему к революционному изменению. Кумулятивный эффект - незначительная причина вызывает цепь следствий, каждое из которых все более существенно. Нередко кумулятивный эффект непосредственно связан с петлей положительной обратной связи.

Флуктуации, воздействующие на систему, в зависимости от своей силы могут иметь совершенно разные последствия. Если флуктуации недостаточно сильны, система ответит на них возникновением сильных тенденций возврата к старому состоянию. Если флуктуации очень сильны, система может разрушиться. Описанные возможности могут реализоваться в точке бифуркации, вызываемой флуктуациями, в которой система испытывает неустойчивость. Точка бифуркации есть переломный, критический момент в развитии системы (точка ветвления вариантов развития), в котором осуществляется выбор пути. Многие закономерности поведения самоорганизующихся систем в точках бифуркации раскрыты в концепциях самоорганизации. Далее будут рассмотрены наиболее важные из них. Точки бифуркации часто провоцируются изменением управляющего параметра или управляющей подсистемы, что приводит систему в новое состояние.

Существует множество потенциальных траекторий развития системы и предсказать, в какое состояние перейдет система после прохождения точки бифуркации, невозможно, это связано с тем, что влияние среды носит случайный характер. Выбор ветви развития может быть связан с жизненностью и устойчивым типом поведения системы. Согласно принципу устойчивости среди возможных форм развития реализуются лишь устойчивые. Неустойчивые в случае возникновения быстро разрушаются. В процессе движения от одной точки бифуркации к другой происходит развитие системы. В каждой точке бифуркации система выбирает траекторию своего движения. Множества, которые характеризуют значения параметров системы на альтернативных траекториях, называются аттракторами. В качестве аттрактора может выступать состояние равновесия, предельный цикл, хаос. Один из аттракторов притягивает систему, и она в точке бифуркации может стать хаотической, перейти в состояние равновесия или выбрать путь формирования новой упорядоченности. При достижении параметрами системы под влиянием флуктуаций определенных пороговых значений наступает скачек (революционный этап в развитии системы). Чем сложнее система, тем больше состояний, в которых может возникнуть неустойчивость. Система становится особенно чувствительной к флуктуациям в ситуации, когда значения параметров близки к критическим, в этом случае достаточно малых воздействий, чтобы система скачком перешла в новое состояние через область неустойчивости. Процессы самоорганизации, происходящие в точке бифуркации обуславливающие возникновение порядка из хаоса, позволяют изменить взгляд на роль хаоса. Возможно не только разрушение системы, но и вывод ее на новый уровень самоорганизации, так как период хаотичной неустойчивости сменяется выбором аттрактора. Результатом самоорганизации может стать формирование новой структура системы, возможно более упорядоченной, существовавшая до этого периода. При определенных условиях хаос может стать источником порядка в системе.[3]

Система, в процессе своего развития, проходит эволюционную (адаптационную) и революционную (скачок, катастрофа) стадии. Во время эволюционного процесса происходит медленное накопление количественных и качественных изменений параметров системы и ее компонентов, в соответствии с которыми в точке бифуркации система выбирает один из возможных для нее аттракторов. В результате чего происходит качественный скачок и система формирует новую структуру, процессе адаптации к изменившимся условиям внешней среды. В процессе эволюционного развития действуют механизмы подавляющие сильные флуктуации системы, ее компонентов или среды и возвращающие ее в устойчивое состояние. Постепенно в системе возникает противоречие между старым и новым, а при достижении параметрами системы и среды бифуркационных значений неустойчивость становится максимальной. В этой ситуации малые флуктуации приводят систему к скачку. Непредсказуемость развития на данном этапе вызывается не только внутренними флуктуациями, силу и направленность которых можно прогнозировать, но и внешними, что крайне усложняет, а то и делает невозможным прогноз.

Процесс развития системы состоит из циклически повторяющихся стадий эволюции и скачка, система постоянно переходит из устойчивого состояния в неустойчивое и обратно. Структурная и функциональная устойчивость системы формируется в процессе адаптации к изменившимся в результате катастрофы внешним и внутренним условиям и сохраняется в течение большей части эволюционной стадии. Состояние неустойчивости - точка бифуркации, переломный для развития системы момент когда изменения параметров системы под влиянием внешних или внутренних флуктуаций превышают ее адаптационные возможности. В точке бифуркации неустойчивость усиливается благодаря тому, что всегда присутствующие в системах флуктуации, подавляемые в устойчивом состоянии, в результате нелинейных процессов, выводящих параметры за критические значения, усиливаются и вызывают скачкообразный переход в новое устойчивое состояние с меньшей энтропией. Необходимо отметить, что устойчивость и неустойчивость являются в равной мере необходимыми в процессе развития любой системы. Абсолютно неустойчивая система не может противостоять флуктуациям, не способна к адаптации и быстро разрушается, в то же время суперустойчивая система, подавляя любые флуктуации, консервирует свою структуру и поведение, не способна измениться качественно, т.е. лишена возможности развития. Оба типа систем приходят к хаосу, различие между ними заключается во времени, которое проходит до взрывного роста энтропии.

3. Управление с позиции синергетического подхода

Неустойчивость, непредсказуемость и зависимость нелинейных систем наводит на вопрос о целесообразности управления такими системами.

В рамках исследований проводимых при изучении теории управления и принятия решений с точки зрения теории хаоса установлено, что воздействие человека может быть существенно. Главное в этой связи определиться кода и как влиять на процессы.

Традиционная наука управления нуждается в переосмыслении в рамках новых представлений о самоорганизации экономических систем. Особенность самоорганизующейся системы состоит в сочетании порядка и хаоса. С точки зрения синергетики хаос обладает способностью рождать новый порядок. Необходимо отметить, что рождение нового порядка из хаоса имеет спонтанный характер, а не является вынужденной реакцией на воздействие внешней силы.

Флуктации происходящие в системе имеют тенденцию к усилению, что позволяет системе развиваться в направлении самоорганизации.

На современном этапе управление должно быть открыто хаосу в той степени, в которой оно способно с ним справиться.