Принцип обратной связи

базируется на выводах о замкнутости систем управления, т.е. получении информации о результатах воздействия управляющей системы на управляемую, путем сравнения достигнутого состояния управляемого объекта с заданным. Смысл принципа заключается в установлении зависимости личных, коллективных и общественных интересов от результатов управления системами. Обратная связь представляет собой регулирующее и вместе с тем защитное средство. Поступающая по каналам обратной связи информация позволяет обнаружить расхождение и отрегулировать поведение системы в соответствии с заданной целью. Принцип адаптивности - способность системы предпринимать адекватные действия на многообразные воздействия внешних и внутренних факторов. Для организации важно, чтобы она могла приспособиться к постоянным изменениям социальных, политических, экономических, нормативно-правовых и других факторов, а также к конъюнктуре рынка. Для практической реализации этого принципа должно существовать соответствующее подразделение органа управления (отдел, бюро, группа, специалисты), в функции которого входят мониторинг и выявление проблем.

Усиливающая обратная связь - когда изменение состояния системы служит сигналом к усилению первоначального изменения. Иными словами, система обеспечивает большее изменение в том же направлении.

Такая обратная связь толкает систему по выбранному пути. В зависимости от начальных условий она может вести к росту или затуханию процесса. Вознаграждение составляет часть петли этой обратной связи, если оно поощряет, ведет к усилению того же поведения. Это могут быть подарок, деньги, слова поддержки и т. д. Вы совершаете действие, получаете вознаграждение и повторяете действие - это петля усиливающей обратной связи. Само по себе вознаграждение нельзя считать обратной связью, если оно не ведет к усилению того же поведения. Представьте себе снежный ком, скатывающийся по склону холма. С каждым оборотом на него налипает все больше снега, и он становится все огромней, пока не превратится в снежную лавину.

(Примеры: знания, паника, командный дух, рост населения, процент по банковскому вкладу…).

Уравновешивающая (балансирующая) обратная связь - когда изменение состояния системы служит сигналом к началу движения в противоположном направлении, чтобы восстановить утраченное равновесие.

Вечный рост невозможен. Когда-нибудь в дело вступает второй тип обратной связи и останавливает рост. Ее называют уравнове шивающей обратной связью, т.е. противостоящей изменениям. Петля подобной связи действует там, где изменение в одной части системы ведет к таким последствиям в остальных ее частях, что первоначальное изменение тормозится или отыгрывается назад. Эта форма обратной связи противостоит переменам и поддерживает стабильность системы, которая в противном случае была бы разрушена действием усиливающей обратной связи.

Уравновешивающая обратная связь направлена на достижение цели. Все системы обладают механизмами уравновешивающей обратной связи, которые обеспечивают их стабильность, а потому у любой системы есть цель, даже если она заключается лишь в том, чтобы система осталась неизменной. Уравновешивающая обратная связь направляет систему к цели, т.е. к такому состоянию, когда механизм уравновешивающей обратной связи выключается, а система оказывается сбалансированной. Уравновешивающая обратная связь всегда направлена к уменьшению разницы между действительным и желаемым состояниями системы. Пока эта разница сохраняется, уравновешивающая обратная связь будет сдвигать систему в направлении желаемого состояния. Чем ближе к цели, тем меньше разница между этими состояниями и тем меньше изменяется система.

Например, жажда - это сигнал того, что имеется разрыв между необходимым и фактическим уровнем жидкости в организме. Нужно пить, чтобы уменьшить это различие и восстановить равновесие.

· Упреждающая обратная связь.

Упреждение - это интересный и несколько иной вариант обратной связи. Здесь все дело в нашей способности предвосхищать будущее. Предвидение еще не произошедшего события становится причиной того, что в противном случае не произошло бы. Таким образом, будущее влияет на настоящее.

Упреждение создает самосбывающееся пророчество. На бирже эквивалентом правила «ощущать себя успешным - лучший путь к успеху» служит выражение «деньги к деньгам». Например, ходят слухи, что какие-то акции пойдут вверх. Вообще говоря, ничего не происходит, но слухи привлекают покупателей. Курс акций поднимается. Чем он выше, тем больше покупателей. Возникает петля усиливающей обратной связи. Наконец рыночные аналитики запускают уравновешивающую петлю: они объявляют, что курс завышен, - люди начинают продавать акции, и курс падает.

Точно так же работают прогнозы грядущего дефицита. Что делают люди, когда узнают, что некий товар вскоре исчезнет из продажи? Они идут и покупают его «на всякий случай» больше, чем обычно, чтобы защититься от ожидаемого дефицита, и тем самым создают этот дефицит.

Эффект «запаздывания». Обратная связь действует по принципу замкнутого контура, и нужно время, чтобы его обойти. Иными словами, следствие может проявиться не сразу. Это похоже на ситуацию со звездами. Они крайне далеки от нас, и проходят многие годы, прежде чем их свет попадает на Землю. Даже свет ближайшей звезды, нашего Солнца, доходит до нас только через девять минут. Посмотрите на ночное небо. Вы увидите звезды такими, какими они были много лет назад. В известном смысле мы все смотрим в прошлое.

Нужно дать время механизму обратной связи проявить себя. Когда мы не учитываем задержку во времени, то слишком рано оцениваем успех нашей стратегии - задолго до того, как проявятся все последствия. Считая свою стратегию эффективной, мы можем взять ее на вооружение, а впоследствии решить, что окончательные результаты были связаны не с ней, а с другими факторами.

Вопросы

1. Дайте определение понятию «система менеджмента». Какие классификации системного менеджмента вы знаете? Охарактеризуйте их.

2. Назовите основные виды закономерностей регулирования систем в уравлениии.

3. Приведите примеры закономерности взаимодействия части и целого, а именно: аддитивности, иерархичности, конвергенции, 80/20.

Задание

Придумайте развернутый пример, в котором будут отражены все три вида обратной связи: упреждающая, усиливающая, уравновешивающая. Нарисуйте схему.

Наш пример: На бирже эквивалентом правила «ощущать себя успешным - лучший путь к успеху» служит выражение «деньги к деньгам». Например, ходят слухи, что какие-то акции пойдут вверх (упреждающая связь). На самом деле ничего не происходит, но слухи привлекают покупателей. Курс акций поднимается. Чем он выше, тем больше покупателей. Возникает петля усиливающей обратной связи. Наконец рыночные аналитики запускают уравновешивающую петлю: они объявляют, что курс завышен, - люди начинают продавать акции, и курс падает.

Причинно-следственные связи

Определение. Причинность или причинно-следственная связь - связь между одним событием, которое называют причиной, и другим событием, которое называют следствием, что с необходимостью следует за первым.

Макс Борн в 1949 году сформулировал три предположения, на основе которых определяется причинность:

1. Существуют законы, по которым проявления сущности B определенного класса зависит от проявления сущности A другого класса, где слово сущность означает любой физический объект, явление, ситуацию или событие. А называют причиной, B называют следствием.

2. Причина всегда происходит раньше или бы хотя одновременно со следствием.

3. Причина и следствие должны быть в пространственном контакте или быть связанными цепочкой посредников, находящихся в контакте.

Сложность социально-экономических процессов и явлений состоит в том, что любой результат (показатель, зависимая переменная) зависит от причин (факторов, независимых переменных).

Для социально-экономических систем характерно, что число причин или условий, практически может быть неограниченно большим.

Для изучения причинно-следственных связей используется аппарат корреляционно-регрессионного анализа.

Поскольку «все элементы системы непосредственно или опосредованно взаимосвязаны, то изменение одного из элементов оказывает влияние на все остальные. Эти остальные элементы тоже изменятся, и эти изменения в свою очередь тоже вызовут изменения в первом элементе. Он начнет реагировать на эту волну обратного влияния. Следовательно, первоначальное воздействие возвращается к исходному элементу в уже измененном виде, замыкая цикл, а, не распространяясь только в одном направлении. Этот цикл называется циклом обратной связи.

Существуют два вида обратной связи:

Усиливающая обратная связь возникает, когда изменения в системе возвращаются на вход системы и усиливают первоначальное изменение, приводя к еще большим изменениям в том же направлении. Система удаляется от начального состояния с возрастающей скоростью.Усиливающая обратная связь может привести к бесконтрольному экспоненциальному росту. (Примеры: цепные реакции, приводящие к взрыву, рост объемов выдаваемых кредитов, приводящий к финансовому кризису и

Уравновешивающая обратная связь возникает, когда изменения во всей системе вызывают уменьшение первоначального изменения и тем самым ослабляют общий эффект.

Уравновешивающая обратная связь поддерживает систему в устойчивом состоянии и вызывает сопротивление системы попыткам в нее вторгнуться с целью изменения».

Пример: влияние физических свойств воды (высокая теплоемкость, теплообмен при испарении и замерзании) снижают резкие колебания температуры воздуха и стабилизируют климат на Земле.

Пример: взаимовлияние профсоюза, администрации и собственников организации.

Усиливающие и уравновешивающие обратные связи чаще называют положительными и отрицательными, соответственно.

Пример: генератор – это усилитель с прямой обратной связью (коэффициент усиления больше единицы).

Упреждающие связи редуцируются поведением людей, потому что они обладают способностью интуитивно предвидеть (прогнозировать) будущее и строить с учетом этого свое поведение. Упреждающие связи в реальности могли бы и не проявиться, если б не определенная мыслительная деятельность, как следствие, поведение людей.

Окружающий нас мир представляет собой чрезвычайно сложную систему. И чтобы понять его, необходима система не менее сложная.

Человеческий мозг - наиболее сложная из всех известных нам систем. При весе около 1,5 кг он содержит более 100 трил­лионов нервных клеток - нейронов; то есть примерно столько же, сколько звезд в Млечном Пути. Свыше 10 триллионов ней­ронов содержит одна лишь кора головного мозга - его вне­шняя оболочка. А согласно системному подходу, сами связи между нервными клетками имеют более важное значение, чем сами клетки. Отдельный нейрон может иметь до ста тысяч связей, и около тысячи из них задействованы постоянно. Мозг не похож на компьютер, но каждая отдельная нервная клетка работает подобно небольшому компьютеру. В коре головно­го мозга содержится более миллиона триллионов связей. Если бы начать пересчитывать их по одной в секунду, общий под­счет занял бы 32 миллиона лет.

Никакие два мозга не похожи друг на друга. Каждый чело­век рождается с полным набором необходимых ему нейро­нов, но до 70% этих нейронов отмирают в первый год жизни. Выжившие нейроны образуют еще более сложную сеть свя­зей. По мере того как мы познаем окружающий нас мир, одни из этих связей становятся более прочными, а другие ослабева­ют. Мозг не может существовать независимо от мира, в кото­ром он живет и который его формирует; внешняя система окружающего мира создает внутреннюю систему нашего мозга.

Задача мозга - находить закономерности и обнаруживать смысл в том потоке сенсорной информации, которую он по­лучает извне. Сам акт восприятия тоже формирует смысл вос­принимаемой информации, поэтому именно мозг создает мир в том виде, в котором он появляется перед нами. Интер­претация является составной частью восприятия.

Специалисты - нейрохирурги и нейрофизиологи - опре­деляют мозг как интегрированную и децентрализованную сеть, в которой параллельно и одновременно взаимодействуют вол­ны согласованных и дифференцированных резонансных струк­тур. То есть, короче говоря, это система высочайшего уров­ня сложности.

Мозг как информационная структура в каждом своем бите настолько сложен, насколько это льстит нашему тщеславию и устрашает наш интеллект.

Простые и сложные системы

Система существует благодаря взаимодействию ее частей; при этом важен не столько размер или количество этих частей, сколько установившиеся между ними связи и влияние, которое они оказывают друг на друга. Эти взаимо­связи, а, следовательно, и сами системы, бывают простыми и сложными.

Есть два способа усложнить все что угодно. Когда мы думаем о чем-то сложном, мы часто его себе представляем состоящим из множества различных частей. Это сложность строения. Если вы посмотрите на мозаику-головоломку, со­стоящую из тысячи деталей, то увидите эту сложность стро­ения. Часто можно найти способ упрощения, объединяя де­тали в группы и организуя их по-другому, ведь у каждой де­тали есть только одно место, в которое она может войти. С такого рода сложностью хорошо справляются компьютеры, в особенности, если процедуры работы с такими системами поддаются программированию.

Другой тип сложности - динамическая сложность.Онавозникает тогда, когда элементы системы могут быть связа­ны друг с другом различными способами, потому что каждая часть может находиться в различных возможных состояниях, и тогда даже небольшое количество элементов может объединяться огромным количеством способов. И не всегда оправдывается тот, казалось бы, неопровержимый закон, что чем меньше количество элементов, тем проще понять и уп­равлять системой. Все зависит от степени динамической сложности.

Рассмотрим, к примеру, коллектив сотрудников фирмы. У каждого из них может время от времени попросту менять­ся настроение. Поэтому существует множество вариантов связей, которые могут устанавливаться между ними. Таким образом, система может содержать небольшое количество элементов, но обладать огромной динамической сложностью. И проблемы, кажущиеся на первый взгляд достаточно про­стыми, могут оказаться слишком сложными при ближайшем рассмотрении.

Появление новых связей между элементами усложняет систему, а добавление новых элементов может создать новые связи. Когда вы добавляете один новый элемент, коли­чество возможных связей увеличивается не на единицу. Оно может расти экспоненциально; другими словами, с добавле­нием каждого следующего элемента прирост количества связей превышает соответствующий прирост, возникший при добавлении предыдущего. Предположим, например, что для начала имеются два элемента - А и В. Между ними могут Возникнуть две связи и два пути передачи воздействия: от А к В и от В к А. Теперь добавим еще один элемент - С. В системе появились три элемента: А, В и С. Количество воз­можных связей при этом увеличилось до 6 или до 12, если допустить, что два элемента могут образовать альянс и вза­имодействовать с третьим (например, А с В взаимодействуют с С). Вы видите, что уже небольшое количество элементов может образовать динамически сложную систему, даже если эти элементы будут находиться только в одном состоя­нии, Мы знаем об этом по собственному опыту: двумя людьми управлять сложнее, чем одним, не вдвое, а более чем вдвое, потому что значительно возрастает вероятность оши­бочного взаимопонимания; второй ребенок гораздо более чем вдвое увеличивает количество хлопот и прибавляет радости родителям.

Простейшие системы состоят из небольшого количе­ства элементов, диапазон возможных состояний которых не­значителен, и из малого набора простых связей, соединяю­щих эти элементы. Примерами таких систем могут служить терморегулятор и система водопровода. Обе эти системы не слишком сложны как по составу, так и в динамике.

Очень сложная система может содержать множество элементов и подсистем, каждая из которых может находить­ся в самых разных состояниях, которые в свою очередь мо­гут изменяться под воздействием других элементов. Попыт­ку дать исчерпывающее описание такого рода сложных сис­тем можно сравнить с поиском выхода из лабиринта, который полностью изменяет свою конфигурацию, как только вы ме­няете направление движения. Любая стратегическая игра, подобная шахматам, обладает динамической сложностью, потому что всякий раз, когда вы делаете ход, вы полностью изменяете положение на доске, так как ваш ход изменяет само соотношение фигур. (Можно придумать еще более слож­ную динамическую игру в шахматы, в которой при каждом ходе фигура превращалась бы в новую фигуру.)

Первый урок системного подхода: выясните, с ка­ким видом сложности вы столкнулись: со сложностью строения или с динамической сложностью - с мозаи­кой-головоломкой или с шахматами.

Взаимодействие между различными элементами сис­темы определяет принципы ее работы, поэтому любой эле­мент, пусть наименьший и, казалось бы, простейший, может изменять поведение системы в целом. Например, гипотала­мус, отдел головного мозга размером с горошину, регулирует температуру тела, частоту дыхания, водный баланс и кровяное давление. Аналогичным образом частота сердечных со­кращений оказывает влияние на функции всего организма. Когда она повышается, вы можете почувствовать тревогу, возбуждение или радость. Когда она понижается, вы чувству­ете себя более заторможенным.

Все элементы системы взаимодействуют и зависят друг от друга. Связи с другими элементами дают им силу влиять на всю систему в целом. Отсюда вытекает одно любопыт­ное правило управления системами, в особенности груп­пами людей: чем больше у вас связей, тем легче управлять. И действительно, исследования показывают, что успешные менеджеры уделяют в четыре раза больше времени постро­ению сети связей, чем их менее успешные коллеги.

Различные элементы могут объединяться в группы, чтобы воздействовать на систему в целом. Группы объединяются в альянсы, которые могут совершенно изменить работу правительства, организации или коллектива.

Вечный рост невозможен. Когда-нибудь в дело вступает второй тип обратной связи и останавливает рост. Ее называют уравновешивающей обратной связью, т.е. противостоящей изменениям. Петля подобной связи действует там, где изменение в одной части системы ведет к таким последствиям в остальных ее частях, что первоначальное изменение тормозится или отыгрывается назад. Эта форма обратной связи противостоит переменам и поддерживает стабильность системы, которая в противном случае была бы разрушена действием усиливающей обратной связи.

Уравновешивающую обратную связь иногда называют «отрицательной», но такое название вводит в заблуждение по двум причинам. Во-первых, «отрицательная обратная связь» часто истолковывается как критика, во-вторых, слово «отрицательная» обычно относится к чему-то плохому. Но в самой по себе уравновешивающей обратной связи нет ничего плохого или хорошего. Ее присутствие просто означает, что система противится переменам. Нам это может оказаться кстати, а может и мешать - все зависит от того, чего мы добиваемся. Если хотим изменить сложную систему, уравновешивающая обратная связь окажется «силой сопротивления». А если стремимся сохранить систему, то же качество назовем «силой стабилизации».

В нашем организме действует множество механизмов уравновешивающей обратной связи. Например, температура человеческого тела неизменна. Небольшая часть мозга, называемая гипоталамус, действует как управляющий механизм «термостата». Когда температура отклоняется от нормы, он запускает изменения, ликвидирующие это явление. Другие механизмы уравновешивающей обратной связи обеспечивают стабильность пульса, кровяного давления и температуры тела в условиях разнообразных внешних воздействий. Именно надежность этих механизмов и делает нас жизнеспособными.

Механизм уравновешивающей обратной связи регулирует разницу между действительным и желаемым состоянием системы. В этой книге символом механизмов уравновешивающей обратной связи будет изображение весов:

Большинство примеров, приводимых на стр. 48-53, относится к уравновешивающей обратной связи. Жажда - это сигнал того, что имеется разрыв между необходимым и фактическим уровнем жидкости в организме. Нужно пить, чтобы уменьшить это различие и восстановить равновесие. Когда вы едете на велосипеде, глаза и мышцы фиксируют отклонение от равновесия (от нормы), а движения рук и ног восстанавливают его.

Уравновешивающая обратная связь направлена но достижение цели. Все системы обладают механизмами уравновешивающей обратной связи, которые обеспечивают их стабильность, а потому у любой системы есть цель, доже если она заключается лишь в том. чтобы система осталось неизменной.

уравновешивающая обратная связь направляет систему к цели, т.е. к такому состоянию, когда механизм уравновешивающей платной связи выключается, а система оказывается сбалансированной.

Уравновешивающая обратная связь всегда направлена к уменьшению разницы между действительным и желаемым состояниями системы. Пока эта разница сохраняется, уравновешивающая обратная связь будет сдвигать систему в направлении желаемого состояния. Чем ближе к цели, тем меньше разница между этими состояниями и тем меньше изменяется система.

Итак, необходим механизм измерения, иначе система не будет знать о разнице между ее действительным и желаемым состояниями. Осуществляемые системой измерения должны быть достаточно точными, чтобы не возник риск запуска никому не нужных механизмов обратной связи. Например, если в терморегулирующей системе используется неисправный термометр, он включит нагреватель не тогда, когда нужно. На инструментальной панели автомобиля есть несколько индикаторов, сообщающих о состоянии различных узлов. Несколько месяцев назад в автомобиле Джозефа загорелся индикатор неисправности тормозной системы, а это дело серьезное. Но когда он пригнал машину в мастерскую, там обнаружили, что тормоза в полном порядке, а вот электроника барахлит, из-за чего и поступал ложный сигнал.

Кроме того, точность измерений должна быть адекватной задачам системы. Если, например, термометр в системе терморегуляции фиксирует разницу в одну сотую градуса, домашняя система отопления будет включаться и выключаться поминутно, поскольку теммпература в комнате слегка меняется, даже когда кто-нибудь входит или выходит. С другой стороны, если термометр показывает температуру, которая отличается от истинной на пять градусов, вы yспеете изрядно замерзнуть, прежде чем система включится. Точность намерения, повторим, должна соответствовать задачам системы. Что касается общения, каждый из нас знаком с людьми настолько толстокожими, что ни зевота, ни остекленевшие глаза собеседника не остановят их и не помешают до конца показать альбом фотографий, . деланных во время последнего отпуска. С другой стороны, некоторые люди отличаются такой сверхчувствительностью, что случайное замечание могут принять за выражение неодобрения, а минутное отсутствие внимания к ним - за полное пренебрежение.

Осмысленное общение всегда предполагает наличие некоторой цели, даже если мы не отдаем себе в этом отчета, иначе наши действия были бы хаотичными. Мы всегда действуем, руководствуясь целью. Она бывает самой тривиальной, когда мы решаем задачу на микроуровне (как в рассмотренном ранее примере с попаданием пальцем в точку), или крайне важной, когда на макроуровне планируем собственную жизнь. Мы можем не сознавать собственных целей, менять их или терпеть неудачу, но они всегда с нами. У каждого разговора есть своя задача, даже если речь идет только о том, чтобы не совсем скучно скоротать время. В соответствии с этой целью мы подбираем реплики. Часто цель бывает очень конкретной: мы хотим продать что-либо, убедить человека в нашей правоте или добиться, чтобы он сделал то, что нам нужно. В соответствии с целью мы подбираем слова и жесты, а глаза и уши помогают нам судить, насколько успешно идет движение к цели. Так что если мы, например, намерены что-то продать, то нужно обращать внимание на проявления заинтересованности, отвечать на вопросы и добиваться взаимопонимания.

Поскольку эта книга представляет собой инструмент общения, в процессе ее создания использовалась целая сеть механизмов уравновешивающей обратной связи. Во-первых, действовала внутренняя уравновешивающая обратная связь, в силу чего книга подвергалась изменениям в процессе написания. Ее несколько раз переписывали, чтобы сделать более понятной и чтобы каждый абзац соответствовал главной теме и общему стилю. Фразы, которые вы читаете сейчас, отличаются от тех, что были написаны первоначально. Во-вторых, действовала внешняя уравновешивающая обратная связь: другие люди - друзья и коллеги - читали и комментировали рукопись, хвалили, давали советы и предлагали идеи, которые, несомненно, улучшили текст.

Механизм уравновешивающей обратной связи участвует в поддержании товарных запасов. На складе должен быть достаточный их резерв, чтобы клиентам не приходилось ждать, но запасы не должны быть чрезмерными, потому что за складское помещение приходится дорого платить. В экономике в целом спрос и предложение образуют базовый механизм уравновешивающей обратной связи. Когда спрос превышает предложение и товаров не хватает, механизм обратной связи двояким образом уменьшает спрос - за

счет повышения цен и увеличения предложения товаров. Когда предложение превышает спрос, механизм обратной связи, чтобы стимулировать спрос, понижает цены, а возможно, уменьшает предложение, «придерживая» излишние запасы на складе или сокращая производство.

Существует множество механизмов уравновешивающей обратной связи для сохранения равновесия в природе. Они поддерживают баланс в тропических лесах, степях, пустынях, на болотах и коралловых рифах. Сложные взаимосвязи между животными, растениями и простейшими организмами образуют контуры об-ратной связи, оберегающие природное равновесие. Они образуют обширную сеть, в которой жизнь каждого обеспечивается за счет отношений с другими. То, что может кому-то показаться плохим, и действительности необходимо для поддержания баланса экосистем. Например, регулярные степные пожары полезны, даже необходимы. Огонь делает всхожими семена некоторых растений, он разрушает старую, сухую растительность, уничтожает ненужные отростки на деревьях и не дает укрепиться пришлым растениям, которые его хуже переносят. В долгосрочной перспективе огонь поддерживает жизнеспособность степей. Похоже, что, пройдя через испытания, экосистемы становятся сильнее.

В царстве животных хищники сдерживают рост численности травоядных. Хищник и жертва образуют механизм уравновешивающей обратной связи. Например, в Канаде волки охотятся на лосей, ланей и северных оленей, карибу. В мягкие зимы, когда еды много, численность оленей возрастает. Однако их среда обитания не дает возможность прокормить увеличившееся стадо, и спустя какое-то время возникает недостаток пищи. С ростом общей численности популяции возрастает количество старых и больных особей. Это хорошо для волков. Оленей много, и поймать их не трудно, поэтому волки начинают обильно питаться и накапливать жир. Соответственно, уменьшается число оленей, и вскоре в стаде остаются только самые сильные и быстрые. Теперь в трудном понижении оказываются волки: старые и больные вымирают, и давление на стадо оленей снижается. Тем временем пищевые ресурсы оленей восстанавливаются, и цикл начинается заново. Большее число оленей означает большее количество волков, что ведет к уменьшению численности оленей, а потому будет меньше и волков, потом оленей опять станет больше... Волки помогают поддерживать численность популяции оленей на уровне, соответствующем продовольственным ресурсам экосистемы, а олени оказывают аналогичную услугу волкам. В этом и заключается «цель» конкретной экосистемы, хотя, если бы какой-нибудь волк или олень могли об этом задуматься, они вряд ли бы с нами согласились. Каждому конкретному животному приходится порой нелегко, но это помо гает поддерживать природное равновесие, что позволяет выживать обоим видам.

От нарушения природного баланса страдают и хищники, и их жертвы. Например, плато Кайбаб в штате Аризона может прокормить около 40 тысяч оленей. Удачливые охотники способствовали значительному сокращению количества их природных врагов (волков, пум и койотов), и численность популяции оленей быстро превысила 50 тысяч. Пищи на всех не хватало. В отчаянии олени съели все, что можно, в том числе кору молодых деревьев. Когда не осталось никакой еды, 40 тысяч оленей умерли от голода.

Пожалуй, болезни тоже можно назвать одной из форм механизма уравновешивающей обратной связи. Когда мы устаем, вероятность заболеть повышается, а после нескольких дней отдыха организм приходит в себя и снова способен трудиться. Доказано, что стресс делает нас более подверженными болезням, и его можно назвать одним из способов, с помощью которых организм сообщает о большой разнице между его целью - оказаться в удобном положении - и действительной ситуацией. Болезнь заставляет нас на несколько дней расслабиться, чтобы потом, хотелось бы думать, с новыми силами вернуться к работе. Так что порой болезнь невольно выполняет роль механизма уравновешивающей обратной связи.

Заживление ран - это еще один пример уравновешивающей обратной связи. Тело чувствует разницу между тем, что есть, и тем, что должно быть, и действует соответственно - кровь сворачивается, чтобы закрыть поврежденную поверхность кожи, образовать корку, под которой возникают условия для затягивания раны и возникновения рубцовой ткани, или мобилизуется иммунная система для борьбы с враждебными антигенами.

Без механизмов уравновешивающей обратной связи не смогли бы выжить ни мы, ни общество, ни экосистемы. Они - тот самый «клей», который не дает всем нам развалиться на части.

Понятие "связь" входит в любое определение системы и обеспечивает возникновение и сохранение целостности ее свойств. Это понятие одновременно характеризует и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.

Однако довольно трудно дать определение этому почти очевидному понятию - существуют десятки определений. В одних случаях связь - это "процесс...", в других - "подсистема (элемент) ..." . Можно говорить, что "связь" - это отдельный элемент и в этом есть некоторый смысл, поскольку иногда канал связи имеет материальное воплощение со своими статическими и динамическими свойствами.

Самое простое определение звучит так:

связи - это то, что объединяет элементы в целое.

Рассмотрим более глубокое определение.

Отношение взаимной зависимости, обусловленности, общности между элементами системы, которое может быть механическим (обмен усилиями), трофическим (обмен энергией) и сигналами (обмен информацией), называется связью (взаимосвязью) элементов.

Предполагается, что связи существуют между всеми системными элементами, между системами и подсистемами. Если между элементами существует зависимость, то, следовательно, между ними имеется связь.

Связями первого порядка называются связи, функционально необходимые друг другу. Дополнительные связи называются связями второго порядка. Если они присутствуют, то в значительной степени улучшают действие системы (проявление эффекта синергии), но не являются функционально необходимыми. Излишние или противоречивые связи называются связями третьего порядка. Иногда связь определяют как ограничение свободы элементов. Действительно, элементы, вступая в связь друг с другом, утрачивают часть своих свойств, которыми они потенциально обладали в свободном состоянии.

Существуют несколько классификаций связей. Связи можно охарактеризовать направлением, силой, характером (видом) По первому признаку связи делятся на направленные и ненаправленные. По второму - на сильные и слабые. По характеру (виду) различают связи подчинения, связи порождения (генетические), равноправные (безразличные), связи управления.

Для кибернетических моделей систем, в которых связи условно считаются однонаправленными, более адекватным является такое определение.

Связь - это способ взаимодействия входов и выходов элементов.

В свете такого определения связи делятся на прямые и обратные (рис. 7).

Прямой называется связь между выходом одного элемента и входом другого, обратной - связь между выходом и входом одного и того же объекта.

Причем обратная связь может быть осуществлена непосредственно (рис. 7,б) или при помощи других элементов системы (рис. 7, в)

Различают положительную (усиливающую) и отрицательную (уравновешивающую) обратные связи. Если ограничиться только внешними причинами изменения выхода, то можно остановиться на таких определениях.

Обратная связь, уменьшающая влияние входного воздействия на выходную величину, называется отрицательной, а увеличивающая это влияние - положительной.

В общем случае

положительная (усиливающая) обратная связь усиливает тенденцию изменения выхода системы, а отрицательная (уравновешивающая) - ее уменьшает.

Таким образом, отрицательная обратная связь способствует восстановлению равновесия в системе, нарушенного внешним воздействием или некими внутренними причинами, а положительная - усиливает отклонение от равновесного состояния по сравнению с его величиной в системе без такой обратной связи.

Примеры. Положительная обратная связь. На входе - вклад в банке, на выходе-сумма денег на счету. Если положить в банк 1000 руб. под 10 % годовых, то через год на счету будет 1100 руб., через 2 года - 1210 руб. и т. д. Если взять в кредит в банке 1000 руб. под 10 % годовых, то через год на счету будет 1100 руб. долга, через 2 года - 1210 руб. и т. д.

Обратная связь является основой саморегуляции, развития системы, приспособления ее к меняющимся условиям существования. Весь наш жизненный опыт состоит из циклов обратной связи.

Примеры положительной обратной связи: раковое заболевание, рост живых клеток, накопление знаний, распространение слухов, уверенность в себе, эпидемия, ядерная реакция, паника, рост коралловых рифов.

Примеры отрицательной обратной связи: воздушный кондиционер, температура тела, процентное содержание сахара в крови, кровяное давление, выздоровление, езда на велосипеде, хищники и жертвы, спрос и предложение на рынке, регулирование ассортимента.

Имеется любопытная разновидность обратной связи - так называемая упреждающая связь (feedforward) . В этом случае будущее оказывает влияние на настоящее. Например, если вы ожидаете провал, то, скорее всего, его и получите. И наоборот, если вы настраиваетесь на успех, ваша энергия и оптимизм помогают вам и повышают ваши шансы.

Наши ожидания и тревоги, опасения и надежды способствуют формированию именно того будущего, которое мы себе представляем.

Упреждающая связь создает так называемые самоосуществляющиеся пророчества. Примером является ситуация с ожиданием дефицита. Люди верят в пророчества и поступают в соответствии с ними. Наше будущее строят наши убеждения.

Особенность упреждающей связи состоит в том, что усилия, которые направлены на то, чтобы избежать нежелательных событий, как раз к ним и приводят. В качестве примеров можно привести механизм бессонницы или парадокс-пожелание: "Будьте непринужденны!"

Усиливающая обратная связь возникает, когда первоначальное изменение усиливается последующими. Другими словами, "следствие" изменения усиливает его "причину", которая в свою очередь увеличивает изменение. В результате система начинает с нарастающей скоростью удаляться от первоначального состояния.

Это может привести к усиливающей упреждающей связи, которая возникает тогда, когда сам факт прогноза отталкивает систему от прогнозируемого состояния, и прогноз оказывается самоупраздняемым пророчеством.

Уравновешивающая обратная связь возникает, когда изменения в системе нейтрализуют первоначальное изменение и ослабляют его последствия Другими словами, "следствие" изменения противоположно его "причине". Система приходит к устойчивому состоянию - к достижению своей "цели".

Уравновешивающая упреждающая связь возникает, когда ожидание изменения подталкивает систему к прогнозируемому состоянию, и прогноз оказывается самоосуществляющимся пророчеством.

Классификация систем.

Проработать самостоятельно в .

1. В.Н. Волкова, А.А. Денисов. Основы теории систем и системного анализа: Учебник. Изд. 3-е переработанное и дополненное. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2007.-512 с. (Гриф Минобр).Литература

2. Мухин В.И., Малинин В.С. Исследование систем управления: Учебник для вузов.– М: Издательство «Экзамен», 2003. – 384 с.

Лекция 2

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД В ИССЛЕДОВАНИИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

План лекции:

1. Понятие и основные принципы системного подхода

2. Сущность системного подхода