Путешествие по системному ландшафту

Управление жизненным циклом систем. Эта глава начинается с рассмотрения различий между управлением (management) и руководством (leadership) применительно к системам. Описывается роль подразделений по контролю за внесением изменений применительно к универсальной модели изменений. Представлены с пояснениями различные типы систем с различной продолжительностью жизненных циклов. Дополнительному рассмотрению и переосмыслению подвергается тема системы систем, в частности, обсуждаются вопросы, связанные с правом собственности. Углубленный анализ модели жизненного цикла, основанный на её представлении в виде Т-модели, дает представление о том, как применять стандарт ISO/IEC 15288 в различных ситуациях. Описываются концепции итеративной разработки и реализации систем, а также инкрементного, поэтапного приобретения. Иллюстрируются свойства таких хорошо известных моделей, как V-модель и спиральная модель. Рассматриваются роли и обязанности, которые должны брать на себя различные стороны в течение жизненного цикла. Описывается подход к интеграции моделей жизненного цикла и процессов жизненного цикла, а также необходимые для этого методы и инструменты. Наконец, дается описание жизненных циклов продукции с точки зрения предприятия и уточняется связь между управлением жизненным циклом системы и продукции, включая интегрированную логистическую систему.

Данные, информация и знания. Крайне важно усвоить связанные с системами знания, которые могут быть использованы для принятия обоснованных, компетентных решений, касающихся изменений. Поэтому в этой главе внимание уделяется пониманию смысла, который вкладывается в понятия данные, информация, знания и даже мудрость, а также взаимосвязям между этими понятиями. Представление информации также включает в себя различные формы компьютерных мультимедиа. Рассматривается качество информации, которая жизненно необходима для мышления и действия на языке систем; описывается классификация информации на основе таксономий и онтологий. Сбор данных, информации и знаний в течение жизненного цикла системы описывается как важный вклад в интеллектуальный капитал организации и предприятий. Показана важность построения информационных моделей. Описывается и поясняется роль креативного мышления как средства, способствующего получению новых знаний, относящихся к проблемам и возможностям. Наконец, рассматриваются пять факторов, описанных Питером Сенге, и являющихся основными принципами обучающейся организации, а именно: личное мастерство, мысленные модели, общее видение, коллективное, командное обучение и системное мышление.

Организации и предприятия как системы. На этой последней остановке путешествия становится ясно, что организация и/или предприятия являются системами, состоящими из элементов и связей между ними, и поэтому управление их жизненными циклами столь же необходимо. Описывается роль менеджеров как владельцев систем. Дается представление об архитектуре предприятия как совокупности архитектур систем, связанных с организацией. Для решения проблем, связанных с растущей сложностью архитектур предприятия, предлагается применение упрощенного руководства по архитектуре. Описывается стратегия проведения изменений в организации и обсуждается вопрос о том, почему изменения в системах зачастую не приводят к достижению поставленных целей. Показывается, как путешествие по системному ландшафту способствовало реализации таких важных принципов управления качеством ISO 9000, как ориентация на потребителя, ответственность руководства, вовлечение персонала, процессный подход, системный подход к управлению, непрерывное улучшение, основанный на фактах подход к принятию решений и взаимовыгодные отношения с поставщиком. Наконец, приводится стратегия применения стандартов управления системами, в частности, стандартов ISO 9001 и ISO 14001.

При подведении итогов делаются выводы о выгодах, получаемых благодаря совместному использованию независимых системных представлений в системном ландшафте организаций и предприятий в их составе.

Экскурсии. В путешествии мы будем совершать экскурсии, во время которых с помощью учебных примеров сможем лучше разобраться в том, как применяются концепции и принципы мышления и действия на языке систем. Три экскурсии будут посвящены знакомству с опытом проектов, реализованных слушателями курса, а одна – знакомству с результатами разработки системной архитектуры, выполненной автором. Это:

• учебный пример по кризисному управлению;

• учебный пример по совершенствованию структуры организации;

• учебный пример по архитектурным концепциям и принципам;

• учебный пример по онтологиям управления жизненным циклом.

Выражение признательности

Многие люди прямо и косвенно способствовали написанию этой книги. Так как жизнь это опыт, который обучает, автор в процессе своей профессиональной карьеры, начавшейся в конце 50-х годов прошлого века, встречался с различными проблемами и ситуациями, связанными с системами. Поэтому я бы хотел поблагодарить всех моих коллег, с которыми работал в компьютерной отрасли, в учебных заведениях, а также во время моей консультационной деятельности в области систем во многих частных и государственных организациях, за их как непосредственный, так и косвенный вклад в мои знания о системах. В частности, я рад признать огромное влияние моего первого начальника и наставника, легендарного контр-адмирала доктора Грейс Мюррей Хоппер (ныне покойной), которая, будучи пионером в компьютерной отрасли, научила меня быть исследователем, стремиться обрести более глубокое понимание и всегда подвергать сомнению существующее положение вещей, что помогло мне сделать отличный старт в моем собственном путешествии в мир сложных систем.

В 1996 году как глава шведской делегации, а в 1999 году еще и в качестве выбранного архитектора стандарта ISO/IEC 15288 (Процессы жизненного цикла систем), разрабатывавшегося Рабочей группой 7 Седьмого подкомитета первого объединенного технического комитета ИСО и МЭК (WG7/SC7/JTC1/ISO/IEC), я по просьбе доктора Рагу Сингха начал участвовать в работе этой группы и благодарен ему за проницательность, способствовавшую запуску этого важного проекта по разработке международных стандартов. Спонсорами этой деятельности стали шведское Управление оборонных поставок (FMV) и шведские управления по развитию NUTEK и VINNOVA. Поэтому я выражаю свою благодарность Ингмару Карлссону и другим сотрудникам FMV за их постоянную поддержку, а также Карлу-Эйнару Сьедину из NUTEK, а позднее из VINNOVA за его поддержку. Я хочу поблагодарить всех моих коллег по работе в рамках проекта Рабочей группы 7 за многие часы плодотворных дискуссий на заседаниях во всех частях света. В частности, я благодарю Стюарта Арнольда, редактора данного стандарта, за наше тесное сотрудничество в создании и защите концепций и принципов, лежащих в основе архитектуры 15288, а также Стэна Меджи и Дуга Тиеле, руководивших этой деятельностью наилучшим образом.

Есть несколько человек, каждый из которых внес существенный вклад в системное мышление. Поиск в Интернете по данной теме выдает тысячи ссылок, имеющих отношение к этому вопросу. В частности, меня вдохновила новаторская работа Питера Сенге «Пятая дисциплина», в том числе разделы, посвященные системному мышлению и основам обучающейся организации. Я многое почерпнул из работы Роберта Флада, который придал более глубокий смысл работам Сенге и других, и в том числе представил собственные идеи в своем труде «Переосмысливая пятую дисциплину». Мой коллега по Технологическому Институту Стивенса (Stevens Institute of Technology) Джон Боардмэн в значительной степени способствовал разработке диаграмм, представляющих сложные ситуации в форме системограмм, которые описаны в книге «Системное мышление: Решение проблем 21-го века», написанной в соавторстве с Брайаном Сосером, книге, которая заставляет думать. Еще одним источником вдохновения послужили работы Питера Чекланда, так называемая методология мягких систем, которая развивалась долгие годы и продемонстрировала, как можно использовать системное мышление применительно к нетехническим системам. Написанию и изданию данной книги помогли также работы других системных мыслителей, в том числе Рассела Акоффа, Росса Эшби, Стаффорда Бира, Джея Форрестера и Уэста Черчмэна. Позднее меня вдохновили работы еще одного пионера в области системного мышления, Георгия Петровича Щедровицкого, который был первым, изучавшим эту тему в России.

В последнее время я имел возможность исследовать основные вопросы управления изменениями. В этой связи я хочу поблагодарить сотрудника шведского Управления оборонных поставок Йохана Бендза за тесное сотрудничество в ходе формирования ранних версий модели управления изменениями, а также за оживленные дискуссии по принципиальным вопросам, касающимся систем. Совместно с Леннартом Кастенхагом из Svenska Kraftnat и Госта Энбергом из правительства округа Стокгольм были разработаны несколько важных идей, касающихся применения стандарта ISO/IEC 15288 для управления ИТ в рамках проекта Egiden. Моя благодарность доктору Динешу Верма из Технологического Института Стивенса за его предложение разработать выпускной учебный курс по системному мышлению в институте Стивенса, где были использованы более ранние версии этой книги. Я хочу также поблагодарить Джека Робинсона и его коллег из департамента ИТ правительства округа Стокгольм за их интерес к использованию понятий, представленных в более ранних версиях этой книги.

Выпускной учебный курс и курс для работников, повышающих свою квалификацию, которые послужили стимулом к написанию этой книги, были прочитаны несколько раз в США и Швеции, и я благодарен Стену и Аните Эндлер из Университета г. Шёвде, Аните Коллербауэр из Стокгольмского университета, Андреасу Эрмедалю из университета Мэлардален, Питеру Габриэльсону из шведского Управления оборонных поставок, Берндту Брехмеру, Перу-Арне Перссону и Матсу Перссону из Шведского национального военного колледжа, а также Йану-Инге Свенссену из Академии имени Фольке Бернадотт за их помощь в организации данного курса в Швеции.

Я выражаю глубокую благодарность всем слушателям курса за то, что от них я многое узнал о тех областях, о которых ранее не знал ничего. Как показали многие реализованные мною проекты, системы поистине универсальны. Результаты некоторых проектов приведены в данной книге, в частности, в качестве трех учебных примеров. Я благодарю моих коллег по компании Syntell AB Стюарта Эллисона, Джоанаса Андерссона, Ульфа Карлссона, Майка Коста, Асмуса Пандикова, Тома Стрэндберга и других за многочисленные интересные дискуссии. Благодарю управляющего директора компании Syntell AB Матса Бьоркерота за обеспечение условий для проведения консультаций, в которых понятия и идеи, представленные в данной книге, применялись в различных ситуациях в отношении конкретных организаций и предприятий. Наконец, огромная благодарность Матсу Перссону за его неоценимую помощь в подготовке рисунков и форматировании этой книги, и моему коллеге по Технологическому Институту Стивенса Джону Уэйду за тщательный анализ данной книги.

Особая благодарность Кристеру Йадерлунду (ныне покойному), шведскому пионеру в области компьютерных технологий и истинному профессионалу в области мышления и деятельности на языке систем. Он часто уподоблял системы калейдоскопу, т. е. в зависимости от того, как вы его повернете, система представляется наблюдателю в виде различных структур, передающих различные аспекты поведения. По мере того, как читатель будет изучать изложенный в книге материал, эта калейдоскопическая точка зрения на системы постепенно станет очевидной.

Наконец, я благодарю мою жену Аннику и моих детей Адриана и Жасмин за их терпение, помощь и поддержку в течение многих лет преподавания курсов по данной тематике, которые и привели к написанию этой книги.

Желаю занимательного чтения и понимания во время путешествия по системному ландшафту.

Гарольд «Бад» ЛоусонЛидинго, Швеция

Глава 1. Введение в системы

«О системе так много разговоров и так мало понимания».

Пирсиг Р. M., Дзэн и искусство ухода за мотоциклом, 1974 г.

Существует очень мало слов, которые могут иметь столько толкований, сколько имеет слово «система». Что такое система? В значительной степени это вопрос восприятия. И тем не менее, мы все используем это слово, описывая чего-либо основополагающее. Солнечная система, климатическая система, энергетическая система, политическая система, образовательная система, система технических средств, программная система, система автомобиля, финансовая система, санитарная система, система управления, градостроительная система, законодательная система, социальная система и т. д. Совершенно ясно, что системы, хотя часто и являются абстрактными по своей природе, в некотором смысле постоянно присутствуют и воздействуют на нас. Важно отметить, что некоторые системы, в частности солнечная система и климатическая система, являются природными, в то время, как все остальные системы, приведенные в качестве примера, созданы человеком.

Наше понимание систем, в частности сложных систем, в лучшем случае поверхностно, как отмечено в цитате из Пирсига [Pirsig, 1974]. Для всех систем, за исключением тривиальных, полное понимание практически невозможно. Таким образом, мы живем с тем, что наше осмысление лежит где-то между таинством и полным постижением [Flood, 1998]. Эта неопределенность часто вызывает смешанные чувства в отношении систем. Совершив путешествие, которое предлагается в этой книге, читатель сможет открыть для себя существенную часть тайны и стать более осведомленным в отношении систем а, может быть и в какой-то мере постичь их.

Системы находятся повсюду

Австрийский биолог Людвиг фон Берталанфи [von Bertalanffy, 1968], которого многие считают отцом современного системного мышления, указывает на тот факт, что системы находятся повсюду. Мы не всегда можем формализовать наше представление о системах, но мы определенно ощущаем их воздействие. Никто из нас никогда не забудет системное влияние международного финансового кризиса осенью 2008 года. Системы, тесно связанные между собой, могут оказывать сильное причинно-следственное влияние друг на друга. Давайте сначала рассмотрим историю определения и формализации систем, основополагающие системные понятия, а также вездесущность систем во всех сферах деятельности.

Системное движение

На протяжении 20-го века в области исследования систем был получен ряд ключевых результатов. В частности, во время Второй мировой войны и после нее возросло осознание важности изучения и понимания сложных сущностей, состоящих из множества элементов. Это движение становится всё более активным и привлекает всё больше внимания исследователей и практиков. Принимая во внимание сложность современного общества, можно задать вопрос: Почему для того, чтобы добиться концентрации внимания на этой жизненно важной области, понадобилось так много времени? Существует ли активное системное движение? Как оно осуществляется?

Сосредоточение внимания на целостных, холистических свойствах сущностей не является чем-то новым. В самом деле, греческие философы, в частности Аристотель, указывали на необходимость учета множества факторов для объяснения Вселенной. Так, работы Аристотеля по физике, логике, метафизике, этике, политике и биологии включали в себя наблюдения о необходимости принятия во внимание целостных свойств. Это первое представление о целостности сохранилось до 17-го века. Затем наступила научная революция. Под влиянием необходимости доказать или опровергнуть конкретную гипотезу в работах таких ученых, как Кеплер, Галилей, Бэкон и Декарт, начал развиваться научный метод.

Для научных методов, которые развивались начиная с 17-го века и в последующие годы, характерно стремление обособить один или несколько элементов изучаемого явления. Такое представление, сводящееся к элементам, которые могут быть изучены отдельно, и гипотезе, которая может быть доказана или опровергнута, фактически препятствовало развитию целостного системного мышления. Разумеется, были некоторые исключения, когда рассматривалось более широкое представление природного явления, что способствовало более широкому пониманию законов природы. Исаак Ньютон дал первое научное объяснение Вселенной с учетом движения Земли и Луны, что привело к изобретению им исчисления как математического инструмента. Ньютоновское представление превалировало вплоть до смены основной парадигмы в науке вследствие важных обобщений, представленных Альбертом Эйнштейном в его теории относительности.

В 20-х годах прошлого века Людвиг фон Берталанфи указал на аналогии между целостными свойствами биологических и других систем, и появилось современное системное движение. Л. Берталанфи применил свои научные наблюдения к большому количеству систем, в том числе к системам организационно-административного управления и к организациям [von Bertalanffy, 1968]. Чекланд [Checkland, 1993], а также Скиттнер [Skyttner, 2001] дают отличные исторические резюме системного мышления, а также научного движения, начавшегося с работ античных греков и развившихся в современные представления о системах.

Сегодня ясно, что активное системное движение существует. Это понятно, даже с учетом того, что сложно достигнуть однозначного понимания, что собой представляет системное движение, что включает в себя, и следует ли что-нибудь из него исключить. В данной книге мы рассмотрим некоторые из основных достижений системного движения с целью увидеть, как они отразились в теории и практической деятельности.

Основополагающие свойства

В данной главе мы вводим набор понятий и принципов, которые дадут вам возможность мыслить и действовать на языке систем. Понимание и использование понятий и принципов является наиболее важным аспектом данной книги, поскольку это влияет на нашу способность увидеть системные аспекты для систем любого типа и обсуждать с другими людьми проблемы и возможности, связанные с системами. Мы начнем с наиболее важной, фундаментальной концепции.

«Мы полагаем, что сущность системы – это целостность, соединение вместе различных частей и связей, которые они образуют, для получения нового целого…»

Джон Боардмэн и Брайан Сосер [Boardman and Sauser, 2008]

Первое фундаментальное понятие целостность[1] позволяет нам признать, что, как это и полагал фон Берталанфи, системы находятся повсюду. Понятие целостности приводит нас к двум следующим важным понятиям, а именно: структура и поведение.

Структура и поведение являются основными свойствами всех созданных человеком систем. Структура системы – статическое свойство, относящееся к компонентам системы и их связям между собой. Поведение – динамическое свойство, относящееся к воздействию, эффекту производимому системой в процессе функционирования.

Еще одно фундаментальное свойство, приписываемое системам, – это свойство эмерджентности, т. е. появления у системы новых качеств, которых не было у компонентов системы. Эмерджентность проявляется как в предсказуемом, так и в непредсказуемом поведении системы в процессе её функционирования и/или в особенностях взаимодействия со средой, в которой находится система. Это фундаментальное понятие отражено в следующей цитате Питера Чекланда.

«Целые сущности проявляют свойства, которые имеют смысл только применительно к целому, а не к его частям…»

Питер Чекланд [Checkland, 1999]

Независимость подхода

Вездесущность систем подразумевает, что понимание системных свойств и использование систем не зависят от того, в рамках какой дисциплины рассматриваются системы. Например, в случае сложных систем коллективное понимание динамики поведения системы наряду с различными аспектами управления её жизненным циклом часто является результатом междисциплинарных усилий. Для того чтобы нейтрализовать влияние отдельной конкретной дисциплины и сосредоточиться на системном содержании, крайне важно сформировать общую, единую основу мышления и деятельности для отдельных лиц и групп, являющихся специалистами в различных областях, имеющих различную специальную подготовку и обладающих различными знаниями, квалификацией и способностями. Важные аспекты формирования такой общей, единой, унифицированной основы показаны на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Связь науки и инженерии со структурой и поведением

Отрасли знаний, связанные с наукой и инженерией, имеют дело с фундаментальными системными концепциями структуры и поведения. Применительно к научным дисциплинам ученый наблюдает за поведением (природных или созданных людьми систем), а затем пытается найти и описать структуры (с использованием специального «языка»), которые объясняют это поведение. Применительно к инженерным дисциплинам инженер на основании потребности в достижении определенного (специфицированного) поведения, разрабатывает и проектирует структуры, которые будучи изготовленными и введенными в строй демонстрируют способность отвечать поведенческим требованиям.

Для иллюстрации разницы в подходах к структурам и поведению рассмотрим перечисленные ниже дисциплины, некоторые из которых традиционно ассоциируются с естественными науками, другие имеют слово «наука» в названии, а третьи представляют широкое разнообразие инженерных дисциплин.

В качестве упражнения читатель может рассмотреть, как эти дисциплины отображаются в научном и техническом представлении структур и поведения, показанных на рис. 1.1. Дисциплины, приведенные в примерах, имеют научную или инженерную связь со структурами и поведением, однако это может быть не столь очевидно в других отраслях. Например, интересно поразмышлять о том, как искусство связано с наукой и инженерией. Есть по крайней мере две возможные связи:

• Структуры, доставляющие эстетическое наслаждение и являющиеся ценными в глазах наблюдающего за ними. Например, в природе радуга – привлекательная структура. А для математика привлекательной может быть структура доказательства. Для разработчика программного обеспечения привлекательным может быть понятный алгоритм, на основе которого легко обеспечить желаемое поведение.

• Еще одна связь вытекает из понятия «мастер». Им обычно характеризуют человека, искушенного в своей деятельности. В большинстве своем мастера могут создавать структуры, удовлетворяющие потребностям, и, таким образом, они профессионально становятся похожими на инженеров. Однако истинные мастера в большинстве случаев способны наблюдать, а затем на этой основе находить и описывать подходящие структуры.

Связь с искусством вводит важное понятие стиля в деятельность, связанную с системами. Читателю предлагается рассмотреть другие связи между наукой и искусством, а также инженерией и искусством. Затем рассмотрите структурные и поведенческие связи в таких дисциплинах, как медицина, психология, социология или других известных вам областях.

Системное мышление и системная инженерия

Становится ясным, что предмет всех дисциплин может быть так или иначе связан с некоторыми системными аспектами. В самом деле, у нас всех есть системное мышление и все мы системные инженеры в том смысле, что постоянно думаем и действуем в ответ на системные ситуации, которые влияют на нашу повседневную жизнь. Понимание основных концепций дисциплин «Системное мышление» и «Системная инженерия» в теории и на практике предоставляет средства для превращения систем в точку сосредоточения внимания (объект первого класса), которая может использоваться для улучшения нашей возможности разобраться со сложными системами в любой сфере деятельности.

Мышление на языке систем тесно связано с наблюдением динамического поведения систем в процессе функционирования и поэтому перекликается с научной (левой) частью рис. 1.1. Однако в противоположность научному методу, связанному с попыткой свести поведение к элементам, изучаемым изолированно друг от друга, системное мышление основано на наблюдении и описании целостного поведения множества систем и их элементов.

Совершение действий на языке систем подразумевает создание (инженерную разработку) структуры одной или нескольких систем, представляющих интерес, и поэтому тесно связано с инженерной (правой) частью рис. 1.1. Это естественным образом приводит нас к цели нашего путешествия по системному ландшафту, т. е. к объединению системного мышления и системной инженерии. Действительно, они связаны между собой. Не имеет смысла просто использовать системное мышление, не научившись оценивать альтернативные структурные улучшения и формулировать цели и составлять планы для улучшений в системах. С другой стороны, совершение действий на языке систем посредством системной инженерии без понимания причин, лежащих в основе действий и их последствий, также не имеет смысла. Итак, естественное объединение мышления и совершения действий на языке систем приводит к необходимости принятия решений и управления изменениями, что будет подробно рассмотрено в процессе нашего путешествия по системному ландшафту.