Системное мышление 2024. Том 1

И это не единственные новинки системного мышления, которые появились за последние пять-десять лет. В нашем курсе мы затронем ещё несколько современных трендов в системном подходе. Системный подход активно развивается и прямо сейчас, для него появляются объяснительные физические теории, поддержанные математикой и не противоречащие наблюдениям в технике и биологии.

Моделирование: пропущенные системные уровни

«Дом состоит из кирпичей» – это верное утверждение в физике и математике, но неверное в системном подходе. Приведите ещё три примера таких утверждений.

Системная инженерия: инженерия на основе системного подхода

Наиболее активно после физики, биологии, кибернетики и после этого менеджмента, но до последних наработок по связке физики и биологии, системный подход в 20 веке разрабатывался в системной инженерии (systems engineering).

В русскоязычных переводах инженерной литературы менеджеры часто слово engineering не удосуживаются перевести как «инженерия», так и оставляют «инжинирингом». Можно считать, что «системная инженерия» и «системный инжиниринг» синонимы, но есть маленькая проблема: в России почему-то в тех местах, где занимаются инженерным менеджментом, а не инженерией, называют его тоже «системным инжинирингом» – хотя при этом никаких инженерных (т.е. по изменению конструкции и характеристик системы) решений не принимается, речь идёт только об инженерных решениях по поводу системы-создателя как организационной системы. Эти решения в «системном инжиниринге» делаются тоже с использованием системного подхода, но касаются главным образом организации работ команды проекта по созданию целевой системы (system-of-interest). Грубо говоря, в оригинальной системной инженерии при рассмотрении проекта создания супер-дупер-табуретки::«целевая система» рассматривали главным образом особенности этой табуретки и особенности методов её создания, а вот в «системном инжиниринге» в его российской версии про саму табуретку говорилось бы крайне мало, зато мы бы узнали всё о том, как ведёт себя команда создателей этой табуретки, как она организована. Это тоже важно, но это системная инженерия организации::«создатель системы», то есть системный менеджмент.

Мы будем считать «инженерию» и «инжиниринг» синонимами, но в случае «инжиниринга» рекомендуем проверять на всякий случай, не менеджмент ли (инженерия организации) имеется в виду вместо инженерной работы с целевой системой (то есть занимаются ли в ходе «инжиниринга» изменением целевой системы, или это делают в ходе ещё какой-то другой «инженерии» рядом с «инжинирингом»).

Старинная инженерия работала с веществом, в котором не было никаких особых вычислений, кроме простейших каких-то «обратных связей» типа регулятора Уатта на паровой машине. Современная системная инженерия работает главным образом с киберфизическими системами, типичными из которых будут роботы, ракеты, аэролайнеры, автономные/беспилотные автомобили.

Уже в двадцать первом веке системные инженеры заговорили о том, что ограничений на вид систем по их уровням организации/эволюционным уровням/системным уровням для системной инженерии нет. То есть и изменение вещества такое, чтобы на выходе появилась мыльница или спичка, и изменение вещества такое, чтобы на выходе случился авиалайнер, и изменение людей (их ведь тоже нужно лечить и учить), и изменение организаций (их нужно проектировать и развивать), и сообществ, и обществ, и даже человечества – все эти изменения физического мира к лучшему ведутся системными инженерами. Во всех этих случаях речь идёт о многоуровневом взгляде на устройство объектов: и мыльница, и спичка рассматриваются как части чего-то-то целого (объекты в ситуациях использования мыльницы и спички) и в них самих есть какие-то части, но и общество тоже часть целого человечества, и тоже имеет какие-то свои части. Любой труд по изменению физического мира оказался инженерным, причём речь шла именно о наиболее общей и универсальной, безмасштабной/scale-free инженерии – системной инженерии. Международный совет по системной инженерии (INCOSE) послал инженеров за парту учиться социальным теориям/дисциплинам, чтобы быть готовыми к такому повороту событий, а также призвал именно системных инженеров к ответственности за всю Землю: если не они, владеющие системным мышлением, то никто!48.

Жизнь с тех пор показала, что не столько люди-инженеры побежали за парту, чтобы стать политиками как инженерами общества, или менеджерами как инженерами организации (хотя многие стали в том числе и менеджерами). Нет, наоборот: люди, считающие себя политиками и менеджерами, начали работать инженерными методами.

Даже в пропагандистских кампаниях сначала определяют потребности, затем проектируют, потом осуществляют, получают отклик, корректируют проект и методы его реализации, занимаются этим непрерывно, а не разово, при этом ещё и эксплуатируют результаты прошедшей части кампании. Удивительно, но вот такой простой и понятный способ описания работы по изменению окружающего мира и его необходимость были сформулированы в более-менее чёткой форме именно системными инженерами. Простота и понятность, конечно, только относительные: такому взгляду на мир надо было учиться.

Унификация рассмотрения самых разных проектов по изменению мира к лучшему и тем самым резкое увеличение простоты описаний самых разных целевых систем самых разных проектов основывались на идее системы как выделяемом из окружения куске мира, который и нужно изменить (материал превратить в деталь, студента превратить в мастера, неиндоктринированное общество превратить в индоктринированное). Далее постулировалось, что этот кусок мира (целевая система) в момент его использования наносит миру непоправимую пользу, изменяя его к лучшему (деталь делает работоспособной какое-то «железное» устройство, мастер выполняет полезные работы, индоктринированное общество поддерживает своё существование). Все эти изменения выполняются более-менее одинаково при общем системном взгляде на самые разные системы, несмотря на разницу в терминологии в каждой предметной области.

Скажем, роли менеджера (бизнесмен, организатор с подролями орг-проектировщика и лидера, орг-архитектор, администратор) по отношению к предприятию как системе оказываются примерно теми же, что роли инженера (визионер, разработчик с подролями проектировщика и технолога производства, архитектор, инженер платформы разработки) по отношению к целевой системе, и это позволяет излагать знание о менеджменте много проще, чем подход «с нуля», без использования знаний системной инженерии. Это можно увидеть и на примерах других систем. Скажем, если личность понимать как набор самых разных мастерств, реализуемых агентом (человеком или даже роботом с AI), то научение человека или робота чему-то новому (например, усилить врождённый интеллект путём образования методам интеллект-стека) оказывается инженерией личности. И мы видим там те же роли, что и в инженерии «железа» или «софта», что и в менеджменте: культуртрегер (аналогично бизнесмену, визионеру), автор курса (аналогично организатору, разработчику, включая подроли методолога как аналога орг-проектировщика и проектировщика, методиста как аналога технолога производства и лидера), тьютор или архитектор учебной программы (как аналог архитектора и орг-архитектора), деканат (аналог администратора, инженера платформы разработки).

Так что системная инженерия в современном её понимании – это изменение мира к лучшему, во всём его разнообразии систем. Труд оказался просто разными изводами инженерии самых разных систем. Труд и понимался обычно не только как «тяжкий труд» со стороны трудящихся, но как изменение мира к лучшему со стороны потребителей продуктов труда. Раньше труд был связан с сельским хозяйством, затем инженерным «заводским» изменением на уровне косного вещества, которое не «оживлялось» компьютерами, вспомните «уроки труда» в школе пятидесятилетней давности, где нужно было изготовить табуретку или выточить деталь на токарном станке.

Теперь ограничение на тип систем, ассоциируемых как продукт труда оказалось снято. Труд, практика, деятельность, инженерия, даже культура и стиль как метод/способ выполнения работы (то есть изменения состояния физического мира) – всё оказалось более-менее синонимами, если использовать эти слова безмасштабно, для всех возможных системных уровней. Хотя у каждого слова и есть какие-то свои оттенки смысла, мы их рассмотрим в курсе дальше. Подробное рассмотрение труда как поведения по какому-то паттерну (методу/культуре/практике) интеллектуального агента как системы-создателя какой-то целевой системы-продукта посвящён отдельный курс «Методология». В нашем курсе «Системное мышление» мы главным образом будем рассматривать целевую систему, но не системы-создатели в их графе создания, где одни создатели создают и развивают других создателей. Системы-создатели с их графами создания будут рассмотрены подробно в курсе «Методология», методы создания и развития систем-продуктов в их самом общем виде в курсе «Системная инженерия», методы программирования интеллектуальных создателей на выполнение каких-то методов работы (то есть обучение агентов этим методам) – в курсе «Инженерия личности», системы-создатели из людей и машин (организации) – в курсе «Системный менеджмент».

Системной инженерии как универсальному нормативному («как надо делать», норма инженерной работы) методу работы тоже будет посвящён отдельный курс. И по инженерии личности тоже есть отдельный курс. При этом курсы «Системной инженерии», «Системного менеджмента», «Инженерии личности» основаны на материале курсов «Системное мышление» и «Методология», что позволяет им быть структурированными схожим образом. Один раз рассказывается, как что-то сделать, это всегда в общих чертах будет одинаково (спроектировать, изготовить, эксплуатировать – и повторять это в бесконечном цикле развития) – а дальше можно рассказывать только некоторые особенности, отличающие инженерию разных типов систем. Один раз выучить, использовать всегда!

Самое современное из по факту уже устаревших определений системной инженерии дано в Guide to the Systems Engineering Body of Knowledge (руководство по корпусу знаний системной инженерии) в 2023 году, «Системная инженерия – это трансдисциплинарный подход и средства создания воплощения успешных систем. Успешные системы должны удовлетворять нужды их клиентов, пользователей и других проектных ролей»49. В глоссарии этого руководства даны и другие определения, например определение от почётных членов (Fellows) INCOSE 2019 года: «трансдисциплинарный и интегративный подход создания успешных воплощения, использования и вывода из эксплуатации инженерной системы, использующий системные принципы и понятия, и научные, технологические и менеджерские методы работы»50. В этих определениях можно подчеркнуть:

• Успешные замысливание, воплощение, использование и вывод из эксплуатации инженерной системы в физическом мире, с учётом множественности версий непрерывно развиваемой системы – это и есть системная инженерия как особый «метод работы»/«вид труда»/деятельности, способ/культура/стиль/практика работы (а в уникальных вариантах, который был выбран для конкретного проекта – стратегия). Слово «успешные» (successful) тут крайне важно, и имеет не бытовое, а терминологическое специальное значение. Термин «успешный» означает, что проект учитывает ролевые предпочтения (это тоже термин из системного подхода, мы рассмотрим его подробней в следующих разделах курса) как затрагивающих систему агентов, так и затрагиваемых системой и её проектом агентов. Абстрагируемся пока от того, люди ли эти агенты, или AI, и организованы ли эти люди и AI в какие-то организации, или даже общества, не будем пока разбираться с многоуровневостью агентов по иерархии отношений частей-целых этих агентов. Если ролевые (то есть диктуемые какими-то прикладными методами работы) предпочтения всех этих агентов в ролях заказчиков, плательщиков, пользователей и других (интересы/предпочтения вредоносных ролей, например, воров, учитываются с обратным знаком) учтены, то это и будет «успех». Тем самым успех тут определяется не бытовым, или финансовым, или экологическим, или ещё каким образом, а именно через приемлемость результата проекта для множества агентов-в-ролях, успех определяется как «мы в проекте договорили всех, все довольны». «Договорили всех», кстати, более сильная формулировка, чем «договорились со всеми». Ибо если эти «все» не договорились между собой, то наша договорённость со всеми разваливается, поэтому надёжней договорить всех (включая себя), то есть заняться также организационной работой, а не только собственно инженерной работой. Собственно, это и было новацией второго поколения системного подхода: агенты-создатели (тогда – люди и их организации, сейчас включаем и AI) как надсистемы целевой системы (потребности от них), так и целевой системы (инженерная команда проекта) не менее важны, чем создаваемая ими целевая система.

• Термин «системы» используется в очень специальном значении: это «системы» из системного подхода, а не бытовое слово для «каких-то сложных объектов». Для системной инженерии слово «система» примерно то же, что «физическое тело» для ньютоновской механики – если вы сказали про компьютер «физическое тело», то это автоматически влечёт за собой разговор про массу, форму, объём, потенциальную энергию, модуль упругости, температуру и т.д., но уж никак не цену и не быстродействие самого компьютера. Если вы сказали «система» про компьютер, то это автоматически влечёт за собой разговор про системные уровни, задействованные в работе над созданием и развитием компьютера (транзисторы, микросхемы, печатные платы, компьютер в сборе – от компьютера идём вниз, к частям) и с готовым компьютером (обустройство рабочего места, установка и использование разнообразного софта, от физической границы компьютера вверх, к надсистеме) роли разных агентов и их ролевые предпочтения в важных характеристиках компьютера (concerns), и дальше разговор идёт про концепцию использования, концепцию системы, архитектуру, непрерывную разработку системы и т. д. В нашем курсе все эти понятия будут подробно рассмотрены.

• Трансдисциплинарный и интегративный/междисциплинарный подход – системная инженерия как метод претендует на то, что она работает со всеми остальными прикладными инженерными методами (впрочем, не только инженерными). Трансдисциплинарность (transdisciplinary) означает внешнесть/«потустороннесть» по отношению к самым разным другим дисциплинам (а в нашем случае ещё и другим методам, основанным на этих дисциплинах/теориях/знаниях), а не нахождение в одном ряду, «между» другими дисциплинами. Трансдисциплинарность – это очень сильное заявление, оно означает, что системная инженерия входит во множество самых разных других прикладных методов, она не «равнопредставлена» с ними, а используется прямо внутри рассуждений в рамках прикладных методов. В INCOSE, откуда взято это определение системной инженерии, ничего не говорят про интеллект-стек, но имеется в виду именно то, что системная инженерия входит как метод в сам интеллект-стек, а не является прикладной дисциплиной за его пределами. Системная инженерия в силу своей трансдисциплинарности может «в одну упряжку впрячь коня и трепетную лань». Например, системная инженерия сопрягает людей и AI в ролях инженеров-механиков, баллистиков, криогенщиков, психологов, медиков, астрономов, программистов и т. д. в проектах пилотируемой космонавтики, которые с использованием системноинженерных понятий координируют свои работы в этих сложнейших проектах. Междисциплинарность подхода системной инженерии как раз и означает, что использование метода системной инженерии делает возможным объединение труда множества людей, работающих по самым разным прикладным методам. Сегодня становится понятным, что важнейшей характеристикой трансдисциплинарного знания является его безмасштабность как приложимость к системам любого размера/масштаба/системного уровня, от молекул до человечества с его техносферой в целом, а ещё и выход на бесмасштабность во времени, учёт техно-эволюции. И, конечно, трансдисциплинарность подразумевает неантропоцентричность, агентами могут быть не только люди/homo sapience.

• Слово «воплощение» (realization, «перевод в реальность») означает буквально это: создание материальной (физической, занимающей место в пространстве-времени, т.е. вещественной/материальной) успешной системы. Речь идёт об изменении физического мира, дело не ограничивается только проектированием и другой информационной работой, проект выходит в физическую реальность и меняет её. При этом, как любят заметить физики, «человек-математик и человек-астрофизик – это тоже вещественные объекты, физические системы». Это же замечание относится и к человечеству в целом: оно вполне физично. Так что инженерам можно ставить задачи по изменению человечества, вместе с его техносферой. Вопрос только в том, можно ли потом эти поставленные задачи выполнить, но в физике это не запрещено, значит о таком можно думать. Например, поставить задачу невымирания человечества на ближайший период от десяти тысяч лет, а там посмотрим.

• Использование принципов и понятий системного подхода говорит само за себя. Не используются эти понятия – не системная инженерия, а какая-то другая!

• Методы работы системная инженерия берёт не только научные, но и технологические (полученные методом проб и ошибок), и даже менеджерские (но не, например, религиозные). В курсе «Системная инженерия» разбирается вопрос, научна или не научная системная инженерия, и там даётся ровно такой ответ: научна и не научна одновременно. С одной стороны, не отвергаются никакие достижения науки, они сильно облегчают жизнь инженерам. Но если к средневековому инженеру придут с просьбой построить мост через речку, а он ответит, что сопромат изобретут через триста лет, и поэтому он не будет строить мост, «это ненаучно»? Это пример Billy Koen, который чётко говорит, что инженерия не сводится к использованию «научных знаний», но сама она развивается вполне в соответствии с тем, как развивается наука: есть догадки по тому, что представляют собой лучшие методы системной инженерии, а затем эти догадки критикуются, и пережившие эту критику догадки как раз и являются современной версией системной инженерии. Методам мышления о методах работы в инженерии («железа», «софта», живых систем, AI, личностей, сообществ – неважно) посвящён курс «Методология».

По-английски «системная инженерия» – systems engineering, хотя более ранние написания были как system engineering. Правильная интерпретация (и правильный перевод) – именно «системная» (подразумевающая использование системного подхода) инженерия, а не инженерия систем (engineering of systems) – когда любой «объект» обзывается «системой», но не используется системный подход во всей его полноте. Под инженерией систем51 (например, control systems engineering, manufacturing systems engineering) понимаются обычные инженерные специальности, там легко выкинуть слово «система», которое лишь обозначает некий «научный лоск». Предметные/прикладные (не системные) инженеры легко любой объект называют «системой», не задумываясь об осознанном использовании при этом системного мышления, то есть не используя системный подход и не согласовывая предпочтения самых разных проектных ролей в важных характеристиках системы и характеристиках проекта её создания. В самом лучшем случае про систему предметные инженеры скажут, что «она состоит из взаимодействующих частей» – на этом обычно разговор про «систему» и «системность» заканчивается, он не длится больше двадцати секунд, понятие «система» тут означает примерно то же самое, что «система» в классической физике. Занимающиеся «инженерией систем» очень полезны и нужны, но они не системные инженеры.

А вот из системной инженерии квалификатор «системный» без изменения смысла понятия выкинуть нельзя. Неформально определяемая системная инженерия – это инженерия с системным мышлением в голове (а не любая инженерия, занимающаяся объектами, торжественно поименованными системами просто для добавления указания о сложности этих объектов и научности «как в физике» в их описании).

Справедливо будет сказать, что любая инженерия, которая начинает опираться на знание фундаментальных методов интеллект-стека, становится системной инженерией. Это верно даже по отношению к инженериям, традиционно таковыми не считаемым (те же менеджмент, или медицина, или образование детей). Все они по факту становятся «системными», если ими занимаются по методам современного интеллект-стека, даже если в явном виде слово «системный» к этим инженериям не приписывать и слова «инженерия» не говорить. Вопрос только в том, насколько современная версия как системного подхода, так и остальных положений из фундаментальных теорий/дисциплин методов интеллект-стека используется в каждом конкретном случае. Два разных врача могут использовать очень разные версии интеллект-стека, поэтому один может быть едва системен и рационален в своей работе (по факту это будет не врач, а знахарь), а другой проявлять и рациональность, и системность на уровне не хуже специально обученного системного инженера киберфизических систем.

Интегральность/целостность (полнота охвата всех частей целевой системы согласованным их целым, многоуровневое разбиение на части-целые), трансдисциплинарность (использование самыми разными дисциплинами рассуждений системной инженерии), безмасштабность – это ключевое, что отличает системную инженерию от какой-то прикладной инженерии.

При этом из инженерии уже успела исчезнуть отдельная роль системного инженера: как врача-гинеколога и врача-дантиста сегодня не путают, но признают, что они врачи, так и у системных инженеров не путают разработчиков (с подролями проектировщика и технолога производства) и архитекторов, и даже признают, что у них «продуктивный конфликт ролей». Но принято говорить, что самые разные роли в инженерии (она вся по факту системная сегодня) считают ролями «системных инженеров», если агенты в этих ролях занимаются всей системой в целом в разбиении на много уровней вниз и вверх от границы системы, а не только отдельными частями системы или только отдельными прикладными инженерными (теплотехника, электротехника) или прикладными менеджерскими (операционный менеджмент, орг-проектирование и лидерство в отличие от полноценной инженерии организации) методами работы.

Системная инженерия как отдельный метод/способ работы с «системой в целом» поначалу применялась главным образом для борьбы со сложностью аэрокосмических проектов, и она была там крайне эффективна. Для того, чтобы маленький проект уложился в срок и бюджет, нужно было на системную инженерию потратить 5% проекта, что предотвращало возможный рост затрат проекта на 18%. Для средних проектов на системную инженерию оптимально тратить было уже 20% усилий всего проекта, но если не тратить – возможный рост затрат проекта был бы 38%. Для крупных и очень крупных проектов оптимальные затраты на системную инженерию оказались 33% и 37% соответственно, и это для того, чтобы предотвратить возможный рост затрат проекта на всяческие переделки плохо продуманного 63% и 92% соответственно52. Сейчас системная инженерия не выделяется отдельно от прикладной инженерии, ибо от всех прикладных инженеров тоже требуют понимания того, что происходит с системой в целом, их тоже учат системной инженерии.

Системная инженерия с её методами/культурой документирования всех решений по координации труда самых разных агентов в простых небольших проектах «на одного человека» почти не даёт эффекта (там всё хорошо продумывается «в уме» и не требует особых методов мышления, не требует многочисленных согласований важных характеристик системы и проекта). Но в сложных и очень крупных проектах системная инженерия оказывается необходима: без системного мышления в таких коллективных больших проектах допускаются ошибки, которые потом оказывается очень дорого переделывать. Без системного мышления согласно упомянутым в предыдущем абзаце исследованиям сталкиваться со сложностью выйдет чуть ли не вдвое дороже за счёт дополнительной работы по переделкам допущенных ошибок.

В результате системным инженерам, которые догадались в инженерных проектах использовать системное мышление ещё в прошлом веке, удалось выполнить сверхсложные проекты – например, они в 1969—1972 году отправили на орбиту вокруг Луны 24 космонавта, а по самой Луне пешком ходили 12 человек53. Да что там пешком, рекорд скорости по Луне на луномобиле составил 18.6 км/час, при этом люди уезжали от ракеты на Луне на расстояние больше 7 километров!