Полная версия
Системное мышление 2024. Том 2
Системное мышление помогает агентам (в том числе людям) договориться друг с другом о своих действиях, и прежде всего договориться о том, какая система их интересует, какая система является целевой, каковы границы (что входит, а что не входит в состав) целевой системы. Так что системное мышление – коллективное мышление, а не мышление одного агента, оно предполагает договорённости о предмете деятельности, то есть о целевой системе. Целевая система не ваша::агент, не какой-то одной роли, она общая для команды проекта, и о ней команда договаривается (в том числе в договорённостях участвуют и внешние проектные роли). Конечно, можно вообразить и задействование системного мышления одним агентом, но этому агенту придётся выполнять множество самых разных ролей, поэтому он не сможет задействовать разделение труда – высокую квалификацию в выполнении отдельных ролей. Создание сложных систем потому и возможно, что системное мышление позволяет договориться разным агентам, каждый из которых обладает высоким мастерством выполнения разных ролей – визионеров, проектировщиков, архитекторов, инженеров производственной платформы и т. д.
Целевая система обычно мыслится на момент времени её использования (operations, эксплуатации, функционирования, работы) уже в готовом виде, когда она взаимодействует со своим окружением/средой/environment и играет в этом окружении свою роль/выполняет функцию. То есть «самолёт» мыслится, когда он летит, «компьютер» – когда он считает, «мастерство» – когда выполняется работа по методу этого мастерства. Целевая система во время её создания всё-таки ещё не в том состоянии, когда она что-то делает, выполняет функцию. При создании системы мы больше думаем о функциях создателей по отношению к изменениям состояния частей будущей целевой системы, эти части меняют свои состояния и в ходе производства собираются в готовую систему, это всё «время создания». А когда думаем про целевую систему и системные уровни – это время использования/эксплуатации/функционирования/работы целевой системы.
На рисунке представлена системная (по отношениям композиции) иерархия с тремя системными уровнями, системы показаны кружками, стрелки с ромбиками показывают отношения композиции/разбиения/состава/часть-целое, целевая система показана как система 2:
Система, в состав которой входит целевая система, называется надсистема. На рисунке это система 1. Часы будут надсистемой для шестерёнки, молекула – надсистемой для атома. Целевая система имеет свою функцию (поведение с ожидаемыми результатами) в надсистеме, её функция позволяет надсистеме проявить в конечном итоге эмерджентное свойство, т.е. выполнить функцию надсистемы. Функция показа времени у часов как целевой системы в интерьере как надсистеме помогает интерьеру быть удобным для проживания.
Помним, что все системы определяются прежде всего по их функции в надсистеме, они в надсистеме играют какую-то роль. И надсистема – тоже система, ей нужно выполнять свою роль в над-надсистеме (просто на картинке эта над-надсистема не показана, но она всегда есть!).
Если целевая система шестерёнка, то шестерёнка используется в часах (входит в состав работающих часов как надсистемы), её роль «передатчик движения», назначение/функция::поведение – передача (для функций используем отглагольные существительные) в надсистеме-часах движения на стрелки так, чтобы часы могли показывать время, т.е. надсистема (часы) могла «выполнять своё назначение»/функционировать/«выполнять свою функцию»/«выполнять свою роль»/работать.
Все системы в момент эксплуатации целевой системы, которые не входят в целевую систему, называются системами в окружении (environment, среда, operation environment, рабочая/эксплуатационная среда, рабочее/операционное окружение – термин «окружение» предпочтительней, поскольку подчёркивает центральную роль целевой системы, а термин «среда» не подразумевает какого-то явного центра). Окружение – это всегда в момент работы готовой системы.
Когда целевую систему (впрочем, и подсистему, и надсистему) создают, там будет другое рассмотрение: в центре будут какие-то из систем создания, а будущие системы находятся в неработоспособном ещё состоянии «сырья», «полуфабриката». На картинке системы создания (условно изображены как оргзвено из людей) изображены отдельно от иерархии системного разбиения, это ведь вообще другое время (время создания, а не время использования/эксплуатации/функционирования/работы целевой системы, её подсистем и её надсистемы).
Частая ошибка – это считать, что системы создания (enabling systems, constructor systems) находятся в системном окружении. Нет, они не входят в системные уровни той иерархии по отношению «часть-целое», к которой принадлежит целевая система. Отношение их с целевой системой (и другими системами обсуждаемых системных уровней, то есть надсистемой, подсистемами) – отношение создания (на диаграмме оно не показано).
На рисунке одна из систем в окружении (этих систем множество!) – система 3. Например, для шестерёнки в часах таким окружением будут стрелки, тоже входящие в состав часов. А ещё в окружении могут быть какие-то системы, даже не входящие в состав надсистемы, но без которых трудно обсуждать работу/функционирование целевой системы – хотя они входят в какую-нибудь над-над-надсистему. Например, солнце, нагревающее часы и тем самым влияющее на шестерёнку (при нагреве она может поменять свои размеры, что может оказать влияние на основное поведение – точно передавать движение, что далее оказывает влияние на поведение надсистемы – точный показ времени). Окружение – это системы из состава надсистемы, над-надсистемы и т. д. Главное, что окружение – это вовне границ целевой системы и речь идёт о моменте, когда система работает и выполняет свою функцию (а не когда она задумывается, изготавливается, испытывается).
Заправочная станция для целевой системы такси, входящего в состав таксопарка как надсистемы – это система в окружении. Дорога для едущего по дороге такси – это система в окружении. Повторимся: совершенно необязательно, чтобы система в окружении была именно подсистемой надсистемы, «смежником» для целевой системы. Хотя иногда все другие (кроме целевой системы) подсистемы надсистемы для целевой системы выделяют специально, называя ближним окружением, а за пределами надсистемы системы называя дальним окружением. Для автомобильного мотора в составе автомобиля как надсистемы салон автомобиля и его колёса – ближнее окружение, это подсистемы автомобиля. А вот дорога и палящее солнце – это системы из дальнего окружения).
Подсистема – какая-то часть системы. В системном мышлении подсистемы в момент их использования рассматриваются главным образом как роли, функциональные объекты, причём только после рассмотрения окружения и определения функции целевой системы в окружении – ибо пока мы не понимаем, что должна делать целевая система, какую функцию/поведение она несёт в окружение, мы не можем ничего сказать про её состав и уж тем более не можем обсуждать конструкцию (какие там конструктивы, задействованные во время создания, играют роли выделенных подсистем). На рисунке пример такой подсистемы целевой системы показан под номером 4.
Проблема в том, что целевой системой для разных проектов может стать любая, которая будет проявлять интересную для них эмерджентность, нужный для них системный эффект. И тогда все остальные виды систем будут определяться по-другому. Скажем, если целевой системой в каком-то проекте объявить систему 4, то система 2 будет в этом проекте её надсистемой. И если все в том проекте договорились, что целевой системой будет система 4, то так тому и быть – именование разных систем в том проекте будет другое, хотя состав систем в системной иерархии будет одним и тем же. Если какая-то фирма делает интерьеры, то они в ней будут «целевая система», а если интерьерные часы – то «целевая система» – они, а если массово изготавливает шестерёнки (в том числе и к часам) – то «целевой системой» будет шестерёнка. И все разговоры будут крутиться вокруг целевых систем. А как же взаимодействие между проектами? Придётся договариваться: участники этих трёх проектов друг для друга будут «внешними ролями». При этом общения между проектом интерьера и проектом изготовления шестерёнок не будет, а вот часовщикам придётся общаться и с заказчиками – интерьерной фирмой, и с поставщиками – фирмой по изготовлению шестерёнок.
⠀
Форматы описания системных уровней
Системные уровни состоят из иерархии по отношению часть-целое/composition. Эти иерархии вроде как удобно изобразить картинкой графа-«дерева», вроде той, которую мы только что обсуждали в связи с именованием систем по отношению к целевой системе. Для иллюстративных целей это подходит, для работы – нет. Графические модели крайне неудобны в редактировании, в изменении. При разработке системных разбиений, их согласовании в команде проекта вам нужно будет быстро (это ключевое) менять варианты системного разбиения. Для этого мы предлагаем использовать «аутлайн», текстовое представление дерева иерархии, где каждый уровень представляется отступом.
Вот предыдущая картинка как аутлайн, проставлены те же цифры, что и на картинке:
• Надсистема (1) ○ Система в окружении ○ Система в окружении (3) ○ Целевая система (2) ■ Подсистема ■ Подсистема (4) ■ подсистема
Конечно, эти именования (как и любая терминология) более-менее условны. Так, в ТРИЗ надсистема так и называется – надсистема, а англоязычные системные инженеры обычно слово «надсистема» не говорят (очень редко не-инженеры говорят suprasystem, но не supersystem), хотя и говорят «подсистема» (subsystem).
В основополагающем стандарте системной инженерии ISO 15288:2023 вообще не говорят обо всех этих видах систем, подчёркивая их одинаковость: различают только целевую систему (system-of-interest) как вершину системного разбиения. «Выше по системным уровням» идут сразу «системы в окружении», которые рассматривают вообще отдельно, включая саму надсистему. В составе целевой системы в этом стандарте только системы (если у этих систем будут части) и системные элементы (elements, если было принято решение не рассматривать их части, а только ограничиться существованием этих системных элементов как целых, являющихся частями их надсистем).
Дадим эту картинку как многоуровневый список/аутлайн, заодно переведя на русский:
• Целевая система ○… ○ Система ■ Система • Элемент системы • Система ○ Элемент системы ○ Элемент системы ○ Элемент системы ■ Элемент системы ■ Система • Элемент системы • Элемент системы ○ Система ■ Элемент системы ■ Элемент системы ■ Система • Система ○ Элемент системы ○ Элемент системы • Элемент системы • Элемент системы ○ Элемент системы ○…Картинка и текст тут примерно одинаковой наглядности, ибо представлено очень немного элементов в системном разбиении. Теперь представьте, что нужно изобразить 500 элементов (масштаб проблемы: в авиалайнере или ледовой буровой платформе 5—6 миллионов элементов). Диаграмма-картинка сразу будет помещаться только на многих сложно сопоставляемых друг с другом страницах, она не влезет ни на один компьютерный монитор, а если её бить на части, будет абсолютно нечитаема. Правки в этой диаграмме будут очень долгими и многие правки будут вести к ошибкам.
Текстовый вариант с аутлайном легко править, он легко вытягивается в просто «длинный текст» (люди привыкли работать с многостраничными текстами, используя скроллирование), длинные имена свободно помещаются в строку (даже ещё можно и комментарии давать!). Так что используйте для работы с системными разбиениями аутлайны/outlines/«nested lists»/«многоуровневые списки».
Альтернативный способ – это использовать явную нумерацию уровня как отдельный элемент списка. Вот та же структура, что в предыдущем списке, только представлена в табличной форме (например, Excel таблице). Целевая система как целая при этом в нашем варианте представления не имеет кода, а число позиций в коде – это системный уровень (1.3.1.1. – это будет четвёртый уровень, если целевая система на нулевом уровне. Как ни печально, но в стандарте ISO 15288 на картинке опечатка в нумерации уровней, четвёртый уровень показан как пятый!)
Конечно, в этом примере таблицы «система» и «элемент системы» – это типы (из мета-мета-модели, типы важных объектов системного подхода) тех объектов, которые будут заданы в таких таблицах или типами мета-модели «из учебника предметной области», или даже типами мета-модели предприятия, или даже для конкретного экземпляра системы – именами конкретных физических объектов. То есть в таблице будет стоять не «система», «система», «система», а для автомобиля «шасси», «левое колесо», «двигатель», для парусника «корпус лодки», «мачта», «грот» и т. д.
Каждый раз используйте перевод графических представлений в иерархии, а иерархии представляйте затем в таблицах – иначе вы не справитесь с сопровождением, не сможете вносить многочисленные изменения. Форматы должны быть удобны не для «представления», а изменения: описания систем (в том числе описание системных разбиений) – это предмет непрерывных переговоров в команде проекта, а поэтому – предмет непрерывных изменений. Форматы подгоняются под удобство изменений, всяческая «наглядность» простых примеров «из учебника» и «из стандарта» не должна отвлекать: учебники и стандарты вам не надо менять, изображения из них вам не надо разбивать на много страниц. Используйте табличные представления (в том числе и для работы с системными разбиениями), это будет удобно.
Системные уровни в системной инженерии.
Пример вычислительной техники
В современной вычислительной технике легко насчитать десяток системных уровней. Вот пример выделения этих уровней от нижних к верхним для классических компьютеров (их больше, тут приведён только пример мышления об этих уровнях, разные производители могут выделять их по-разному для разных проектов):
1. Чистые материалы (кремний и тщательно дозированные его «загрязнения», дающие эффект полупроводимости).
2. Части транзистора (исток-сток-затвор).
3. Полевой транзистор и межтранзисторные соединения.
4. Логические элементы (состоят из нескольких связанных транзисторов).
5. Арифметически-логические устройство/вычислительное ядро, память и прочие части процессоров и разных видов памяти.
6. Процессоры/чипы: общего назначения (CPU), графических/матричных вычислений (GPU), сетевой коммутации между процессорами, оперативной памяти.
7. Компьютерные платы с процессорами и памятью, внешними устройствами (например, твердотельными накопителями).
8. Компьютерный рэк с несколькими компьютерными платами, связным оборудованием ввода-вывода, системой питания и охлаждения. Связные кабели.
9. Серверная стойка для нескольких компьютерных рэков с питанием и охлаждением.
10. Поды (pods) из нескольких связанных друг с другом серверных стоек.
11. Датацентр из нескольких «подов», в его состав может входить даже робот телеприсутствия с видеокамерой для наблюдения ночью. Суперкомпьютер уровня датацентра (по состоянию на июнь 2020 седьмой в мире по мощности) мог быть уже несколько лет назад собран за 3.5 недели всего 6 инженерами22.
Чистые материалы в масштабах частей транзистора имеют размеры, сравнимые с размерами атомов (ориентир в 2023 году был 1 нанометр для выпуска к 2030 году, хотя речь идёт не совсем о физических размерах транзисторов23). Датацентры с суперкомпьютерами сегодня – это десятки тонн оборудования, сотни кубометров по объёму. Инженеры организуют своё мышление вокруг системных уровней: системы на каждом из этих уровней состоят из частей нижележащего уровня и сами являются частью систем более высокого уровня. Системы каждого из системных уровней разрабатываются инженерами, умеющими решать проблемы этих уровней. Вместе все эти уровни дают мощность вычислений, которую нельзя получить, используя редукционистский подход, «суперкомпьютер прямо из чистых материалов» и даже «суперкомпьютер из транзисторов».
Совершенно необязательно называть системы на всех этих уровнях «система», «система транзистор», «система серверная стойка». Система – это тип объекта. Мы можем «приговаривать» к каждому слову его тип, но это будет звучать странно. Мы не говорим «процесс летит система самолёт», мы говорим «летит самолёт». Мы не говорим «система центральный процессор в составе системы компьютера», мы говорим «центральный процессор в компьютере». Это не убирает факта, что мышление инженеров вычислительной техники системно, их деятельность организована вокруг системных уровней вычислительной техники, этих системных уровней много, только в нашем сверхупрощённом примере этих уровней одиннадцать.
Приём опускания типа «система» (включая разнообразие видов систем – целевая, надсистема, подсистема, система в окружении, далее будет ещё и система создания) важен, если вы разговариваете с людьми, не знакомыми с системным мышлением. Для коллеги, который знаком со стандартами системной инженерии и менеджмента, или хотя бы проходил наш курс, будет уместно сказать «X – это целевая система», что эквивалентно X::«целевая система». Для других людей лучше сказать «X» или «целевой X» или даже «важно учитывать X», но слово «система» как принадлежность к типу лучше произнести в уме, если собеседник незнаком с этими типами. А вот для собственного мышления принадлежность к типу нужно отслеживать обязательно!
Успехи сегодняшней вычислительной техники достигаются именно многоуровневой организацией компьютеров – как от уровня компьютерного чипа вплоть до частей транзистора, так и от уровня «компьютера в сборе» (рэка для датацентра) до уровня датацентра в целом. Это ровно тот же рост сложности, какой происходит в биологической эволюции, и он регулируется теми же закономерностями24. Успехи электроэнергетики, ракетостроения, транспортного машиностроения, вообще инженерии в целом – они достигаются точно так же, многоуровневой организацией их целевых систем, а также многоуровневой организацией систем-создателей (скажем, завода по производству полупроводниковых чипов, завода по производству ракет и т.д.).
Разделение труда людей проходит по линии разных видов систем, но ещё и разных системных уровней одного вида систем, ибо системы разных уровней создаются/construct/enabling разными «методами работы»/«видами практик»/«содержанием труда» самых разных создателей/constructors/«enabling systems»/ «систем создания» в самых разных ролях.
Инженер, разрабатывающий и производящий чистые материалы для полупроводниковой промышленности, существенно отличается по своим знаниям от знаний инженера по производству полупроводниковых чипов методом литографии. Ещё и мастерство разработки и производства будут различаться настолько, что ими будут заниматься разные предприятия (одни только разрабатывают, другие только производят – и специализация людей-инженеров этих предприятий разная). Это и есть разделение труда. Мастерство этих инженеров, выпускающих чистые материалы, инженеров, которые выпускают из них чипы (интегральные микросхемы) существенно отличается от мастерства инженеров, проектирующих компьютерные рэки и производящих эти рэки. Но все эти разные виды инженеров-технарей и менеджеров как инженеров организаций договариваются друг с другом о том, как из систем более низкого системного уровня изготавливаются системы более высокого, более сложного уровня – включая организацию менеджерами предприятий, которые всем этим займутся.
Системное мышление позволяет не потерять внимание в этих сложных коллективных переговорах по поводу создания и модификации многоуровневых инженерных систем и сложной сети предприятий, которая эти системы производит. Не будет забыт ни один сток транзистора, ни один вентилятор в рэке, ни один кабель в датацентре, ни одно подразделение, этими системами занимающееся, ни один вид оборудования в этих подразделениях, ни одна категория клиентов, ни одна категория поставщиков, ни один закон тех обществ, где всё это должно заработать и наносить непоправимую пользу самым разным агентам-собственникам самых разных систем.
Моделирование: системные уровни
Отмоделируйте системные уровни какой-то вашей рабочей системы таблично (используйте индексы, например 1.1.3.6 для четырёх уровней). Начните обязательно с надсистемы вашей системы, сама ваша система должна быть не на верхнем уровне, а на втором или даже третьем сверху. Проставьте отметки «да» прохождения простейшего чеклиста на правильность моделирования – это две колонки «Материальность» и Отношение «часть-целое» с системой предыдущего уровня» (если отметка в этих колонках «нет», надо будет исправить модель, так, чтобы отметка стала «да»).
4D системность: паттерны в пространстве-времени, ритмы
Системность – она всегда 4D системность, при этом в 3D у нас системные уровни соответствуют разным масштабам частей традиционно понимаемой физической системы по их размерам (длины – парсеки, метры, нанометры), а повторяемость/patterns описывается формами/shapes. Переходя к 4D, во времени мы тоже говорим о системных уровнях: масштаб времени задаётся «размером» во времени (длительности – миллиарды лет, минуты, фемтосекунды), а повторяемость/patterns описывается ритмами/rhythms/cadence.
Системная ритмика25 – смотрим не только на классически понимаемый музыкальный и танцевальный «ритм», но и выходим на другие уровни рассмотрения в музыке и танцах: cadence на уровне такта (несколько секунд) и на уровне музыкальной/танцевальной фразы (десяток секунд), крупные формы на уровне произведения (например, запевы-припевы в песнях, кульминации-развязки танцевального перформанса – до минуты), на уровне альбома/концерта или вечеринки – уровень «сета» (двадцать-сорок минут), «большой концертной формы» (это забытый в музыке после старта стриминговых сервисов уровень, где тоже складывается какая-то ритмика движения какой-то идеи размером где-то в полчаса-час, осталось сегодня это только в виде выкладывания сетов диджеев на mixcloud26). Дальше могут идти в музыке и танцах более крупные ритмы – регулярные танцевальные вечеринки и филармонические абонементы (еженедельно и ежемесячно), регулярные фестивали (ежегодно).
В самом ритме выделяем
• функциональные темпоральные части (роли в ритме) и
• конструктивные темпоральные части (из чего делаем, какие появления-снятия/onsets-offsets на каком движении у нас появляются – удары, или ноты, или жесты, или заседания научно-технического совета, или ежеутренняя чистка зубов).
Проще всего разбираться с этим там, где ритмы абстрактны и первичны: музыка и танцы, начиная с «тактового уровня» (у него и названия-то специального нет! Ритмика-по-бытовому игнорирует системность, в литературе по ритмике пока никакой системности, системность туда нужно привносить, это фронтир системной мысли. В какой-то мере это перекликается с текущими разбирательствами с паттернами разворачивания физики во времени, например, временны́ми кристаллами27).
Мультидансер::«вид/специализация роли танцора» танцует в значительном стилевом разнообразии. Мультидансер работает с системной ритмикой но ещё и с разными уровнями телесности (буквально: разными частями тела, телом в целом, телом в окружении, парой партнёров в окружении и т.д.), разворачивая это всё на разных уровнях ритма.
Одна из проблем обсуждения в том, что надо учитывать разницу референтных индексов (описание от первого лица – танцора, или от третьего лица – внешнего тренера или зрителя). Тело – это то, что воспринимается снаружи третьим лицом, сома – это тело, воспринимаемое изнутри. Поэтому для мультидансера ритмика не телесная, а соматическая.
Системная соматомеханика (биомеханика – это механика тела/body, как она воспринимается биологом «снаружи», а соматомеханика – это механика сомы/soma/организма) как раз даёт возможность обсуждать движение сомы, то есть движение тела, воспринимаемого и порождаемого изнутри. Конечно, системная соматомеханика работает для самых разных методов/способов/культур/стилей движения – фигурного катания, сидения за компьютером, плавания, борьбы, мультиданса (как раз метод, которым движется танцор-мультидансер). В синонимическом ряду в случае движений чаще всего используются при этом не термин «метод» или «способ», а «культура» и «стиль». Мультиданс при этом включает множество подстилей/субкультур танцевания.
